25. Причини зледенінь. Теорія Міланковича.

Як тільки було визнано,існування материкового зледеніння, постало питання про його причини. В 1875 році Дж. Кроль висунув астрономічну теорію четвертинного зледеніння, однак її обґрунтування не було сприйнято сучасниками. В кінці XIX століття велику популярність і визнання отримала теорія сербського вченого М. Міланковича, який розрахував віковий хід інсоляції Землі з врахуванням коливань елементів її орбіти, який було прийнято як базовий в палеогеологічному літочисленні. Гіпотеза була підтримана В. Кеппен, А. Венегер, які щоправда основною причиною зледенінь вважали дрейф континентів, а вплив варіацій елементів земної орбіти М. Міланковича вони надавали чергуванню холодних (зледенінь) і теплих (міжльодовиковій) епох. Земля рухається навколо Сонця орбітою, яка періодично змінює свою форму від кола до слабо вигнутого еліпса. Періодичність цих змін становить в середньому 90 тис. років – це явище називається ексцентриситетом. Найбільша віддаль від Землі до Сонця в афелії становить 152 млн. км, найменша в перигелії – 147 млн. км, середня – 149,6 млн. км. Площина орбіти Землі лежить в площині екліптики, до якої належать орбіти усіх планет. Вісь обертання Землі нахилена до площини орбіти під кутом 23º56′15″. Кожні 41 тис. років (точніше 40700 років) кут нахилу вісі до орбіти змінюється від 21º51′ до 24º36′. Кожні 26 тис. років вісь описує в просторі конус – це називається прецесією. Зміна орбітальних параметрів Землі впливає на кількість сонячної енергії, яка попадає на земну поверхню і відповідає за зміну клімату планети. М. Міланкович в своїх висновках ґрунтувався на аналізі слідуючих параметрів.

1нахил екватора до площини екліптики, який коливається впродовж 41 тис. років в межах 3° (від 22°08' до 24°43', нині він становить 23°27'). При зменшенні кута нахилу зменшується і сума сонячної радіації, а отже тепла, цей нахил визначає зміну пори року;

зміна прецесії рівнодення, яка залежить від положення лінії перетину площини екліптики з площиною екватора, переміщення точки рівнодення по орбіті. Якщо літо буде в афелії то буде сезон дощовий і холодний, якщо в перигелії – то теплим. Положення сезонів змінюється через кожні 21 тис. років.

Однак ним не було враховано зміну ексцентриситету Земної орбіти. З його зміною міняється і форма орбіти,то наближається до кола, то стає більш еліпсовидною. Середній період варіації ексцентриситету складає 90 тис. років. Коли Земля знаходиться в афелії, вона отримує менше тепла ніж в перигелії. Це так званий стотисячний цикл, який забезпечує кореляцію з ізотопно-кисневими стадіями.

Спочатку цикли Міланковича розглядались лише для плейстоцену, але згодом їх почали використовувати і для пліоцену.

Сучасна кліматична наука притримується гіпотези, що саме варіації ексцентриситету Земної орбіти є основним фактором, що формує великомасштабні коливання глобального термічного режиму нашої планети. Це підтверджується повним збігом періодів великомасштабних коливань клімату Землі і варіацій (90 тис. років) ексцентриситету Земної орбіти (максимуми потеплінь по астрономічним даним — 410, 320, 230, 125 тис. років збігаються з геологічними даними 330, 240, 130 тис. років) та з коливаннями рівня Світового океану в останні 500 тис. років. В 1896 році шведський вчений С. Арреніус, аналізуючи вплив варіацій концентрації атмосферного СО2 на температуру, прийшов до висновку, що чергування льодовикових і міжльодовикових епох в четвертинному періоді пов'язано саме з коливаннями СО2. Нині, коли спостерігається підвищення середньорічної температури повітря і збільшення концентрації СО2 в атмосфері, багато дослідників взяли теорію С. Арреніуса на озброєння.