Milutinas Milankovičius — serbų matematikas, astronomas ir klimatologas

Sužinokite apie Milutino Milankovičiaus atradimus: insoliacijos kanoną ir Milankovičiaus ciklus, paaiškinančius ledynmečius bei ilgalaikius Žemės klimato pokyčius.

Milutinas Milankovičius (1879 m. gegužės 28 d. – 1958 m. gruodžio 12 d.) buvo serbų matematikas, astronomas, geofizikas, klimatologas, statybos inžinierius ir rašytojas. Jis padarė esminių indėlių į teorinę klimatologiją ir planetų fiziką, sujungdamas kosminės mechanikos ir matematinės analizės metodus, kad paaiškintų ilgalaikius klimato svyravimus Žemėje bei temperatūrinius sąlygų skirtumus kitose Saulės sistemos planetose.

Gyvenimas ir karjera

Milankovičius studijavo statybos inžineriją Vienos technikos universitete ir pradėjo karjerą kaip inžinierius, atlikdamas hidrotechninius ir statybos darbus. Vėliau jis persiorientavo į teorinius tyrimus, tapo universiteto dėstytoju ir pradėjo sistemingai tirti astronominių veiksnių įtaką klimatui. Jo tarpdisciplininis išsilavinimas – inžinerija, matematika ir astronomija – leido suformuluoti ir išspręsti sudėtingas užduotis, susijusias su Saulės spinduliuotės pasiskirstymu ir Žemės orbitinių parametrų įtaka klimatui.

„Žemės insoliacijos kanonas“

Pirmasis Milankovičiaus pagrindinis darbas buvo vadinamas „Žemės insoliacijos kanonu“ (originaliai vok. Kanon der Erdbestrahlung). Jame jis išvedė, kaip orbitaliniai parametrai – Žemės ekscentriškumas, ašies pasvirimas ir ašies priešužsidarymas – lemia vietinę ir sezoninę Saulės spinduliuotę (insoliaciją) įvairiose platumose ir laikmečiuose. Remdamasis tiksliais astronominiais skaičiavimais, Milankovičius apskaičiavo, kaip keičiasi spinduliuotės kiekis Žemės atmosferos viršutiniuose sluoksniuose ir paviršiuje, bei taikė tas išvadas analizuodamas temperatūrines sąlygas kitose Saulės sistemos planetose – Merkurijaus, Veneros, Marso ir Mėnulio – taip pat nagrinėjo ir išorinių planetų atmosferos struktūros klausimus. Jo metodai sudarė pagrindą kosminei klimatologijai ir planetų klimatų modeliavimui.

Milankovičiaus ciklai

Antrasis svarbus Milankovičiaus indėlis buvo paaiškinimas, kaip ilgalaikius Žemės klimato pokyčius lemia Žemės sukimosi ir skriejimo aplink Saulę pokyčiai. Šis reiškinys dabar išvardijamas kaip Milankovičiaus ciklai. Pagrindiniai orbitaliniai elementai, turintys didžiausią įtaką, yra:

• Ekscentriškumas – orbitos elipsiškumo pokyčiai, vykstantys per ~100 000 ir ~400 000 metų, veikia bendrą Žemės atstumą nuo Saulės ir sezoniškumo stiprumą.
• Ašies pasvirimas (obliquity) – Žemės sukimosi ašies nuolydis kinta maždaug per 41 000 metų ir daro įtaką metų laikų kontrastui, ypač aukštose platumose.
• Precesija – ašies priešsukimo ir orbitos perihelio judėjimas, kuriam būdingi ciklai apie 19 000–23 000 metų, keičia, kada ir kuriuo metu metų dalimi pasireiškia artimiausia ar tolimiausia pozicija Saulės atžvilgiu.

Milankovičius teigė, kad šie orbitaliniai svyravimai keičia į Žemę patenkančios Saulės energijos sezoninį ir regioninį pasiskirstymą, o kartu su vidiniais klimato grįžtamaisiais mechanizmais (pvz., ledynų plėtros ir nuolydžio, albedo ir atmosferinių dujų pokyčiais) lemia ledynmečių bangavimus per geologinius laikotarpius.

Įtaka, patvirtinimas ir ribotumai

Milankovičiaus hipotezė tapo pagrindine paleoklimatologijos ašimi: geologiniai duomenys, pvz., ritmiški nuosėdinių uolienų bruožai ir ledyninių morenų seka, rodo periodiškumą, kuris atitinka orbitalinių ciklų skalę. Vėliau, 1970–1980 m., giluminio jūrologijos gręžinių cheminės ir izotopų analizės (pvz., Hays, Imbrie ir Shackleton 1976 m.) aiškiai parodė spektrinės savybės, atitinkančias Milankovičiaus numatytus dažnius, kas suteikė stiprų empirinį palaikymą teorijai.

Tuo pat metu aišku, kad orbitaliniai mechanizmai nėra vienintelė klimato varomoji jėga. Kaip ir minėta, kitus reikšmingus faktorius sudaro tokie veiksniai kaip deguonies ir anglies dioksido kiekis atmosferoje, žemynų padėtis, ugnikalnių veikla ir įvairūs grįžtamieji mechanizmai (pvz., ledynų–albedo efektas, atmosferos ir vandenynų srautai). Todėl šiandien mokslininkai traktuoja Milankovičiaus hipotezę kaip esminį, bet ne vienintelį klimato pokyčių paaiškinimą.

Paveldas ir įvertinimas

Milankovičiaus darbai turėjo didelę įtaką ne tik Žemės klimatologijai, bet ir planetų mokslams bei metodams, kuriuos naudoja paleoklimatologai. Jo vardu pavadinti įvairūs apdovanojimai ir objektai mokslinėje bendruomenėje, o kasmetiniai tyrimai ir toliau gilina supratimą apie orbitalinių poveikių ir kitų klimato veiksnių tarpusavio sąveiką.

Santrauka: Milankovičius suformulavo ir matematiškai pagrindė idėją, kad ilgiems laiko tarpams klimato kaitą gali lemti astronominiai veiksniai. Nors jo teorija nepaaiškina visų klimato niuansų, ji sudaro kertinį pamato akmenį paleoklimatologijos ir padėjo nukreipti vėlesnius empirinius tyrimus, kurie daugeliu atvejų patvirtino orbitalinių ciklų svarbą.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas buvo Milutinas Milankovičius?

K: Kokie buvo du esminiai jo indėliai į mokslą?

Klausimas: Kaip jo paaiškinimas paaiškina ledynmečius?

K: Ar jo paaiškinimas yra visiškai tikslus?

Klausimas: Ar dažnai pasitaikantys geologiniai įrodymai yra nuosėdinėse uolienose aptinkami ritminiai bruožai?

K: Ką jis apskaičiavo apie temperatūrą kitose planetose?

Paieška pagal raidę