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Diferencia entre revisiones de «Variaciones orbitales»

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[[File:MilankovitchCyclesOrbitandCores.png|thumb|400px|right|El pasado y futuro de los ciclos de Milankovitch ayuda a comprender la predicción de los parámetros orbitales pasados y futuros con gran precisión. La figura muestra variaciones en los elementos orbitales, como la Oblicuidad ([[Inclinación orbital]], la [[Excentricidad orbital|Excentricidad]], la [[Longitud de la periapsis|Longitud de periasis]] y el Índice de precesión, el cual, junto a la oblicuidad, controla el ciclo estacional de la insolación.<ref>{{cite web|last1=Karney|first1=Kevin|title=Variation in the Equation of Time|url=http://www.precisedirections.co.uk/Sundials/E-o-T_Variability.pdf}}</ref>
{{referencias|t=20100627|astronomía}}
Así mismo, aparece la cantidad calculada diariamente de la insolación en la parte superior de la atmósfera en el solsticio de verano a un nivel de latitud de 65º N.
{{wikificar|t=20170401100617}}
Aparecen dos niveles diferentes para el nivel del mar y la temperatura oceánica, obtenidos de los sedimentos marinos y del hielo de la Antártida, obtenidos de los depósitos bentónicos y del núcleo del hielo en la base antártica de Vostok.
[[File:MilankovitchCyclesOrbitandCoresRecaptioned.png|thumb|400px|right|Ciclos anteriores y futuros de Milankovitch. [[VSOP (planets)|VSOP]] permite la predicción de parámetros orbitales pasados y futuros con gran precisión.
La linea gris vertical muestra las condiciones actuales hacia el 2.000 D.C.]]
<br />Muestra las variaciones en: <span style="color:MediumBlue"> oblicuidad ([[inclinación axial]]) en azul (ε).</span>
<br /><span style="color:Green">[[Excentricidadv orbital|Excentricidad]] en verde (''e'').</span>
<br /><span style="color:Purple"> [[Longitud del periapsis|Longitud del perihelio]] Longitud del perihelio en púrpura (ϖ).</span>
<br /><span style="color:DarkRed">'''Índice de precesión''' en rojo oscuro (''e''&nbsp;sin(ϖ) )</span>, que junto con la oblicuidad, controla el ciclo estacional de la insolación.<ref>{{cite web|last1=Karney|first1=Kevin|title=Variation in the Equation of Time|url=http://www.precisedirections.co.uk/Sundials/E-o-T_Variability.pdf}}</ref> <!-- good summary for the layperson -->
<br />– La insolación media calculada diaria en la parte superior de la atmósfera en negro (<math>{\overline{Q}}^{\mathrm{day}}</math> ), El día del solsticio de verano a 65 ° N de latitud.
<br /><span style="color:DarkRed">–&nbsp;''Formas bentónicas'' en color rojo oscuro</span> y <span style="color:DarkGreen">–&nbsp;''Núcleo de hielo Vostok'' en color verde oscuro</span> muestran dos proxies distintos para el nivel y la temperatura del mar en el pasado, a partir de los sedimentos oceánicos y el hielo antártico, respectivamente.
<br />La línea gris vertical muestra las condiciones actuales, a 2&nbsp;kiloaños A.D.]]
 
'''Los ciclos de Milankovitch''' describen los efectos conjuntos que los cambios en los movimientos de la [[Tierra]] provocan en el [[clima]] a lo largo de miles de años. El término fue acuñado tras los estudios realizados por el astrónomo y geofísico serbio [[Milutin Milanković]]. En la década de 1920, teorizó que las variaciones resultantes provocaban cambios cíclicos en la radiación solar que llega a la superficie terrestre y que ello influía considerablemente en los patrones de los cambios climáticos sobre la Tierra.
Las '''variaciones orbitales''' o '''ciclos de Milankovitch''' se cree que son una de las principales causantes de los periodos glaciales [[holoceno|holocénicos]].
 
Algunas teorías astronómicas similares habían sido anticipadas durante el siglo XIX por [[Joseph Adhemar]], [[James Croll]] y otros, pero su verificación era compleja debido a la ausencia de datos fósiles relevantes y porque tampoco estaba claro qué períodos fueron importantes en el pasado para comprobarlo.
La actividad solar sigue un [[ciclo solar]] de unos 11 años. El máximo de irradiación de ese ciclo coincide con la máxima superficie de las [[manchas solares]], pero la variación total de la energía emitida no supera el 0,05%. Es decir, la [[luminosidad del Sol]] se mantiene prácticamente constante en el tiempo. Sin embargo, no ocurre lo mismo con la [[órbita]] terrestre, que oscila periódicamente haciendo que la cantidad media de [[radiación]] que recibe cada hemisferio fluctúe a lo largo del tiempo. Estas variaciones provocan las pulsaciones glaciares a modo de veranos e inviernos de largo período. Son los llamados períodos [[glaciación|glaciales]] e interglaciales. Hay que tener en cuenta varios factores que contribuyen a modificar las características orbitales haciendo que la insolación media en uno y otro [[hemisferio]] varíe aunque no lo haga el [[Flujo radiante|flujo]] de radiación global.
 
En la actualidad, los materiales geológicos sobre la superficie de la Tierra que no han cambiado durante miles de años están siendo estudiados por los especialistas para averiguar los cambios en la climatología terrestre. Pese a que muchos de ellos son consistentes con la hipótesis de las teorías de Milankovitch, hay un conjunto de los mismos que las hipótesis predecibles no son capaces de explicar.
[[Archivo:Earth obliquity range.jpg|thumb|Rango de variación en la oblicuidad de la Tierra.]]
La [[Excentricidad (ciencias exactas)|excentricidad]], la [[oblicuidad de la eclíptica|inclinación axial]], y la [[precesión]] de la órbita de la Tierra varía en el transcurso del tiempo produciendo las [[Glaciación cuaternaria|glaciaciones del Cuaternario]] cada 100.000 años. El eje de la Tierra completa su ciclo de precesión cada 25.800 años. Al mismo tiempo el eje mayor de la [[elipse|órbita de la Tierra]] gira, en unos 22.000 años. Además, la inclinación del eje de la Tierra cambia entre 22,1 grados a 24,5 grados en un ciclo de 41.000 años. El eje de la Tierra tiene ahora una inclinación de 23,5º respecto a la normal al plano de la [[eclíptica]].
 
== PrecesiónMovimientos de los equinocciosla Tierra==
La rotación de la Tierra alrededor de su propio eje y su traslación alrededor del Sol son perturbados a lo largo del tiempo por otros cuerpos astronómicos presentes en el Sistema Solar. Dichas variaciones son de una gran complejidad, pero unos pocos ciclos concretos dominan sobre otros.<ref>{{Cite thesis |degree=Master of Science |title=A Computational Study on the Evolution of the Dynamics of the Obliquity of the Earth |url=https://etd.ohiolink.edu/ap/10?6433295551748::NO:10:P10_ETD_SUBID:56397 |format=PDF |last=Girkin |first=Amy Negich |year=2005 |publisher=Miami University }}</ref>
 
La órbita terrestre varía desde un modelo casi circular a otro casi elíptico, de forma que su excentricidad cambia. Cuando la orbita es más elongada, hay más distancia entre la Tierra y el Sol, y el conjunto global de la radiación solar cambia en diferentes momentos del año. Además, la inclinación de la Tierra (su oblicuidad) cambia ligeramente. Una gran inclinación provoca estaciones más extremas a nivel climático. Finalmente, la dirección a la que apunta el eje de rotación terrestre cambia con el tiempo (la denominada precesión equinoccial) mientras la órbita elíptica alrededor del Sol gira a lo largo de tiempo. El efecto combinado de ambas da lugar a que la mayor o menor proximidad al Sol varíe durante diferentes estaciones a lo largo del tiempo.
La [[precesión de los equinoccios]] es el cambio en la dirección del eje de la Tierra que gira en 26.000 años alrededor del eje de la eclíptica.
 
Milankovitch estudió los cambios en dichos movimientos de la Tierra, los cuales provocan alteraciones en la cantidad de radiación solar que llega a su superficie. Este fenómeno es conocido como [[forzamiento radiativo]]. Milankovitch hizó un énfasis especial en los cambios experimentados en los 65º norte debido a la gran cantidad de superficie terrestre emergida a esa latitud. Grandes masas de tierra continental cambian la temperatura más rápidamente que los océanos, debido a que en las grandes masas de agua el intercambio entre la superficie y las grandes profundidades líquidas retrasan el calentamiento o enfriamiento de la superficie, al margen de que la superficie terrestre tiene menos capacidad de calentamiento volumétrico que los océanos.
Este fue el primer factor que se tuvo en cuenta. En [[1842]] el matemático francés Joseph Adémar postuló que la precesión del eje terrestre llevaría a una precesión de los [[equinoccio]]s y [[solsticio]]s que los harían desplazarse a lo largo de la órbita coincidiendo unas veces cerca del [[afelio]] y otras del [[perihelio]]. Esto es debido a que el cambio en la dirección del eje de rotación causa una variación del [[punto Aries]] o corte del ecuador y la eclíptica, eso cambia el inicio de la [[primavera]] y por tanto el ángulo que forma con la línea de los ápsides, o momento en que la Tierra en su traslación alrededor del Sol alcanza el perihelio y el afelio.
 
===Forma orbital (excentricidad)===
Adémar pensó que esto explicaría la última glaciación que terminó hace 10.000 años (la precesión terrestre tiene un período de 25.800 años). Cuando el punto Aries se alinea con la dirección de la línea de los ápsides de la órbita de la Tierra (perihelio), un hemisferio tendrá una diferencia mayor entre las estaciones mientras el otro hemisferio tendrá las estaciones más benignas. El hemisferio que está en verano en el perihelio recibirá un aumento en la radiación solar, pero ese mismo hemisferio estará en invierno en el afelio y tendrá un invierno más frío. El otro hemisferio tendrá un invierno relativamente más caluroso y el verano más fresco.
{{Main|Excentricidad orbital}}
{{double image|left|Eccentricity zero.svg|200|Eccentricity half.svg|170|Circular orbit, no eccentricity|Orbit with 0.5 eccentricity; Earth's orbit is never this eccentric}}
La órbita de traslación de la Tierra se aproxima prácticamente a una elipse. La excentricidad orbital mide la diferencia de dicha elipse respecto a un círculo perfecto. El tipo de órbita de la Tierra varía entre una forma casi circular (con su menor excentricidad de 0.000055) y otra medio elíptica (excentricidad más alta de 0.0679)<ref>{{cite journal | last=Laskar| first=J| author2=Fienga, A. | author3=Gastineau, M. | author4=Manche, H | title=La2010: A New Orbital Solution for the Long-term Motion of the Earth.| journal=Astronomy & Astrophysics| date=2011| volume=532| issue=A889| url=http://www.aanda.org/articles/aa/pdf/2011/08/aa16836-11.pdf |format=PDF |doi=10.1051/0004-6361/201116836 |bibcode=2011A&A...532A..89L |pages=A89}}</ref> Su excentricidad media principal es de 0.0019. El principal cambio de dichas variaciones ocurre en un período de aproximadamente 413 000 años (con una variación de la excentricidad de ±0.012). Otros cambios se producen con una secuencia de ciclos de 95.000 y 125.000 años (con un ritmo cíclico de 400.000). Dichos movimientos se combinan entre sí con variaciones de −0.03 a +0.02. La excentricidad actual es del 0.017 y está decreciendo.
 
La excentricidad varía fundamentalmente debido al empuje gravitacional de Júpiter y Saturno. Sin embargo, el eje semimayor de la orbita de la elipse permanece inalterado, aunque de acuerdo con la teoría astronómica de la perturbación que registra la evolución de la misma, dicho eje es una invariante adiabática. El período orbital (la longitude del año sideral) tampoco ha cambiado, debido a que según la tercera Ley del movimiento planetario de Kepler ésta se haya determinada por el eje orbital semimayor.
Cuando el punto Aries es perpendicular a la línea de los ápsides los hemisferios norte y sur tendrán los contrastes similares en las estaciones.
{{clear}}
En la actualidad el verano del hemisferio sur ocurre durante el perihelio y su invierno durante el afelio. Así las estaciones del Hemisferio Sur deben tender a ser algo más extremas que las estaciones del Hemisferio Norte. Este efecto queda en parte compensado por el hecho de que el norte tiene más Tierra y el sur mucho más [[océano]] y es conocido el efecto del mar en suavizar las máximas y elevar las mínimas.
 
====Efectos sobre la temperatura====
{{VT|Precesión de los equinoccios|Precesión}}
El eje semimayor es una constante. Por lo tanto, cuando la órbita de la Tierra llega a ser más excéntrica, el eje semimenor se acorta. Esto provoca el aumento de la magnitud de los cambios estacionales. <ref>{{cite journal |author1=Berger A. |author2=Loutre M.F. |author3=Mélice J.L. |title=Equatorial insolation: from precession harmonics to eccentricity frequencies|journal=Clim. Past Discuss.|volume=2 |pages=519–533|year=2006|doi=10.5194/cpd-2-519-2006|url=http://www.clim-past-discuss.net/2/519/2006/cpd-2-519-2006.pdf |format=PDF |issue=4}}</ref>
 
El relativo aumento de la radiación solar en su aproximación más cercana al Sol (perihelio y afelio) comparado con la irradiación a la mayor distancia de la Tierra respecto al Sol es ligeramente mayor que cuatro veces la excentricidad. Para la excentricidad actual de la Tierra, la radiación solar entrante varía en torno al 6,8%, mientras que la distancia entre el Sol y la Tierra es tan sólo del 3,4% (5,1 millones de km.). Actualmente, el perihelio coincide aproximadamente el 3 de enero, mientras que el afelio sucede en torno al 4 de julio. Cuando la órbita está en su punto más excéntrico, la cantidad de radiación solar en el perihelio puede llegar a ser un 23% mayor que en el afelio. Por lo tanto, la excentricidad terrestre es siempre tan pequeña que la variación en la cantidad de radiación solar es un factor menor en la variación de los cambios estacionales comparada con la inclinación axial del eje e incluso con el calentamiento que se produce sobre las grandes masas continentales del hemisferio norte.
== Excentricidad orbital ==
 
====Efecto en la longitud de las estaciones====
El segundo factor importante lo tuvo en cuenta el inglés [[James Croll]] basándose en los cálculos manuales de [[Urbain Le Verrier]]. Se trata de la variación en la forma de la órbita debida a la atracción del resto de planetas del [[Sistema Solar]].
{| class="wikitable" style="margin: 0 0 1em 1em; float: right"
|+ '''Season durations'''<ref>Data from [http://aa.usno.navy.mil/data/docs/EarthSeasons.php United States Naval Observatory]</ref>
|-
!Year
!Northern<br>Hemisphere
!Southern<br>Hemisphere
!Date: [[GMT]]
!Season<br>duration
|-
|2005
|Winter [[solstice]]
|Summer solstice
|align="right" | 21 December 2005 18:35
|align="right" | 88.99 days
|-
|2006
|Spring [[equinox]]
|Autumn equinox
|align="right" | 20 March 2006 18:26
|align="right" | 92.75 days
|-
|2006
|Summer solstice
|Winter solstice
|align="right" | 21 June 2006 12:26
| align="right" | 93.65 days
|-
|2006
|Autumn equinox
|Spring equinox
|align="right" | 23 September 2006 4:03
|align="right" | 89.85 days
|-
|2006
|Winter solstice
|Summer solstice
|align="right" | 22 December 2006 0:22
|align="right" | 88.99 days
|-
|2007
|Spring equinox
|Autumn equinox
|align="right" | 21 March 2007 0:07
|align="right" | 92.75 days
|-
|2007
|Summer solstice
|Winter solstice
|align="right" | 21 June 2007 18:06
| align="right" | 93.66 days
|-
|2007
|Autumn equinox
|Spring equinox
|align="right" | 23 September 2007 9:51
|align="right" | 89.85 days
|-
|2007
|Winter solstice
|Summer solstice
|align="right" | 22 December 2007 06:08
|&nbsp;
|}
Las estaciones son cuadrantes de la órbita terrestre separados por los dos solsticios y los dos equinoccios. La segunda Ley del movimiento planetario de Kepler determina que un cuerpo en órbita traza áreas de igual tamaño en tiempos idénticos; aunque su velocidad orbital es mayor durante el perihelio que durante el afelio, cuando ésta disminuye por efecto de una menor gravedad. La Tierra pasa menos cantidad de tiempo cerca del perihelio y más tiempo cerca del afelio. Esto se traduce en que la longitud de las estaciones varía.
 
El perihelio tiene lugar aproximadamente el 3 de enero, de tal manera que la mayor velocidad de la Tierra acorta el invierno y el otoño en el hemisferio norte. El verano del hemisferio norte es 4,66 días mayor que el invierno y la primavera 2,9 días más larga que el otoño.
La forma de la órbita de la Tierra, varía de ser casi circular ([[Excentricidad (ciencias exactas)|excentricidad]], baja de 0,005) a ser ligeramente elíptica (excentricidad alta de 0,058) y tiene una excentricidad media de 0,028. El componente mayor de estas variaciones ocurre en un período de 413.000 años. También hay ciclos de entre 95.000 y 136.000 años, siendo el ciclo más conocido de unos 100.000 años.
 
La mayor excentricidad aumenta la variación de la velocidad orbital de la Tierra. Por lo tanto, la órbita terrestre está convirtiéndose en menos excéntrica (más cercana a la forma circular). Esto provoca a la larga que las estaciones sean más similares en duración.
La excentricidad actual es 0,017 y por tanto la diferencia entre el mayor acercamiento al Sol ([[perihelio]]) y la mayor distancia ([[afelio]]) es sólo 3,4% (5,1 millones de km). Esta diferencia supone un aumento del 6,8% en la radiación solar entrante. El perihelio ocurre actualmente alrededor del [[3 de enero]], mientras el afelio es alrededor del [[4 de julio]]. Cuando la órbita es muy elíptica, la cantidad de radiación solar al perihelio sería aproximadamente 23% mayor que en el afelio.
{{Clear}}
 
===Inclinación axial (oblicuidad)===
Según Croll los periodos de gran excentricidad serían "eras glaciales" mientras que los momentos de órbita casi circular como el actual serían "épocas interglaciales". El hecho es que la insolación global una vez más permanecería constante pero no así la de cada hemisferio por separado. Según Croll el efecto [[albedo]] realimentaría los inviernos crudos y los hielos avanzarían pero esta hipótesis se reveló incompleta cuando se demostró que durante la última glaciación, hace tan solo 10.000 años, la excentricidad de la órbita terrestre era casi igual que la actual.
{{Main|Inclinación axial}}
[[File:Earth obliquity range.svg|thumb|left|22.1–24.5° range of Earth's obliquity]]
El ángulo de la inclinación del eje axial de la Tierra respecto al plano orbital (la oblicuidad de la eclíptica) varía de 22.1° a 24.5° en un ciclo aproximado de 41.000 años. La inclinación actual es de 23.44°, aproximadamente en un término medio entre los dos valores extremos. La inclinación alcanzó su máximo el 8,700 A.C. Actualmente, se encuentra en fase decreciente de su ciclo y alcanzará su mínimo el 11,800 de nuestra era actual.
 
La inclinación más alta incrementa la amplitud del ciclo estacional en la cantidad de insolación, proveyendo más cuantía de radiación solar en cada hemisferio durante el verano y menos durante el invierno. Por lo tanto, estos efectos no son uniformes en la superficie terrestre. Mayores inclinaciones del eje aumentan la radiación solar total a altas latitudes y disminuyen las mismas cuanto más próximas se encuentran al Ecuador.
{{VT|Excentricidad (ciencias exactas)}}
 
La tendencia actual a la disminución por sí misma de la inclinación estaciones menos extremas con inviernos más cálidos y veranos más fríos), así como una tendencia de enfriamiento general. Debido a que la mayor parte de la nieve y el hielo del planeta se encuentran en latitudes altas, la inclinación decreciente podría provocar el inicio de una [[edad de hielo]] por dos razones: hay menos insolación total de verano y también menos insolación en latitudes más altas, que derritiría menos la nieve y el hielo del invierno anterior.
== Inclinación del eje ==
{{clear}}
Pero aún hay un tercer factor clave para explicar los ciclos glaciales. Fue [[Milutin Milanković]] quien propuso por primera vez su influencia. El eje de giro de la Tierra cambia su inclinación lentamente con el tiempo. ([[oblicuidad de la eclíptica]]). La amplitud del movimiento es de 2,4°.
 
===Precesión axial===
Esta inclinación del eje sigue un ciclo de aproximadamente 41.000 años. Cuando la inclinación aumenta a 24,5°, los inviernos son más fríos y los veranos son más calurosos. Cuando la inclinación es menor (22,1°), los inviernos son más apacibles y los veranos más frescos.
{{Main|Precesión axial}}
[[File:Earth precession.svg|thumb|left |Precessional movement]]
La precesión axial o precision equinoccial es la tendencia al cambio de la dirección del eje de rotación de la Tierra con respecto a las estrellas fijas en un giro con un período de 25.771,5 años. Este movimiento significa que durante un tiempo la Polar ya no será la [[estrella polar] del norte. Este movimiento está causado por las fuerzas de marea ejercidas por el Sol y la Luna sobre la Tierra sólida y ambos contribuyen aproximadamente por igual a este efecto.
 
Actualmente, el perihelio tiene lugar durante el verano del hemisferio sur. Esto significa que la radiación solar debida a (1) la inclinación axial apuntando el hemisferio sur hacia el Sol y (2) la proximidad de la Tierra al Sol, alcanzan ambos su máximo durante el verano y llegan a un mínimo durante el invierno. Sus efectos sobre el calentamiento son aditivos, lo que significa que la variación estacional en la irradiación del hemisferio sur es más extrema. En el hemisferio norte, estos dos factores alcanzan su máximo en épocas opuestas del año: el norte está inclinado hacia el Sol cuando la Tierra está más alejada del Sol. Las dos fuerzas trabajan en direcciones opuestas, lo que resulta en una variación menos extrema.
Actualmente el eje de rotación de la Tierra tiene una inclinación de 23,5° sobre el eje de la órbita.
 
En unos 13,000 años, el polo norte se inclinará hacia el Sol cuando la Tierra esté en el perihelio. La inclinación axial y la excentricidad orbital contribuirán a su aumento máximo de radiación solar durante el verano del hemisferio norte. La precesión axial promoverá una variación más extrema en la irradiación del hemisferio norte y una variación menos extrema en el sur.
Para Milankovic no eran los inviernos rigurosos sino los veranos suaves los que desencadenan un período glacial. La teoría afirma que siempre nieva suficiente en las regiones polares como para hacer crecer los glaciares pero la diferencia determinante está en la cantidad de hielo que se funde en los veranos. Si la [[fusión (cambio de estado)|fusión]] es insuficiente, crecerán; si es excesiva, retrocederán.
 
Cuando el eje de la Tierra está alineado de manera tal que el afelio y el perihelio ocurren cerca de los equinoccios, la inclinación axial no estará alineada con o contra la excentricidad.
Se observó entonces que un efecto no era determinante sin la participación del otro. Es decir que ni las variaciones de excentricidad ni las de inclinación son, por sí solas, suficientes para producir una glaciación pero que, en conjunto podían superponerse sus efectos y desencadenar un período glacial.
 
===Precesión apsidal===
== La oscilación del plano de la eclíptica ==
{{Main|Precesión apsidal}}
La inclinación de la órbita terrestre varía hacia arriba y abajo respecto a su situación actual. Milankovitch no estudió este movimiento tridimensional, que se conoce como: ‘precesión de la eclíptica’, o: ‘precesión planetaria’.
[[File:Precessing Kepler orbit 280frames e0.6 smaller.gif|thumb|right|345px|Planets orbiting the Sun follow elliptical (oval) orbits that rotate gradually over time (apsidal precession). The eccentricity of this ellipse is exaggerated for visualization. Most orbits in the Solar System have a much smaller eccentricity, making them nearly circular.]]
 
Además, la elipse orbital en sí misma precede en el espacio, de manera irregular, completando un ciclo cada 112,000 años en relación con las estrellas fijas.<ref name=Hewel>{{cite journal|last1=van den Hewel|first1=E. P. J.|title=On the Precession as a Cause of Pleistocene Variations of the Atlantic Ocean Water Temperatures|journal=Geophysical Journal International|date=1966|volume=11|pages=323–336|url=http://gji.oxfordjournals.org/content/11/3/323.short}}</ref> La precesión apsidal ocurre en el plano de la eclíptica y altera la orientación de la órbita de la Tierra en relación con la eclíptica. Esto sucede principalmente como resultado de las interacciones con Júpiter y Saturno. Pequeñas contribuciones también son causadas por el achatamiento del sol y por los efectos de la [[relatividad general]] que son bien conocidos gracias a Mercurio.
Investigadores posteriores advirtieron esta deriva, y que la órbita terrestre también se mueve respecto a las órbitas de otros planetas. El plano invariable, el plano que representa el momento cinético del sistema solar, es aproximadamente el plano de la órbita de Júpiter. La inclinación de la órbita terrestre deriva respecto a la órbita actual con un ciclo que tiene un período de unos 70.000 años. La inclinación de la órbita terrestre tiene un ciclo de 100.000 años respecto al plano fijo, muy parecido al período de la excentricidad, 100.000 años. Este ciclo de 100.000 años coincide estrechamente con la pauta de 100.000 años de las eras glaciales.
 
La precesión asimétrica se combina con el ciclo de 25.771,5 años de precesión axial (ver [[#Precesión axial | arriba]]) para variar la posición durante el año en que la Tierra alcanza el perihelio. La precesión apsidal acorta este período a 23.000 años de promedio (variando entre 20,800 y 29,000 años).<ref name=Hewel/>
Se ha propuesto que hay un disco de polvo y otros residuos en el plano fijo, y que esto afecta al clima en la Tierra mediante varios posibles mecanismos. Actualmente la Tierra cruza ese plano aproximadamente el 9 de enero y el 9 de julio, y en esos días hay un aumento en los meteoritos detectados en los radares, y de las nubes noctilucentes relacionadas con los meteoritos. [1] [2].
Un estudio de la cronología de cilindros de hielo Antártico mediante la determinación de los índices oxígeno-nitrógeno en las burbujas atrapadas en el hielo, que parece deberse directamente a la insolación local, concluyó que las respuestas climáticas documentadas en los cilindros de hielo las regía la insolación del hemisferio Norte, como propuso la hipótesis de Milankovitch (Kawamura et al., Nature, 23 August 2007, vol 448, pp 912–917). Se trata de una validación de la hipótesis de Milankovitch mediante un método relativamente nuevo, y es incompatible con la teoría de la: ‘inclinación’.
 
[[File:precession and seasons.svg|left|thumb|450px|Effects of precession on the seasons (using the [[Northern Hemisphere]] terms).]]
== La combinación de los cuatro factores ==
La conclusión final de todo esto es que cada cierto tiempo los cuatro factores se suman para producir un período glacial. Estos períodos son mucho más largos (unos 100.000 años) que los breves intervalos interglaciales. Ninguno de ellos por sí solo podría quizás desencadenar una glaciación, pero cuando confluyen las condiciones adecuadas se iniciaría el proceso. Aun así los cálculos no salen. Las variaciones orbitales son demasiado leves. Lo que ocurre es que hay que tener en cuenta dos realimentaciones positivas: el aumento del [[albedo]] terrestre y la disminución de [[CO2]].
 
A medida que cambia la orientación de la órbita de la Tierra, cada estación comenzará más pronto gradualmente cada año. La precesión significa que el movimiento no uniforme de la Tierra afectará las diferentes estaciones del año. El invierno, por ejemplo, estará en una sección diferente de la órbita. Cuando los ápsides de la Tierra estén alineados con los equinoccios, la longitud de la primavera y el verano combinados será igual a la del otoño y el invierno. Cuando están alineados con los solsticios, la diferencia en la duración de estas estaciones será mayor.
La intuición nos diría que los inviernos rigurosos deberían regir los pulsos glaciales pero parece ser que son los veranos suaves los que lo hacen. La inclinación es hoy de 23,4º pero sigue disminuyendo. Cuanto menor sea ésta, menor será la insolación en los veranos. Aun con toda la complejidad con que se ha estudiado el problema, todavía sigue sin establecerse una explicación total para los ritmos glaciales, y es que hay que tener en cuenta otros factores no explicados por las variaciones astronómicas. A pesar de todo sí se puede afirmar que, en gran medida, los ciclos climáticos vienen regidos por las variaciones orbitales.
 
===Inclinación orbital===<!-- Esta sección está anclada a la de [El problema de los 100.000 años] -->
==El factor geológico: la [[tectónica de placas]]==
{{Main|Inclinación orbital}}
Aunque este factor no está directamente relacionado con el tema del artículo, es importante porque se ha venido produciendo paralelamente a las variaciones orbitales, a lo largo del tiempo a escala geológica.
La inclinación de la órbita de la Tierra se desplaza hacia arriba y hacia abajo en relación con su órbita actual. Este movimiento tridimensional se conoce como "precesión de la eclíptica" o "precesión planetaria". La inclinación actual de la Tierra es de 1,57°.
De la historia geológica de nuestro planeta y de su repercusión en el clima en una escala temporal muy amplia existen numerosas evidencias:
*'''Yacimientos de carbón en las islas Svaldbard ([[Spitzberg]])''', explotados en la época actual en unas islas tan septentrionales que carecen de árboles que pudieran producir los depósitos de carbón. Este hecho nos da una idea de la fragmentación del llamado continente de [[Gondwana]] y la posterior migración hacia el norte de lo que ahora son estas islas.
*'''Tiburones de agua dulce''', en el [[lago Nicaragua]], que ocupa parte de una amplia falla sobre la que corre el [[río San Juan (Nicaragua)]] y que formaba parte de una antigua comunicación oceánica entre el Atlántico y el Pacífico. El levantamiento de la cordillera volcánica centroamericana hace unos 5.000.000 años, cerrando dicha comunicación, reforzó definitivamente la alimentación de la [[corriente del Golfo]] pero también afectó el clima de Europa, que perdió el glaciar de casquete centroeuropeo y el escandinavo (responsable de haber excavado los enormes fiordos noruegos), así como el glaciar laurentiano en la mitad oriental del Canadá y gran parte del noreste de los Estados Unidos.
*'''Las semejanzas [[biogeografía|biogeográficas]] y geológicas entre África y América del Sur''' debido a su origen común y posterior separación conservando una latitud similar.
*'''La existencia de las dorsales en los océanos''', como la [[dorsal mesoatlántica]], formada por dos cordilleras submarinas (con algunas islas volcánicas) que se están separando, dejando una depresión central y numerosos restos volcánicos (islas volcánicas o [[guyot]]s) a ambos lados de la dorsal y cuya edad aumenta a medida que aumenta la distancia a la misma. Al aumentar la cantidad global de hielo, desciende el nivel del mar, y con ello la presión sobre los fondos oceánicos, eso facilita la salida de magma, haciendo que las crestas surgidas de las zonas centro-oceánicas sean más gruesas en las épocas glaciales, y también la liberación de gases con efecto invernadero, como CO2, por el aumento en las erupciones. (3).
 
Milankovitch no estudió la precesión apsidal. Fue descubierta más recientemente y se calcula que tiene un período de 70.000 años en relación con la órbita de la Tierra.
Todo ello son motivos más que suficientes para explicar las épocas glaciares a lo largo de largos períodos geológicos, por lo que es preciso tenerlos en cuenta.
 
Sin embargo, cuando se mide independientemente de la órbita de la Tierra, pero relativa al [[plano invariable]] (el plano que representa el [[momento angular]] del Sistema Solar, aproximadamente el plano orbital de [[Júpiter]]), la precesión tiene un período de aproximadamente 100.000 años. Este período es muy similar al período de excentricidad de 100.000 años. Ambos períodos coinciden estrechamente con el patrón de ciclos de glaciaciones cada 100.000 años. <ref name="pmid11607741">{{cite journal| author=Muller RA, MacDonald GJ| title=Spectrum of 100-kyr glacial cycle: orbital inclination, not eccentricity. | journal=Proc Natl Acad Sci U S A | year= 1997 | volume= 94 | issue= 16 | pages= 8329–34 | pmid=11607741 | doi= 10.1073/pnas.94.16.8329| pmc=33747 | url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/eutils/elink.fcgi?dbfrom=pubmed&tool=sumsearch.org/cite&retmode=ref&cmd=prlinks&id=11607741 }} </ref>
== Los problemas de la Teoría de Milankovitch ==
[[Milutin Milanković]] estudió los cambios en la excentricidad, oblicuidad, y precesión de la órbita de la Tierra. Dichos cambios hacen variar la cantidad de la radiación solar que llega a la Tierra. Estos cambios son más importantes cerca del área polar norte o sur. La Teoría de Milankovitch para explicar el [[Cambio climático]] no funciona perfectamente y en particular no puede explicar el ciclo de los 100.000 años pero hay muchos más argumentos a favor que en contra (ver la [[edad de Hielo]] para una mayor discusión).
* El problema de la falta de un ciclo de 400.000 años: reside en que las variaciones de la excentricidad tienen un ciclo de 400.000 años. Ese ciclo no se ha encontrado en el clima. Si las variaciones de 100.000 años tienen un efecto fuerte, las variaciones de 400.000 también deberían descubrirse.
* El problema de la causalidad: se refiere a que el penúltimo periodo interglacial parece haber empezado 10.000 años antes que la variación en la radiación que supuestamente parece haberlo causado. Esto se llama el ''problema de causalidad '' ya que el efecto no puede ser anterior a la causa que lo provoca.
* El efecto excede la causa: se cree principalmente que los efectos de estas variaciones son debidos a las variaciones en la intensidad de radiación solar en las diferentes partes del globo. Las observaciones muestran que el comportamiento del clima es mucho más intenso que las variaciones calculadas. Se cree que las características del clima son sensibles a los cambios de la insolación, causando su amplificación ([[realimentación positiva]]) y también su moderación en casos aislados ([[realimentación negativa]]).
* El ''problema de la falta de los ciclos de 95 y 125 mil años '': se refiere al hecho que la excentricidad tiene las variaciones claras en ciclos de 95.000 y 125.000 años. Un registro suficientemente largo, y bien datado de cambio del clima se deben poder detectar ambas frecuencias, pero el clima muestra sólo una frecuencia consistente con el ciclo de los 100.000 años. Es discutible si la calidad de datos existentes debe ser suficiente resolver ambas frecuencias.
* El ''problema de la transición'': se refiere a un importante cambio en la frecuencia de variación del clima sucedido entre 1 a 3 millones de años atrás. En aquella época el clima tenía un periodo dominante de 41.000 años, similar al ciclo de variación de la oblicuidad. Después y durante el último millón de años, esto cambió a un ciclo de 100.000 años similar a las variaciones periódicas de excentricidad.
 
==Problemas==
== Las condiciones actuales ==
[[File:Cyclic deposits.jpg|thumb|The nature of sediments can vary in a cyclic fashion, and these cycles can be displayed in the sedimentary record. Here, cycles can be observed in the colouration and resistance of different strata.]]
[[Archivo:orbital variation.gif|right| Variaciones calculadas en la radiación solar pasadas y futuras a 65°N.]]
La cantidad de radiación solar ([[insolación]]) en el Hemisferio Norte a los 65°N parece ser el elemento relacionado con la presencia de una edad de hielo. Los cálculos astronómicos muestran que la insolación en verano a 65°N debe aumentar gradualmente durante los próximos 25.000 años, y que no habrá ningún declive de la insolación en verano a 65°N que previsiblemente sea suficiente para causar una edad de hielo en los próximos 50.000 a 100.000 años.
En la actualidad el verano del hemisferio sur tiene lugar durante el perihelio y su invierno durante el afelio. Así, las [[estación del año|estaciones]] del Hemisferio sur deben tender a ser algo más extremas que las estaciones del Hemisferio Norte. La excentricidad relativamente baja de la órbita actual cifra en un 6.8% la diferencia en la cantidad de radiación solar durante el verano en los dos hemisferios.
 
Muestras tomadas en la Tierra han sido estudiadas para inferir los ciclos del clima pasado. Un estudio de la cronología de los núcleos de hielo antártico usando relaciones oxígeno-nitrógeno en burbujas atrapadas en el hielo, que parecen responder directamente a la insolación local, concluyó que la respuesta climática documentada en los núcleos de hielo fue inducida por la insolación del hemisferio norte tal como se propuso por la hipótesis de Milankovitch. <ref>Kawamura ''et al.,'' ''Nature,'' 23 August 2007, vol 448, pp&nbsp;912–917</ref> Analysis of deep-ocean cores and a seminal paper by [[James Hays|Hays]], [[John Imbrie|Imbrie]], and [[Nicholas Shackleton|Shackleton]]<ref name=Hays1976>{{Cite journal | last1 = Hays | first1 = J. D. | authorlink1 = James Hays| last2 = Imbrie | first2 = J. | authorlink2 = John Imbrie| last3 = Shackleton | first3 = N. J. | authorlink3 = Nicholas Shackleton| doi = 10.1126/science.194.4270.1121 | title = Variations in the Earth's Orbit: Pacemaker of the Ice Ages | journal = [[Science (journal)|Science]]| volume = 194 | issue = 4270 | pages = 1121–1132 | year = 1976 | pmid = 17790893| pmc = }}</ref> proporcionando una validez adicional a la teoría de Milankovitch gracias a la obtención de muestras físicas.
== El futuro ==
Puesto que las variaciones orbitales son predecibles, si se tiene un modelo que relaciona las variaciones orbitales al clima, es posible en principio, "predecir" el clima futuro. Sin embargo se sabe que hay bastantes más factores que tienen papeles importantes en la fluctuación climática. Por ejemplo las realimentaciones, y los factores moderadores de la variación climática. Por otra parte, está el problema actual de la [[Influencia antropogénica sobre el clima]], que puede ser la principal causa del [[calentamiento global]] reciente. Este tipo de fenómenos tienen naturalmente una influencia mucho más grande a corto plazo. No se conoce pues un buen modelo que relacione el clima y la variación orbital de la Tierra.
 
Estos estudios encajan tan bien con los períodos orbitales que respaldan la teorías de Milankovitch de que las variaciones en la órbita de la Tierra influyen en el clima. Sin embargo, el patrón no es perfecto y los problemas siguen reconciliando la teoría con las observaciones.
La discusión sobre si nos encaminamos a una glaciación o si aun estaremos por mucho más tiempo en el actual período interglacial sigue siendo tema de debate.
These studies fit so well with the orbital periods that they support Milankovitch's hypothesis that variations in the Earth's orbit influence climate. However, the fit is not perfect, and problems remain reconciling theory with observations.
 
===El problema de los 100.000 años===
Un estudio de Imbrie e Imbrie en [[1980]] determinó que, ignorando el efecto antropogénico y otras posibles fuentes de variación que actúan a frecuencias superiores a las de un ciclo de 19.000 años, habría una tendencia a largo plazo hacia el frío que empezó hace unos 6.000 años y continuará durante los próximos 23.000 años".
{{Main|El problema de los 100.000 años}}
Sin embargo el reciente trabajo de Berger y Loutre sugiere que el clima caluroso actual podría durar otros 50 milenios.
 
De todos los ciclos orbitales, Milankovitch creía que la oblicuidad tenía el mayor efecto sobre el clima, y que lo hacía variando la insolación del verano en las altas latitudes del norte. Por lo tanto, dedujo un período de 41.000 años para las grandes glaciaciones.<ref name="Milankovitch">{{cite book|last=Milankovitch|first=Milutin|title=Canon of Insolation and the Ice Age Problem|origyear=1941|edition=|series= |volume=|year=1998|publisher=Zavod za Udz̆benike i Nastavna Sredstva |location=Belgrade |language=|isbn=86-17-06619-9|chapter=|chapterurl=|quote=}}; see also {{cite web|title=Astronomical Theory of Climate Change| url=http://www.ncdc.noaa.gov/paleo/milankovitch.html}}</ref><ref>Imbrie and Imbrie; Ice Ages, solving the mystery, p 158</ref> However, subsequent research<ref>Imbrie, Hays, Shackleton Science 1976</ref><ref>{{cite journal|last1=Shackleton|first1=N. J.|last2=Berger|first2=A.|last3=Peltier|first3=W. R.|author3-link=William Richard Peltier|title=An alternative astronomical calibration of the lower Pleistocene timescale based on ODP Site 677|journal=Transactions of the Royal Society of Edinburgh: Earth Sciences|date=3 November 2011|volume=81|issue=04|pages=251–261|doi=10.1017/S0263593300020782}}</ref><ref>Insolation-driven 100,000-year glacial cycles and hysteresis of ice-sheet volume Ayako Abe-Ouchi et al Nature 500 2013</ref> ha demostrado que los ciclos de la edad del hielo de la [[glaciación cuaternaria]] durante el último millón de años están en consonancia con un período de 100.000 años, que coincide mucho mejor con el ciclo de excentricidad.
En cualquier caso, lo que a una gran mayoría de la comunidad científica le parece seguro es la tendencia actual al calentamiento prevista para el próximo siglo, causada sobre todo por el efecto de las emisiones humanas de gases de efecto invernadero. Sin embargo, hay una parte minoritaria de esa misma comunidad que no cree en esta posibilidad y afirma que el aumento del dióxido de carbono, en sí un gas invernadero de poca potencia –comparado con el vapor de agua o el metano (que en la combustión con el oxígeno atmosférico libera una molécula de CO<sub>2</sub> y dos de agua por cada molécula de CH<sub>4</sub>)- no es la causa de ninguno de los calentamientos registrados en la historia del planeta, al demostrarse que a lo largo de la historia climática de la Tierra el aumento de temperatura se produjo primero –por varias causas no perfectamente comprendidas- y posteriormente se produjo el aumento del CO<sub>2</sub>, con un retraso promedio de unos 800 años (Monnin ''et ál'', 2000), lo cual supondría que el actual aumento de CO<sub>2</sub> se correspondería al período cálido de la Edad Media y no a causas antropogénicas actuales.
 
Han sido propuestas varias explicaciones para esta discrepancia, incluyendo la modulación de la frecuencia<ref>{{Citation | last = Rial| first = J.A.| title = Earth's orbital Eccentricity and the rhythm of the Pleistocene ice ages: the concealed pacemaker| journal = Global and Planetary Change| volume = 41| issue = 2| pages = 81–93|date= October 2003| url = http://www.geolab.unc.edu/faculty/rial/GPCRial2.pdf| jstor = | archiveurl =https://web.archive.org/web/20110720092801/http://www.geolab.unc.edu/faculty/rial/GPCRial2.pdf| archivedate =2011-07-20| doi=10.1016/j.gloplacha.2003.10.003}}</ref> o varias reacciones (desde el [[Dióxido de carbono en la atmósfera de la Tierra | dióxido de carbono]], a los [[rayos cósmicos]]s, o a partir de la [[dinámica de la capa de hielo]]).
También está en estudio el efecto de las manchas solares, que marcan los períodos de máxima actividad y máxima emisión de energía desde el Sol, sobre los ciclos climáticos.
 
Algunos modelos pueden reproducir los ciclos de 100.000 años como resultado de interacciones no lineales entre pequeños cambios en la órbita de la Tierra y las oscilaciones internas del sistema climático.<ref name="Ghil1994">{{cite journal|first=Michael|last=Ghil|title=Cryothermodynamics: the chaotic dynamics of paleoclimate|journal=Physica D|volume=77|issue=1–3|year=1994|pages=130–159|doi=10.1016/0167-2789(94)90131-7|bibcode = 1994PhyD...77..130G }}</ref><ref name="Gildor2000">{{cite journal|vauthors=Gildor H, Tziperman E |title=Sea ice as the glacial cycles' climate switch: Role of seasonal and orbital forcing|journal=Paleoceanography|volume=15|issue=6|year=2000|pages=605–615|doi=10.1029/1999PA000461|bibcode=2000PalOc..15..605G}}</ref>
== Véase también ==
* [[Movimientos de la Tierra]]
* [[Clima]]
* [[Cambio climático]]
* [[Milutin Milankovich]]
* [[Christian Wilde]]
 
Jung-Eun Lee, profesor de la [[Brown University]], propone que la precesión cambia la cantidad de energía que absorbe la Tierra, porque la mayor capacidad del hemisferio sur para producir hielo marino refleja hacia el espacio más energía procedente de la Tierra. Además, Lee sostiene que: "La precesión sólo tiene importancia cuando la excentricidad es grande. Por ese motivo vemos un ritmo más intenso de 100,000 años que un ritmo de 21,000".<ref>{{Cite web
== Enlaces externos ==
|url=https://m.phys.org/news/2017-01-earth-orbital-variations-sea-ice.html
{{commons|Milankovitch cycles}}
|title=Earth's orbital variations and sea ice synch glacial periods
* [http://muller.lbl.gov/pages/IceAgeBook/IceAgeTheories.html Historia de la adopción de la hipótesis de Milankovitch y alternativas]
|author=Kevin Stacey
* [http://muller.lbl.gov/papers/sciencespectra.htm Más detalle sobre la oblicuidad orbital y los modelos del clima]
|publisher=m.phys.org
* [http://www.museum.state.il.us/exhibits/ice_ages/insolation_graph.html El gráfico de variación en la insolación] Los ciclos de 20.000 año, 100.000 año, y 400.000 años son claramente visibles
|date=2017-01-26
* [http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/291/5501/112 E. Monnin, ''et ál.'' - Atmospheric CO2 Concentrations over the Last Glacial Termination]
}}</ref><ref>{{cite journal|url=http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2016GL071307/abstract|title=Hemispheric sea ice distribution sets the glacial tempo|first1=Jung-Eun|last1=Lee|first2=Aaron|last2=Shen|first3=Baylor|last3=Fox-Kemper|first4=Yi|last4=Ming|date=1 January 2017|publisher=|journal=Geophys. Res. Lett.|pages=2016GL071307|via=Wiley Online Library|doi=10.1002/2016GL071307|volume=44}}</ref>
 
Algunos han argumentado que la longitud del registro climático es insuficiente para establecer una relación estadísticamente significativa entre el clima y las variaciones de excentricidad.<ref name="Wunsch2004">{{cite journal|first=Carl|last=Wunsch|title=Quantitative estimate of the Milankovitch-forced contribution to observed Quaternary climate change|journal=Quaternary Science Reviews|volume=23|year=2004|pages=1001–12|doi=10.1016/j.quascirev.2004.02.014|issue=9–10|bibcode = 2004QSRv...23.1001W }}</ref>
== Referencias ==
 
===El problema de la Transición===
{{Listaref}}
[[File:Five Myr Climate Change.svg|thumb|right|400px|Variaciones de ciclo, curvas determinadas a partir de sedimentos oceánicos]]
(1) "Glacial Cycles and Astronomical Forcing". Richard A Muller, Gordon J. MacDonald (1997): Science 277 (5323): 215–8. Bibcode:1997Sci...277..215M. doi:10.1126/science.277.5323.215. [http://www.sciencemag.org/content/277/5323/215]
(2) "Origin of the 100 kyr Glacial Cycle: eccentricity or orbital inclination?". Richard A Muller. [http://muller.lbl.gov/papers/nature.html]
 
De hecho, desde el período entre 1 y 3 millones de años atrás, los ciclos climáticos coincidían con el ciclo de 41.000 años en oblicuidad. Sin embargo, hace 1 millón de años se produjo un cambio de ciclos a 100.000 debido al efecto de la excentricidad. El '''problema de la transición''' se refiere a la necesidad de explicar lo que realmente cambió hace 1 millón de años.<ref>{{cite journal|vauthors=Zachos JC, Shackleton NJ, Revenaugh JS, Pälike H, Flower BP |title=Climate response to orbital forcing across the Oligocene-Miocene boundary|journal=Science|volume=292|issue=5515|pages=27–48|date=April 2001|pmid=11303100|doi=10.1126/science.1058288|url=http://www.scencemag.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=11303100|bibcode = 2001Sci...292..274Z }}</ref>
(3) "Record grooves on Ocean floor document Earth's Ice ages", noticia comentada por Eric Hand en: Science, 5 Feb 2015. [http://news.sciencemag.org/earth/2015/02/record-grooves-ocean-floor-document-earth-s-ice-ages?]
 
===Problema clave===
(4) "Undersea volcanoes erupt with gravity, shifting Earth's climate", Gayathri Vaydyanathan y ClimateWire en: Scientific American, 6 de febrero de 2015. [http://www.scientificamerican.com/article/undersea-volcanoes-erupt-with-gravity-shifting-earth-s-climate/?WT.mc_id=SA_DD_20150206]
 
Incluso los registros climáticos bien datados del último millón de años no coinciden exactamente con la forma de la curva de excentricidad. La excentricidad tiene ciclos de 95.000 y 125.000 años. Sin embargo, algunos investigadores dicen que los registros no muestran estos picos, dado que sólo aparecen los ciclos de 100.000 años.<ref>{{cite web|url=http://search.proquest.com/openview/5d5565735578d40943494a793b71d626/1.pdf?pq-origsite=gscholar|title=Nonlinear coupling between 100 ka periodicity of the paleoclimate records in loess and periodicities of precession and semi-precession|publisher=ProQuest}}</ref>
 
===Problema de la 5ª etapa===
 
Las muestras de núcleos de isótopos tomadas en aguas profundas muestran que el intervalo interglacial conocido como isótopo marino de estadio 5º comenzó hace 130.000 años, o sea, 10.000 años antes del impulso solar que predice la hipótesis de Milankovitch. (Esto también se conoce como el "problema de causalidad" porque el efecto precede a la causa putativa).
 
===El efecto excede la causa===
 
{{Véase también | Comentarios sobre el cambio climático}}
[[File:Vostok 420ky 4curves insolation.jpg|thumb|right|250px|420,000 years of [[ice core]] data from [[Vostok, Antarctica]] research station]]
Los registros muestran que la variación en el clima de la Tierra es mucho más extrema que la variación en la intensidad de la radiación solar calculada a medida que la órbita de la Tierra evoluciona. Si el cambio orbital causa el [[cambio climático]], la ciencia necesita explicar por qué el efecto observado se amplifica en comparación con el efecto teórico.
 
Algunos sistemas climáticos teorizan una amplificación ([[feedback positivo]]) y respuestas de amortiguación ([[feedback negativo]]). Un ejemplo de amplificación sería si con las masas de tierra alrededor de 65° norte cubiertas de hielo durante todo el año, la energía solar terminaría por reflejarse en su mayor parte hacia el espacio. Dicha amplificación significaría que una edad de hielo induce cambios terrestres que impiden que el cambio orbital termine por sí mismo dicha edad de hielo.
 
La [[inclinación orbital] actual de la Tierra]] es de 1.57° (ver [[#Inclinación orbital | arriba]]). La Tierra se mueve actualmente a través del plano invariable alrededor del 9 de enero y del 9 de julio. En dichos instantes concretos hay un aumento en [[meteoritos]]s y [[nubes noctilucentes]]s. Si esto se debe a que hay un disco de polvo y desechos en el plano invariable, cuando la inclinación orbital de la Tierra esté cerca de 0° y orbite a través de este polvo, los materiales podrían acumularse en la atmósfera. Este proceso podría explicar la estrechez del ciclo climático de 100.000 años.<ref name="Muller1997">{{cite journal|author=Richard A Muller, [[Gordon J. F. MacDonald]]|title=Glacial Cycles and Astronomical Forcing|journal=Science|volume=277|issue=5323|year=1997|pages=215–8|doi=10.1126/science.277.5323.215|bibcode = 1997Sci...277..215M }}</ref><ref name="Muller2">{{cite web|title=Origin of the 100&nbsp;kyr Glacial Cycle: eccentricity or orbital inclination?|work=Richard A Muller|url=http://muller.lbl.gov/papers/nature.html|access-date=March 2, 2005}}</ref>
 
==Condiciones presentes y futuras==
[[File:InsolationSummerSolstice65N.png|thumb|500px|Pasado y futuro de la insolación promedio diaria en la parte superior de la atmósfera el día del solsticio de verano, a 65º N de latitud. La curva verde tiene la excentricidad ''e'' hipotéticamente configurada en 0. La curva roja usa el valor real (pronosticado) de ''e''. El punto azul está situado en torno a 2&nbsp;ky d.C.]]
 
Dado que las variaciones orbitales son predecibles,<ref name="Varadi2003">{{cite journal|author1=F. Varadi |author2=B. Runnegar |author3=M. Ghil |title=Successive Refinements in Long-Term Integrations of Planetary Orbits |journal=The Astrophysical Journal |volume=592 |year=2003 |pages=620–630 |url=http://astrobiology.ucla.edu/OTHER/SSO/SolarSysInt.pdf |format=PDF |doi=10.1086/375560 |bibcode=2003ApJ...592..620V |deadurl=yes |archiveurl=https://web.archive.org/web/20071128074218/http://astrobiology.ucla.edu/OTHER/SSO/SolarSysInt.pdf |archivedate=2007-11-28 |df= }}</ref> cualquier modelo que relacione las variaciones orbitales con el clima se puede avanzar hacia delante para predecir el clima futuro.
 
Un modelo orbital de 1980, a menudo citado por [[John Imbrie|Imbrie]] e Imbrie, predijo "que la tendencia de enfriamiento a largo plazo que comenzó hace unos 6.000 años atrás continuará durante los próximos 23.000 años". <ref name="Imbriel1980">{{cite journal |author1=J Imbrie |author2=J Z Imbrie |title=Modeling the Climatic Response to Orbital Variations |journal=Science |volume=207 |issue=4434 |year=1980 |pages=943–953 |doi=10.1126/science.207.4434.943 |pmid=17830447 |bibcode=1980Sci...207..943I}}</ref> Un trabajo más reciente sugiere que las variaciones orbitales deberían aumentar la insolación estival en el área de los 65° N durante los próximos 25,000 años.<ref>{{cite web |url=http://www.ncdc.noaa.gov/paleo/milankovitch.html |title=NOAA Paleoclimatology Program – Orbital Variations and Milankovitch Theory |publisher=}}</ref> La órbita de la Tierra se volverá menos excéntrica durante los próximos 100.000 años, por lo que los cambios en la insolación estarán dominados por los cambios en la oblicuidad, y no deberían disminuir lo suficiente como para causar una edad de hielo en los próximos 50,000 años.<ref name="Berger2002">{{cite journal |authors=Berger A, Loutre MF |title=Climate: An exceptionally long interglacial ahead? |journal=Science |volume=297 |issue=5585 |year=2002 |pages=1287–8 |doi=10.1126/science.1076120 |pmid=12193773}}</ref><ref>{{cite journal |title=Critical insolation–CO2 relation for diagnosing past and future glacial inception |authors=A. Ganopolski, R. Winkelmann & H. J. Schellnhuber |journal=Nature |volume=529 |pages=200–203 |year=2016 |doi=10.1038/nature16494 |pmid=26762457}}</ref>
 
Sin embargo, el mecanismo por el cual el [[cambio orbital]] influye en el clima no se entiende bien ni es concluyente:#La Tierra no es homogénea. Milankovitch no relacionó las edades de hielo de la Tierra con la cantidad total de radiación solar ([[insolación]]) que llega a la Tierra, sino a causa de la insolación particular que se recibe en verano a 65° N, debido a la relativa facilidad de calentamiento de las grandes masas terrestres del hemisferio norte. Estudios posteriores han sugerido que la radiación solar impactando sobre el hielo depositado sobre esas grandes masas terrestres simplemente se reflejaría.
 
#La Tierra no está inerte. La geología afecta el clima, no solo por el calor del núcleo de la Tierra, sino también por los cambios en la atmósfera causados por las erupciones volcánicas.<ref name="Muller2" /> Incluso la disposición de las masas de tierra y de las plataformas de hielo cambian con el tiempo debido a la [[deriva continental]].
 
#La floreciente actividad industrial de la humanidad puede afectar al clima contribuyendo [[Impacto humano en el medio ambiente | antropogénico]] con efectos no previstos por los modelos orbitales. Muchos estudios han concluido que los aumentos detectables de [[gases de efecto invernadero]] en los siglos XX y XXI atraparían energía infrarroja y dando como resultado un clima más cálido.<ref>{{cite journal |last0=Harshit |first0=H. P. |last1=Kaufman |first1=D. S. |last2=Schneider |first2=D. P. |last3=McKay |first3=N. P. |last4=Ammann |first4=C. M. |last5=Bradley |first5=R. S. |last6=Briffa |first6=K. R. |last7=Miller |first7=G. H. |last8=Otto-Bliesner |first8=B. L. |last9=Overpeck |first9=J. T. |last10=Vinther |first10=B. M. |author32=Arctic Lakes 2k Project Members |last11=Abbott |first11=M. |last12=Axford |first12=M. |last13=Bird |first13=Y. |last14=Birks |first14=B. |last15=Bjune |first15=H. J. B. |last16=Briner |first16=A. E. |last17=Cook |first17=J. |last18=Chipman |first18=T. |last19=Francus |first19=M. |last20=Gajewski |first20=P. |last21=Geirsdottir |first21=K. |last22=Hu |first22=A. |last23=Kutchko |first23=F. S. |last24=Lamoureux |first24=B. |last25=Loso |first25=S. |last26=MacDonald |first26=M. |last27=Peros |first27=G. |last28=Porinchu |first28=M. |last29=Schiff |first29=D. |last30=Seppa |first30=C. |last31=Seppa |first31=H. |title=Recent Warming Reverses Long-Term Arctic Cooling |doi=10.1126/science.1173983 |journal=Science |volume=325 |issue=5945 |pages=1236–1239 |year=2009 |pmid=19729653 |pmc=}}</ref><ref>{{cite web|title=Arctic Warming Overtakes 2,000 Years of Natural Cooling |url=http://www2.ucar.edu/news/846/arctic-warming-overtakes-2000-years-natural-cooling |publisher=UCAR |date=September 3, 2009 |access-date=19 May 2011 |deadurl=yes |archiveurl=https://web.archive.org/web/20110427235538/http://www2.ucar.edu/news/846/arctic-warming-overtakes-2000-years-natural-cooling |archivedate=27 April 2011 |df= }}</ref><ref>{{cite news|last=Bello |first=David |title=Global Warming Reverses Long-Term Arctic Cooling |url=http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=global-warming-reverses-arctic-cooling |publisher=Scientific American |date=September 4, 2009 |access-date=19 May 2011 }}</ref> Una teoría anterior era que la contaminación industrial de partículas de la atmósfera bloquearía la radiación solar y provocaría un enfriamiento global.
 
# El artículo [[Futuro de la Tierra]] presenta una variedad de eventos infrecuentes, como colisiones de cuerpos dentro del sistema solar y encuentros con cuerpos fuera del sistema solar, con el potencial de hacer que el clima pasado o futuro se desvíe del modelo matemático de orbital predeterminado.
 
==Efectos más allá de la Tierra==
Otros cuerpos del [[Sistema Solar]] experimentan efectos geológicos asociados con fluctuaciones orbitales como los ciclos de Milankovitch, aunque no tan intensos o complejos como los de la Tierra. Estos ciclos causan el movimiento de elementos en estado sólido:
 
===Marte===
 
[[Marte]] no tiene una luna lo suficientemente grande para estabilizar su oblicuidad, que ha variado de 10 a 70 grados. Esto explicaría las observaciones recientes de su superficie en comparación con la evidencia de diferentes condiciones de su pasado, como la extensión de sus [[casquetes polares marcianos|casquetes polares]].<ref>{{Cite journal | bibcode=2008GeoRL..3518201S| title=Temperature response of Mars to Milankovitch cycles| journal=Geophysical Research Letters| volume=35| issue=18| pages=L18201| publisher= | author=Schorghofer, Norbert| year=2008| doi=10.1029/2008GL034954}}</ref><ref>{{cite web | url=http://ams.confex.com/ams/90annual/techprogram/paper_165827.htm| title=3.5 Modeling Milankovitch cycles on Mars (2010 – 90; Annual Symp Planet Atmos)| publisher= Confex}}</ref>
 
===Saturno===
La luna de Saturno [[Titán (luna) | Titán]] tiene un ciclo de aproximadamente 60.000 años que cambia la ubicación de sus lagos de [[metano]].<ref>{{cite web | url=https://www.youtube.com/watch?v=e9sfNegkpPE| title=Hydrocarbon lakes on Titan – Alex Hayes (SETI Talks)| work=YouTube}}</ref><ref>{{cite web | url=http://www.universetoday.com/46308/lake-asymmetry-on-titan-explained/| title=Lake Asymmetry on Titan Explained| author=Nicholos Wethington| date=30 November 2009| publisher=}}</ref>
 
===Neptuno===
La luna de Neptuno [[Tritón (luna) | Tritón]] tiene una variación similar a Titán con respecto a la migración de sus depósitos sólidos de [[nitrógeno]] a lo largo de grandes períodos de tiempo.<ref>{{cite web | url=http://www.livescience.com/1349-sun-blamed-warming-earth-worlds.html| title=Sun Blamed for Warming of Earth and Other Worlds| work=LiveScience.com}}</ref>
 
===Exoplanetas===
Los científicos que usan modelos computarizados para estudiar las inclinaciones axiales extremas han llegado a la conclusión de que una oblicuidad elevada en otros planetas provocaría extremos climáticos que amenazarían tipos de vida similares a la Tierra. Señalaron que un tipo de oblicuidad alta probablemente no esterilizaría un planeta por completo, pero dificultaría modelos de vida similares al terrestre, al menos aquéllos que son de sangre caliente.<ref>{{cite journal|author=Williams, D.M., Pollard, P.|title=Earth-like worlds on eccentric orbits: excursions beyond the habitable zone|journal=Inter. J. Astrobio.|volume=1|pages=21–9|year=2002|url=http://physics.bd.psu.edu/faculty/williams/3DEarthClimate/ija2003.pdf|doi=10.1017/s1473550402001064}}</ref> Aunque la oblicuidad que estudiaron es más extrema que la que la Tierra nunca ha experimentado, hay escenarios hipotéticos dentro de 1.5 a 4.5 mil millones de años a partir de ahora, a medida que el efecto estabilizador de la Luna disminuye, donde la oblicuidad podría perder su escaso rango actual y los polos podrían apuntar casi directamente hacia el Sol.<ref>{{citation | last1=Neron de Surgy | first1=O. | last2=Laskar | first2=J. | title=On the long term evolution of the spin of the Earth | journal=Astronomy and Astrophysics | volume=318 | pages=975–989 |date=February 1997 | bibcode=1997A&A...318..975N }}</ref>
 
==Referencias==
{{reflist|20em}}
 
==Lecturas alternativas==
{{refbegin}}
*La referencia bibliográfica más antigua respecto a los ciclos de Milankovitch podemos encontrarla en: M. Milankovitch, Mathematische Klimalehre und Astronomische Theorie der Klimaschwankungen, Handbuch der Klimatologie, Band I, Teil A,Berlin, Verlag von Gebrüder Borntraeger, 1930.
* {{cite journal|author=Roe G|title=In defense of Milankovitch|journal=[[Geophysical Research Letters]]|volume=33|year=2006|pages=L24703|doi=10.1029/2006GL027817|issue=24|bibcode=2006GeoRL..3324703R}} "Esto muestra que la teoría de Milankovitch encaja muy bien con los datos, en el último millón de años, siempre que consideremos posibles derivaciones del modelo.''
* {{citation| author1= Kaufmann R. K. | author2= Juselius K. | title= Testing competing forms of the Milankovitch hypothesis | journal= [[Paleoceanography (journal)|Paleoceanography]] | year= 2016 | volume=31| doi= 10.1002/2014PA002767 | pages=286–297}}.
* {{cite journal|vauthors=Edvardsson S, Karlsson KG, Engholm M |title=Accurate spin axes and solar system dynamics: Climatic variations for the Earth and Mars|journal=[[Astronomy and Astrophysics]]|volume=384|year=2002|pages=689–701|doi=10.1051/0004-6361:20020029|issue=2|bibcode = 2002A&A...384..689E }} ''Este es el primer trabajo que investigó la derivada del volumen de hielo en relación con la insolación (página 698)''.
* {{cite journal|vauthors=Zachos J, Pagani M, Sloan L, Thomas E, Billups K |title=Trends, Rhythms, and Aberrations in Global Climate 65 Ma to Present|journal=Science|volume=292|issue=5517|year=2001|pages=686–693|doi=10.1126/science.1059412|pmid=11326091|bibcode=2001Sci...292..686Z}}<br />"Este artículo analiza ciclos y cambios a gran escala en el clima global durante la Era [[Cenozoica]]".
* {{cite journal | authors=Pälike, H., R.D. Norris, J.O. Herrle, P.A. Wilson, H.K. Coxall, C.H. Lear, N.J. Shackleton, A.K. Tripati, and B.S. Wade| year=2006| title=The Heartbeat of the Oligocene Climate System| journal=[[Science (journal)|Science]]| volume=314| issue=5807| pages=1894–1898| doi=10.1126/science.1133822| quote= Un registro continuo de 13 millones de años del clima del [[Oligoceno]] desde el Pacífico ecuatorial revela un pronunciado "latido" en el ciclo global del carbono y la periodicidad de las glaciaciones.| pmid=17185595}}
{{refend}}
 
==Enlaces externos==
{{Commons}}
{{Wikibooks|Historical Geology|Milankovitch cycles}}
* [http://channel.nationalgeographic.com/channel/videos/ice-age-cycles/ Ice Age – Milankovitch Cycles – National Geographic Channel]
* [https://web.archive.org/web/20080729060933/http://www.agu.org/revgeophys/overpe00/node6.html The Milankovitch band], Lectura de un archivo de Internet de la [[Unión Geofísica Americana]]
* [http://muller.lbl.gov/pages/IceAgeBook/IceAgeTheories.html Algunos antecedentes de la adopción de la hipótesis de Milankovitch (y una alternativa)]
* [http://muller.lbl.gov/papers/sciencespectra.htm Más detalles sobre la oblicuidad orbital que coinciden con los patrones climáticos.]
* {{cite web | title=Milutin Milankovitch| work=On the Shoulders of Giants| url=http://earthobservatory.nasa.gov/Features/Milankovitch/milankovitch.php| access-date=January 15, 2010}}
* [http://aa.usno.navy.mil/faq/docs/seasons_orbit.php ''The Seasons'']
* {{cite web |url=http://www.ncdc.noaa.gov/paleo/forcing.html |title=Climate Forcing Data |author=<!--Staff writer(s); no by-line.--> |date= |website=[[NOAA]] |publisher=[[National Centers for Environmental Information]] |access-date= |quote= Texto: incluye datos (calculados) sobre las variaciones orbitales en los últimos 50 millones de años y para los próximos 20 millones de años.}}
* [https://web.archive.org/web/20060210012245/http://www.astrobiology.ucla.edu/OTHER/SSO/ ''The Orbital Simulations'']; de Varadi, Ghil and Runnegar (2003) proporciona otra serie ligeramente diferente para la excentricidad orbital, y también una serie alternativa para la inclinación orbital
* [http://www.abc.net.au/science/news/stories/2006/1763328.htm ''ABC: Temblores de la Tierra vinculados a extinciones'']
* [http://www.idialstars.com/jan2012.htm ''Los ciclos de Milankovitch y las Eras Glaciales'']
 
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