seminarski milutin milankovic

Seminarski rad Milutin Milanković

Prirodno-matematički fakultet

Departman za biologiju i ekologiju

Seminarski rad

Milutin Milanković

Ciklusi i objašnjenje teorije glacijacije

Prof: Ružica Igić student: Tanja Petruš

Goran Anačkov br.indexa: 288/08

Novi Sad, 2010.

1


Sadržaj:

1. Uvod

2. Biografija – Milutin Milanković (1879 – 1958.)

3. Stvaralački put Milutina Milankovića

4. Milankovićevi ciklusi

5. Teorija glacijacije

6. Zaključak

7. Literatura

2


1. Uvod

Milutin Milanković je veliki naučnik u našoj i svetskoj javnosti, ali i uzvišeni stvaralac čiji put kroz vasionu i vekove stremi mnogo dalje od uobičajnih odredišta naučne misli. Zauzima istaknuto mesto u svetskoj nauci i nesporno je jedan od najslavnijih naučnika koje su Srbi imali. Američka agencija "NASA" proglasila ga je jednim od petnaest najvećih naučnika na svetu, a od 1993. godine Evropsko geofizičko društvo dodeljuje medalju za naučni doprinos u oblasti klimatologije sa njegovim imenom.

Milanković u đačkim danima

3


2. Biografija - Milutin Milanković (1879 – 1958.)

Milutin Milanković, astronom, geofizičar, klimatolog, matematičar, inženjer pronalazač, doktor tehnike, univerzitetski profesor, književnik, rođen je u Dalju 28. maja 1879. u uglednoj porodici.

Milutin nije redovno pohađao osnovnu školu, nego je imao privatne učitelje i sva četiri razreda osnovne škole položio je odjednom1889. godine. Veliki uticaj na formiranje Milankovićeve ličnosti imala je rodna kuća i njeno okruženje, posebno veličanstveni Dunav koji je proticao pored njihove bašte.

Godine 1889. Milutin se upisuje u gimnaziju u Osijeku. Ovde će presudnu ulogu u njegovom životnom opredeljenju imati profesor matematike Vladimir Varićak, kasnije poznati matematičar, član JAZU i SANU.

Godine 1896. upisuje se na studije građevinske tehnike, gde za 6 godina stiče zvanje diplomiranog inženjera, a 1904. godine postaje doktor tehničkih nauka. Od 1905. do 1909. radi kao građevinski inženjer u nekoliko bečkih firmi, a afirmaciju stiče kao projektant armirano – betonskih građevina. Prijavljuje šest patenata čijom primenom će biti izgrađeni brojni objekti na području tadašnje Austro-ugarske monarhije.

Na poziv poznatih naučnika Jovana Cvijića, Mihaila Petrovića i Bogdana Gavrilovića, Milanković napušta unosni posao i prihvata mesto vanrednog profesora primenjene matematike na tek osnovanom Univerzitetu u Beogradu. Na ovoj dužnosti ostaće sve do penzionisanja 1955. godine.

4


Milanković je umro 12. decembra 1958. godine. Za sobom je ostavio niz udžbenika, posebno su bili korišćeni oni iz nebeske mehanike koju je držao na Beogradskom univerzitetu od svog dolaska 1909. pa sve do penzionisanja 1955. godine.

Milankovićeva kuća u Beogradu, koja je sazidana 1926. godine i u kojoj je veliki naučnik živeo sve do svoje smrti 1958. godine, danas nalazi u ulici koja nosi ime ovog nekadašnjeg ministra.

Stara kuća Obnovljena kuća

5


3. Stvaralački put Milutina Milankovića

Radeći na problemu uticaja astronomskih faktora na klimu u toku geološke prošlosti Zemlje, Milanković je na egzaktan način objasnio periodizacije nastanka, razvoja i povlačenja glacijalnih faza u toku proteklih 600 000 godina. Primenjujući matematički aparat i koristeći prethodna saznanja Ademara, Krola, Leverijea, Pilgrima i uz pomoć svoga kolege, astronoma Vojislava Miškovića, Milanković je dokazao da su precesija, promena nagiba ose rotacije i ekscentrična putanja Zemlje oko Sunca dominantni dugoperiodični faktori na promenu klime u geološkoj proslošti. Sam je, naravno, dao najveći doprinos.

Milanković, međutim, nije samo po tome poznat. Njegovo delo "Kanon osunčavanja Zemlje i njegova primena na problem ledenih doba" predstavlja najznačajnije delo srpske nauke u dvadesetom veku, a proračun količine osunčavanja i srednje godišnje temperature Marsove površine i donjeg sloja njegove atmosfere dokazano je kasnijim kosmičkim istraživanjima, ali najvažnije je bilo to da su se Milankovićevi proračuni pokazali potpuno ispravnim.

Milankovićev kalendar je do sada najpreciznije urađen kalendar. Gregorijanski je sadržavao dva krupna nedostatka: za godinu je uzimano da ima 365 i 1/4 dana i da 235 lunarnih meseci predstavlja tačno 19 solarnih godina. Milanković je svoj kalendar bazirao na anulaciji tadašnjih 13 dana, novi kalendar je doveden na isti datum kao Gregorijanski, prestupne godine mogu biti one koje su deljive sa 4 bez ostatka, a sekularne godine biće samo onda prestupne ako njihov broj vekova kada se podeli sa 9 daje ostatak 2 ili 6. Sve ostale sekularne godine su proste, što daje potpunu preciznost do 2 800. godine, odnosno do tada ne može biti nikakvog razmimoilaženja sa sadašnjim Gregorijanskim kalendarom. Ovako koncipiran Milankovićev kalendar je trebalo korigovati tek posle 28 800 godina, ali, nažalost, ni do dana današnjeg, iako je u suštini prihvaćen na Svepravoslavnom kongresu 30. maja 1923. godine u Carigradu, nikada nije zaživeo.

Milutin Milanković je svakako naučni genije koga je svet definitivno priznao 10. decembra 1976. godine kada su u časopisu "Nauka" objavljeni konačni rezultati opsežnog petogodišnjeg projekta, a čiji je osnovni zadatak bio da da odgovor na pitanje jesu li Milankovićevi proračuni bili tačni ili ne. Kada je potvrđeno da su

6


varijacije Zemljine orbite ustvari pejsmejker ledenih doba sve dotadašnje sumnje su raspršene, a našem geniju konačno je priznato zasluženo mesto u naučnoj eliti. Milanković je postao predmet intenzivnog izučavanja timova stručnjaka, jer je njegov rad duboko zadirao u probleme ne jedne već više naučnih disciplina.

Danas se u svetu, nažalost, Milankovićevo delo mnogo više proučava nego u njegovoj zemlji gde je živeo i neumorno radio skoro pola decenije. Do sada na našem tlu nije finansiran ni jedan jedini projekat kojim bi se istraživali Milankovićevi ciklusi osunčavanja, iako je poznato da je po svojoj strukturi to zadatak, pre svega, od multidisciplinarnog značaja. Zašto je Milanković u svojoj zemlji tako malo "interesantan" i još u velikoj meri prepušten pojedincima pitanje je koje traži hitan odgovor. Milanković je nacionalno bogatstvo i kao takav morao bi imati svoje zasluženo mesto. Medalju "Milutin Milanković" Evropsko geofizičko društvo redovno dodeljuje od 1993. godine na svojim godišnjim skupštinama, a kod nas se i ne razmišlja o pokretanju slične. Opravdano je pitanje: čiji je onda Milanković?

7


4. Milankovićevi ciklusi

Milutin Milanković je u svoje proračune uvrstio tri astronomska ciklusa, koji se zajedno posmatrano nazivaju njegovim imenom, jer je on stvorio preciznu teoriju o njihovom uticaju na klimu:

1. Promena ekscentričnosti Zemljine orbite (J. Kepler, 1609. god.) od skoro pravilnog kruga do blago izdužene elipse (ekscentriciteta 0,06) periodičnosti oko 100.000 godina. Ekscentričnost utiče na razlike među godišnjim dobima. Kada je Zemlja najbliža Suncu, dobija najviše njegove toplote. Hemisfera bliža Suncu ima blage zime, a ona bliža leti relativno topla leta. Najudaljenija tačka Zemljine putanje oko Sunca zove se afel, a najbliža perihel. Kada je zima na severnoj hemisferi, tada je Zemlja bliža perihelu (zime blaže na severnoj hemisferi).

8


2. Promena nagiba Zemljine ose rotacije u odnosu na ravan orbite (J. Pilgrim, 1904. god.), u rasponu od 22,10 do 24,50, sa periodom od 41.000 godina. Kada je nagib veći, razlika godišnjih doba na višim geografskim širinama je izraženija. Promena nagiba ima mali uticaj na ekvatoru, a veliki na polovima. Porastom nagiba za 10 ukupna primljena energija hemisfere leti se poveća za 1%.

3. Precesija (Hiparh, 130. god. p.n.e.), odnosno revolucija Zemljine rotacione ose, koja traje oko 19.000 do 23.000 godina. Precesija je složena pojava, posledica je: - ljuljanja Zemljine ose- obrtanja eliptične Zemljine orbite

Precesija utiče na orijentaciju ose, ne na njen nagib. Kroz 11.000 godina Zemljina osa produžena na sever neće ići ka Severnjači, već ka zvezdi Vega u sazvežđu Lira. Posledica ovog složenog kretanja Zemlje je da se dani ravnodnevnica ne događaju zauvek istog datuma, već se polako pomeraju u kalendaru.

9


Kada je sastavljao svoj katalog zvezda Hiparh je primetio nešto vrlo neobično. Zvezde se nisu nalazile na onom mestu na nebu na kom su ih ranije videli i locirali Haldejci. Sve zvezde su bile premeštene u stranu, kao da se čitavo nebo pomerilo iz svog nekadašnjeg položaja. Zapravo položaj je promenila Zemlja, malo se nakrivila u stranu. Hiparh je zaključio da je do ove promene položaja došlo usled kretanja tačaka presecanja ekliptike i nebeskog ekvatora. Čitavu pojavu nazvao je precesija ekvinocija. Naime, Zemlja nema oblik pravilne kugle. Ona je na polovima spljoštena tako da je pojas ekvatora malo ispupčen. Pošto je Zemlja nagnuta u odnosu na ravan ekliptike i u odnosu na ravan Mesečeve putanje Sunce i Mesec nejednako privlače deo ekvatorskog ispupčenja koji je okrenut ka njima i deo ispupčenja koji se nalazi sa druge strane. Zbog ovoga Zemljina osa ne ostaje nepomična već se i sama kreće projektujući po nebeskoj sferi kružnicu.

Ovo opet dovodi do zanimljive pojave. Danas je osa Zemlje na severnoj polulopti usmerena ka zvezdi alfa Malog Medveda koju, pošto se nalazi iznad našeg severnog pola, zovemo Severnjača. Zapravo osa prolazi vrlo blizu Severnjače, na manje od jednog stepena. Međutim, kako se osa pomera (za 25.800 godina ona po nebu načini pun krug) doći će vreme kada ova zvezda neće stajati iznad našeg severnog pola. Za 12.000 godina osa će prolaziti na oko 5° od zvezde Vega (alfa sazvežđa Lire) pa ćemo tada imati novu zvezdu Severnjaču.

10


Trenutno, Zemlja je najbliža Suncu 3. januara (perihel), a najdalja 4. jula (afel). Rezultat pomeranja ravnodnevnice je da su na severnoj hemisferi danas relativno kratke, tople zime i relativno duga hladna leta. Pre oko 11.000 godina je bilo obratno.

Milanković, uputivši se pravo ka suštini razmatranog mehanizma, najpre je izostavio strujanja izazvana nejednakim zagrevanjem atmosfere i okeana, i time dobio odlike takozvane Solarne klime. Ova činjenica nam govori da Milankovićeva teorija ima više uticaja na stvarnu klimu drugih planeta nego na Zemlju (koja ima atmosferu, mora i okeane). Uopšte je danas prihvaćeno i stanovište da su uticaji Milankovićevih ciklusa na Marsu, kome nedostaje ublažavajući uticaj okeana, čija osa rotacije znatno više menja svoj nagib, a ekscentričnost orbite je upadljivo veća, mnogo značajnija nego na Zemlji.

11


5. Teorija glacijacije

Ledena doba važan su deo Zemljine prošlosti u kome su nastali mnogi glacijalni oblici, biljne i životinjske vrste i homosapiens. Ona su uticala na čovekov život, posebno na migracije i razmeštaj živog sveta. Danas se led nalazi iznad snežne granice na planinskim predelima i u ledenim pokrivačima na severnom i južnom polu. Tokom geološke prošlosti poznata su razdoblja za vreme kojih je dolazilo do glacijacije. Nagla zahlađenja su se kroz Zemljinu prošlost dogodila nekoliko puta i poznate su pod nazivom ledena doba. Smatra se da su prva ledena doba (njih tri), nastupila u prekambriji pre 940-615 mil. godina). Zatim je usledilo ledeno doba u devonu (pre oko 400 mil. godina) i u gornjem karbonu i permu (pre 295 mil. godina). Tragova tih starih glacijacija ima malo, ali neki su pronađeni u Africi, Aziji, Severnoj Americi i Australiji. Na tim područjima pronađeni su tiliti (morenski materijal) koji su bili akumulirani u višim predelima, ali su i kasnije pomereni. Poznato je kako u nekim od tih regiona danas vlada tropska klima i da na njima nema tragova pleistocene glacijacije.

Postoji nekoliko teorija nastanka glacijacija na Zemlji. Jedna od njih bila je da prostor kroz koji je putovao Sunčev sistem nije uvek bio jednake temperature i da je do razlika u temperaturi došlo zbog gasova i prašine u pojedinim područjima svemira. Druga teorija bila je da je Sunce promenljiva zvezda koja u nekim razdobljima isijava više, a u nekim manje toplote. Još jedna od teorija bila je kako je za drastične klimatske promene bilo odgovorno premeštanje Zemljinih polova. Druga grupa teorija uzroke ledenih doba traži na Zemlji. Jedni su smatrali da je do ledenih doba došlo zbog promene smera strujanja toplih i hladnih morskih struja. Drugi su smatrali kako poreklo ledenih doba leži u promeni visine kontinenata što je uticalo na pravac vetrova i padavina. Pristalice treće grupe teorija smatrali su kako se uzrok ledenih doba krije u atmosferi. Posebnu ulogu ima količina ugljen-dioksida i prašine u atmosferi

12


Najpotpuniju teoriju, koja je poslednjih godina dobija sve veću podršku u merenjima izotopskog sastava geološkog materijala izložio je Milutin Milanković 1920. godine. Po njemu do pojave ledenih doba dolazi zbog precesije Zemlje zbog čega se ugao ose rotacije Zemlje neznatno menja u odnosu na ravan njene orbite oko Sunca. Zbog male promene ugla menja se i osunčanost Zemljine površine te leta periodično postaju malo hladnija, za stepen dva, a zime isto toliko toplije. Godine 1999. pokazano je da varijacija izotopskog sastava kiseonika u sedimentima na dnu okeana sledi Milankovićeva predviđanja.

Milankovićevu teoriju u praksi su potvrdili alpski glaciolozi A. Penk(Penck), Brikner(Bruckner) i Zergel ( Soergel). Proučavajući tvorevine u dolinama alpskih reka, utvrdili su da se smenjuju morenski materijal i fluvijalne akumulacione tvorevine. Smena morena i fluvijalnih sedimenata odgovara smeni glacijacije i interglacijacije, odnosno smeni zahladjenja i otopljenja. Zergel je, primenjujući Milankovićevu teoriju, odredio starost brojnih rečnih terasa u dolinama alpskih reka, a preko ostataka u terasama i apsolutnu starost životinjskog sveta i čoveka.

Poslednje ledeno doba nastupilo je u kvartaru pre oko 1,8 mil. godina. Vrhunac je bio u pleistocenu, podeljenom na glacijale i interglacijale. Glacijali su bili ledena doba u kojima se kontinentalni led širio na jug, te se uporedo sa tim snežna granica spuštala mnogo niže nego što je danas. U kvartaru je ukupno bilo pet glacijala, i to hronološkim redom : 1. Dunav, 2. Ginc, 3. Mindel, 4. Ris i 5. Virm.

Ti glacijali su imena dobili po rekama u području Alpa 1-4. i jezeru 5. U Amrici su su bila četiri glacijala: 1. Nebraskan, 2. Kanzas, 3. Ilinojs i 4. Viskonsin, a u Nemačkoj samo tri: 1. Elster, 2. Sale i 3. Vajksel. Opšte prihvaćeni nazivi glacijala su oni koji potiču od naziva alpskih reka, dok se ostali nazivi koriste na lokalnom nivou za imenovanje glacijala koji su na tom području trajali približno paralelno sa alpskim. Glacijali su bili različitog trajanja i isto tako različitog intenziteta, kao i interglacijali. Interglacijali su bila doba između dva glacijala u kojima je temperatura bila viša, a led se povlačio u visoke severne predele. Neki naučnici smatraju kako mi živimo u jednom

13


takvom dobu i kako će nakon određenog broja godina ponovno nastupiti glacijal.

Ledeni pokrivač je prekrivao 24 mil. km2 Zemljine površine koja je danas bez leda. Samo na evropskom kontinentu bilo je 70 mil. kubnih km leda. Nivo svetskog mora se spustio za oko 160 metara. Zbog toga su mnoga današnji ostrva bila deo kopna (Britanija). Na prostorima morskih prolaza nastale su prevlake koje su bitno uticale na rasprostranjenost životinjskih vrsta i čoveka. Za vreme glacijacije, iznad velikih, ledom prekrivenih kontinentalnih prostora (inlandajsa) formiralo se dugotrajno polje visokog atmosferskog pritiska, anticiklona, a putanje vlažnih okeanskih vazdušnih masa potisnute su prema jugu. To je uspostavilo, u područjima koja nisu bila pod direktnim uticajem severnih ledenih pokrivača, izrazito vlažna razdoblja – pluvijale. Neka od tih područja, za ledenog doba bogata padavinama, danas su pustinje (npr. Sahara). Takođe, smena toplih i hladnih razdoblja uzrokovala je i povremeno širenje i povlačenje ledenih pokrivača i pojedinačnih lednika. To je doprinelo stvaranju brojnih glacijalnih oblika i akumulaciju glacijalnih sedimenata – morena.

Na teritoriji naše zemlje, pouzdano se zna da su glacijacijom bili zahvaćeni samo najviši planinski predeli poput Kopaonika i Stare planine, a nešto izraženija glacijacija prekrivala je Prokletije, Durmitor i Šar planinu.Tragovi glacijacije datiraju iz poslednja dva glacijala Risa i Virma, što se objašnjava nepostojanjem uslova za ranije glacijacije jer su tek tada pomenute planine epirogenim pokretima izdignute iznad snežne granice. Naša zemlja nalazila se u periglacijalnoj oblasti koju je karakterisala nešto hladnija klima ali sa dobrim mogućnostima za život.

14


6. Zaključak

Milanković je o sebi još za života mnogo toga rekao, a najviše u delu "Kroz vasionu i vekove", zato su ga s pravom mnogi nazvali putnikom kroz prostor i vreme i to će ostati njegov sinonim za sva vremena.

I pored svega toga mnogo toga je ostalo nedorečeno, a kada se civilizacijski razvoj zahuktao i pospešio dinamički tok nauke i tehnike tokom druge polovine 20-og veka počele su da se razotkrivaju mnoge praznine i nepoznanice vezane za Milankovića. Njega smo sreli u prošlosti i kao putnika i kao tumača promene klime tih prohujalih doba. Milankovića smo upoznali u sadašnjosti, bio je realan i ovovremenski čovek kome ništa što je ljudsko nije bilo strano. Nalazimo ga i u budućnosti, opet je njegov dijagram osunčavanja svetionik za sve ono što je pred nama. Za Milutina Milankovića vreme kao da ne postoji.Prisutan je svuda i potrebno je opet prodreti u suštinu onoga što je krstareći nebeskim svodom ostavio za sobom kao svetli trag.

Dugi niz godina negovao je lepu reč i zato dela kao što su "Istorija astronomske nauke", "Kroz carstvo nauka", "Tehnika u toku davnih vekova" i "Nauka i tehnika tokom vekova" predstavljaju najlepše popularne naučne tekstove na srpskom jeziku. Danas mu svi priznaju da je najveći putnik kroz prostor i vreme. Njegovi memoari "Uspomene, doživljaji i saznanja" u potpunosti odslikavaju kakav je Milanković bio i kao čovek i kao naučnik.

15


7. Literatura

1. http://sh.wikipedia.org/wiki/Milankovićevi_ciklusi 2. http://www.milutin-milankovic.com/biografija/ 3. http://sr.wikipedia.org/sr-el/Ледено_доба 4. Kosta V. Petkovic, Beograd 1949. „Kratak kurs istorijske geologije“

16

http://sr.wikipedia.org/sr-el/%D0%9B%D0%B5%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D0%BE_%D0%B4%D0%BE%D0%B1%D0%B0

http://www.milutin-milankovic.com/biografija/

http://sh.wikipedia.org/wiki/Milankovi%C4%87evi_ciklusi

seminarski milutin milankovic

Documents