วัฏจักรมิลานโควิชและวัฏจักรธารน้ำแข็ง

การเปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ และสม่ำเสมอในการโคจรของโลกกระจายแสงอาทิตย์ใหม่และกำหนดจังหวะการเคลื่อนตัวไปข้างหน้าและถอยกลับของแผ่นน้ำแข็งขนาดใหญ่ตลอดระยะเวลาหลายหมื่นปี

Definition

วัฏจักรมิลานโควิชคือการเปลี่ยนแปลงเป็นคาบในความเยื้องศูนย์กลางของวงโคจรโลก ความเอียงของแกนโลก และการหมุนควง ซึ่งเปลี่ยนแปลงการกระจายตัวของแสงอาทิตย์ที่เข้ามาและกำหนดจังหวะของวัฏจักรธารน้ำแข็ง ซึ่งเป็นการเติบโตและการสลายตัวซ้ำๆ ของแผ่นน้ำแข็งทวีปในช่วงควอเทอร์นารี

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมทฤษฎีดาราศาสตร์ของยุคน้ำแข็งและวัฏจักรธารน้ำแข็ง-ช่วงอบอุ่นที่ทฤษฎีนี้อธิบายไว้ โดยกล่าวถึงพารามิเตอร์การโคจรสามประการ ได้แก่ ความเยื้องศูนย์กลาง ความเอียงของแกนโลก และการหมุนควง ซึ่งแปรผันตามช่วงเวลาลักษณะเฉพาะและเปลี่ยนแปลงการกระจายตัวของรังสีดวงอาทิตย์ตามฤดูกาลและละติจูด หลักฐานสเปกตรัมจากแกนตะกอนใต้ทะเลที่ยืนยันจังหวะของยุคน้ำแข็ง และปฏิกิริยาย้อนกลับที่เกี่ยวข้องกับน้ำแข็ง การสะท้อนแสง และก๊าซเรือนกระจกที่ขยายสัญญาณการโคจรให้กลายเป็นวัฏจักรธารน้ำแข็งเต็มรูปแบบ

Core questions

• พารามิเตอร์วงโคจรใดบ้างที่เปลี่ยนแปลงและในช่วงเวลาใด?
• การเปลี่ยนแปลงวงโคจรเปลี่ยนแปลงการกระจายตัวของแสงอาทิตย์ได้อย่างไร?
• หลักฐานใดที่ยืนยันว่าวงโคจรกำหนดจังหวะของยุคน้ำแข็ง?
• ปฏิกิริยาย้อนกลับใดที่ขยายสัญญาณวงโคจรให้กลายเป็นวัฏจักรธารน้ำแข็งเต็มรูปแบบ?

Key theories

ทฤษฎีดาราศาสตร์ของยุคน้ำแข็ง

การเปลี่ยนแปลงในความเยื้องศูนย์กลาง ความเอียง และการหมุนควง เปลี่ยนแปลงการรับแสงอาทิตย์ในฤดูร้อนที่ละติจูดสูง และเมื่อฤดูร้อนทางเหนือเย็นพอที่หิมะในฤดูหนาวจะคงอยู่ แผ่นน้ำแข็งจะเติบโต กำหนดจังหวะของวัฏจักรธารน้ำแข็ง

การขยายสัญญาณการบังคับด้วยวงโคจรผ่านปฏิกิริยาย้อนกลับ

การเปลี่ยนแปลงแสงอาทิตย์จากวงโคจรที่ค่อนข้างน้อยจะถูกขยายโดยปฏิกิริยาย้อนกลับของน้ำแข็ง-การสะท้อนแสง และก๊าซเรือนกระจก ดังนั้นการลดลงของคาร์บอนไดออกไซด์และการเติบโตของน้ำแข็งจึงเสริมการเย็นตัวไปสู่สภาวะธารน้ำแข็งเต็มรูปแบบ

Mechanisms

ปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงกับดาวเคราะห์ดวงอื่นทำให้ความเยื้องศูนย์กลางของวงโคจรโลก ความเอียงของแกนโลก และการหมุนควงของวิษุวัตเปลี่ยนแปลงไปในช่วงเวลาประมาณ 100,000, 41,000 และ 23,000 ปี ซึ่งเปลี่ยนแปลงปริมาณแสงอาทิตย์ที่ไปถึงแต่ละละติจูดในแต่ละฤดูกาล ฤดูร้อนทางเหนือที่เย็นทำให้หิมะคงอยู่และแผ่นน้ำแข็งเติบโต น้ำแข็งที่สว่างกว่าจะสะท้อนแสงอาทิตย์มากขึ้น และมหาสมุทรและชีวมณฑลจะดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งขยายการเย็นตัวลง โดยมีกระบวนการย้อนกลับที่ขับเคลื่อนการละลายของธารน้ำแข็ง

Clinical relevance

ทฤษฎีวงโคจรนี้อธิบายช่วงเวลาตามธรรมชาติของยุคน้ำแข็งและแสดงให้เห็นว่าช่วงอบอุ่นในปัจจุบัน หากปราศจากอิทธิพลของมนุษย์ จะคงอยู่เป็นเวลาหลายหมื่นปี ซึ่งเป็นพื้นฐานในการวัดการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากมนุษย์

History

จากแนวคิดในศตวรรษที่สิบเก้าของ Adhemar และ Croll มิลานโควิชได้คำนวณเส้นโค้งการรับแสงอาทิตย์จากวงโคจรในช่วงต้นศตวรรษที่ยี่สิบ ทฤษฎีนี้ได้รับการยืนยันส่วนใหญ่ในปี 1976 เมื่อ Hays, Imbrie และ Shackleton พบความถี่วงโคจรที่คาดการณ์ไว้ในสเปกตรัมของบันทึกตะกอนใต้ทะเลลึก

Debates

ปัญหา 100,000 ปี

เหตุใดยุคน้ำแข็งควอเทอร์นารีตอนปลายจึงถูกครอบงำด้วยวัฏจักรประมาณ 100,000 ปี แม้ว่าแรงบังคับจากความเยื้องศูนย์กลางในช่วงเวลานั้นจะอ่อนแอ ยังคงเป็นที่ถกเถียงกันและชี้ให้เห็นถึงความสำคัญของปฏิกิริยาย้อนกลับแบบไม่เชิงเส้น

Key figures

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

Seminal works

• hays1976
• imbrie1979

Frequently asked questions

วัฏจักรมิลานโควิชคืออะไร?

เป็นการเปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ และสม่ำเสมอในรูปร่างวงโคจรของโลก ความเอียงของแกนโลก และการหมุนควง ซึ่งเปลี่ยนแปลงวิธีการกระจายแสงอาทิตย์ตามฤดูกาลและละติจูด กำหนดจังหวะของยุคน้ำแข็ง

หากวงโคจรขับเคลื่อนยุคน้ำแข็ง แล้วภาวะโลกร้อนในปัจจุบันล่ะ?

การเปลี่ยนแปลงวงโคจรเกิดขึ้นในช่วงเวลาหลายหมื่นปี และในปัจจุบันเอื้อต่อการเปลี่ยนแปลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปเท่านั้น ดังนั้นจึงไม่สามารถอธิบายภาวะโลกร้อนอย่างรวดเร็วในปัจจุบันได้ ซึ่งเกิดจากก๊าซเรือนกระจก