Quali sono i cicli di Milankovitch?

I cicli di Milankovitch descrivono come i cambiamenti relativamente lievi nel movimento della Terra influenzano il clima del pianeta. I cicli prendono il nome da Milutin Milankovitch, un astrofisico serbo che iniziò a indagare sulla causa delle antiche ere glaciali della Terra all'inizio del 1900, secondo l'American Museum of Natural History (AMNH).

La Terra ha vissuto le sue ere glaciali più recenti durante l'epoca del Pleistocene, che è durata da 2,6 milioni di anni fa a 11.700 anni fa. Per migliaia di anni alla volta, anche le regioni più temperate del globo sono state ricoperte di ghiacciai e lastre di ghiaccio, secondo il Museo di Paleontologia dell'Università della California.

Per determinare come la Terra potesse subire cambiamenti climatici così vasti nel tempo, Milankovitch ha incorporato i dati sulle variazioni della posizione della Terra con la cronologia delle ere glaciali durante il Pleistocene. Ha studiato le variazioni della Terra negli ultimi 600.000 anni e ha calcolato le quantità variabili di radiazione solare dovute al cambiamento dei parametri orbitali della Terra. In tal modo, è stato in grado di collegare quantità inferiori di radiazione solare nelle alte latitudini settentrionali alle precedenti ere glaciali europee, secondo AMNH.

I calcoli e le carte di Milankovitch, che furono pubblicati negli anni '20 e sono ancora usati oggi per comprendere il clima passato e futuro, lo portarono a concludere che ci sono tre diversi cicli posizionali, ciascuno con la propria lunghezza del ciclo, che influenzano il clima sulla Terra: eccentricità dell'orbita terrestre, inclinazione assiale del pianeta e oscillazione del suo asse.

Eccentricità

La Terra orbita attorno al sole in una forma ovale chiamata ellisse, con il sole in uno dei due punti focali (fuochi). L'ellitticità è una misura della forma dell'ovale ed è definita dal rapporto tra l'asse semiminore (la lunghezza dell'asse corto dell'ellisse) e il semiasse maggiore (la lunghezza dell'asse lungo dell'ellisse), secondo Swinburne Università. Un cerchio perfetto, dove i due fuochi si incontrano al centro, ha un'ellitticità di 0 (bassa eccentricità) e un'ellisse che viene schiacciata quasi su una linea retta ha un'eccentricità di quasi 1 (alta eccentricità).

L'orbita terrestre cambia leggermente la sua eccentricità nel corso di 100.000 anni da quasi 0 a 0,07 e viceversa, secondo l'Osservatorio della Terra della NASA. Quando l'orbita terrestre ha un'eccentricità maggiore, la superficie del pianeta riceve dal 20 al 30 percento in più di radiazione solare quando è al perielio (la distanza più breve tra la Terra e il sole in ciascuna orbita) rispetto a quando è all'afelio (la distanza maggiore tra la Terra e sole ogni orbita). Quando l'orbita terrestre ha una bassa eccentricità, c'è pochissima differenza nella quantità di radiazione solare ricevuta tra perielio e afelio.

Oggi, l'eccentricità dell'orbita terrestre è 0,017. Al perielio, che si verifica intorno al 3 gennaio di ogni anno, la superficie terrestre riceve circa il 6% in più di radiazione solare rispetto all'afelio, che si verifica intorno al 4 luglio.

Inclinazione assiale

L'inclinazione dell'asse terrestre rispetto al piano della sua orbita è la ragione per cui viviamo le stagioni. Lievi cambiamenti nell'inclinazione cambiano la quantità di radiazione solare che cade su alcune posizioni della Terra, secondo l'Indiana University Bloomington. Nel corso di circa 41.000 anni, l'inclinazione dell'asse terrestre, noto anche come obliquità, varia tra 21,5 e 24,5 gradi.

Quando l'asse è alla sua inclinazione minima, la quantità di radiazione solare non cambia molto tra l'estate e l'inverno per gran parte della superficie terrestre e quindi le stagioni sono meno rigide. Ciò significa che l'estate ai poli è più fresca, il che consente a neve e ghiaccio di persistere per tutta l'estate e in inverno, fino a formare enormi lastre di ghiaccio.

Oggi, la Terra è inclinata di 23,5 gradi e diminuisce lentamente, secondo EarthSky.

Precessione

La Terra oscilla leggermente mentre gira sul suo asse, in modo simile a quando una trottola inizia a rallentare. Questa oscillazione, nota come precessione, è principalmente causata dalla gravità del sole e della luna che attirano i rigonfiamenti equatoriali della Terra. L'oscillazione non cambia l'inclinazione dell'asse terrestre, ma cambia l'orientamento. In circa 26.000 anni, la Terra oscilla in un cerchio completo, secondo la Washington State University.

Ora, e negli ultimi migliaia di anni, l'asse terrestre è stato puntato a nord più o meno verso la stella polare, nota anche come stella polare. Ma la graduale oscillazione precessionale della Terra significa che Polaris non è sempre la stella polare. Circa 5.000 anni fa la Terra era puntata maggiormente verso un'altra stella, chiamata Thubin. E, in circa 12.000 anni, l'asse avrà viaggiato un po 'di più attorno al suo cerchio di precessione e punterà verso Vega, che diventerà la prossima stella polare.

Quando la Terra completa un ciclo di precessione, l'orientamento del pianeta viene alterato rispetto al perielio e all'afelio. Se un emisfero è puntato verso il sole durante il perielio (la distanza più breve tra la Terra e il sole), verrà puntato lontano durante l'afelio (la distanza più grande tra la Terra e il sole), e l'opposto è vero per l'altro emisfero. L'emisfero puntato verso il sole durante il perielio e lontano durante l'afelio sperimenta contrasti stagionali più estremi rispetto all'altro emisfero.

Attualmente, l'estate dell'emisfero meridionale si verifica vicino al perielio e l'inverno vicino all'afelio, il che significa che l'emisfero meridionale sperimenta stagioni più estreme rispetto all'emisfero settentrionale.

addizionale risorse:

• Guarda: La spiegazione dei cicli di Milankovitch in 5 minuti, dalle indagini filosofiche.
• Guarda questo video esplicativo per la precessione della Terra, dal dipartimento di astronomia dell'Università del Nebraska-Lincoln.
• Scopri di più su Milutin Milankovitch, dall'Osservatorio della Terra della NASA.