Циклы Миланковича

Из-за периодических изменений параметров своей орбиты Земля проходит через повторяющиеся ледниковые периоды.

В XIX веке геологи сделали неожиданное открытие: оказалось, что когда-то огромные арктические ледники наступили на сушу и накрыли почти всю Европу и Северную Америку. В частности, на оледенение этих зон указывают следующие два геологических признака. Представьте, что продвигающийся ледник действует наподобие бульдозера: он толкает перед собой грунт и обломки горных пород. Когда ледник достигает своего максимума и начинает отступать, груда оставшейся горной породы превращается в цепь холмов — это так называемые ледниковые морены. Вдобавок, при передвижении ледника движущийся (хотя и медленно) лед несет с собой куски горной породы. Если взглянуть на поверхность горной долины, образованной ледником, можно обнаружить на ней глубокие параллельные борозды. Происхождение этих царапин легко объяснить, если представить себе, что ледник с утопленной нижней частью передвигается по горной породе, действуя как напильник или наждачная бумага. Морены и царапины — яркие доказательства того, что когда-то здесь были ледники.

Вскоре после этого открытия стало ясно, что ледниковый период на Земле наступал не один раз. По-видимому, ледниковые периоды повторялись в прошлом через определенные промежутки времени. Почему так происходило, никто не мог объяснить вплоть до начала ХХ века, когда разрешить эту загадку взялся один выдающийся ученый. В своих мемуарах Милутин Миланкович рассказывает о том, как он пришел к мысли о причинах ледниковых периодов. Приятель Миланковича опубликовал сборник своих патриотических стихов, и они вместе отмечали это событие в кафе (молодые преподаватели Белградского университета могли себе позволить только кофе). Сидящему рядом богатому коммерсанту так понравились стихи, что он тут же купил десять экземпляров книги. Друзья заказали вина и стали праздновать по-настоящему. После первой бутылки Миланкович «вспомнил свои прежние достижения, которые теперь казались узкими и ограниченными». К концу третьей бутылки поэт уже собирался написать эпическую поэму, а Миланкович решил «постичь всю Вселенную и донести луч света до ее отдаленных уголков».

Во время Первой мировой войны Миланкович служил в генеральном штабе сербской армии. Он был захвачен в плен австро-венгерскими войсками и отбывал заключение в Будапеште. К счастью для Миланковича (и для науки), его коллеги из Венгерской академии наук создали ему условия для работы — под честное слово, что он не попытается сбежать. Он согласился и большую часть войны разрабатывал теорию периодичности ледниковых периодов.

Его объяснение связано с изменениями в земной орбите (теперь они называются «циклы Миланковича»). В соответствии с законом всемирного тяготения Ньютона (а также первым из законов Кеплера, описывающим траектории движения планет Солнечной системы), каждая планета вращается вокруг Солнца по эллиптической орбите. Кроме того, согласно закону сохранения момента импульса, если Земля вращается вокруг своей оси, то направление этой оси в пространстве должно оставаться неизменным. Но в реальной Солнечной системе Земля вращается вокруг Солнца не в гордом одиночестве. На нее действует притяжение Луны и других планет, и это притяжение оказывает хоть и слабое, но очень важное влияние и на земную орбиту, и на вращение Земли. Это влияние выражается трояко:

Прецессия. На самом деле земная ось не повернута всегда в одном и том же направлении — она медленно движется по круговому конусу. Этот эффект назвается «прецессия». На нем основано действие гироскопа. Когда гироскоп приходит в движение, он быстро вращается вокруг своей оси, при этом сама ось описывает конус. С земной осью происходит то же самое, причем период полного оборота составляет приблизительно 26 тысяч лет. Сейчас Земля наклонена так, что в январе (когда Земля находится ближе всего к Солнцу) северное полушарие, где расположена основная часть суши, отвернуто от Солнца. Через 13 тысяч лет ситуация изменится на противоположную: в январе северное полушарие будет повернуто к Солнцу, и январь станет в северном полушарии серединой лета.

Нутация. В дополнение к медленной прецессии Земли незначительно колеблется и угол наклона земной оси (эти колебания и называются «нутацией»). Сейчас ось наклонена на 23° к плоскости земной орбиты. Каждую 41 тысячу лет под влиянием не только Луны, но и Юпитера (далекой, но массивной планеты) угол наклона уменьшается до 22° и затем вновь возрастает до 23°.

Изменение формы орбиты. Из-за притяжения других планет с течением времени меняется и форма земной орбиты. От эллипса, вытянутого в одном направлении, она превращается в круг, затем — в эллипс, вытянутый в направлении, перпендикулярном исходному, затем — снова в круг и т. д. Этот цикл длится примерно 93 тысячи лет.

Миланкович пришел к выводу, что каждый из этих факторов влияет на количество солнечного света, полученного разными областями Земли. Например, прецессия земной оси влияет на характер зим и лет в северном полушарии (я обращаю особое внимание на северное полушарие, так как там расположена основная часть суши, и, следовательно, там находится основная часть ледников).

Миланкович понял, что с течением времени климат Земли меняется (см. Равновесие). Если количество солнечного света, которое получает северное полушарие, уменьшается, то снег с каждым годом будет все дольше оставаться на поверхности. А поскольку снег хорошо отражает свет, увеличившаяся снежная поверхность будет отражать больше солнечного света, и это приведет к дальнейшему охлаждению Земли. Значит, следующей зимой выпадет еще больше снега, еще больше увеличится площадь снежного покрова, будет отражаться еще больше солнечного света и т. д. С течением времени накопится много снега, и ледники двинутся на юг. Земля вступит в ледниковый период. В конце этого цикла, когда в северное полушарие начнет поступать больше солнечной энергии, произойдут обратные изменения — в некоторых местах лед растает, обнажатся участки почвы, хорошо поглощающей свет, Земля нагреется, и всё те же три фактора изменчивости вращения Земли приведут к тому, что ледник отступит.

Миланкович считал, что на климат на Земле оказывают влияние эти три цикла, каждый из которых связан с определенным астрономическим эффектом. Когда они усиливают друг друга, можно ожидать похолодания и наступления ледникового периода. Однако в норме эти три фактора действуют в разных направлениях и их влияние не суммируется, так что климат быстро возвращается в обычное состояние. Итак, ледниковые периоды возникают, когда три орбитальных фактора действуют в одном направлении, их эффекты складываются и подталкивают климат Земли к похолоданию. Это явление не раз повторялось в истории планеты.

За последние 3 миллиона лет было по крайней мере четыре периода масштабного оледенения, а до этого были и еще. Хочу напомнить, что последний ледниковый период достиг своего максимума примерно 18 тысяч лет назад и что время, в которое мы живем, ученые определяют как межледниковое — весьма обнадеживающее определение.

См. также:
Гипотеза Геи
Милутин МИЛАНКОВИЧ
Милутин МИЛАНКОВИЧ
Milutin Milanković, 1879–1958

Сербский климатолог. Родился в г. Даль (Dalj, ныне Хорватия), получил образование в Вене и стал работать инженером-строителем. В 1904 году поступил в Белградский университет, где прошла вся его научная жизнь. Во время Первой мировой войны попал в плен в Будапеште, но благодаря венгерским коллегам продолжал свои исследования. Многие годы Миланкович пытался восстановить историю климата Земли. Теперь, когда стали доступны более совершенные методики датирования, его выводы считаются спорными.


12
Показать комментарии (12)
Свернуть комментарии (12)

  • Легушка  | 22.06.2005 | 16:03 Ответить
    вот дожить бы до следующего межледникового периода:) а то читаю статью и как то даже холодно становится
    Ответить
    • Parma > Легушка | 24.03.2006 | 19:44 Ответить
      Вот блин! НЕ ПОВЕЗЛО! Всего-то на 13000 лет не повезло! ХОЧУ ЛЕТО В ЯНВАРЕ! :)
      Ответить
      • mariamagdalina > Parma | 13.04.2007 | 05:01 Ответить
        поезжайте в Австралию!
        Ответить
      • gthnjdbx > Parma | 14.04.2008 | 10:15 Ответить
        Автор слегка сгустил краски.
        Лето всегда будет в июне, потому что Григорианская календарная система привязана не к положению земли на орбите вокруг солнца (как трактует автор), а к линии пересечения плоскости экватора с плоскостью орбиты - эклиптикой. Солнце проходит через эту линию весной и осенью в дни равноденствий, Григорианский календарь построен так чтоб это всегда происходило весной в марте и осенью в сентябре.
        Утверждения автора по поводу зимы в июне можно интерпретировать так:"лето будет под зимними зодиакальными созвездиями" (не путать со знаками зодиака в так популярных сейчас гороскопах, потому что периоды знаков зодиака уже разошлись с зодиакальными созвездиями по причине все той же прецессии).
        Ответить
        • Romix > gthnjdbx | 28.01.2010 | 18:31 Ответить
          У меня мозги уже на стенке!
          Ответить
  • nikqz  | 10.01.2008 | 09:50 Ответить
    Не стоит забывать, что лето в январе это все равно зима в июле. Хренова будет когда вообще не будет ни зимы ни лета, а одна промозглая осень и ни год и ни два, а столетия:(, а потом вообще зима...наверно только на экваторе и в пределах тропиков можно погреться буит
    Ответить
    • piven > nikqz | 20.12.2015 | 21:15 Ответить
      Ваша гипотеза правильна. А вот ещё одна:Смерч зарождается в космосе.
      «Смерч пришёл как будто ниоткуда»- 5-й канал телепередачи в 18ч44минуты.
      Этот факт подтверждает гипотезу Пивень Григория о том, что смерч рождается в космосе, обращаясь вокруг конуса тени от космического тела (галактики, звезды, планеты, астероида), которое падающие волны огибают и закручиваются в нисходящую спираль. Земля, обращаясь вокруг Солнца, пересекает этот космический вихрь, который пронизывает атмосферу и упирается в тело планеты, закручивая всё на своём пути. Космический поток
      входит центростремительно, как антициклон, но, встретив препятствие в виде тела планеты, вихрь, как капля воды при падении в воду, растекается волнами центробежно, циклоном.
      20.12.2015г. Пивень Григорий.
      Ответить
  • koshak  | 23.05.2008 | 18:46 Ответить
    Задумывались ли господа-товарищи учёные над тем, что было на Земле, когда над атмосферой существовала плотная и уникальная по параметрам парогазовая оболочка, защищавшая обитателей планеты от губительной радиации и создававшая уникальный климат на нашей планете?
    Или как водится - "шаг влево, шаг вправо от господствующей доктрины равняется... исключению из научного сообщества?" ;-)))
    Ответить
    • AtzzkiySotona > koshak | 03.01.2010 | 14:52 Ответить
      Пожалуйста поподробнее об оболочке
      Ответить
      • adgjm > AtzzkiySotona | 23.04.2015 | 02:59 Ответить
        Приливы и отливы-результат прецессии водоворотов".
        Форум Кафедры Океанологии Спбгу."Гипотезы, загадки, идеи, озарения".

        Воды озер, морей и океанов, северного полушария, вращаются против часовой стрелки, а воды южного полушария, вращаются по часовой стрелке, образуя гигантские водовороты. А все что вращается, в том числе и водовороты, обладают свойством гироскопа(юлы), сохранять вертикальное положение оси в пространстве независимо от вращения Земли.. Если смотреть на Землю со стороны Солнцa, водовороты вращаясь вместе с Землей опрокидываются, два раза в сутки, благодаря чему, водовороты прецессируют, (1-2 градусов) и отражают от себя приливную волну.. Воды Белого моря, вращаются против часовой стрелки, образуя огромный водоворот-гироскоп прецессируя отражающий приливную волну, по всему периметру Белого моря.. Аналогичная схема приливов и отливов, наблюдается во всех озерах, морях и океанах.. Приливную волну реке Амазонка, создает огромный планетарный водоворот диаметром несколько тысяч км, вращающийся между Южной Америкой и Северной Африкой, охватывая и устье реки Амазонка.. Ширина приливной волны, зависит от диаметра водоворота. А высота приливной волны, зависит от скорости опрокидывания водоворота (за 12часов), и скорости вращения водоворота. А скорость вращения водоворота, зависит от силы Кориолиса, от осевой и орбитальной скорости Земли, и от наклона оси Земли. А роль Луны косвенная, создание неравномерной орбитальной скорости Земли.. Воды Средиземного моря, вращаются против часовой стрелки, образуя приливы высотой 10-15 см. Но в заливе Габес, что у побережья Туниса, высота приливов достигает трех метров, а порой и больше. И это считается одной из загадок природы. Но в тоже время, в заливе Габес, вращается водоворот, прецессируя отражающий дополнительную приливную волну. Внутри постоянных планетарных океанических и морских водоворотов, вращаются небольшие постоянные и непостоянные вихри и водовороты, создаваемые впадающими в бухты реками, очертанием берегов и местными ветрами. И в зависимости от скорости, и направления вращения небольших прибрежных водоворотов, зависит календарь, амплитуда, и количество приливов и отливов в сутки.. Водоворотную гипотезу приливов, легко проверить, по связи амплитуды приливной волны, со скоростью вращения водоворотов.. По амплитуде приливной волны, можно определять местонахождение водоворотов.. Как правило положительные отзывы к гипотезе, пишут мыслители знающие о противоречиях в Лунной теории приливов и отливов, обладающие углубленными знаниями небесной механики, и свойств гироскопа.
        Ответить
        • AK47 > adgjm | 15.11.2015 | 19:12 Ответить
          С приливами всё далеко не так однозначно, как принято писать в учениках гидрологии и даже в некоторых "альтернативных" гипотезах. Там действут совокупность инерционных, резонансных, диссипационных и, главное, космологических факторов. С ролью Луны тоже не всё так "просто", как принято считать... Линейная гидродинамика там не в помощь, а скорее лишь завуалирует явление. Это если выразиться вынужденно кратко на "полях этой книги". :)
          Прошу прощения за формальный оффтопик: не утерпел, ибо к циклам Миланковича, по крайне мере, всё это не имеет ни малейшего отношения!
          Ответить
    • piven > koshak | 20.12.2015 | 21:59 Ответить
      koshak, Ваша гипотеза правильна, ибо все суточные климатические изменения в периоде 25781г повторяются, но с длительностью в 25781 раз больше, дольше, т.е.1сутки летнего климата в годовом обращении длятся 25781 суток или 70(!)лет. 25781г - это период одного обращения солнечной системы- звезды вокруг общей точки-центра равновесия масс Солнечной системы и ближайшей звезды. Каждая орбита состоит из 2-х синусоид: падения (как от 22-го июня до 22-го декабря) и выталкивания (как от 22-го декабря до 22-го июня), что меняет направление к вертикали и продолжается по инерции вверх, по наклонной плоскости под углом, который, как маятник, меняется от 22 до 24,5 градусов.
      20.12.2015г. Пивень Григорий.
      Ответить
Написать комментарий

1910-е
Циклы Миланковича
Ледник Гилки на Аляске. По искривленным участкам можно получить представление о ежегодном движении льда, который по краям движется медленнее, чем в середине. Во время ледниковых периодов подобные ледники покрывали территорию к югу от Арктики

Ледник Гилки на Аляске. По искривленным участкам можно получить представление о ежегодном движении льда, который по краям движется медленнее, чем в середине. Во время ледниковых периодов подобные ледники покрывали территорию к югу от Арктики

Элементы

© 2005-2017 «Элементы»