Prilozi

Fizički deo teorije

U početku su njegova istraživanja dobro napredovala. „Ali nastojeći da dublje proniknem u sam problem, naiđoh na brojne teškoće i ne mogah dalje.”

Biografija, Tatomir Anđelić

Način Milankovićevog naučnog stvaranja se vidi iz dosadašnjih izlaganja. On je, po pravilu, u toku niza godina, objavljivao pojedinačna istraživanja i rezultate o nekom određenom problemu. Zatim bi dao opširniju sintezu o toj temi u većoj publikaciji.

Milankovićeve krive osunčavanja

U periodu od 1922. do 1924. godine za potrebe monografije Kepena i Vegenera „Klimati geološke prošlosti“, Milanković izračunava krive osunčavanja za geografske širine: 55°, 60° i 65° severne hemisfere za poslednjih 650.000 godina.

Milanković je umro, a da nije doživeo puno priznanje svoje teorije, osporavan od jednog dela naučne javnosti. Posle niza godina zaborava, odbacivanja i nepriznavanja, deceniju posle smrti, započinje njegov novi život.

U početku, sve je išlo polako, zatim je sve više činjenica ukazivalo na tačnost Milankovićevih proračuna. Pored brojnih eksperimenata u svetu, grupa istraživača utvrdila je, istraživanjem karakteristika lesnog profila Čot u Starom Slankamenu u Srbiji, prisustvo Milankovićevih ciklusa.

Projekat CLIMAP (Climate: Longrange Investigation, Mapping and Prediction - Klima: dugoročno istraživanje, mapiranje i prognoziranje) konačno rešava i dokazuje Milankovićeve cikluse osunčavanja. Iz dubokomorskih jezgara Šeklton i Opdajk, 1972. godine sastavljaju vremensku skalu klimatskih događaja za poslednjih 700.000 godina.

Najzad Hejs, Imbri i Šeklton izvode spektralnu analizu jezgara i utvrđuju 1976. godine da se u proteklih 500.000 godina klima menjala u zavisnosti od promena ekscentriciteta, nagiba Zemljine ose rotacije i precesije, kako je to još 1924. godine proračunao Milanković. Time su Milankovićevi ciklusi osunčavanja definitivno dokazani.

Njegova astronomska teorija klimatskih promena pruža mogućnost i za predviđanje buduće klime, jer je sekularni tok insolacije neminovnost. Prema Milankovićevim dijagramima osunčavanja, svet je bio u poslednjem ledenom dobu pre 25.000 godina. Prosečna globalna godišnja temperatura vazduha bila je za oko 6°C niža od današnjih vrednosti. Tokom poslednjih 10.000 godina započelo je naglo otopljavanje, što je dovelo do klimatskog optimuma u razdoblju od 5.600. do 2.500. godine pre nove ere. Polarni led se povukao severno od 80°N, a šume su dostigle svoju najseverniju granicu u periodu između 3.000. i 1.500. godine pre nove ere. Od 800. do 1200. godine naše ere, relativno blaga klima u Evropi pogodovala je, na primer, gajenju vinove loze u Engleskoj. Posle toga, nastupilo je tzv. malo ledeno doba, koje je trajalo od 1500. do 1850. godine naše ere. Tokom poslednjih 1.000 godina, klima je bila prilično stabilna, sa fluktuacijama globalne prosečne godišnje temperature od oko 10° C oko postledničkog proseka u toku jednog veka.

Zemlja se danas nalazi u periodu interglacijacije, ili tople faze. Lednici se zadržavaju na visokim geografskim širinama, na polovima, Grenlandu ili vrhovima visokih planinskih lanaca i za sada ne preti opasnost od njihovog širenja ka južnim predelima.

Međuvladin panel za promenu klime, u svom Četvrtom naučnom izveštaju o promeni klime objavljenom 2007. godine, ističe da, shodno Milankovićevoj orbitalnoj teoriji, planeta Zemlja neće prirodnim putem, za najmanje 30.000 godina ući u novo ledeno doba.

Ova tvrdnja izneta je na osnovu Milankovićeve astronomske teorije ledenih doba i njegovog dijagrama osunčavanja, koji pružaju egzaktnu osnovu za predviđanje razvoja klime na planeti. Danas, promena nagiba Zemljine ose rotacije i ekscentrična putanja oko Sunca deluju u smeru zahlađenja, dok precesija ima uticaj u smeru otopljavanja klime. Ovi astronomski činioci neće promeniti prirodni klimatski ciklus sve dok sekularne promene tri astronomska elementa ne dostignu položaj istovremenog jednoznačnog delovanja u smeru zahlađenja klime.

Svoj matematički aparat sekularnih promena osunčavanja, Milanković je razradio za poslednjih 1.000.000 godina. On je, međutim, univerzalan i primenljiv za čitavu geološku istoriju Zemlje. Na taj način, postalo je razumljivo otkud ledeni tragovi u periodima pre 400 ili 600 miliona godina ili, obrnuto, otkud bujna vegetacija i velike naslage kamenog uglja pre oko 350-300 miliona godina. Paleoklimu je, dakle, bilo moguće razumeti i u fazi otopljavanja i klimatskog maksimuma, i u fazi zahlađenja i klimatskog minimuma.

Sadašnje stanje u klimatskom sistemu pokazuje tendenciju koja nije u skladu s prirodnim tokom. Šta je razlog tome?

Klimatski sistem planete Zemlje obuhvata atmosferu, hidrosferu, ledeni pokrivač (sneg i led) i biosferu. Promene u bilo kojoj od navedenih komponenti klimatskog sistema mogu uticati na ostale podsisteme, s mogućim nepovoljnim uticajima na živi svet na Zemlji.

Za stvaranje atmosfere Zemlje u kojoj je moguć život, zaslužni su pre svega Sunce i grupa gasova s efektom staklene bašte: ugljendioksid, metan, azotsuboksid, vodena para, ozon. Navedeni gasovi, koji se u prirodnom sastavu atmosfere nalaze u tragovima, propuštaju kratkotalasno Sunčevo zračenje da prodre do površine Zemlje, ali apsorbuju dugotalasno infracrveno zračenje tla i ponovo emituju ovo toplotno zračenje prema Zemljinoj površini. Ovo delimično sprečavanje gubitka toplotnog zračenja Zemlje u kosmos naziva se prirodnim efektom staklene bašte, i zahvaljujući tom efektu, srednja globalna temperatura vazduha u prizemnom sloju atmosfere Zemlje kreće se oko plus 14°C, a bila bi minus 18°C u odsustvu ovih gasova u atmosferi.

Čovečanstvo je, tokom poslednja dva stoleća, izazvalo krupne poremećaje u klimatskom sistemu kao najsloženijem i najosetljivijem sistemu naše planete. Pri tome se najveće promene odvijaju u atmosferi.

Nagli porast svetskog stanovništva, uz višestruko uvećanje svetskih industrijskih i drugih ljudskih aktivnosti, doveli su do povećanog korišćenja svih resursa, naročito fosilnih goriva, i do nekontrolisanog globalnog zagađivanja vazduha, voda i zemljišta, kao osnovnih komponenti prirodne životne sredine, s posledicom promene klime, podizanja nivoa mora, slabljenja ozonskog omotača, degradacije biološke raznovrsnosti, desertifikacije itd.

Gasovi s efektom staklene bašte antropogenog porekla emitovani u atmosferu, dovode do globalnog zagrevanja atmosfere usled uvećanja prirodnog efekta staklene bašte, i modifikujući energetski bilans atmosfere, utiču na interakcije između atmosfere, hidrosfere i biosfere, s posledicama globalnih promena klime i podizanja nivoa mora. Procenjuje se da je količina ugljendioksida povećana od sredine 18. veka do 2004. godine za oko 35%, a izmerene vrednosti sadašnjih atmosferskih koncentracija ovog gasa veće su od bilo koje vrednosti u toku poslednjih deset i više hiljada godina. U toku industrijske epohe registrovan je takođe i porast atmosferskih koncentracija ostalih važnih gasova s efekom staklene bašte, kao što su metan i azotsuboksid.

Podaci sistematskih osmatranja, u okviru Globalnog klimatskog osmatračkog sistema Svetske meteorološke organizacije, pokazuju da je globalna temperatura vazduha u toku 20. veka porasla za 0,8°C i da se veći deo osmotrenog globalnog zagrevanja atmosfere u toku poslednjih 50 godina može pripisati uticaju čoveka. Prema ovim podacima, od 15 najtoplijih godina u toku poslednjih 150 godina, 13 je registrovano krajem 20. i početkom 21. veka, što korespondira periodu kada je registrovan nagli porast antropogenih emisija gasova s efektom staklene bašte, odnosno nagli porast atmosferskih koncentracija ovih gasova. Na globalnom nivou, dvadeseti vek, poslednja decenija 20. veka i 1998. godina bili su najtopliji u toku poslednjeg milenijuma.

U najnovijem, Četvrtom sinteznom naučnom izveštaju o proceni promene klime Međuvladinog panela za promenu klime, usvojenom novembra 2007. godine (IPCC, AR4, 2007), ističe se da će dalji porast antropogenih emisija gasova s efektom staklene bašte uzrokovati dodatno prosečno globalno zagrevanje atmosfere u opsegu od 1,8 do 4,0°C do kraja 21. veka u odnosu na prosek za period 1980-1999. godina, pri čemu će projektovana brzina promene temperature u 21. veku od 0,3°C po deceniji biti veća od bilo koje brzine promene temperature u toku poslednjih 10.000 godina uslovljene prirodnim faktorima. Naučnici ocenjuju da će to predstavljati najveći problem u procesu adaptacije na izmenjene klimatske uslove. Očekuje se pri tome, da će porast srednje godišnje temperature u Evropi biti veći od rasta na globalnom nivou (na evropskom kontinentu do kraja 21. veka porast srednje godišnje temperature iznosiće između 2,2 do 5,1°C).

Stoga se procenjuje da antropogene promene klime superponirane na prirodne promene klime mogu dovesti do dramatičnih procesa u klimatskom sistemu, s nepovoljnim posledicama po živi svet na našoj planeti u nekoliko narednih stoleća.

Kao što je Kepen 1922. godine naslutio da Milankovićeva teorija može biti neprocenjiva alatka pri istraživanju prastarih klima, tako i savremena nauka uviđa da se bez nje ne može proučavati ni predviđati buduća klima, naročito sinergetsko delovanje prirodnih i antropogenih faktora na klimatski sistem Zemlje.

Danica Spasova, mr Slavko Maksimović
iz knjige "Milutin Milanković - putnik kroz vasionu i vekove", 2009.