O que são os Ciclos Milankovitch?

Os ciclos de Milankovitch descrevem como alterações relativamente ligeiras no movimento da Terra afectam o clima do planeta. Os ciclos são nomeados para Milutin Milankovitch, um astrofísico sérvio que começou a investigar a causa da antiga era glacial da Terra no início do século XIX, de acordo com o Museu Americano de História Natural (AMNH).

Terra experimentou a mais recente era glacial durante a época do Pleistoceno, que durou de 2,6 milhões de anos atrás a 11.700 anos atrás. Durante milhares de anos de cada vez, mesmo as regiões mais temperadas do globo foram cobertas por geleiras e lençóis de gelo, de acordo com o Museu de Paleontologia da Universidade da Califórnia.

Para determinar como a Terra poderia experimentar mudanças climáticas tão vastas ao longo do tempo, Milankovitch incorporou dados sobre as variações da posição da Terra com a linha do tempo das idades do gelo durante o Pleistoceno. Ele estudou as variações da Terra durante os últimos 600.000 anos e calculou as quantidades variáveis de radiação solar devido à mudança dos parâmetros orbitais da Terra. Ao fazer isso, ele foi capaz de ligar menores quantidades de radiação solar nas altas latitudes do norte com as anteriores idades do gelo europeu, de acordo com a AMNH.

Os cálculos e gráficos de Milankovitch, publicados na década de 1920 e ainda hoje utilizados para compreender o clima passado e futuro, levaram-no a concluir que existem três ciclos posicionais diferentes, cada um com o seu próprio comprimento de ciclo, que influenciam o clima na Terra: a excentricidade da órbita da Terra, a inclinação axial do planeta e a oscilação do seu eixo.

Excentricidade

A Terra orbita o Sol numa forma oval chamada elipse, com o Sol num dos dois pontos focais (focos). A elipticidade é uma medida da forma da oval e é definida pela razão entre o eixo semiminor (o comprimento do eixo curto da elipse) e o eixo semimajor (o comprimento do eixo longo da elipse), de acordo com a Swinburne University. Um círculo perfeito, onde os dois focos se encontram no centro, tem uma elipticidade de 0 (baixa excentricidade), e uma elipse que está sendo esmagada para quase uma linha reta tem uma excentricidade de quase 1 (alta excentricidade).

A órbita da Terra muda ligeiramente sua excentricidade ao longo de 100.000 anos, de quase 0 para 0,07 e de volta, de acordo com o Observatório da Terra da NASA. Quando a órbita da Terra tem uma excentricidade maior, a superfície do planeta recebe 20 a 30% mais radiação solar quando está no periélio (a distância mais curta entre a Terra e o Sol em cada órbita) do que quando está no apélio (a maior distância entre a Terra e o Sol em cada órbita). Quando a órbita da Terra tem uma excentricidade baixa, há muito pouca diferença na quantidade de radiação solar que é recebida entre o periélio e o apélio.

Hoje, a excentricidade da órbita da Terra é de 0,017. No periélio, que ocorre em ou por volta de 3 de janeiro de cada ano, a superfície da Terra recebe cerca de 6% mais radiação solar do que no apélio, que ocorre em ou por volta de 4.

Inclinação axial

A inclinação do eixo da Terra em relação ao plano de sua órbita é a razão pela qual experimentamos estações do ano. Pequenas mudanças na inclinação alteram a quantidade de radiação solar que cai sobre certos locais da Terra, de acordo com a Universidade de Indiana Bloomington. Ao longo de cerca de 41.000 anos, a inclinação do eixo da Terra, também conhecida como obliquidade, varia entre 21,5 e 24,5 graus.

Quando o eixo está na sua inclinação mínima, a quantidade de radiação solar não muda muito entre o verão e o inverno para grande parte da superfície da Terra e, portanto, as estações são menos severas. Isto significa que o verão nos pólos é mais frio, o que permite que a neve e o gelo persistam durante o verão e no inverno, acabando por se acumular em enormes camadas de gelo.

Hoje, a Terra está inclinada 23,5 graus, e a diminuir lentamente, de acordo com EarthSky.

Precession

Earth wobbles apenas ligeiramente à medida que gira no seu eixo, de forma semelhante a quando um topo giratório começa a abrandar. Esta oscilação, conhecida como precessão, é causada principalmente pela gravidade do sol e da lua puxando as protuberâncias equatoriais da Terra. A oscilação não altera a inclinação do eixo da Terra, mas a orientação muda. Ao longo de cerca de 26.000 anos, a Terra vacila em torno de um círculo completo, de acordo com a Universidade Estadual de Washington.

Agora, e nos últimos milhares de anos, o eixo da Terra tem sido apontado para norte mais ou menos em direção à Polaris, também conhecida como a Estrela do Norte. Mas a oscilação gradual da Terra significa que a Polaris nem sempre é a Estrela do Norte. Há cerca de 5.000 anos, a Terra estava mais apontada para outra estrela, chamada Thubin. E, em aproximadamente 12.000 anos, o eixo terá viajado um pouco mais em torno de seu círculo de precessão e apontará para Vega, que se tornará a próxima Estrela do Norte.

Asso que a Terra completa um ciclo de precessão, a orientação do planeta é alterada em relação ao periélio e ao afélio. Se um hemisfério é apontado para o Sol durante o periélio (a menor distância entre a Terra e o Sol), ele será apontado para longe durante o apélio (a maior distância entre a Terra e o Sol), e o oposto é verdadeiro para o outro hemisfério. O hemisfério que está apontado em direção ao sol durante o periélio e longe durante o afélio experimenta contrastes sazonais mais extremos do que o outro hemisfério.

Correntemente, o verão do hemisfério sul ocorre perto do periélio e o inverno perto do afélio, o que significa que o hemisfério sul experimenta estações mais extremas do que o hemisfério norte.