O.S.E.L. - Milankovičovy cykly v klimatu na Zemi
 Milankovičovy cykly v klimatu na Zemi
Tento článek plynule navazuje na článek „Vyřešení záhady ledových dob? Vědci je konečně propojili s orbitálními cykly“.

Ze zmíněného  článku zdánlivě vyplývá, že o vlivu parametrů orbity Země (excentricita, precese, sklon zemské rotační osy) na klima na Zemi jsme se dozvěděli teprve nedávno z prací pracovníků University v Cardiffu. Opak je pravdou – už před více než 100 lety (Milankovič 1920) ukázal Milutin Milankovič, že doby ledové a meziledové se střídají v pravidelných intervalech dlouhých cca 100 tisíc let, tedy stejných, v jakých se mění excentricita orbity Země. Ukázal tak na změnu osvitu povrchu Země právě v tomto rytmu.


Z ledových jader z vrtu Vostok u jižního pólu pak bylo zjištěno, že globální teplota na Zemi klesá již více než 3 mil. let, přičemž doby ledové se střídaly od 3 do 1 mil. let v rytmu cca 41 tisíc let a posledních cca 1 mil. let se střídají v rytmu cca 100 tisíc let (Obr. 1).

Obr. 1 – Ekvivalentní proxyteplota z 18O za posledních 5 mil. let z vrtu Vostok (Lisiecki and Raymo 2005 - Lisiecki, L. E.; Raymo, M. E. (May 2005). "Correction to “A Pliocene-Pleistocene stack of 57 globally distributed benthic d18O records”". Paleoceanography: PA2007.)

 

Toto střídání bylo vysvětleno pomocí osvitu severní polokoule, kde je rozložena většina kontinentů. Pouze na kontinentech (díky malé tepelné vodivosti hornin) je možno ohřát vzduch na vysoké teploty při vyšším osvitu, tedy v létě, kdy je současně Země v přísluní (periheliu). Problémem bylo zjistit, co vlastně vede k „překlápění“ dob ledových do meziledových a naopak, když v obou případech funguje kladná zpětná vazba, která při zvyšujících se teplotách dále vede k jejich zvýšení a naopak v dobách ledových se zvyšuje albedo (odrazivost povrchu Země) a tím se na povrch Země dostane dále menší část energie ze Slunce. Tuto záhadu vyřešil teoreticky Didier Pillard, který za to dostal medaili Milutina Milankoviče na EGU ve Vídni v roce 2013 (Didier Paillard (2013): Quaternary glaciations : from observations to theories (Milankovic Medal Lecture). Geophysical Research Abstracts, Vol. 15, EGU2013-14249, 2013) (Obr. 2).

Obr. 2 - Na řádcích odshora je vidět variace precese, sklonu osy a excentricity. Zejména velká excentricita předchází dobám meziledovým tzn. když je velká excentricita, tak se výrazně ohřívá Země a končí doby ledové. D. Paillard v roce 2013 na kongresu Evropské geofyzikální unie (EGU) ve Vídni ukázal jakým způsobem dochází k překlápění těch dob ledových na meziledové. Není to proces plynulý, ale switch on - switch off/vypnout - zapnout.

Dr. Ganopolski ukázal, že dnešní parametry orbity - excentricita a sklon - jsou ve stavu kdy by se měla navrátit doba ledová. Řekl jednu důležitou věc: díky tomu, že lidé vypouštějí CO2 do ovzduší, jsme oddálili příchod doby ledové o několik set až tisíc let. (Andrey Ganopolski and Reinhard Calov (2013): Natural and non-natural end of Holocene. Geophysical Research Abstracts, Vol. 15, EGU2013-1666, 2013.).


##seznam_reklama##

Toto překlápění dob ledových a meziledových ale nemá nic do činění s CO2 nebo CH4, protože jejich změny koncentrace v atmosféře jsou důsledkem změn teplot globálního oceánu podle Henryho zákona (Salby 2012 - Physics of the atmosphere and climate. Cambridge Univ. Press. 666 pp. ). Prof. Murry Selby z Austrálie teoreticky odvodil, že díky rovnosti parciálních tlaků v atmosféře a v oceánu se dá dokázat, že koncentrace CO2 je úměrná integrálu, neboli postupnému součtu diferencí teplot od střední teploty (tedy akumulovanému teplu v oceánech a zemské kůře). Tzn. zahřejete-li oceán, uvolní se více plynu do atmosféry a naopak. Je to vždy o parciálním tlaku na rozhraní oceán-atmosféra. Takže ta dnešní hypotéza (nebo teorie) o tom, že globální oteplování způsobuje CO2, je jen o zpětné vazbě, ale nikoliv o původu oteplování.


Poslední výzkumy astronomů (např. Salvador, Abdussamatov, Zharkova) ukazují, že ve stejném rytmu, jako jsou Milankovičovy cykly, se mění i sluneční aktivita, která také významně přispívá k onomu překlápění dob ledových a meziledových. Na Obr. 3 je ukázána sluneční aktivita za posledních cca 1000 let.

Obr. 3 – Proxy sluneční aktivita (z izotopu 10Be) a proxyteplota (z izotopu 14C) (Usoskin et al. 2003). MM znamená Medieval Maximum - středověké teplotní optimum. Optimum proto, že bylo tepleji než dnes zhruba o 2°C a v Mělníku např. pěstovali melouny a na Vinohradech víno.


Jaká byla sluneční aktivita za posledních 14 tisíc let jsme schopni zjistit díky tomu, že existuje beryllium 10 (10Be) - izotop, který vzniká na povrchu Země díky kosmickému záření. Čím je vyšší aktivita Slunce, tím více odstiňuje kosmické záření svojí heliosférou tzn. že koncentrace 10Be je nepřímo úměrná sluneční aktivitě.


Usoskin v roce 2011 zrekonstruoval sluneční aktivitu za posledních 14 tisíc let (na Obr. 3 je znázorněno posledních cca 1000 let – Usoskin et al. 2003) a navázal to na dnešní měření z družic. Ukazuje se, že Ortovo minimum (Om) i Wolfovo minimum (Wm) koincidují s malým výkonem Slunce. Na Obr. č. 3 je ještě vidět Spörerovo minimum (Sm), Maunderovo minimum (Mm) a Daltonovo minimum (Dm). Za povšimnutí stojí časové zpoždění mezi sluneční aktivitou a globální teplotou, která je i několik desítek let jako např. okolo let 1050, 1450, 1700 i jindy. Toto časové zpoždění je vidět na všech časových škálách od stovek miliónů let po několika měsíční cykly.


I.G. Usoskin, S. Solanki, M. Schuessler, K. Mursula a K. Alanko:

A millennium scale sunspot number reconstruction: Evidence for an unusually
active sun since the 1940's; Phys. Rev. Letters 91/21 (2003) 2011101, pdf soubor. https://cc.oulu.fi/~usoskin/personal/Sola2-PRL_published.pdf

Na Obr. 3 je také vidět jedna důležitá informace – sluneční aktivita v současnosti (počínající po roce 1850 a s vrcholem okolo roku 1958) byla největší z hlediska posledních cca 1000 let. Někteří autoři udávají, že byla dokonce největší z hlediska posledních 4000 let. Podle mých propočtů, nynější sluneční aktivita je srovnatelná s tou, která stála za koncem posledního glaciálu (würm) před cca 12000 lety nebo s tou, která byla na začátku rozvoje městských států nebo třeba kultury Stonehenge před cca 6200 lety. Tento cyklus, dlouhý přesně 6256 let se nazývá Xapos-Burkeho cyklus a planety ve Sluneční soustavě se dostávají do stejných pozic vůči sobě i vůči jádru naší Galaxie (Obr. 4).

Obr. 4 – Symetrické polohy planet v roce 4135 BC a 2121 AD (pozice jsou pootočeny vůči sobě o 60° + zrcadlově zobrazeny, takže celkový megacyklus trvá 6*6256,5+3128 (vystřídání magnetické polarity + polohy planet vůči ekliptice) = 40670 let = cyklus sklonu zemské osy).


Teprve po roce 2121 skončí období vysoké sluneční aktivity v Xapos-Burkeho cyklu, takže z podstaty transformace sluneční energie do tepla na Zemi si budeme muset počkat cca 100 let, než se Slunce uklidní a poté ještě pár set let, než se vyzáří část akumulované energie z kůry. Teprve pak nastanou podmínky pro příchod další hluboké doby ledové. To ovšem neznamená, že by se nemohlo ochladit jako v Malé době ledové už za cca 100 let. Pokud teď přijdou 3 - 4 cykly minimální sluneční aktivity, jak předpovídá například Valentina Zharková, tak se ochladí o 1 - 2°C, ani nemrkneme.

 

Více informací je na stránkách ZD Chrašťany.


Autor: Pavel Kalenda
Datum:04.03.2025