In che modo la rotazione e l'inclinazione della Terra possono influenzare il clima globale?

Prendendo il nome da Milutin Milankovic, il matematico che per primo li descrisse, i cicli di Milankovic sono variazioni lente nella rotazione e nell'inclinazione della Terra. Questi cicli includono cambiamenti nella forma dell'orbita terrestre, nonché l'angolo e la direzione dell'asse su cui ruota la Terra. Queste variazioni si verificano lentamente e regolarmente, causando cicli di variazione della quantità di radiazione solare (calore) che raggiunge la Terra. Gli scienziati ritengono che questi cicli possano influenzare i modelli meteorologici a lungo termine o il clima.

L'eccentricità misura le deviazioni nell'orbita ellittica (allungata) della Terra da un'orbita circolare simmetrica. Se l'eccentricità è zero, un'orbita è circolare. Man mano che un'orbita diventa più ellittica, la sua eccentricità si avvicina a quella. Le due distanze più importanti tra la Terra e il sole sono descritte come perielio, o il punto dell'orbita terrestre quando è più vicino al sole, e afelio, o quando è il più lontano. La differenza tra queste distanze è chiamata eccentricità. L'eccentricità della Terra varia da 0,0005 a 0,06 e maggiore è questo numero, più radiazione solare raggiunge la superficie della Terra. I cicli di eccentricità durano tra 90.000 e 100.000 anni.

L'angolo dell'asse terrestre è indicato come la sua obliquità. Se l'obliquità della Terra fosse uguale a zero (nessuna inclinazione), la Terra non avrebbe stagioni perché non si verificherebbe alcuna variazione di temperatura. Durante l'inverno, l'emisfero settentrionale (dove si trova la maggior parte della massa terrestre della Terra) è inclinato lontano dal sole, ricevendo la radiazione solare con un angolo maggiore. Ciò si traduce in temperature più fredde e sbalzi di temperatura più estremi. Durante l'estate, la massa continentale è inclinata verso il sole, determinando temperature più calde e cambiamenti meno estremi. I cicli di obliquità durano 40.000 anni e l'inclinazione stessa varia da 22 a 24,5 gradi.

La precessione descrive la leggera oscillazione dell'asse terrestre causata dalla luna e da altri pianeti del sistema solare. I cicli di precessione modificano i tempi del perielio e dell'afelio, provocando aumenti e diminuzioni del contrasto stagionale. Quando un emisfero è orientato verso il sole al perielio, ne risultano differenze estreme nelle stagioni e questo schema è invertito nell'emisfero opposto. L'asse terrestre oscilla in cicli che durano 26.000 anni.

Gli effetti combinati dei cicli di eccentricità, obliquità e precessione causano cambiamenti nei modelli meteorologici sulla Terra. La Terra è 5 milioni di chilometri (3 milioni di miglia) più lontana dal sole all'afelio di quanto non lo sia al perielio. Attualmente, l'estate nell'emisfero settentrionale si verifica vicino all'afelio, quindi le differenze di temperatura sono meno estreme e il clima è mite. Sedicimila anni fa, nell'emisfero settentrionale avveniva l'inverno all'afelio e c'erano differenze estreme di temperatura. Gli scienziati ritengono che queste differenze possano spiegare il movimento dei ghiacciai mentre avanzano e si ritirano ripetutamente attraverso i continenti, influenzando i cicli climatici a lungo termine della Terra.