Siklus
Milankovitch adalah suatu teori yang memberikan penjelasan mengenai variasi
siklus pergerakan yang dialami bumi selama 100.000 dan 400.000 tahun.
Dalam teorinya,
Milankovitch memaparkan mengenai tiga hal yang dialami oleh bumi sehingga
menghasilkan perubahan iklim akibat perbedaan intensitas radiasi matahari di
permukaan bumi.
Pertama,
Eksentrisitas (Eccentricity) yaitu perubahan bentuk dari orbit imajiner bumi
yang mengelilingi matahari. Tentu bentuk orbit itu tidak bulat, tetapi memiliki
nilai eksentrisitas, sehinggal bentuknya menjadi sedikit elips dan tidak bulat
sempurna. Nilai eksentrisitas suatu orbit berada diantara 0 (bulat sempurna)
hingga 1 (parabola yang tidak memiliki ujung). Saat ini nilai eksentrisitas
bumi adalah 0,0167, sementara ribuan tahun yang lalu nilainya 0.0034 hingga
0.058. Nilai eksentrisitas itu akan terus berubah membentuk suatu siklus yang
bervariasi dalam 413.000 tahun. Seandainya bumi hanyalah satu-satunya planet
yang mengelilingi matahari, maka eksentrisitasnya tidak akan begitu bervariasi
dalam kurun waktu yang sangat lama. Nilainya akan lebih lambat bertambah, akan
tetapi karena nilai eksentrisitas bumi dipengaruhi oleh gaya gravitasi dari
Jupiter dan Saturnus, maka pertambahan itu terjadi lebih cepat.
Akibat dari
bentuk orbit bumi yang seperti itu, muncul istilah perihelion dan aphelion.
Saat ketika matahari berada dalam titik atau jarak terdekat dengan bumi disebut
perihelion, dimana bumi menerima radiasi paling tinggi dari matahari sehingga
suhu menjadi lebih panas. Untuk titik terjauhnya disebut aphelion, dimana bumi
menerima radiasi matahari terendah sehingga mengalami penurunan suhu.
Kedua adalah
Obliquity. Kemiringan bumi ketika berotasi. Kemiringan itu bervariasi dalam
kurun waktu 40.000 tahun, dan bergerser antara 22,1 derajat hingga 24,5
derajat. Jika kemiringan bumi bertambah maka musim panas akan lebih panas dan
musim dingin akan lebih dingin. Sebaliknya, jika terjadi pengurangan kemiringan
berarti musim panas akan menjadi lebih dingin dan musim dingin akan menjadi
lebih panas. Saat ini kemiringan bumi berkurang, sehingga suhu bumi menjadi
semakin panas. Seperti yang kita tahu kemiringan bumi saat ini adalah 23,4
derajat, dan saat ini sedang setengah jalann bergerak menuju nilai minimunya,
yaitu 22,1 derajat.
Ketiga adalah
Presisi (Precession), yaitu perubahan arah rotasi karena bergesernya sumbu
bumi. Siklus ini bervariasi selama 19.000-23.000 tahun. Matahari dan bulan
sangat berpengaruh terhadap perubahan ini. Dampak perubahan arah rotasi bumi
ini bisa mengubah tanggal perihelion yang jatuh pada bulan Januari dan aphelion
yang jatuh bulan Juli. Hal ini akan meningkatkan kontras musim pada salah satu
belahan bumi dan sementara pada bagian lainnya penurunan, sebagai contoh saat
ini posisi bumi sangat dekat dengan matahari pada saat musim dingin pada bumi
belahan utara sehingga musim dingin akan lebih panas dan sebaliknya. Dampak
lain yang juga terjadi adalah perubahan utara dan selatan bumi sehingga kutub
utara sudah tidak sedingin dulu dan semakin lama suhunya semakin panas.
Kaitan zaman es
pada zaman plistosen dengan siklus milankovitch sangat-sangat berhubungan.
Perubahan iklim pada zaman plistosen bisa juga disebabkan oleh perubahan orbit
bumi terhadap matahari seperti yang diteliti oleh milankovitch. Masing-masing
variasi orbital memiliki skala waktu sendiri, dan akibatnya mereka berinteraksi
dengan cara yang berbeda dari waktu ke waktu, namun masing-masing teratur.
Grafik dan tabulasi Milankovitch dibuat masih digunakan sampai sekarang. Ia
juga mengukur kurva panas radiasi matahari di lintang utara tinggi, dimana
gletser es umur berasal, menghubungkan titik-titik rendah tertentu dengan empat
sebelumnya zaman es Pleistocene Eropa. Pada akhirnya, matematikawan tiba pada
teori astronomi lengkap glasiasi. Menurut teori Milankovitch, faktor-faktor ini
menyebabkan pendinginan periodik Bumi, dengan bagian terdingin dalam siklus
yang terjadi sekitar setiap 40.000 tahun. Efek utama dari siklus Milankovitch
adalah untuk mengubah kontras antara musim, bukan jumlah panas matahari bumi
menerima. Siklus dalam siklus ini memperkirakan bahwa selama maksimum glasial
kemajuan, musim dingin dan musim panas suhu lebih rendah. Hasilnya kurang es
yang mencair dari mengumpulkan, dan gletser membangun. Milankovitch bekerja di
luar ide-ide dari siklus iklim di tahun 1920-an dan 1930-an, namun tidak sampai
tahun 1970-an yang cukup panjang dan kronologi rinci dari perubahan suhu
Kuarter adalah bekerja untuk menguji teori memadai. Studi core laut , dan fosil
yang terkandung di dalamnya menunjukkan bahwa fluktuasi iklim selama beberapa
ratus ribu tahun terakhir adalah sangat dekat dengan yang diperkirakan oleh
Milankovitch. Sebuah masalah dengan teori adalah bahwa siklus astronomi telah
ada selama miliaran tahun, tetapi glasiasi adalah kejadian langka. Sebenarnya,
siklus astronomi sempurna menjelaskan periode glasial dan interglasial, dan
transisi mereka, di dalam zaman es. Faktor-faktor lain juga harus
terlibat yang menyebabkan suhu bumi turun di bawah ambang kritis. Setelah itu
terjadi, siklus Milankovitch akan bertindak untuk memaksa planet dalam dan
keluar dari periode glacial.