O que são os ciclos de Milankovitch?

Os ciclos de Milankovitch descrevem como mudanças relativamente pequenas no movimento da Terra afetam o clima do planeta. Os ciclos têm o nome de Milutin Milankovitch, um astrofísico sérvio que começou a investigar a causa das antigas eras glaciais da Terra no início de 1900, de acordo com o Museu Americano de História Natural (AMNH).

A Terra experimentou suas eras glaciais mais recentes durante a época do Pleistoceno, que durou de 2,6 milhões de anos a 11.700 anos atrás. Por milhares de anos, até mesmo as regiões mais temperadas do globo foram cobertas por geleiras e mantos de gelo, de acordo com o Museu de Paleontologia da Universidade da Califórnia.

Para determinar como a Terra poderia experimentar mudanças tão vastas no clima ao longo do tempo, Milankovitch incorporou dados sobre as variações da posição da Terra com a linha do tempo das eras glaciais durante o Pleistoceno. Ele estudou as variações da Terra nos últimos 600.000 anos e calculou as quantidades variáveis ​​de radiação solar devido às mudanças nos parâmetros orbitais da Terra. Ao fazer isso, ele foi capaz de ligar quantidades menores de radiação solar nas altas latitudes do norte às eras glaciais anteriores da Europa, de acordo com a AMNH.

Os cálculos e gráficos de Milankovitch, que foram publicados na década de 1920 e ainda são usados ​​hoje para entender o clima passado e futuro, o levaram a concluir que existem três ciclos posicionais diferentes, cada um com sua própria duração de ciclo, que influenciam o clima na Terra: o excentricidade da órbita da Terra, a inclinação axial do planeta e a oscilação de seu eixo.

Excentricidade

A Terra orbita o sol em uma forma oval chamada elipse, com o sol em um dos dois pontos focais (focos). A elipticidade é uma medida da forma da oval e é definida pela relação entre o eixo semiminor (o comprimento do eixo curto da elipse) e o semi-eixo maior (o comprimento do eixo longo da elipse), de acordo com Swinburne Universidade. Um círculo perfeito, onde os dois focos se encontram no centro, tem uma elipticidade de 0 (baixa excentricidade), e uma elipse que está sendo comprimida quase em linha reta tem uma excentricidade de quase 1 (alta excentricidade).

A órbita da Terra muda ligeiramente sua excentricidade ao longo de 100.000 anos de quase 0 para 0,07 e vice-versa, de acordo com o Observatório da Terra da NASA. Quando a órbita da Terra tem uma excentricidade maior, a superfície do planeta recebe 20 a 30 por cento mais radiação solar quando está no periélio (a distância mais curta entre a Terra e o sol em cada órbita) do que quando está no afélio (a maior distância entre a Terra e sol em cada órbita). Quando a órbita da Terra tem uma excentricidade baixa, há muito pouca diferença na quantidade de radiação solar que é recebida entre o periélio e o afélio.

Hoje, a excentricidade da órbita da Terra é de 0,017. No periélio, que ocorre por volta de 3 de janeiro de cada ano, a superfície da Terra recebe cerca de 6 por cento mais radiação solar do que no afélio, que ocorre por volta de 4 de julho.

Inclinação axial

A inclinação do eixo da Terra em relação ao plano de sua órbita é a razão pela qual experimentamos as estações. Ligeiras mudanças na inclinação mudam a quantidade de radiação solar que incide sobre certos locais da Terra, de acordo com a Indiana University Bloomington. Ao longo de cerca de 41.000 anos, a inclinação do eixo da Terra, também conhecida como obliquidade, varia entre 21,5 e 24,5 graus.

Quando o eixo está em sua inclinação mínima, a quantidade de radiação solar não muda muito entre o verão e o inverno em grande parte da superfície da Terra e, portanto, as estações são menos severas. Isso significa que o verão nos pólos é mais frio, o que permite que a neve e o gelo persistam durante o verão e o inverno, eventualmente se transformando em enormes mantos de gelo.

Hoje, a Terra está inclinada 23,5 graus e diminuindo lentamente, de acordo com a EarthSky.

Precessão

A Terra balança ligeiramente ao girar em seu eixo, de forma semelhante a quando um pião começa a desacelerar. Essa oscilação, conhecida como precessão, é causada principalmente pela gravidade do sol e da lua puxando as protuberâncias equatoriais da Terra. A oscilação não muda a inclinação do eixo da Terra, mas a orientação muda. Ao longo de cerca de 26.000 anos, a Terra oscila em um círculo completo, de acordo com a Washington State University.

Agora, e durante os últimos milhares de anos, o eixo da Terra foi apontado para o norte mais ou menos em direção à Polaris, também conhecida como Estrela do Norte. Mas a oscilação precessional gradual da Terra significa que Polaris nem sempre é a Estrela do Norte. Cerca de 5.000 anos atrás, a Terra estava mais apontada para outra estrela, chamada Thubin. E, em aproximadamente 12.000 anos, o eixo terá viajado um pouco mais em torno de seu círculo de precessão e apontará para Vega, que se tornará a próxima Estrela do Norte.

Conforme a Terra completa um ciclo de precessão, a orientação do planeta é alterada em relação ao periélio e afélio. Se um hemisfério é apontado para o sol durante o periélio (distância mais curta entre a Terra e o sol), ele será apontado durante o afélio (maior distância entre a Terra e o sol), e o oposto é verdadeiro para o outro hemisfério. O hemisfério que está apontado para o sol durante o periélio e para longe durante o afélio experimenta contrastes sazonais mais extremos do que o outro hemisfério.

Atualmente, o verão do hemisfério sul ocorre perto do periélio e o inverno perto do afélio, o que significa que o hemisfério sul experimenta estações mais extremas do que o hemisfério norte.

Adicional Recursos:

• Assista: A explicação dos ciclos de Milankovitch em 5 minutos, a partir de investigações filosóficas.
• Assista a este explicador em vídeo sobre a precessão da Terra, do departamento de Astronomia da Universidade de Nebraska-Lincoln.
• Saiba mais sobre Milutin Milankovitch, do Observatório Terrestre da NASA.