Циклы Миланковича
Ци́клы Мила́нковича описывают влияние изменений в движении Земли на её климат. Названы так в честь сербского астрофизика Милутина Миланковича, который в 1941 году сформулировал предположение, что регулярные и закономерные изменения формы орбиты Земли и ориентации её оси вращения приводят к циклическим изменениям количества солнечной радиации, попадающей на Землю, и эти изменения определяют наступление ледниковых эпох[1].
В своём суточном вращении вокруг своей оси и годичном обращении вокруг Солнца, Земля испытывает небольшие возмущения, вызванные гравитационным взаимодействием с другими телами Солнечной системы. Отклонения, вызванные этими возмущениями, сложны; среди них доминируют несколько циклов[2]. Поскольку периоды этих циклов не кратны друг другу, регулярно возникают достаточно продолжительные эпохи, в которых они оказывают кумулятивное влияние, усиливая друг друга.
Орбита Земли, её эксцентристет, изменяется от почти круговой до слегка эллиптической. При более вытянутой орбите, мы имеем бо́льший разброс в расстоянии между Землёй и Солнцем, как и в количестве солнечной радиации, в разные времена года. Кроме того, наклон оси вращения Земли тоже слегка изменяется. Бо́льший наклон оси делает времена года более выраженными. Наконец, направление, в котором указывает ось Земли, изменяется относительно неподвижных звёзд (прецессия земной оси), а эллиптическая орбита Земли вокруг Солнца тоже поворачивается (Прецессия линии апсид). Совместный эффект этих движений заключается в том, что Земля приближается к Солнцу на наменьшее расстояние (перигелий) в разные астрономические сезоны[3][комм. 1].
Миланкович изучал изменения в тех движениях Земли, которые изменяют количество (и распределение) солнечной радиации, достигающей Земли. Он особенно выделял изменения на широте 65°N, на которой в настоящее время нижняя граница ледников опускается до уровня моря[4], из-за большого количества суши на этой широте. Суша нагревается и остывает быстрее чем океан благодаря тому, что грунт имеет меньшую объёмную теплоёмкость чем вода[5][комм. 2], а в океане происходит перемешивание поверхностной и глубинной воды.
Орбита Земли аппроксимируется эллипсом; мера отличия эллипса от окружности — это эксцентриситет. Форма земной орбиты изменяется от почти круговой (теоретически эксцентриситет может стать и нулём) до слегка эллиптической (за последние 250 миллионов лет наибольшим значением эксцентриситета было 0.0679)[6]. Самый большой компонент этих изменений вносит свой вклад с периодом 405 тысяч лет (изменение эксцентриситета ±0.012). Другие компоненты цикличны с периодом 95 тысяч and 124 тысячи лет (с периодом биения 400 000 лет). Они свободно объединяются в цикл с периодом 100 тысяч лет (изменение эксцентриситета от −0.03 до +0.02). В настоящее время эксцентриситет равен 0.017 (0.0167) и уменьшается[7].
