Estudo revela que variações climáticas são causadas pela oscilação da distância da Terra ao Sol e não por influência humana

O astrofísico sérvio Milutin Milankovitch é mais conhecido por desenvolver uma das teorias mais significativas relacionadas aos movimentos da Terra e às mudanças climáticas de longo prazo. Nascido em 1879 na vila rural de Dalj (então parte do Império Austro-Húngaro, hoje localizado na Croácia), Milankovitch frequentou o Instituto de Tecnologia de Viena e se formou em 1904 com um doutorado em ciências técnicas. Após uma breve passagem como engenheiro-chefe de uma empresa de construção, ele aceitou um cargo de professor de matemática aplicada na Universidade de Belgrado em 1909 – cargo que ocupou pelo resto de sua vida.
Milankovitch dedicou sua carreira ao desenvolvimento de uma teoria matemática do clima com base nas variações sazonais e latitudinais da radiação solar recebida pela Terra. Agora conhecida como Teoria de Milankovitch, ela afirma que, à medida que a Terra viaja pelo espaço ao redor do Sol, variações cíclicas em três elementos da geometria Terra-Sol se combinam para produzir variações na quantidade de energia solar que atinge a Terra:

Variações na excentricidade orbital da Terra – a forma da órbita ao redor do sol.
Mudanças na obliquidade – mudanças no ângulo que o eixo da Terra faz com o plano da órbita da Terra.
Precessão – a mudança na direção do eixo de rotação da Terra, ou seja, o eixo de rotação se comporta como o eixo de rotação de um topo que está descendo; portanto, traça um círculo na esfera celeste durante um período de tempo.
Juntos, os períodos desses movimentos orbitais ficaram conhecidos como ciclos de Milankovitch.

Variações orbitais

Mudanças na excentricidade orbital afetam a distância Terra-sol. Atualmente, existe uma diferença de apenas 3% (5 milhões de quilômetros) entre a aproximação mais próxima (periélio), que ocorre em ou próximo a 3 de janeiro, e a partida mais distante (afélio), que ocorre em torno de 4 de julho. Essa diferença na distância equivale a um aumento de cerca de 6% na radiação solar recebida (insolação) de julho a janeiro. A forma da órbita da Terra muda de elíptica (alta excentricidade) para quase circular (baixa excentricidade) em um ciclo que leva entre 90.000 e 100.000 anos. Quando a órbita é altamente elíptica, a quantidade de insolação recebida no periélio seria da ordem de 20 a 30% maior que no afélio, resultando em um clima substancialmente diferente do que vivenciamos hoje.

A excentricidade da órbita da Terra muda lentamente ao longo do tempo, de quase zero a 0,07. À medida que a órbita se torna mais excêntrica (oval), a diferença entre a distância do Sol à Terra no periélio (aproximação mais próxima) e afélio (mais longe) se torna cada vez maior. Observe que o Sol não está no centro da elipse orbital da Terra, mas em um dos pontos focais.
eccentricity = .5
A excentricidade da órbita mostrada na imagem inferior é um 0,5 altamente exagerado. Mesmo a excentricidade máxima da órbita da Terra – 0,07 – seria impossível mostrar na resolução de uma página da web. Mesmo assim, na atual excentricidade de 0,017, a Terra está 5 milhões de quilômetros mais próxima do Sol no periélio do que no afélio. (Imagens de Robert Simmon, NASA GSFC)

Obliquidade (alteração da inclinação axial)

À medida que a inclinação axial aumenta, o contraste sazonal aumenta para que os invernos fiquem mais frios e os verões mais quentes em ambos os hemisférios. Hoje, o eixo da Terra está inclinado 23,5 graus do plano de sua órbita ao redor do sol. Mas essa inclinação muda. Durante um ciclo de cerca de 40.000 anos, a inclinação do eixo varia entre 22,1 e 24,5 graus. Como essa inclinação muda, as estações como as conhecemos podem se tornar exageradas. Mais inclinação significa estações mais severas – verões mais quentes e invernos mais frios; menos inclinação significa estações menos severas – verões mais frios e invernos mais amenos. Pensa-se nos verões frios que permitem que a neve e o gelo durem de ano para ano em altas latitudes, acabando por se formar em enormes mantos de gelo. Também existem feedbacks positivos no sistema climático, porque uma Terra coberta com mais neve reflete mais energia do sol no espaço, causando um resfriamento adicional.

obliquity
A mudança na inclinação do eixo da Terra (obliquidade) afeta a magnitude da mudança sazonal. Em inclinações mais altas, as estações são mais extremas e, em inclinações mais baixas, são mais amenas. A inclinação axial atual é 23,5 °. Imagem de Robert Simmon, NASA GSFC)

Precessão

Alterações na precessão axial alteram as datas de periélio e afélio e, portanto, aumentam o contraste sazonal em um hemisfério e diminuem o contraste sazonal no outro hemisfério.

Precessão – a mudança na orientação do eixo rotacional da Terra – altera a orientação da Terra em relação ao periélio e afélio. Se um hemisfério estiver apontado para o sol no periélio, esse hemisfério estará apontando para o afélio, e a diferença nas estações será mais extrema. Esse efeito sazonal é revertido para o hemisfério oposto. Atualmente, o verão do norte ocorre próximo ao afélio. (Imagem de Robert Simmon, NASA GSFC)

Usando essas três variações orbitais, Milankovitch conseguiu formular um modelo matemático abrangente que calculava diferenças latitudinais na insolação e a temperatura superficial correspondente nos 600.000 anos anteriores ao ano de 1800. Em seguida, ele tentou correlacionar essas mudanças com o crescimento e a retirada do gelo. Idades. Para fazer isso, Milankovitch assumiu que as mudanças de radiação em algumas latitudes e estações do ano são mais importantes para o crescimento e a deterioração da camada de gelo do que em outras. Então, por sugestão do climatologista alemão Vladimir Koppen, ele escolheu a insolação de verão a 65 graus norte como a latitude e a estação mais importantes para modelar, argumentando que grandes mantos de gelo cresciam perto dessa latitude e que verões mais frios poderiam reduzir o derretimento do verão, levando a uma orçamento anual positivo de neve e crescimento da camada de gelo.

Esses gráficos mostram valores calculados para 300.000 anos de variação orbital. A linha “0” representa hoje, enquanto “-200” indica 200.000 anos no passado e “100” indica 100.000 anos a partir de agora. Milankovitch notou que esses ciclos da mecânica orbital correspondem a muitos indicadores de mudanças climáticas passadas, como a Idade do Gelo. (De Berger e Loutre, 1991)

Mas, por cerca de 50 anos, a teoria de Milankovitch foi amplamente ignorada. Então, em 1976, um estudo publicado na revista Science examinou núcleos de sedimentos do fundo do mar e descobriu que a teoria de Milankovitch correspondia de fato a períodos de mudanças climáticas (Hays et al. 1976). Especificamente, os autores conseguiram extrair o registro de mudança de temperatura desde 450.000 anos e descobriram que grandes variações no clima estavam intimamente associadas a mudanças na geometria (excentricidade, obliquidade e precessão) da órbita da Terra. De fato, as eras glaciais ocorreram quando a Terra estava passando por diferentes estágios de variação orbital.

Desde este estudo, o Conselho Nacional de Pesquisa da Academia Nacional de Ciências dos EUA adotou o modelo do Ciclo de Milankovitch.

… variações orbitais continuam sendo o mecanismo mais minuciosamente examinado de mudança climática nas escalas de tempo de dezenas de milhares de anos e são de longe o caso mais claro de um efeito direto da mudança de insolação na atmosfera mais baixa da Terra (Conselho Nacional de Pesquisa, 1982) .

Esse estudo é bastante similar a esse outro aqui: https://terrarara.com.br/astrofisica/pulsares/oscilacoes-da-linha-de-base-do-campo-magnetico-solar-e-irradiacao-solar-em-escala-de-tempo-milenar/

Publicado em 18/10/2019

Artigo original:

Artigos relacionados:

Achou importante? Compartilhe!


Assine nossa newsletter e fique informado sobre Astrofísica, Biofísica, Geofísica e outras áreas. Preencha seu e-mail no espaço abaixo e clique em “OK”:


Uma resposta para “Estudo revela que variações climáticas são causadas pela oscilação da distância da Terra ao Sol e não por influência humana”

Os comentários estão desativados.