Influenze astronomiche: il Ciclo di Milankovitch Conferenza a cura di Orleo Marinaro “...se cambiamento c’è è tutto da attribuire a processi naturali come i cicli astronomici...” orleo.marinaro@gmail.com

L'eccentricità orbitale, l'inclinazione assiale e la precessione dell'orbita della Terra variano in base ad alcuni schemi, scoperti da Miliutin Milankovitch (1879-1958): queste variazioni hanno dato luogo a glaciazioni ogni circa 100 000 anni durante tutta l'era glaciale del Quaternario. L'asse di rotazione della Terra (notte + dì = giorno) completa un ciclo di precessione circa ogni 26 000 anni e, contemporaneamente, anche la forma ellittica dell'orbita ruota (in particolare è l’asse maggiore che ruota) compiendo un ciclo ogni 22 000 anni. Inoltre, l'angolo tra l'asse di rotazione della Terra  e la normale al piano orbitale o piano dell’eclittica oscilla ciclicamente tra 21,5° e 24,5°, con un periodo di 41 000 anni. Attualmente quest'angolo misura 23,44°: è questa inclinazione che causa le stagioni sul pianeta.

Miliutin Milankovitch (1879-1958) Allo scoppio della I Guerra Mondiale nel 1914 (appena sposato con la figlia di Wegener), venne internato dall’esercito Austro-Ungarico a Neusiedl am See e poi a Budapest, dove gli fu concesso di occuparsi della biblioteca dell’ Accademia dell Scienze Ungherese. Già dal 1912, stimolato dalla Teoria della Deriva dei Continenti del suocero, si interessò ai moti dei pianeti che causavano variazioni alla temperatura e al clima dovuto all’irraggiamento del Sole. Durante la prigionia a Budapest si dedicò a questi studi astrofisici e alla fine della guerra e in libertà completò una monografia che uscì nel 1920, nelle pubblicazioni dell’Accademia delle Scienze e delle Arti Serba , da Gauthiers-Villards a Parigi, col titolo Teoria matematica dei fenomeni termici prodotti dalla radiazione solare .

Cicli di Milankovitch Compresi i moti di rotazione e rivoluzione, sono 12 i movimenti del pianeta Terra a natura pseudo-periodica. I grafici risultanti sono la somma di un numero molto alto di sinusoidi, circa 1009, i modi normali di vibrazioni della Terra. Alcune componenti sono dominanti. Milanković studiò le variazioni dell'eccentricità, dell'obliquità e della precessione del pianeta. Le variazioni della forma del moto e dell'orientamento influenzano la quantità di radiazione solare che raggiunge la Terra e determinano la distribuzione sulla superficie terrestre. Questo fenomeno è chiamato forcing solare o forzatura solare. Hanno più peso le variazioni delle zone vicine al Circolo Polare Artico a causa dell'ampia estensione di terra emersa che reagisce alle variazioni della radiazione solare con meno inerzia delle masse d’acqua degli oceani.

Cicli di Milankovitch Con l'eccentricità attuale, la differenza tra la distanza Terra-Sole che si ha al perielio e all'afelio  è del 3,4% (circa 5,1 milioni di km). La differenza causa un aumento del 6,8% della radiazione solare che ci raggiunge. Attualmente, il perielio càpita intorno al 3 gennaio e l'afelio intorno al 4 luglio. Quando l'orbita ha la massima eccentricità, la quantità di radiazione solare al perielio è circa il 23% maggiore rispetto all'afelio. La differenza è pari a circa 4 volte il valore dell'eccentricità.

Durate delle stagioni (emisfero boreale) Cicli di Milankovitch Durate delle stagioni (emisfero boreale) dati da United States Naval Obervatory Anno Data: GMT Durata stagione 2005 Solstizio d'inverno 21/12/2005 18:35 88,99 giorni 2006 Equinozio di primavera 20/03/2006 18:26 92,75 giorni Solstizio d'estate 21/06/2006 12:26 93,65 giorni Equinozio d'autunno 23/09/2006 4:03 89,85 giorni 22/12/2006 0:22 2007 21/03/2007 0:07  

Cicli di Milankovitch L'attuale insolazione nell'emisfero boreale a 65° di latitudine Nord è abbastanza compatibile con quella corrispondente ad una glaciazione. L'insolazione estiva a 65° N aumenterà gradualmente nei prossimi 25 000 anni e nei prossimi 50 000 - 100 000 anni non vi saranno diminuizioni dell'insolazione, capaci di causare una nuova glaciazione. Il perielio cade nell'estate dell'emisfero australe e l'afelio nel rispettivo inverno, di conseguenza le stagioni dell'emisfero australe saranno più estreme rispetto a quelle dell'emisfero boreale. L'eccentricità, relativamente bassa, dell'orbita attuale causa una differenza tra l'insolazione dei due emisferi del 6,8%.

Cambiamento Climatico registrato nella pietra Le variazioni orbitali sono predicibili, per cui legando le variazioni al clima, si può predire l'evoluzione futura del sistema climatico. Tuttavia l'effetto antropico sta esercitando un'influenza maggiore sul riscaldamento globale rispetto alle variazioni orbitali, proprio sul breve periodo. In uno studio molto citato, risalente al 1980, da parte di Imbrie e Imbrie, venne elaborata una teoria secondo la quale ignorando l'effetto antropogeno e altre possibili sorgenti di variazioni agenti a frequenze maggiori di un ciclo ogni 19 000 anni, si prevede che il raffreddamento sul lungo periodo iniziato circa 6 000 anni fa continuerà per i prossimi 23 000 anni. Studi più recenti di Berger e Loutre indicano che l'attuale clima caldo durerà per altri 50 000 anni.

Cambiamento Climatico registrato nella pietra

Cambiamento Climatico registrato nella pietra

Cambiamento Climatico registrato nella pietra

Gli antichi cambiamenti avvenuti nel clima della Terra sono ‘scritti nella pietra’. Il tipo e le caratteristiche della polvere e dei ghiacciai I sedimenti lacustri e oceanici, le dimensioni, la forma, la posizione delle dune di sabbia e dei fiumi Le stratificazioni successive di fossili vegetali e animali, i confini di antiche spiagge, le linee di accrescimento di barriere coralline Gli anelli di crescita degli alberi, poi fossilizzati, le formazioni di stalattiti e stalagmiti (carbonati) in grotte e caverne I reperti archeologici e le incisioni di società antiche contengono elementi di storia di questi mutamenti.

La Storia dello sviluppo umano nelle varie civiltà che si sono succedute nel tempo è strettamente legata alla passata variabilità climatica. La comprensione dei clima passati permette di inquadrare completamente lo sviluppo attuale. Non c’è alcun dubbio che il futuro sia fortemente determinato dal clima.

Dobbiamo prendere atto che le attività umane sono riuscite a indurre cambiamenti nella Chimica dell’Atmosfera e nella composizione dell’humus, causando il declino attuale della Biodiversità

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