Milankoviç döngüsü

Anadolu takımları tarafından Türkiye'ye getirilen Avrupalı futbolcu ismine sahip bu adam, dünya'nın hareketinin, iklimlere olan etkisi üzerine bir teori ortaya atıyor ve dünya'nın hareketinin bir döngü içerisinde sürekli değiştiğini iddia ediyor.

Günümüzde dünya ısınıyor. Isı her 10 yılda 0.2 derece arttığı ve böyle gitmesi durumunda 2030 da kutuplar buzsuz bir yaz geçireceği düşünülmektedir. Bilim adamları 21. yüzyılın sonunda küresel deniz seviyesinden 30 cm yükseleceğini tahmin ediyor.20 000 yıl önce de buzulların erimesiyle dünya ısınmış sonraki 10 000 yıl içinde sıcaklık 6 derece yükselmiştir. Bu ısınmayla birlikte buzul çağı sona ermiş iklim değişimiyle dünya yeni bir dünya yaşamıştı.

Herşey güneş sistemizde gezegenlerin belli bir hizaya gelmesiyle başladı.

Milankovitch döngüleri olarak bilinen üç yörüngesel dönüşüm dünyanın güneşten çektiği sıcaklık oranını etkiliyordu. İlk milankovitch döngüsü eğrilik. Dünya güneşe oranla dimdik değil 23,5 derecelik bir açıyla eğrilmiş olarak yer alıyordu. İkinci milankovitch döngüsü dışmerkezlilik. Güneşin yerçekimi dünyayı neredeyse dairesel bir yörüngede tutuyordu. Ama Jüpiter ve Satürn'e yaklaştıkça bu iki gezegenin dünyamızı esneterek ona yeni şekiller veriyordu. Bu güneşin ışınının dünyaya ulaşmadan önce izlediği mesafeyi değiştiriyordu. Üçüncü milankovitch döngüsü eksen sapması. Eksen sapmasının nedeni  dünyanın kusursuz bir küre olmamasıdır. Dünya dönerken dünyanın ekseni güneşe yaklaşıp ondan uzaklaşıyor.

Bu milankovitch döngülerinin dünyanın iklimi üzerindeki etkileri sınırlı. En yakın buzul çağı 20 000 yıl önce milankovitch döngülerinin biraraya gelmesiyle sona ermiştir.

Buzul çağının sonundaki erime sırasında yaşanan iklim değişiklerinin incelenmesi dünyanın ısınmasında düzenli ve yavaş yavaş olan bir artış değil kısa süreli hatırı sayılır düzeyde ısımadan soğumaya tekrar soğu-aya geçiş göstermiştir. Bunun sebebi eriyen buz kütlelerinin doğanın en büyük iklim düzenleyicilerinden birinin okyanus akıntılarını bozması.

Gezegenimizin yüzeyi ince bir kaya tabakasından oluşan kabukla örtülüdür. Altında ise muazzam sıcak  sıvı magmadan oluşan manto bir kuşak bulunur. Soğuk dönemlerde buz ağırlık yaparak kabuğu bastırır bu da altındaki mantoya baskıyı artırır. Buz eridiğinde ise kabuğun üstündeki basınç azalır ve mantonun genişleyip kabuğu yukarı doğru itmesine izin verir. Bu da kabuğun kırılgan olan üstteki 10 km 'sini çatlatıyor buda yüzeyde depremler olarak hissediliyor.

Dünyanın ısınmasıyla birlikte oluşan seller 200 km3 ten fazla toprağı çoraklaştırdı. Buzul çağında yok edici değişikliklere maruz kalan atalarımızın uyum sağlaması gerekiyordu.

Kalıntılar tahılların kabuklarını ayırmak için kullandıkları bir sepet ve besinleri öğütmek için özel bir  değirmen taşı geliştirdiler. Ayrıca bol sayıda küçük hayvanı tek seferde avlayabilmek için çok uzun ağlar geliştirmişlerdi. Atalarımızın buzulçağı sonunda oluşan iklim değişimini buluş niteliğindeki çözümlere aştılar. Ama bu gelişmelerin yol açtığı canlı türlerin yok oluşuna neden oldu.

Dünyanın konumu ve eksenindeki üç değişikliğin aynı anda olması buzul çağının 100 bin yılda bir tekrar etmesini sağlıyor. Bu döngülere Milankoviç döngüsü deniyor. Dünyanın duruş açısı ve eksenindeki değişmeler her yüzyılda bir çakışıyor. Bu da küresel soğumaya yani buzul çağına neden oluyor. Bazı jeolojik kanıtlar, fosiller, buzulların oluşturduğu katmanlar vb. kanıtlar en son buzul çağının yirmi bin yıl önce sona erdiği ve yeni bir buzul çağının başlaması gerektiği yönünde bilgi sahibi olmamızı sağlıyor. Buzul çağının bitmesi ve başlaması dünyada bazı değişmelere neden oluyor ve canlılarda bu değişmelerden oldukça fazla etkileniyorlar.

Karadaki buzulların erimesi ile okyanusların seviyesini yükselmesi ve kara parçalarını sular altında bırakması; buzulların erimesi ile iklimleri düzenleyen okyanus döngüsünün bozulması ve iklimin de buna bağlı olarak değişmesi; kara buzullarının erimesiyle oluşan tatlı su sellerinin geçtikleri yerleri şekillendirmesi; buzulların erimesiyle mantonun yerkabuğuna baskı uygulayarak çatlatması ve bunun da depremlere ve volkanik patlamalara neden olması… gibi olaylar silsilesi yeryüzündeki yaşamı ve yer şekillerini sürekli değiştirmiştir.

En son buzul çağının son bulması ile bir çok canlı türü yok olurken, insanlar yeni koşullara uyum sağlayarak diğer uyum sağlayan canlılar gibi hayatta kalmışlardır.

Gelecekte olması muhtemel buzul çağı bu günkü insan kaynaklı küresel ısınma nedeniyle hızlanabilir ve insanların çoğu ve birçok canlı türü buna uyum sağlamayabilir.

Buzul Çağı
Karaların büyük bölümünün kalın buz tabakalarıyla örtüldüğü döneme denir. Bu buz tabakaları, dağlarda ve buzullardaki buzların yüzlerce yıl boyunca yavaş yavaş çoğalarak diğer bölgelere kadar ulaşmasıyla oluşmuş ve karaların büyük bölümünü binlerce metre kalınlığında buzlarla örtmüş.

Dünyanın uzun tarihi boyunca böyle bir dönem bir kaç kez tekrarlandı. Son buzul çağı, 25000 yıl önce başladı ve bu çağ boyunca karaları öten buzlar dört kez eriyip tekrar dondu. Bu çağ aşağı yukarı 18000 yıl önce sona erdi ve buzullar kuzey yarım küredeki karaların büyük bölümünden çekilmeye başladı. Ama Güney Kutbu ve Grönland gibi bölgeler bugün bile kalınlığı yeryer 3000 metreye varan buz buz tabakalarıyla kaplı. Bu çağ boyunca, yeryüzü büyük iklim değişiklikleri yaşadı. Bugün çöl olan topraklar tropik ormanlarla kaplıydı ve deniz seviyesi yüzlerce metre daha aşağıdaydı, çünkü suyun bölümü buz olarak kara parçalrını kaplamıştı. Ancak bu çağın bitmesiyle yeryüzü giderek ısındı ve eriyen buzların oluşturduğu sular bugünkü büyük gölleri oluşturup okyanusların seviyesini yükseltti.

İnsanoğlu yeni bir buz çağını görecek mi? Bilimadamları bu soruya henüz kesin yanıt veremiyorlar çünkü buzul çağının başlama nedenini hala bilmiyoruz.

Milankovich teorisi Milankovitch kuramı, 1. Dünya Savaşındaki gözaltı sürecinde Sırp Jeofizikçi ve Gökbilimci Milutin Milankoviç’in Dünya’nın hareketlerindeki değişikliklerin iklim üzerindeki kolektif etkilerini açıklamaya çalıştığı bir kuramıdır.

Milankovitch; Yerkürenin devinimi, eksen eğikliği ve eksen kaymasındaki değişimlerin yörüngesel baskı ile birlikte Yeryüzündeki iklim oluşumlarını belirlemiş olduğunu matematiksel olarak teorize etmiştir.

Dünya ekseni yaklaşık olarak her 26.000 yılda tam bir dairelik devinim (presesyon) gerçekleştirir. Aynı zamanda eliptik yörünge daha düşük hızda döner. Söz konusu iki devinimin toplam etkisiyle mevsimler ve yörünge arasında 21.000 yıllık bir süre oluşumuna neden olmaktadır. Ek olarak, Yeryüzü’nün ekseni ve yörüngesinin düzlemi (eğiklik) arasındaki açı 41.000 yıllık bir döngü boyunca 22.1 ile 24.5 dereceleri arasında gidip gelmektedir. Şu anda 23.44 derecelerinde bulunmakta ve giderek düşmektedir.

Joseph Adhemar, James Croll ve diğer gökbilimciler tarafından 19. yüzyılda benzer kuramlar öne sürülmüştür. Fakat hangi dönemlerin önem arz ettiği konusunda somut verilerin olmayışı nedeniyle bu kuramlara ilişkin geçerliliğin doğrulanması zor olmuştur. Hays, Imbrie ve Shackleton tarafından hazırlanan özgün çalışmalar (Science dergisindeki Yerküre Yörüngesindeki Değişiklikler: Buz Devirlerinin Öncüleri, 1976) ve derin okyanus çukurları araştırmalarından sonra söz konusu kuram şu anki halini almıştır.

Yörünge Dışmerkezliği
Dünyanın yörüngesi elipstir. Eğiklik bu elips şekle ilişkin dairesel sapmanın ölçülmesi ile belirlenir. Yeryüzünün yörünge şekli 0.028’lik eğiklik derecesi ile dairesel (0.005’lik düşük eğiklik derecesi) ve hafif eliptik (0.058’lik yüksek eğiklik derecesi) şekil arasında zamanla değişiklik göstermektedir. Bu değişikliklerin ana bileşeni 413.000 yıllık bir süre içerisinde ortaya çıkar (±0.012’lik eğiklik değişimi). Diğer bileşenler ise 95.000 ile 125.000 yıl arasında değişiklik göstererek gün yüzüne çıkar (400.000 yıllık ısı dönemi) ve genel hatlarıyla 100.000 yıllık bir döngü içerisinde bir araya gelir (değişiklik −0.03 ile +0.02 arasında). Şu anki eğiklik 0.017’dir.

Eğer Dünya Güneş etrafında dönen tek gezegen olsaydı, yörünge eğikliğinde bir milyon yılı aşkın bir sürede bile gözle görülür bir şekilde değişiklik yaşanmazdı. Dünyanın eğikliği birincil olarak Jüpiter ve Satürn gezegenlerinin çekimsel alanları ile olan karşılıklı etkileşimleri nedeniyle değişiklik göstermektedir. Yörünge eğikliği oluştukça, yörüngesel elipsin x ekseni değişiklik göstermemektedir. Yörünge değişimini hesaplamak için astronomi mekaniğinde kullanılan pertürbasyon teorisine göre, x ekseni adyabatik değişmezdir. Kepler’in 3. kuramına göre, yörünge süresi x ekseni ile belirlenir ve yörünge gelişip değiştikçe yıldız yılının süresi olan Dünya’nın yörüngesel süresinde bir değişiklik yaşanmamaktadır. X ekseni eğiklik derecesinin artışı ile düşüş gösterdikçe, mevsimsel değişiklikler de bir taraftan artış göstermektedir.[3] Kepler’in ikinci kuramına göre gezegenin ortalama güneş ışın yayımı, az miktardaki eğiklik nedeniyle pek fazla değişim göstermemektedir.

Aynı ortalama ışın yayımı ortalama ısı sıcaklıkları ile örtüşmemektedir (Stefan-Boltzmann kuramına göre bunun nedeni söz konusu eğriliktir). 20°C’ lik ışın yayımı ve % ± 50’lik simetrik değişikliği için (mevsim değişikliklerinde örneğin[4] ) , ortalama 16 °C’lik (örneğin sapma −4 °C) asimetrik ıs değişimi ve gün boyunca gerçekleşen ışın yayımı değişikliği için −113 °C’lik ortalama ısı derecesi elde edilir (sıfır termal kapasite için).

Güneş’e en yakın bir mesafede var olan (günberi) ışın yayımındaki bağıl artış, en uzaktaki (günötesi) ışı yayımına kıyasla eğiklikten neredeyse 4 kat daha fazladır. Şu anki yörünge eğikliğine ilişkin olarak bu miktar, ışın yayımında yaklaşık %6.8’lik bir değişime tekabül ederken, günberi ile günötesi arasındaki mevcut değişiklik sadece %3.4’tür (5.1 milyon km.). Günberisi şu anda yaklaşık olarak 3 Ocak’ta gerçekleşirken, günötesi 4 Temmuz civarındadır. Yörünge en eliptik halini aldığında, günberisindeki ışın yayımı oranı günötesinden %23 daha fazla olacaktır.