Ciclos de Milankovitch e Ciclos Glaciais

Como as mudanças lentas e regulares na órbita da Terra redistribuem a luz solar e marcam o avanço e recuo das grandes camadas de gelo ao longo de dezenas de milhares de anos.

Definition

Os ciclos de Milankovitch são as variações periódicas na excentricidade orbital da Terra, inclinação axial e precessão que alteram a distribuição da luz solar incidente e marcam os ciclos glaciais, o crescimento e decaimento recorrentes das camadas de gelo continentais durante o Quaternário.

Scope

Este tópico aborda a teoria astronômica das eras glaciais e os ciclos glacial-interglacial que ela explica. Trata dos três parâmetros orbitais, excentricidade, inclinação axial e precessão, que variam em escalas de tempo características e alteram a distribuição sazonal e latitudinal da radiação solar, a evidência espectral de núcleos de sedimentos marinhos que confirma seu ritmo nas eras glaciais, e os feedbacks envolvendo gelo, albedo e gases de efeito estufa que amplificam o sinal orbital em ciclos glaciais completos.

Core questions

• Quais parâmetros orbitais variam e em que escalas de tempo?
• Como as mudanças orbitais alteram a distribuição da luz solar?
• Que evidências confirmam que as órbitas marcam o ritmo das eras glaciais?
• Que feedbacks amplificam o sinal orbital em ciclos glaciais completos?

Key theories

Teoria astronômica das eras glaciais

Variações na excentricidade, inclinação e precessão alteram a insolação de verão em altas latitudes, e quando os verões do norte são frios o suficiente para que a neve do inverno sobreviva, as camadas de gelo crescem, marcando o ritmo dos ciclos glaciais.

Amplificação por feedback do forçamento orbital

A mudança orbital relativamente pequena na luz solar é amplificada por feedbacks de gelo-albedo e gases de efeito estufa, de modo que a queda de dióxido de carbono e o crescimento do gelo reforçam o resfriamento para um estado glacial completo.

Mechanisms

As interações gravitacionais com outros planetas fazem com que a excentricidade orbital da Terra, a inclinação axial e a precessão dos equinócios variem ao longo de aproximadamente 100.000, 41.000 e 23.000 anos, alterando a quantidade de luz solar que atinge cada latitude em cada estação. Verões frios no hemisfério norte permitem que a neve persista e as camadas de gelo cresçam; o gelo mais brilhante reflete mais luz solar e o oceano e a biosfera absorvem dióxido de carbono, amplificando o resfriamento, com o processo inverso impulsionando a deglaciação.

Clinical relevance

A teoria orbital explica o momento natural das eras glaciais e mostra que o atual interglacial, sem influência humana, persistiria por dezenas de milhares de anos, fornecendo uma linha de base contra a qual a mudança causada pelo homem é medida.

History

Baseando-se nas ideias do século XIX de Adhemar e Croll, Milankovitch calculou as curvas de insolação orbital no início do século XX; a teoria foi amplamente confirmada em 1976, quando Hays, Imbrie e Shackleton encontraram as frequências orbitais previstas nos espectros de registros de sedimentos de águas profundas.

Debates

O problema dos 100.000 anos

Por que as eras glaciais do Quaternário Superior são dominadas por um ciclo de aproximadamente 100.000 anos, embora o forçamento de excentricidade nesse período seja fraco, permanece em debate e aponta para a importância de feedbacks não lineares.

Key figures

• Milutin Milankovitch
• James Hays
• John Imbrie
• Nicholas Shackleton

Seminal works

• hays1976
• imbrie1979

Frequently asked questions

O que são os ciclos de Milankovitch?

São mudanças lentas e regulares na forma orbital da Terra, inclinação axial e precessão que alteram como a luz solar é distribuída entre as estações e latitudes, marcando o ritmo das eras glaciais.

Se as órbitas impulsionam as eras glaciais, e o aquecimento atual?

As mudanças orbitais atuam ao longo de dezenas de milhares de anos e atualmente favorecem apenas mudanças graduais, portanto não podem explicar o rápido aquecimento recente, que é impulsionado pelos gases de efeito estufa.