Kuidas võib Maa pöörlemine ja kallutamine mõjutada globaalset kliimat?

Nime saanud esmakordselt neid kirjeldanud matemaatiku Milutin Milankovici järgi on Milankovici tsüklid Maa pöörlemise ja kalde aeglased variatsioonid. Need tsüklid hõlmavad muutusi Maa orbiidi kujus, samuti telje nurka ja suunda, millel Maa pöörleb. Need variatsioonid toimuvad aeglaselt ja regulaarselt, põhjustades Maale jõudva päikesekiirguse (soojuse) hulga muutumise tsükleid. Teadlaste arvates võivad need tsüklid mõjutada pikaajalisi ilmastikutingimusi või kliimat.

Ekstsentrilisus mõõdab Maa elliptilise (pikliku) orbiidi kõrvalekaldeid sümmeetrilisest ümmargusest orbiidist. Kui ekstsentrilisus on null, on orbiit ümmargune. Kui orbiit muutub elliptilisemaks, muutub selle ekstsentrilisus lähemale. Kahte kõige olulisemat kaugust Maa ja päikese vahel kirjeldatakse kui perihiooni ehk punkti Maa orbiidil, kui see on päikesele kõige lähemal, ja afeeli või siis, kui see on kõige kaugemal. Nende kauguste erinevust nimetatakse ekstsentrilisuseks. Maa ekstsentrilisus varieerub vahemikus 0,0005 kuni 0,06 ja mida suurem see arv, seda rohkem päikesekiirgust Maa pinnale jõuab. Ekstsentrilisuse tsüklid kestavad 90 000 kuni 100 000 aastat.

Maa telje nurka nimetatakse selle kaldeks. Kui Maa kaldus oleks võrdne nulliga (kallet pole üldse), poleks Maal aastaaegu, sest temperatuuri kõikumisi ei toimuks. Talvisel ajal on põhjapoolkera (kus asub suurem osa Maa maamassist) kaldu päikesest eemale, saades päikesekiirgust suurema nurga all. Selle tulemuseks on külmem temperatuur ja ekstreemsemad temperatuurimuutused. Suvisel ajal on maamass päikese poole kaldu, mille tulemuseks on soojem temperatuur ja vähem äärmuslikud muutused. Kaldus tsüklid kestavad 40 000 aastat ja kalle ise varieerub 22–24,5 kraadini.

Pretsessioon kirjeldab kerget võnkumist Maa teljel, mille on põhjustanud kuu ja teised päikesesüsteemi planeedid. Pretsessioonitsüklid muudavad periheliumi ja afeeli aega, põhjustades hooajalise kontrasti suurenemist ja vähenemist. Kui poolkera on periheelil orienteeritud päikese poole, tekivad aastaaegades äärmuslikud erinevused ja see muster on vastupidises poolkeral vastupidine. Maa telg kõigub 26 000 aastat kestva tsüklina.

Ekstsentrilisuse, kaldus ja pretsessiooni tsüklite koosmõju põhjustab Maa ilmamuutuste muutusi. Maa on afülionil päikesest 5 miljonit kilomeetrit (3 miljonit miili) kaugemal kui periheelil. Praegu toimub suvi põhjapoolkeral aphelioni lähedal, nii et temperatuuride erinevused on vähem äärmuslikud ja kliima on pehme. Kuusteist tuhat aastat tagasi toimus põhjapoolkeral afellionil talv ja temperatuurierinevused olid äärmiselt erinevad. Teadlased usuvad, et need erinevused võivad põhjustada liustike liikumist, kui nad korduvalt edasi liikuvad ja taganevad kogu mandritel, mõjutades Maa pikaajalisi kliimatsükleid.