Chu kì băng hà và biến đổi khí hậu – chu kì Milankovitch, Mặt Trời, núi lửa và CO₂

Trong 800 000 năm qua, khí hậu Trái Đất luân phiên giữa các thời kì băng hà lạnh và gian băng ấm. Nguyên nhân chính là ba chu kì Milankovitch của quỹ đạo: độ lệch tâm (khoảng 100 000 năm), độ nghiêng trục (khoảng 41 000 năm, 22,1°–24,5°) và tuế sai (khoảng 23 000 năm). Chúng làm thay đổi lượng nắng mùa hè ở vĩ độ cao Bắc bán cầu; băng lục địa lớn dần khi mùa hè yếu, tan nhanh khi mùa hè mạnh, và CO₂ giảm, tăng theo băng nên khuếch đại sự thay đổi. Mô hình khái niệm (kiểu Paillard 1998) được so với một bản ghi sơ đồ có hình dạng giống lõi băng EPICA và Vostok. Với 2000 năm gần đây, mô hình cân bằng năng lượng hai lớp tính tác động của bức xạ Mặt Trời, sol khí núi lửa và CO₂ từ nhiên liệu hoá thạch. Học sinh chọn khoảng thời gian 800 000, 150 000 hoặc 2000 năm gần đây, rồi bật, tắt từng yếu tố: độ lệch tâm, độ nghiêng trục, tuế sai, thay đổi bức xạ Mặt Trời, sol khí núi lửa, CO₂ từ nhiên liệu hoá thạch. Hình quỹ đạo, độ nghiêng trục, chỏm băng và mực nước biển thay đổi theo thời điểm xem; ba biểu đồ cho cưỡng bức (hoặc nắng mùa hè ở 65° B), nhiệt độ và CO₂ của mô hình so với bản ghi, kèm hệ số tương quan r. Kéo trên biểu đồ hoặc bấm Chạy để đi theo thời gian; bấm Ghi vào bảng để so sánh các thí nghiệm. Bật CO₂ hoá thạch cho thấy mức khoảng 425 ppm hiện nay vượt xa dải tự nhiên 180–300 ppm. Câu hỏi gợi ý: – Chu kì quỹ đạo nào chỉ tác động tới khí hậu khi quỹ đạo Trái Đất không tròn, và vì sao? – Vì sao băng lục địa cần hàng chục nghìn năm để lớn lên nhưng chỉ vài nghìn năm để tan? – Mức CO₂ hiện nay nằm ngoài dải ghi trong lõi băng bao xa, và cần bật yếu tố nào để mô hình giải thích được?