Razlika između verzija stranice "Milankovićevi ciklusi"

[pregledana izmjena][pregledana izmjena]
Uklonjeni sadržaj Dodani sadržaj
m prijevod, replaced: [[Image: → [[Datoteka: (8)
Red 1:
[[ImageDatoteka:MilankovitchCyclesOrbitandCores.png|thumb|400px|right|Prošli i budući Milankovićevi ciklusi, koji sa velikom tačnošću predviđaju prošlost i budućnost orbitnih parametara:
<br><span style="color:MediumBlue">— <br>'''ε''' = ukošenost (nagnutost) [[ekliptika|ekliptike]].</span><br>
<br><span style="color:Green">— ''e'' = '''ekscentričnost [[Orbita|Orbite]]''.</span>
Red 8:
<br>Vertikalna siva linija pokazuje današnja uvjete, 28.000 godina prije današnjice.]]
 
'''Milankovitćeva teorija''' opisuje efekte ukupnih promjena u zemaljskim kretanjima [[klima|klime]], nazvana je po [[Srbija|srbijanskomsrbija]]nskom [[fizika|geofizičaru]] i [[astronomija|astronomu]] [[Milutin Milanković|Milutinu Milankoviću]], koji je na njoj radio (kao [[rat]]ni zarobljenik) u [[Prvi svjetski rat|Prvoom svjetskom ratu]].
 
Milanković je [[matematika|matematički]] razvio teoriju da varijacije u ekscentričnosti orbite, nagnutost [[ekliptika|ekliptike]] i dužine [[perihel]]a određuju klimatske modele na Zemlji putem orbitalne konstelacije pomenutih faktora.<ref name="Campbell B. G. 2009">Campbell B. G. (2009): Human evolution: An introduction to mans adaptations. British Museum of Natural History, London, ISBN 0-202-02041-X; ISBN 0-202-02042-8.</ref>
 
Zemljina osa kompletira jedan puni ciklus precesije otprilike svakih 26.000 godina. U isto vrijeme, eliptična orbita rotira sporije. Kombinirani efekat dvije precesije dovodi do perioda od 21.000 godina između astronomskih doba i orbite. Pored toga, ugao između Zemljine rotacijske osi i normalno ravane orbite oscilira između 22,1 i 24,5 stupnjeva u ciklusima os 41.000 godina . To je trenutno 23,44 stepeni i opada. Glavna komponenta ove varijacije javlja se ciklus ekscentričnosti Orbite od 413.000 ± 0.012 godina. Niz drugih termina variraju između komponenti 95.000 i 125.000 godina (s ritmom perioda od 400.000 godina) a neprecizno se kombinuju u 100.000-godišnjem ciklusu (varijacije -0.03 do +0.02). Ova ekscentričnost je 0.017 i opada.
 
U [[19]]. stoljeću su uznapredovale i druge slične [[astronomija|astronomske]] teorije. [[Joseph Adhemar]], [[James Croll]] i drugi su razradili svoje modele, ali verifikacija je teška zbog nepostojanja pouzdano datiranih dokaza i sumnje u tačnost važnih razdoblja. Ne sve do bušenja dubokih [[okean]]skih jezgri i izvornih radova Jamesa Haysa, John Imbrieja i Nicholasa Shackletona, uključujući i sadašnje stanje.<ref>https://etd.ohiolink.edu/ap/10?6433295551748::NO:10:P10_ETD_SUBID:56397, PDF Girkin A. N. (2005): Miami University </ref>.
{{double image|Right|Eccentricity zero.svg|234|Eccentricity half.svg|200|Circular orbit, no eccentricity.|Orbit with 0.5 eccentricity.}}
==Ciklusi u kretanju Zeme==
Rotacija Zemlje oko sopstvene osi i njena revolucija oko Sunca uzrokuje nekoliko kvaziperiodičnih varijacija. Iako krivulje koje opisuju ta gibanja i promjene koje se s njima dovode u vezup sadrže nekoliko sinusoidnih komponenti, suštinski dominira samo nekoliko komponenti<ref>Etd.ohiolink.edu - [http://etd.ohiolink.edu/send-pdf.cgi/Girkin,%20Amy%20Negich.pdf?miami1133292203 Abstract - Amy Negich Girkin] </ref>. Milanković je proučavao promjene u precesiji, ekscentričnosti Orbite i nagnutosti Zemljine ekliptike. Te promjene u gibanju i orijentaciji dovode do promjena u insolaciji (osunčenju) [[Zemlja|Zemljine]] kore. Poseban značaj poznavanja tih promjena u sjevernoj polarnoj oblasti naglašava pojava da kopno na njih reagira brže od [[okean]]a.
 
===Oblik Orbite i njena ekscentričnost===
[[ImageDatoteka:Eccentricity zero.svg|thumb|left|Kružna orbita, uz ekscentričnost 0.]]
[[ImageDatoteka:Eccentricity half.svg|thumb|right|Izdužena elipsoidna orbita, uz ekscentričnost 0,5.]]
Zemljina orbita nije savršeni krug, nego je u obliku [[elipsaelipse]], a ekscentričnost je njeno odstupanja od [[krug|kružne]] putanja i ima svoje mjere. Oblik ove orbite se mijenja se od blisko kružnog (uz malu ekscentričnost : do oko 0,005) do blago eliptične (ekscentričnost oko 0,058), tako da je prosjek ekscentričnosti 0,028. Glavna komponenta tih promjena dešava se u periodu od 413.000 godina (varijacija ekscentričnosti ±0,012), tj. toliko je dug ciklus njenih promjena do povratka u određeni početni položaj. Periodi varijacija brojnih drugih determinanti kreću se između 95.000 i 125.000 godina, pri čemu je ciklus maksimalnog učinka konstelecije tih komponenti oko 400.000 godina. Trenutna ekscentričnost iznosi 0,017 i opada.
 
Ako bi [[Zemlja]] bila jedinina [[planet]]a u [[Sunce|Sunčevom sistemu]], ekscentričnost orbite se ne bi mijenjala u protoku vremena. Do varijacija ekscentričnosti zemljine [[orbita|orbite]] dolazi uglavnom zbog [[gravitacija|gravitacijskog]] djelovanja velikih planeta, [[Jupiter|Jupitera]]a i [[Saturn|Saturna]]a. Suglasno evoluciji ekscentričnosti, polu-glavna os orbitne elipse se ne mijenja. Prema [[teorija preturbacija|perturbacijske teorije]], koja se u nebeskoj [[mehanika|mehanici]] upotrebljava za pračun orbitne evolucije, glavna poluos je adijabatski nepromijenjiva. Prema [[Treći Keplerov zakon|3. Keplerovom zakonu]], cikličnost orbite određuje glavna poluos, iz čega slijedi da period revolucije, tj. dužina siderične godine, ostaje također nepromijenjen tokom evolucije orbite. Međutim, povećanje ekscentričnosti skraćuje malu poluos, što direktno pojačava sezonske varijacije. <ref>Clim-past-discuss.net - [http://www.clim-past-discuss.net/2/519/2006/cpd-2-519-2006.pdf Equatorial Insolation]{{jezikk|engleski jezik}}</ref>. Ipak, pritom se prosječna insolaciija mijenja tek blago, u skladu s [[Drugi Keplerov zakon|2. Keplerovim zakonom]].
 
Nelinearnosti [[Stefan-Boltzmannov zakon|Stefan-Boltzmannovog zakona]], uvjetuje da jednaka srednja insolacija ne odgovara prosjeku odgovarajućih temperatura. Tako se , za iradijaciju kojoj odgovara temperatura sezonskih promjena od 20 &nbsp;°C (i asimetrična varijacija ±50°), <ref>Fys.uio.no - [http://www.fys.uio.no/kjerne/task26/handbook/chapters/chapter_3.pdf The Solar Resource]</ref>, dobija asimetrična varijacija odgovarajućih temperatura s prosjekom 16 &nbsp;°C (dakle, odstupanje je -4 &nbsp;°C), a za dnevnu varijaciju iste iradijacije, pod pretpostavkom da je toplinski kapacitet 0 J kg<sup>-1−1</sup> K<sup>-1−1</sup>, dobije prosječna temperatura od -113 &nbsp;°C.
 
Današnja razlika između udaljenosti Zemlje od Sunca u [[afel|afelu]]u i [[perihel|perihelu]]u je 5,1 milijuna km (3,4%), što odgovara varijaciji insolacije u iznosu od 6,8%. Trenutno se [[Zemlja]] nalazi u [[perihel|perihelu]]u [[3]]. januara, dok se u [[afel|afelu]]u nalazi na poziciji [[4]]. jula pa je ekscentričnost orbite u fazi opadanja. Pri najvećoj eliptičnosti orbite, insolacija u perihelu je oko 23% veća nego u afelu.
 
Orbitna [[mehanika]] podrazumijeva da je trajanje sezona proporcionalno površinama sezonskih kvadranata. Prema tome, pri ekstremnoj ekscentričnosti, sezone na daljoj strani orbite su znatno duže. U godinama kada [[jesen]] i [[zima]] nastupaju u doba kad je [[Zemlja]] na bližem dijelu orbite (što je aktuelno slučaj na Sjevernoj hemisferi), Zemlja se tada kreće najvećom brzinom, tako da su jesen i zima u zbiru nešto kraće od [[proljeće|proljetno]]-[[ljeto|ljetnog]] razdoblja. Tako je ljeto na Sjevernoj hemisferi duže za 4,66 dana od zime, a proljeće je 2,9 dana duže od jeseni.
 
==Smjena godišnjih doba==
*'''Primjer kolebanja termina godišnjih sezona'''<br>
{| class="wikitable" style="margin: 1em auto 1em auto;"
|+ '''Trajanje sezone'''<ref>Data from [http://aa.usno.navy.mil/data/docs/EarthSeasons.php United States Naval Observatory]</ref>
Red 100:
 
===Nagib Zemljine osi===
[[ImageDatoteka:Earth obliquity range.svg|thumb|left|Kretanje nagiba Zemljine osi između 22.1° i 24.5°.]]
Ugao nagiba Zemljine osi u odnosu na orbitnu ravninu oscilira od 22,1° do 24,5° (tj. amplituda je 2,4°) približno periodično varira, u ciklusima od oko 41.000 godina. S povećanjem nagiba rastu i amplitude sezonskih ciklusa insolacije. Drugim riječima, u doba velikih nagiba [[Zemlja|Zemljine]] osi, na obje hemisfere, ljeti primamo veći iznoss [[Toplinsko zračenje|insolacija]] , a zimi je tok zračenja manji. Ipak, iznosi tih promjena u insolaciji nije jednak za ljeto i za zimu. Godišnja prosječna insolacija se povećava na većim [[geografija|geografskim širinama]], dok na manjim širinama dolazi do smanjenja insolacije. Pretpostavlja se da hladnija ljeta pospješuju dolazak ledenog doba zbog smanjenja taljenja snijega i leda. Zato se može reći da je za ledeno doba povoljniji manji nagib osi, i to iz dva razloga:
* smanjenja srednje insolacije na većim geografskim širinama i
Red 108:
 
===Precesija Zemljine osi===
[[ImageDatoteka:Earth precession.svg|thumb |left |Precesijsko kretanje.]]
[[Precesija]] je promjena smjera Zemljine osi u odnosu na [[zvijezde]] stajačice. Periodičnost tog kretanja je u ciklusima koji traju oko 26.000 godina. Takva [[žiroskop]]ska kretanje izazivaju [[plima|plimne sile]] [[Sunce|Sunca]] i [[Mjesec|Mjeseca]]a, otprilike pod jednakih uticaja.
Pri orijentaciji osi tako da je u [[perihel|perihelu]]u usmjerena prema [[Sunce|Suncu]], na jednoj hemisferi su sezonske razlike izraženije, dok će na drugoj hemisferi [[godišnja doba]] biti blaža. Zbog toga će hemisfera u perihelu, na ljetnoj poziciji, primati više sunčevog zračenja. Na istoj hemisferi će, za vrijeme prolaska kroz afel, biti zima pa su zato na toj hemisferi i zime hladnije. Suprotna će hemisfera će tada imati relativno hladnija ljeta i toplije zime.
Kada je nagib Zemljine osi takav da kroz afel i perihel prolaz oko ekvinocija, sezonski kontrasti će biti približno jednaki za obje hemisfere.
Danas kroz [[perihel]] naša planeta na Južnoj hemisferi prolazi tokom ljeta (3. januara), a kroz [[afel]] , Sjeverna hemisfera prolazi za vrijeme ljeta (4. jula). Zato su godišnja doba na južnoj hemisferi nešto ekstremnija nego na sjevernoj, naravno pod pretpostavkom da su sve ostale determinantne jednake.
 
===Apsidna precesija===
[[datotekaDatoteka:Precessing Kepler orbit 280frames e0.6 smaller.gif|mini|desno|300px|Oko Sunca, planete se kreće po eliptičnim orbitama, koje tokom vremena rotiraju (apsidna precesija). Ekscentričnost elipse je na slici prenaglašena zbog vizualizacije. Većina planetarnih orbita u Sunčevom sistemu imaju manju ekscentričnost.]]
[[datotekaDatoteka:Zemljin zakret perihela.jpg|mini|desno|450px|Utjecaj apsidne precesije na godišnja doba.]]
Elipsa Orbite rotira u prostoru, u odnosu na [[zvijezde]] stajačice, što se označava kao '''apsidna precesija'''. To kretanje je uglavnom posljeica uticaja velikih [[planeta]], [[Jupiter]]a i [[Saturn]]a. Zbog ovog kretanja, period precesije [[ekvinocij|ekvinocija]]a, u odnosu na [[perihel]], je skraćen s 25.771,5 na ~21.636 godina.
 
===Inklinacija Orbite===
[[ImageDatoteka:Orbit1.svg|thumb|300px|Inklinacija orbite (zeleno) i ostali orbitni elementi]]
[[ImageDatoteka:Precessing Kepler orbit 280frames e0.6 smaller.gif|thumb|left|345px|Panete u orbiti oko Sunca slijede eliptične (ovalne) orbite koje, tokom vremena, postepeno rotiraju (apsidna precesija).<br> Vizuelizacija ilustrira ekscentričnost tih elipsa.<br> Većina orbita u Sunčevom sistemu imaju mnogo manje ekscentričnosti, što ih čini gotovo kružnim.]]
[[ImageDatoteka:precession and seasons.svg|right|thumb|450px|Efekti precesije na seasone godišnjih doba (termini [[Sjeverna hemisfera|Sjeverne hemisfere]])]]
<br style="clear:left" />
 
[[Inklinacija]] Zemljine orbite također oscilira u odnosu na moment ugla Sunčevog sustava , u ciklusima otprilike 70.000 godina, što nazivamo planetarnom precesijom ili precesijom [[ekliptika|ekliptike]]. Iako ga [[Milutin Milanković|Milanković]] nije proučavao, kasnije se pokazalo da je to kretanje, dobro korelirano s pojavljivanjemi sukcesijom ledenih doba , čija je periodičnost slična ciklusima oscilacija ekscentričnosti orbite.
Objašnjenje ovog fnomena se traži u činjenici da se disk međuplanetarne prašine nalazi u nepromjenjivoj ravni, koja otprilike odgovara ravnini orbite [[Jupiter|Jupitera]]a. Kroz tu ravninu [[Zemlja]] prolazi između 9. Januar i 9. jula, kad je vidljivo i povećanu učestalost [[radar|radarskih]]skih [[meteor|meteora]]a i s time povezanih [[Astronomija|astronomskih]] pojava.<ref> Muller R. A. , MacDonald G. J. (1997): Glacial cycles and astronomical forcing. Science, 277 (7): 215–218.</ref>
Istraživanje hronologije [[Antarktik|Antarktičkog]] [[led|leda]]a, određivanjem omjera [[kisik|kisika]]a i [[dušik|dušika]]a u zarobljenim mjehurićima [[zrak|zraka]]a, daje direktan uvid u lokalnu insolaciju. Ostvareni rezultati pokazuju da je klimatski odgovor određen insolacijom sjeverne hemisfere, što je pretpostavljeno na temelju teorije Milankovićevih ciklusa. Ta podrška Milankovićevoj teoriji, relativno novom metodom ipak nije konzistentna s "inklinacijskom teorijom" ciklusa od oko 100.000 godina.
 
==Milankovićevi ciklusi i glacijacije==
Red 135:
*(1) nagnutosti Zemljine [[ekliptika|ekliptike]] (42.000 godina),
*(2) ekscentričnosti [[Orbita|Orbite]] (92.000 godina) i
*(3) longitude [[perihel]]a (21.000 godina).<br>
Na osnovu tih elenienata moguće je, između ostalog, [[matematika|matematički]] rekonstruirati minula i prognozirati buduća kolebanja u intenzitetu insoliranosti Zemljine [[atmosfera|atmosfere]]. Proračune ovih promjena na [[geografija|geografskim]] širinama 55°, 60° i 65°, tokom posljednjeg miliona godina, [[klima]]tolozi dovode u vezu sa sukcesijorn i dinamikoin [[pleistocen]]skih (inter)gia-cijacija u tom području. Ovi materijalizirani klimatski orijentiri pormenutih [[astronomija|astronomskih]] fenomena, međutim, u [[literatura|lìteraturi]] se ponekad primarno objašnjavaju kao posljedice djelovanja nekih drugih šinilaca (razvoj [[geomorfologija|geomorfoloških]] prilika u polarnirn područjima, promjene u koncentraciji atmosferskog CO<sub>2</sub>, na primjer). Zbog toga, rezultate primjene [[klimatologija|klimatološkog]] (glaciološkog) metoda datiranja [[paleoantropologija]] i [[prahistorija]] još uvijek često prihvataju kao pokazatelje relativne geohronologije. Ipak, polazeći od logične pretpostavke da je kolebanje intenziteta insolacije (i u kompleksu sa ostalim rnogućim [[klima]]tskim faktorirna) moglo da bude jedan od izrazito djelotvornih deterrninatora pojave [[glečer]]a i glacijalne aktivnosti, postaje nedvojbeno da astronomsko-klimatološko apsolutno datiranje [[pleistocen]]skih naslaga i nalaza (i pored svih ograničenja) ima izuzetan i samosvojni i komplernentarni značaj.
Kada je riječ o Sjevernoj hemisferi, u sukcesiji krupnih klimatskih promjena tokom [[kvartar]]a, općprihvaćena literatura obično razlikuje četiri velika ledena (oledbe, glacijacije) i tri međuledena (međuoledbe, interglacijacije) doba.
 
Istovremeno, [[Južna hemisfera]] je bila zahvaćena odgovarajućim brojem pluvijalnih (kišnih) i interpluvijalnih (međukišnih, sušnih) perioda. Pouzdano je, naime, dokazano da je, nakon (najmanje) 100 miliona godina blage klime, tokom proteklih milion godina [[Sjeverna hemisfera]] doživje1a devet velikih glacijalnih udara, koji se (na osnovu karakterističnog hronološkog grupiranja) svrstavaju u ćetiri pomenute [[pleistocen]]ske oledbe. Prva tri ledena doba su imala po dva, a četvrto — tri jača zahlaðenja (stadijala), razdvojena kratkotrajnim razdobljima slabljenja glacijalne aktivnosti (interstadijalima). Prema sasvim grubim kriterijumima, u srednjoevropskim prilikama, glacijacijom se označava onaj period u kome se današnja granica "vjeóitog snijega i leda" na vertikalnom profilu (oko 3.000 m nad razinom mora) spuštala za oko 600 m; na podruëju bivše [[Jugoslavija|Jugoslavije]], međutim, ta granica se pomjerala čak i za 1.800 m. Prosječna temperatura je bila niža za oko 10-12 C°, a razina mora — za preko 100 m. Četiri velike [[Evropa|srednjoevropske]] oledbe, svoje tipične odraze su imale u području gornjeg dijela [[Dunav]]skog sliva; oznake
Red 144:
*(III) '''Riss''' i
*(IV) '''Würm''',
dobile su po abecednom slijedu desnih pritoka Dunava. Tri manje (pret)pleistocenske hladne pulsacije, koje su se javile oko 500 hiljada godina prije Günza, označavaju se zajedničkim irnenom − Dunav.<ref> name="Campbell B. G. (2009): Human evolution: An introduction to mans adaptations. British Museum of Natural History, London, ISBN 0-202-02041-X; ISBN 0-202-02042-8.<"/ref><ref>Hadžiselimović R. (1986): Uvod u teoriju antropogeneze. Svjetlost, Sarajevo, ISBN 9958-9344-2-6.</ref>
 
Procjenjuje se da je posljednja velika glacijacija (Würm) završena prije oko 8-12 hiljada godina. Izrazito naglašene klimatske promjene koje su se dešavale tokom kvartara (za vrijerne interglacijacija u [[Evropa|Evropi]] je vladala suptropska [[klima]], na primjer) imale su ogromne posljedice i u strukturi i u distribuciji živog svijeta. Mnogi [[biljke|biljni]] i [[životinje|životinjski]] oblici nestaju sa lica naše planete, a [[čovjek|ljudski]] preci i srodnici preživ1javaju zahvaljujući bitnim specifičnostima svog [[adaptivni tip|adaptivnog tipa]], prije svega umnim sposobnostima, proizvodnji oruđa za obezbjeđivanje egzistencijalnih potreha i društvenom načinu ivota; meðu značajnijim pretpostavkaina ljudskog opstanka bila su svakako i otkrića vatre i odjeće, sigurnijih skloništa i obitavališta itd.
Red 153:
*[[Geohronologija]]
*[[Apsolutna geohronologija]]
 
==Vanjski linkovi==
*[http://www.milutin-milankovic.com Sajt o Milutinu Milankoviću]
 
[[Kategorija:Geologija]]
[[Kategorija:Historijska geologija]]
[[Kategorija:Geohronologija]]
==Vanjski linkovi==
*[http://www.milutin-milankovic.com Sajt o Milutinu Milankoviću]