Milutin Milankovitch

Milutin Milankovitch - atlaswiki Milutin Milankovitch - atlaswiki Milutin Milankovitch - atlaswiki
η ζωή και το έργο του (1879-1958)
ο Σέρβος αστροφυσικός Milutin Milankovitch είναι πολύ γνωστός για την ανάπτυξη μιας από τις σημαντικότερες θεωρίες που αφορούν τις γήινες κινήσεις και τις μακροπρόθεσμες κλιματικές αλλαγές εξ' αιτίας τους. Γεννημένος στη Σερβία, ο Milankovitch σπούδασε στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Βιέννης. Αφού ασχολήθηκε για λίγο σαν μηχανικός, αποδέχθηκε μια θέση στην έδρα εφαρμοσμένων μαθηματικών στο Πανεπιστήμιο Βελιγραδίου το 1909 -- μια θέση που κράτησε μέχρι το υπόλοιπο της ζωής του.
Ο Milankovitch αφιέρωσε τη σταδιοδρομία του στην ανάπτυξη μιας μαθηματικής θεωρίας για το κλίμα. Βασίστηκε δε στις εποχιακές καθώς και στις μεταβολές της ηλιακής ακτινοβολίας που πέφτει στη Γη ανάλογα με το πλάτος ενός τόπου. Η εργασία του Milankovitch ήταν μια προσπάθεια για την εξήγηση των Εποχών του Πάγου και την έχτισε πάνω σε προηγούμενες αστρονομικές θεωρίες για την μεταβολή του κλίματος, από τους Joseph Adhemar και James Croll τον 19ο αιώνα.

Η θεωρία Milankovitch, ανέφερε ότι καθώς η Γη κινείται στο διάστημα γύρω από τον ήλιο, συνδυάζονται οι περιοδικές μεταβολές τριών στοιχείων της γεωμετρίας Γης - Ήλιου, για να δημιουργήσουν περιοδικές μεταβολές στο ποσό της ηλιακής ενέργειας που φθάνει στη Γη

  1. Μεταβολές στην εκκεντρότητα της γήινης τροχιάς - τη μορφή της τροχιάς γύρω από τον ήλιο.
  2. Αλλαγές στην λόξωση της εκλειπτικής - αλλαγές στη γωνία που σχηματίζει ο γήινος άξονας με το επίπεδο της γήινης τροχιάς.
  3. Μετάπτωση των ισημεριών - η μεταβολή στην κατεύθυνση του γήινου άξονα της περιστροφής, δηλαδή ο άξονας της περιστροφής συμπεριφέρεται όπως ο άξονας περιστροφής μιας σβούρας, σχηματίζοντας έναν κύκλο στην ουράνια σφαίρα σε 26.000 χρόνια.
Και οι τρεις περίοδοι αυτών των τροχιακών κινήσεων μαζί, έχουν γίνει γνωστές ως κύκλοι του Milankovitch.

κύκλοι του Milankovitch
ο Σέρβος αστροφυσικός Milutin Milankovitch υπέθεσε ότι όταν συνδυαστούν μερικά τμήματα των κυκλικών αυτών παραλλαγών και εμφανιστούν συγχρόνως, τότε είναι υπεύθυνες για σημαντικές αλλαγές στο γήινο κλίμα (ακόμα και οι εποχές του πάγου). Ο συνδυασμός δηλαδή του κύκλου των 41.000 ετών της κλίσης και των κύκλων μετάπτωσης των 22.000 ετών, συν την μικρότερη εκκεντρότητα, έχει επιπτώσεις στη σχετική ένταση του καλοκαιριού και του χειμώνα, και θεωρείται ότι μπορεί να ελέγχει την αύξηση και την υποχώρηση των παγόβουνων. Τα δροσερά καλοκαίρια στο βόρειο ημισφαίριο, που υπάρχει περισσότερη στεριά, επιτρέπουν στο χιόνι και τον πάγο να μένουν και κατά τον επόμενο χειμώνα. Αυτό βοηθάει στην ανάπτυξη μεγάλων παγόβουνων για εκατοντάδες έως χιλιάδες χρόνων. Αντιθέτως, τα θερμότερα καλοκαίρια μειώνουν την έκταση των παγόβουνων τήκοντας περισσότερο πάγο από τη συσσώρευση που έγινε κατά τη διάρκεια του χειμώνα.
Ο Milankovitch με τη βοήθεια ενός μαθηματικού μοντέλου υπολόγισε τις διαφορές, στα διάφορα πλάτη, της ηλιακής έκθεσης ανά μονάδα επιφανείας και την αντίστοιχη θερμοκρασία επιφάνειας, κατά τη διάρκεια των τελευταίων 600.000 ετών. Προσπάθησε, έπειτα, να συσχετίσει αυτές τις αλλαγές με την αύξηση και την υποχώρηση των εποχών πάγου. Για να το πετύχει ο Milankovitch υπέθεσε ότι οι αλλαγές στην ακτινοβολία σε μερικά γεωγραφικά πλάτη και οι εποχές είναι σημαντικότερες στην αύξηση και την διάσπαση των παγόβουνων από αυτές σε κάποιες άλλες περιοχές.
Η θεωρία του προτείνει ότι η αρχική αιτία των Εποχών του Πάγου είναι η συνολική θερινή ακτινοβολία που πέφτει στις βόρειες περιοχές (πλησίον των 65 μοιρών), όπου στο παρελθόν έχουν σχηματιστεί μεγάλα παγόβουνα. Οι προηγούμενες Εποχές του Πάγου συσχετίζονται αρκετά με την ηλιακή έκθεση στους 65ο βόρεια. Οι αστρονομικοί υπολογισμοί δείχνουν ότι στους 65ο η θερινή ηλιακή έκθεση πρέπει να αυξηθεί βαθμιαία κατά τη διάρκεια των επόμενων 25.000 ετών, και ότι δεν αναμένεται να προκληθεί μια νέα Εποχή Πάγου στα επόμενα 100.000 έτη.
Αν και έκανε την εργασία του στο πρώτο μισό του 20ού αιώνα, για περίπου 50 χρόνια η θεωρία του Milankovitch αγνοήθηκε κατά ένα μεγάλο μέρος. Μια εργασία όμως του 1976, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science από τον Hays, εξέτασε πυρήνες ιζημάτων βαθιά στη θάλασσα και βρήκε ότι η θεωρία του Milankovich αντιστοιχούσε στις περιόδους κλιματικών αλλαγών. Συγκεκριμένα, οι συντάκτες της εργασίας εξέτασαν το γήινο αρχείο της αλλαγής της θερμοκρασίας, για 450.000 χρόνια και βρήκαν ότι οι σημαντικές μεταβολές στο κλίμα συνδέθηκαν πολύ με τις αλλαγές στη γεωμετρία (εκκεντρότητα, λόξωση της εκλειπτικής και μετάπτωση) της γήινης τροχιάς. Πράγματι, οι εποχές πάγου συνέβησαν όταν η Γη προχωρούσε στα διαφορετικά στάδια της τροχιακής μεταβολής.

Milutin Milankovitch - atlaswiki Milutin Milankovitch - atlaswiki
μειονεκτήματα της θεωρίας του Milankovitch
Αν και οι κύκλοι του Milankovitch εξηγούν μακροπρόθεσμες κλιματικές αλλαγές, δεν μπορούν να υπολογίσουν τις αλλαγές που γίνονται από τους ανθρώπους, οι οποίες εμφανίζονται να έχουν μια σαφώς μεγαλύτερη επίδραση από τις μεταβολές στην αλληλεπίδραση μεταξύ Γης-Ήλιου. Οι ακριβείς μηχανισμοί από τους οποίους σχετικά μέτριες μεταβολές στην κατεύθυνση της τροχιάς και των αξόνων της Γης οδηγούν σε τέτοια μεγάλα αποτελέσματα, όπως οι Εποχές του Πάγου δεν αποδεικνύονται αρκετά καλά. Μπορεί ο κύκλος του περιηλίου των 21.000 ετών και ο κύκλος της κλίσης των 41.000 ετών να παίζουν ρόλο στο κλίμα της Γης κατά το παρελθόν, αλλά ο κυρίαρχος κύκλος κλίματος φαίνεται να έχει μια περίοδο περίπου 100.000 ετών.
Πρόσφατα στοιχεία, που δημοσιεύτηκαν το 2000, δείχνουν ότι το ατμοσφαιρικό διοξείδιο του άνθρακα μπορεί να διαδραματίζει έναν κύριο ρόλο ενισχυτικό της τροχιακής επίδρασης. Εντούτοις, μερικοί ερευνητές έχουν ακόμα αμφιβολίες για τη σύζευξη μεταξύ του κύκλου του κλίματος των 100.000 ετών και των τροχιακών παραλλαγών. Κατά συνέπεια, παραμένουν αναπάντητα πολλά ζητήματα για τις μακροπρόθεσμες παραλλαγές του κλίματος και τη σχέση τους, ενδεχομένως, με αστρονομικές αιτίες.
Milutin Milankovitch - atlaswiki
Όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, το ίδιο ποσό ηλιακών ακτινών (και επομένως το ίδιο ποσό φωτεινής ενέργειας) που πέφτει κάθετα σε μία επιφάνεια διασκορπίζεται όταν πέσει με κλίση διαφορετική των 90º.
Το ίδιο ποσό ηλιακών ακτινών δηλαδή, που καλύπτει την πρώτη επιφάνεια καλύπτει τη δεύτερη φορά περισσότερη, γεγονός που σημαίνει ότι το ποσό της ηλιακής φωτεινής ενέργειας που προσπίπτει στη δεύτερη επιφάνεια είναι μικρότερο. Επομένως, η ενέργεια ανά μονάδα επιφάνειας είναι μέγιστη όταν οι ηλιακές ακτίνες πέφτουν κάθετα στην επιφάνεια αυτή.
Milutin Milankovitch - atlaswiki
Μεταφέροντας την παραπάνω παρατήρηση στο σύνολο της γήινης επιφάνειας βλέπουμε ότι το ίδιο ποσό ηλιακής ακτινοβολίας προσπίπτει τόσο στον ισημερινό, όσο και βόρεια και νότια αυτού. Όμως, η επιφάνεια στην οποία προσπίπτει είναι μικρότερη στον ισημερινό, πράγμα που πρακτικά σημαίνει ότι η ενέργεια ανά μονάδα επιφάνειας είναι σε αυτό το σημείο μεγαλύτερη.
Δηλαδή, όταν ο Ήλιος ρίχνει τις ηλιακές του ακτίνες κάθετα σε μία επιφάνεια, η επιφάνεια αυτή προσλαμβάνει περισσότερη ηλιακή ενέργεια σε σύγκριση με αυτή που τις δέχεται με κάποια κλίση. Το παραπάνω γεγονός εξηγεί το γιατί σε δεδομένη χρονική στιγμή το βόρειο ημισφαίριο έχει καλοκαίρι ενώ το νότιο χειμώνα. Το ένα ημισφαίριο δέχεται τις ηλιακές ακτίνες κάθετα στην επιφάνεια του, ενώ το άλλο με κάποια κλίση.
Η παρακάτω εικόνα απεικονίζει καθαρά πότε κάθε γήινο ημισφαίριο λαμβάνει περισσότερη ηλιακή ενέργεια. Βλέπουμε ότι η ενέργεια αυτή (incoming solar energy) είναι περισσότερη στο βόρειο ημισφαίριο το μήνα Ιούνιο (και γενικότερα κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού) ενώ αντίθετα, το μήνα Δεκέμβριο είναι περισσότερη στο νότιο ημισφαίριο.
Milutin Milankovitch - atlaswiki

οι πληροφορίες και οι εικόνες συλλέχθησαν από τις Ευθυμίου Ευαγγελία, Πρεβεντά Ευαγγελία, Ρέντη Αναστασία και Σέλκου Μαρία

More pages