Jégkorszak(ok)!!! - ELTE Csillagászati Tanszék

Kérdések:
1. Melyik félév hosszabb: a téli vagy a nyári?
2. Lehet-e valaki jogász diplomával, festőművész létére csillagász?
3. Milyen fontos tudományos munka született egy külföldi tudós
budapesti „börtönévei” során?

Jégkorszak(ok)!!!

paleotalaj
lösz
Jégkorszak(ok)!!!

Jégkorszak(ok)!!!
Pleisztocén éghajlatváltozások:
az utóbbi 2,4 millió év
geomorfológiai, geológiai, paleontológiai bizonyítékok
morénahalmok, gleccservölgyek, lösz, eltemetett talajok
növény-, állatmaradványok
Jégkorszakok és köztes melegebb időszakok váltogatták egymást:
GLACIÁLISOK - INTERGLACIÁLISOK
STADIÁLISOK - INTERSTADIÁLISOK
(Klasszikus: Günz, Mindel, Riss, Würm;
Ma: Oxigén-izotóp fázisok)

Eljegesedés mértéke

Jégkorszakok kialakulásának éghajlati jellemzése
Alap: sarkvidéki ill. magashegységi jégtakarók terjeszkedése
Éghajlati övek elcsúszása
Közvetlen ok: Napból érkező besugárzás alapján
NEM a hideg tél, hanem a HŰVÖS NYÁR
pozitív hóháztartás
Tehát az a jó, ha az évszakok közti különbség csökken!
Az északi félteke a fontos (szárazföldek nagy aránya)
(„Köppen-féle küszöbérték”: 450 kánoni egység = 450*43,95 J/cm 2 /min)

OKok
1. Terresztrikus elméletek (lemeztektonika, vulkanizmus, légkörzés,
óceánok áramlási rendszere, stb.)
2. Extraterresztrikus elméletek
a) Föld pályaelemeinek változása (precesszió; apszisvonal
elfordulása; excentricitás, tengelyferdeség változásai)
b) egyéb (pl. változó napsugárzás; becsapódás, stb.)

Értéke: 23°17’ ± 55’
Periódusa: 41 000 év
Tengelyferdeség (ε ) változása
Ha ε nő ⇒ Nap maximális deklinációja nő
(térítők a sarkok felé mozdulnak el) ⇒ nyár melegebb, tél hidegebb
Ha ε csökken ⇒ Nap maximális deklinációja csökken
(térítők az Egyenlítő felé mozdulnak el) ⇒ nyár hűvösebb, tél enyhébb
ε csökkenése kedvez az eljegesedésnek
Megj.: É-i és D-i féltekén ugyanúgy hat!
ε
ε

Perihélium hosszának (π ) változása
DEF: Perihélium hossza (π ): ez egy szög!!!!
tavaszpont irány és a nagytengely (perihélium-irány) szöge
meghatározza: precesszió (tavaszpont hátrálása) + apszisvonal elfordulása
periódus: 23 000 év
Ez határozza meg a téli és a nyári félév hosszát,
és hogy mikor vagyunk napközelben.
(Jelenleg: 102°; 7,5nap)
Őszpont ()
Téli félév
P
π
A
Tavaszpont ()

Perihélium hosszának 4 helyzete
Ha π =0°, 180° : tél hossza = nyár hossza; téli besugárzás = nyári besugárzás
Ha π =90°:
É-i félteke: hosszú nyár, de kis besugárzás (afélium)
D-i félteke: Őszpont fordítva
() ()
Ha π =270°: fordítva
rövid tél, de nagy besugárzás (perihélium)
PA
É-i és D-i félteke eltérő!
π
sin π = ±1 kedvez a jégkorszaknak
Őszpont
()
Őszpont
()
AP
évszakok különbsége
csökken → jégkorszak
π
PA
Tavaszpont
() ()
Téli Téli félév félév
π
AP
Tavaszpont
()
Tavaszpont
()
Téli félév

Excentricitás (e)
Napközel, naptávol arányát meghatározza
e nagy e kicsi
⇒besugárzott energia mennyiség
legnagyobb excentricitás idején: a perihélium pontban 23%-kal több
besugárzás, mint az aféliumban
előző tényezőt erősítheti vagy gyengítheti!
van egy 413 ezer éves és egy kb. 100 ezer éves ritmusa
e · sin π kifejezés alapján értékelhető az összetett hatás
periódusok nem teljesen szabályosak és az amplitúdók sem egyformák!

100 200 300 400 500 600 700 ezer év
Excentricitás
Tengelyferdeség
Precessziós index

Pályaelemek együttes hatása
ε ± e · sin
π
Milanković – Bacsák elmélet
csillagászati okokkal magyarázni a jégkorszakok kialakulását
(első ötletgazda: Joseph Adhémar francia matematikus, 1842)

Milutin Milanković (1879-1958) – Bacsák György (1870-1970)
szerb mérnök, geofizikus
Bécsi Egyetem,
utakat, hidakat tervezett,
Belgrádi Egyetem: alkalmazott matematika
1914: I. világháború – Budapestre internálják
MTA könyvtárában „raboskodik”
1920: besugárzási görbe
Pozsonyban született
jogász, festőművész,
csillagász, geológus,
asztalos, ács, halász,
Fonyód régésze

Milanković (1924) – Bacsák (1940)
- 650 000 évre visszamenőleg a pályaelemek alapján
- különböző földrajzi szélességekre korrigált besugárzás értékek
- mikor és hol csökken a Köppen-féle küszöbérték alá
- 9 egybeesés ε és e · sin π között
- a nyári napsugárzás mennyisége akár 20 százalékkal is
változhat az északi sarok közelében.
Bacsák Gy. hozzájárulása:
pontosította a számításokat
klímakilengések tartamát is megadta
4 klímatípus: glaciális,
szubarktikus (forgástengely egyenesebb),
szubtrópusi (forgástengely ferdébb),
antiglaciális

A besugárzási görbe összetétele (szuperpozíciója)

A besugárzási görbe alakulása a különböző földrajzi szélességeken

Honnét ismerjük ma az éghajlat változásait és milyen részletességgel?
1) Tenger fenekén felhalmozódott üledékek
2) Jégfúrások (Antarktisz, Grönland)
3) Cseppkövek
Módszerek:
1) O-izotópok aránya (mészváz, cseppkő: CaCO 3 ) - jégtömeg
2) Deutérium aránya ( 2 H) - hőmérséklet
3) Levegő-zárványok (CO 2 ; O; N)
4) Por

Oxigénizotóp-arányok változása
MARINE ISOTOPE STAGES (MIS, régen: OIS)

Jégfúrás (VOSTOK)

A „puding próbája”: csillagászati elmélet, földrajzi tények
Tények: meghatározó a kb. 100 000 év hosszú ciklus,
erre rakódnak a rövidebb idejű (23 000 év, 41 000 év) ciklusok.
Problémák: időzítés, nagyságrend, glaciálisok hirtelen vége
1) Hogyan előzheti meg az eljegesedés a besugárzás csökkenését?

A „puding próbája”: csillagászati elmélet, földrajzi tények
2) A tényleges eljegesedési időszakok hosszabbak mint a csillagászati
számítások alapján
Ok: az eljegesedés megindulása köthető a módosult pályaelemekhez,
utána a kialakuló jégtakaró „konzerválja” a hideget
3) Hogy lehet, hogy a két félteke (sarkvidékek+magashegységek)
egyszerre jegesedett el?
Válasz:
A) az egyidejűség csak látszólagos, kis eltérések (~10 000 év) lehettek
É és D között, ami belefér e · sin π gyors periódusába – EZ NEM IGAZ!
B) az évszakok jellegének az északi félgömbön bekövetkező változásai
valamiképpen átterjednek a déli féltekére is („óceáni szállítószalag”)

A „puding próbája”: csillagászati elmélet, földrajzi tények
4) Hogyan lehet, hogy a perm végétől a pleisztocénig a Földnek nem volt
jégsapkája? (Sőt a földtörténet csupán 1 ezrelékében volt…)
A) Lemeztektonikai magyarázat: kontinensek eltérő elhelyezkedése
módosítja a Földfelszín energiamérlegét, pl. ha a térítők mentén sok az
óceán, akkor melegebb az éghajlat, vagy, ha a sarkvidékeken nincs
kontinens, akkor a jégtakaró nehezen tud kialakulni. A csillagászati
ciklusok csak „kedvező” körülmények közepette tudnak érvényesülni.
B) Kisebb a kozmikus sugárzás (galaxis kis spirálkarjában vagyunk)

A „puding próbája”: csillagászati elmélet, földrajzi tények
5) Miért a 100.000 éves ciklus a legerősebb?
Az éghajlat „nem lineárisan” válaszol a besugárzásra, vannak erősítő
és gyengítő hatások.
6) Akkor régen miért a 41.000 éves ciklus volt a legerősebb?
…
Konklúzió: A Milanković-elmélet valószínűleg jó, de csak részmagyarázat;
A földi szférák együttes hatását is figyelembe kell venni

Eltérő jóslatok:
1) Lassú, folyamatos lehűlés még 23.000 éven keresztül (Imbrie &
Imbrie, 1980, Science)
2) Még 50.000 éven keresztül meleg interglaciális (Berger & Loutre,
2002, Science)
Ami biztos:
A Milanković-ciklusok a jövőben is folytatódnak.
Ami valószínű:
Mit hoz a jövő?
Az emberi hatások rövid távon erőteljesebben befolyásolják a klímát.
?

Előadások letölthetők:
http://astro.elte.hu/~kris/csillrajz/