Warum schwingt die Exzentrizität der Erdumlaufbahn in einem Zeitraum von etwa 100.000 Jahren?


11

Diese Antwort sagt:

Die Exzentrizität der Erdumlaufbahn variiert im Laufe der Zeit von nahezu kreisförmig (niedrige Exzentrizität von 0,0034) bis leicht elliptisch (hohe Exzentrizität von 0,058). Es dauert ungefähr 100.000 Jahre, bis die Erde einen vollständigen Zyklus durchläuft.

Warum schwingt die Exzentrizität der Erdumlaufbahn in einem Zeitraum von etwa 100.000 Jahren? Was wäre der einfachste Satz von Bedingungen und / oder das geringste Körpersystem, das zu dieser besonderen Art von periodischer Variation der Exzentrizität führen würde?

Antworten:


13

Zu sagen, warum es jenseits von "wegen Jupiter" schwierig wird, aber um das Zitat zu verdeutlichen, ist die Aussage "Die Exzentrizität der Erde folgt einem 100.000-Jahres-Zyklus" lose wahr, aber es ist auch eine übermäßige Vereinfachung. Aus Wikipedia .

Die Erdumlaufbahn nähert sich einer Ellipse an. Die Exzentrizität misst die Abweichung dieser Ellipse von der Zirkularität. Die Form der Erdumlaufbahn variiert zwischen nahezu kreisförmig (mit der niedrigsten Exzentrizität von 0,000055) und leicht elliptisch (höchste Exzentrizität von 0,0679). 2 Das geometrische oder logarithmische Mittel beträgt 0,0019. Die Hauptkomponente dieser Variationen tritt mit einem Zeitraum von 413.000 Jahren auf (Exzentrizitätsvariation von ± 0,012). Andere Komponenten haben Zyklen von 95.000 Jahren und 125.000 Jahren (mit einer Schlagdauer von 400.000 Jahren). Sie verbinden sich lose zu einem 100.000-Jahres-Zyklus (Variation von –0,03 bis +0,02).

Wenn der höchste Wert 0,0679 beträgt und die Abweichungen 0,012 und bis zu 0,03 betragen, liegt die Abweichung von Spitze zu Spitze bei über 50%. Das ist die Amplitude, nicht die Periode, aber wenn wir uns das Diagramm ansehen, ist es eindeutig kein ordentlicher Zyklus, obwohl er sich einem Zeitraum von 100.000 Jahren annähert (oberste Zeile in der Tabelle unten).

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Bildquelle .

Die Ursache für die Exzentrizitätsschwankung der Erde sind die anderen Planeten, hauptsächlich Jupiter, wobei Venus und vielleicht Mars (klein, aber nah) und Saturn ebenfalls Auswirkungen haben. Ob ein bestimmter Planet für einen bestimmten Zeitraum verantwortlich ist, ist eine gute Frage. Ich bin mir nicht sicher.

Letztendlich ist dies eine Version des 3-Körper-Problems oder genauer der Orbitalstörung , was eine komplizierte Mathematik ist. Leider kann ich nicht genau erklären, warum die Gravitationsstörungen ungefähr 100.000 Jahre oder genauer gesagt 413.000, 95.000 und 125.000 Jahre betragen. Vielleicht kann es jemand anderes.

Was wäre der einfachste Satz von Bedingungen und / oder das geringste Körpersystem, das zu dieser besonderen Art von periodischer Variation der Exzentrizität führen würde?

Die wenigsten Körper wären 3. Sonne-Erde-Mond ist ein Beispiel. Der Mond unterliegt einer Exzentrizitätsänderung in einem viel schnelleren Zyklus als jeder der Planeten. Sonne, Erde, Jupiter oder ein beliebiger Satz von Sonne und zwei Planeten würden ebenfalls funktionieren, vorausgesetzt, die Planeten wären ausreichend groß und / oder nahe genug, um die Umlaufbahnen des anderen zu beeinflussen, und (ich denke) Sie möchten, dass sich die beiden Planeten nicht in Orbitalresonanz befinden . Das könnte ein anderes Muster erzeugen.


Ich habe versucht, mir einen zusätzlichen Kommentar oder eine Frage zu überlegen, aber Ihre Antwort ist wirklich vollständig, danke!
Uhoh

1
@uhoh als Seitenleiste ist die Variation der Mars-Exzentrizität interessanter. Quecksilber scheint aufgrund seiner kurzfristigen 3: 2-Resonanz stabiler zu sein, kann aber langfristig viel größeren Schwankungen unterliegen. Die Variation der Venus scheint der Erde ähnlich zu sein und erreicht in der Spitze eine Exzentrizität von bis zu 0,06. Der Mars ist wilder, vielleicht weil er näher am Jupiter liegt, eine aktuelle Exzentrizität von 0,093 und vielleicht flirtet er mit 0,2 im Extremfall und sicherlich über 0,1 (bei 0,2 nähert sich der Mars beim nächsten Durchgang möglicherweise der Jupiterhelligkeit). Scholarpedia.org/article/… .
userLTK

1
Wow, dieser verdammte Jupiter, was für ein Schlingel!
Uhoh

2
Die vertikalen Achsen-Tick-Beschriftungen im Präzessionsdiagramm sind etwas seltsam ...
Eric Towers

1
@EricTowers as ist die Achse für die Exzentrizität. Es gibt andere Tippfehler in dem Artikel, es scheint mir unvollständig für die Veröffentlichung vorbereitet.
Uhoh
Durch die Nutzung unserer Website bestätigen Sie, dass Sie unsere Cookie-Richtlinie und Datenschutzrichtlinie gelesen und verstanden haben.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.