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I cicli di Milankovitch, che prendono il nome dal matematico serbo MilutinMilanković, sono variazioni lente e naturali dell’orbita terrestre e dell’inclinazione assiale. Questi cambiamenti graduali modulano la quantità di energia solare che raggiunge il nostro pianeta, influenzando così i modelli climatici a lungo termine e i tempi dell'avanzata e del ritiro dei ghiacciai.
L’eccentricità quantifica quanto l’orbita terrestre devia da un cerchio perfetto. Quando l'eccentricità è zero, l'orbita è circolare; man mano che si avvicina all'uno, l'orbita diventa più allungata. I punti chiave dell'orbita sono il perielio (il punto più vicino al Sole) e l'afelio (il punto più lontano). La differenza tra queste distanze definisce l'eccentricità, che attualmente varia da 0,0005 a 0,06. Una maggiore eccentricità consente a una quantità leggermente maggiore di radiazione solare di raggiungere la superficie del pianeta. Il ciclo dura circa 90.000-100.000 anni.
L’obliquità si riferisce all’inclinazione dell’asse terrestre rispetto al suo piano orbitale. Un'inclinazione pari a zero cancellerebbe le stagioni, mentre l'inclinazione attuale oscilla tra 22° e 24,5°. Quando l'emisfero settentrionale si allontana dal Sole, le temperature invernali diminuiscono drasticamente; quando si inclina verso il Sole, le temperature estive aumentano. Queste oscillazioni stagionali diventano più pronunciate con una maggiore inclinazione. Il ciclo dell'obliquità dura circa 40.000 anni.
La precessione è la dolce oscillazione dell’asse terrestre, guidata principalmente dalle forze gravitazionali lunari e planetarie. Questa oscillazione sposta i tempi del perielio e dell’afelio rispetto alle stagioni, alterando l’intensità dei contrasti stagionali. Quando un emisfero è rivolto verso il Sole al perielio, quell'emisfero sperimenta stagioni estreme; l'effetto è invertito quando l'emisfero opposto è rivolto verso il Sole. La precessione completa un ciclo completo in circa 26.000 anni.
L’interazione tra eccentricità, obliquità e precessione – collettivamente i cicli di Milankovitch – crea variazioni nella distribuzione e nell’intensità della radiazione solare nel corso di decine di migliaia di anni. Ad esempio, la Terra è circa 5 milioni di chilometri (3 milioni di miglia) più lontana dal Sole all’afelio che al perielio. Oggi, l’estate nell’emisfero settentrionale coincide con l’afelio, che modera gli estremi stagionali. Sedicimila anni fa, l'allineamento opposto produceva oscillazioni stagionali molto più severe, un fattore ritenuto responsabile dell'avanzata e del ritiro ciclici dei ghiacciai continentali.
Questi cicli forniscono un quadro naturale per comprendere le fluttuazioni climatiche della Terra a lungo termine, integrando i cambiamenti indotti dall'uomo e offrendo informazioni sulle traiettorie climatiche future.
