Ciclo de Milankovitch. Alterações climáticas globais. Influência da radiação solar no clima

Índice:

Ciclo de Milankovitch. Alterações climáticas globais. Influência da radiação solar no clima
Ciclo de Milankovitch. Alterações climáticas globais. Influência da radiação solar no clima
Anonim

Os ciclos de Milankovitch são uma das teorias com as quais os cientistas tentaram explicar a existência de glaciações na história da Terra. Essa hipótese também é chamada de orbital ou astronômica. Recebeu o nome do cientista climático iugoslavo Milutin Milanković. Apesar do grande número de contradições nesta teoria, ela formou a base da paleoclimatologia moderna.

Movimento da Terra

Como você sabe, a Terra gira em torno do Sol em uma órbita elíptica e em torno de seu próprio eixo. Este último também muda de posição devido à influência da gravidade da lua. O eixo da Terra tem um certo ângulo de inclinação, como outros planetas do sistema solar. Descreve um cone no espaço. Este efeito é chamado de precessão. Um bom exemplo de visualização dessa característica do movimento do planeta é a rotação de um pião.

Ciclos de Milankovitch - precessão
Ciclos de Milankovitch - precessão

O período de uma revolução completa em torno da circunferência é de cerca de 25.800 anos. O ângulo de inclinação do eixo também muda na faixa de 22,1-24,5° a cada 40.100 anos. Esse fenômeno é chamado de nutação.

Excentricidade, ouo grau de compressão da órbita da Terra durante a rotação do Sol muda ao longo de um período de 90.800 anos. Quando aumenta, o planeta se afasta da estrela e recebe menos radiação solar e, consequentemente, calor. Há também períodos em que a maior inclinação da Terra coincide com a excentricidade máxima. O resultado é o resfriamento global.

Perihilion e Aphelion

Como os planetas do sistema solar têm influência mútua entre si, o eixo da órbita da Terra ao se mover ao redor do Sol gira gradualmente na mesma direção do movimento orbital. Como resultado, o periélio é deslocado - o ponto da órbita mais próximo da estrela e do afélio - o ponto mais distante. Esses parâmetros afetam a intensidade do impacto da radiação solar - radiação térmica, eletromagnética, corpuscular. Em termos percentuais, essas flutuações são pequenas, mas afetam o aquecimento da superfície do planeta.

Astronomia, geofísica e climatologia são as ciências com as quais os cientistas procuram estabelecer a relação entre atividade solar, mudanças seculares na temperatura média anual e clima em geral, bem como entre outros fatores. Sua tarefa não é apenas determinar padrões naturais, mas também prever mudanças futuras que podem afetar significativamente a vida humana.

O que são os ciclos de Milankovitch?

Ciclos de Milankovitch - diagrama
Ciclos de Milankovitch - diagrama

O clima da Terra está mudando sob a influência de fatores antropogênicos e não antropogênicos. O segundo grupo inclui movimentos tectônicos de placas litosféricas,flutuações na radiação solar, atividade vulcânica e ciclos de Milankovitch. Eles descrevem o impacto das mudanças nos movimentos do planeta em seu clima.

Em 1939, Milankovitch apresentou pela primeira vez uma hipótese sobre a dependência cíclica das eras glaciais nos últimos 500 mil anos. Ele calculou a dinâmica das mudanças na radiação solar, que consiste em radiação eletromagnética e corpuscular, e explicou a causa da glaciação na era do Pleistoceno. Na sua opinião, consistia em alterar os parâmetros da órbita do planeta - a excentricidade, o ângulo de inclinação do eixo e a posição do periélio. De acordo com os postulados de sua teoria, as glaciações causadas por esses fatores se repetem em intervalos curtos e podem ser previstas.

Sua hipótese foi construída na suposição de que a atmosfera do planeta era transparente. Variantes de radiação solar (insolação) foram calculadas por ele para 65° de latitude norte. As seções obtidas no diagrama de insolação, correspondentes a quatro glaciações, correlacionaram-se bem com o esquema de glaciação alpino, construído pelos cientistas alemães A. Penk e E. Brückner.

Principais fatores e eras glaciais

Ciclos de Milankovitch - principais fatores
Ciclos de Milankovitch - principais fatores

De acordo com a teoria de Milankovitch, os três principais fatores orbitais listados acima normalmente deveriam agir em direções diferentes para que seu efeito não se somasse. A próxima era do gelo vem quando eles se somam e se reforçam.

Cada um deles determina a influência do Sol na Terra, na quantidade de radiação solar recebida por diferenteszonas do planeta. Se diminui no Hemisfério Norte, onde a maior parte das geleiras está concentrada, mais e mais neve se acumula na superfície a cada ano. O aumento da cobertura de neve aumenta a reflexão da luz solar, que por sua vez contribui para o resfriamento do planeta.

Este processo está aumentando gradualmente, o resfriamento global começa, outra era do gelo começa. No final de tal ciclo, o fenômeno oposto é observado. De acordo com dados científicos, o pico de resfriamento durante a última era glacial foi há aproximadamente 18.000 anos.

Influência da precessão

Os cientistas acreditam que o ciclo precessional é mais pronunciado nas glaciações do Hemisfério Norte. Agora está no período interglacial, que terminará em cerca de 9 a 10 mil anos. Nos próximos milênios, o nível do mar pode continuar a subir devido ao derretimento das geleiras. E em primeiro lugar, isso diz respeito à camada de gelo da Groenlândia - a segunda maior depois da Antártica.

No Hemisfério Sul, ao contrário, observa-se atualmente a época da "glaciação", mas como há muito menos terra aqui do que no Norte, esse fenômeno não parece tão brilhante.

Se o dia do solstício de inverno cair no afélio (ou seja, a inclinação do eixo de rotação do planeta na direção do Sol é máxima), o inverno será mais longo e mais frio, e o verão - quente e curto. No hemisfério oposto, ao contrário, há um longo verão frio e um inverno curto e quente. As diferenças na duração dessas estações são tanto mais perceptíveis quanto maisexcentricidade orbital.

Nutação

Ciclos de Milankovitch - nutação da Terra
Ciclos de Milankovitch - nutação da Terra

Nutação está associada a mais flutuações de curto prazo na posição do eixo da Terra. A maior magnitude da amplitude é 18,6 anos.

Nutation leva a uma mudança nos contrastes sazonais da radiação solar, mas sua quantidade anual permanece constante. O aumento da insolação no verão (clima mais quente e seco) é compensado pela sua diminuição no inverno.

Mudando a forma orbital

Ciclos de Milankovitch - periélio e afélio
Ciclos de Milankovitch - periélio e afélio

A distância da Terra ao Sol depende do alongamento da órbita do planeta. A diferença entre os pontos extremos é de 4,7 milhões de km. Na era da pequena excentricidade, o planeta recebe mais radiação solar, os limites superiores da atmosfera aquecem mais e vice-versa.

A excentricidade altera a radiação solar anual total, mas essa diferença é pequena. Durante o último milhão de anos, não ultrapassou 0,2%. O maior efeito ocorre quando a excentricidade máxima coincide com a maior inclinação do próprio eixo da Terra.

História das mudanças climáticas da Terra

Ciclos de Milankovitch - a história das mudanças climáticas da Terra
Ciclos de Milankovitch - a história das mudanças climáticas da Terra

Métodos modernos de pesquisa geofísica nos permitem descobrir como era o clima em nosso planeta centenas de milênios atrás. A temperatura é indiretamente estimada pelo número de isótopos de hidrogênio e oxigênio pesados. A taxa de aquecimento global está atualmente em torno de 1° por ano.

Nos últimos 400.000 anos, 4 eras glaciais foram registradas emTerra. Um aquecimento acentuado, que começou há cerca de 12 mil anos, levou a um aumento do nível do oceano em 50-100 m. Talvez esse fenômeno tenha sido descrito na Bíblia como o Dilúvio.

O aquecimento na era moderna é acompanhado por flutuações médias anuais de temperatura de 2-3 graus. Nas dependências construídas, observam-se s altos na temperatura da superfície do planeta, cuja duração não é superior a 1000 anos. Existem flutuações em um ciclo menor - a cada 100-200 anos em 1-2 °. Como os cientistas sugerem, isso se deve a flutuações na quantidade de metano e dióxido de carbono na atmosfera.

Falhas da teoria

Ciclos de Milankovitch - desvantagens
Ciclos de Milankovitch - desvantagens

Nas décadas de 60 e 70. No século 20, os cientistas obtiveram novos dados experimentais e calculados que divergiam do conceito de ciclos de Milankovitch. Ele contém as seguintes contradições:

  • A atmosfera da Terra nem sempre foi tão transparente quanto agora. Isso é confirmado por estudos de gelo na Groenlândia e na Antártida. Uma grande quantidade de poeira, presumivelmente associada à atividade vulcânica ativa, refletiu o calor solar. Como resultado, a superfície do planeta esfriou.
  • De acordo com a teoria de Milankovitch, as glaciações na Groenlândia e na Antártida ocorreram em diferentes períodos de tempo, mas isso está em desacordo com os dados paleontológicos.
  • Os resfriamentos globais devem ser repetidos em intervalos aproximadamente iguais, mas na verdade eles não foram nos períodos Mesozóico e Terciário, e no Quaternário eles se sucederam.

A principal desvantagem desta teoria é quebaseia-se apenas em fatores astronômicos, ou seja, a mudança no movimento da Terra. Na realidade, há muitas outras razões: variações no campo geomagnético, a presença de inúmeros feedbacks no sistema climático (o mecanismo de resposta de ressonância que ocorre em resposta a impactos orbitais), atividade tectônica (vulcanismo, atividade sísmica) e em recentes séculos, o componente antropogênico, ou seja, o impacto da atividade econômica humana na natureza.

Recomendado: