Milutin Milankovics: a Milankovitch-ciklusok és a jégkorszakok magyarázata

Ismerje meg Milutin Milankovics munkásságát és a Milankovitch‑ciklusok magyarázatát: hogyan idézték elő a Föld jégkorszakait és formálják a hosszú távú éghajlatot.

Milutin Milanković (1879. május 28. – 1958. december 12.) szerb matematikus, csillagász, geofizikus, klimatológus, építőmérnök és író. Milanković két alapvető hozzájárulást tett a tudományhoz.

Kozmikus klimatológia: a besugárzás kánonja

Az első hozzájárulás a "Föld besugárzásának kánonja" volt, amely a Naprendszer bolygóinak éghajlatát és hőviszonyait próbálta elméletileg megragadni. Milanković számításai kiterjedtek a Föld légköre felső rétegeinek hőmérsékletére, valamint a belső Naprendszer bolygóinak — a Merkúrnak, a Vénusznak, a Marsnak és a Holdnak — hőmérsékleti viszonyaira. Emellett vizsgálta a külső bolygók légkörének mélységével kapcsolatos hatásokat is. Alapvető művében részletesen kiszámította, hogy egy adott időben és földrajzi szélességen mennyi napenergia (inszoláció) érkezik a felszínre és hogyan függ ez a bolygó geometriai, pályabeli jellemzőitől.

Milankovitch-ciklusok: a Föld pályájának és tengelyállásának hatása

A második, talán legismertebb hozzájárulása az volt, hogy világított rá arra, miként befolyásolják a Föld hosszú távú éghajlati változásait a Föld forgásának és a Nap körüli pályájának lassú, ciklikus változásai. Ezt ma Milankovich-ciklusokként ismerjük. A három fő komponens:

• Excentricitás (a Föld pályájának ellipticitása): mintegy 100 ezer és 400 ezer éves időskálán változik, és befolyásolja a Földre jutó éves középhatású napenergia mennyiségét.
• Axialis obliquity (a tengelyferdeség): kb. 41 ezer éves periódussal változik, és meghatározza az évszakok erősségét, különösen a közepes és magas szélességeken.
• Precesszió (a tengely lassú keringő mozgása és a pálya perihéliumának vándorlása): ~19–23 ezer éves ciklusokban jelenik meg, és az évszakok szezonális eloszlását módosítja.

Milanković különösen azt hangsúlyozta, hogy nem az éves átlagos sugárzás a legfontosabb, hanem az adott évszakban (különösen a nyári hónapokban) a magas északi szélességeken érkező napenergia mennyisége: ha a nyári inszoláció tartósan elég alacsony, akkor a téli hó nem olvad el teljesen, és jégmezők növekedéséhez vezethet, ami glaciális (jégkorszaki) állapothoz vezethet.

Bizonyítékok és korrekciók

A Milankovitch-elmélet erős geológiai és paleoklimatológiai bizonyítékokra támaszkodhat. Az üledékes kőzetekben található ritmikus rétegelődések, a tavi és tengeri üledékekben mért isotóp- és üledéksorozatok, valamint a jégtakarókból nyert fúrási adatok gyakran mutatnak olyan ciklikusságot, amely összhangban van a pályaváltozásokkal. A klasszikus megerősítésre példa az óceáni mély üledékek és az 18O izotóparányok elemzése, amelyekben időskálázott variációk követik a pályamodellek által jósolt időszakokat.

Miért nem teljes a magyarázat?

Az elmélet azonban nem ad teljes, kizárólagos magyarázatot minden éghajlati ingadozásra: más tényezők is szerepet játszanak, és azok kölcsönhatásaival együtt adódik össze a végső klímatörténet. Ilyen tényezők:

• Atmoszféra összetétele: az üvegházhatású gázok mennyisége (például a légkörben lévő szén-dioxid és az oxigén aránya) erősen befolyásolja a hőháztartást.
• Földrajzi elrendeződés: a kontinensek helyzete és a tengeráramlatok viszonyai módosítják a hőterjedést és a csapadékeloszlást.
• Vulkáni és geológiai folyamatok: a vulkáni tevékenység és a hegységképződés, valamint a hosszú távú szénkörforgás mind visszacsatolásokat okozhatnak.
• Belső visszacsatolások: jég-albedo, felhőzetváltozások, biológiai hatások és az óceánok által tárolt hő szerepe.

Ennek ellenére úgy tűnik, hogy az éghajlati ciklusok nagy vonalakban megfelelnek Milanković jóslatainak: a pályaváltozások adják az ütemet és a külső kényszert, míg a belső visszacsatolások alakítják a végső amplitúdót és időbeli lefutást.

Hatás és jelentőség ma

Milanković munkája megalapozta a kozmikus eredetű éghajlati kényszerek vizsgálatát, és erőteljes keretet adott a múltbeli jégkorszakok értelmezéséhez. Fontos megjegyezni, hogy bár a Milankovitch-ciklusok segítenek megérteni a természetes klímaingadozásokat és a múltat, a jelenlegi, gyors emberi eredetű éghajlatváltozásban a fosszilis tüzelőanyagok elégetése és az emiatt növekvő szén-dioxid-koncentráció játszik vezető szerepet, ami a közeljövőben felülírhatja a lassú pályaváltozásokból várható hatásokat.

Összegzés

Összefoglalva, Milutin Milanković tudományos munkássága két nagy területen maradt meghatározó: egyrészt a bolygók és a Föld sugárzási viszonyainak elméleti vizsgálatában, másrészt abban, hogy felismerte és kiszámította azokat a lassú csillagászati ciklusokat — a Milankovich-ciklusokat — amelyek meghatározó befolyással vannak a hosszú távú éghajlati változásokra és a múlt jégkorszakaira, bár a pontos klímakép kialakulásában több más tényező is fontos szerepet játszik. A geológiai és paleoklimatológiai feljegyzések, mint az üledékes kőzetekben található ritmikus rétegződés, sokszor visszaigazolják Milanković alapgondolatait, miközben a kutatás ma is finomítja és kiegészíti az eredeti elméletet.

Kérdések és válaszok

K: Ki volt Milutin Milanković?

K: Mi volt a két alapvető hozzájárulása a tudományhoz?

K: Hogyan magyarázza az ő magyarázata a jégkorszakokat?

K: Teljesen pontos a magyarázata?

K: Gyakoriak-e az üledékes kőzetekben található ritmikus jellegzetességekből származó geológiai bizonyítékok?

K: Mit számolt ki más bolygók hőmérsékletére vonatkozóan?

Keresés betűvel