در سال ۱۶۴۵ میلادی، خورشید خاموش شد؛ البته نه به معنای واقعی کلمه. در واقع خورشید هنوز می‌درخشید اما آن سال آغاز دورانی بود که «کمینه ماندر» نامیده می‌شود. در این دوره، فعالیت لکه‌های خورشیدی بسیار کم شد و عصر یخبندان کوچک، دوره‌ای با دمای بسیار سردتر در سراسر اقیانوس اطلس شمالی، شروع شد. آغاز این عصر موجب پیدایش زمستان‌های سخت‌تر و تابستان‌های کوتاه‌تر در بسیاری از مناطق اروپا شد.
به گزارش اسپیس، هم‌زمانی این دو رویداد اگرچه ممکن است تصادفی بوده باشد، ستاره‌شناسان و زمین‌شناسان از آن زمان به این نتیجه رسیده‌اند که رابطه میان خورشید و زمین در آب‌وهوا و شرایط اقلیمی سیاره ما نقش مهمی دارد.
طی یک دوره معمولی ۲۲ ساله شامل چند چرخه لکه‌های خورشیدی فشرده، احتمالا ۳۰ تا ۴۰ هزار لکه خورشیدی وجود دارد. اما در کمال شگفتی، در بخشی از دوره کمینه ماندر یعنی پایان قرن هفدهم، هیچ لکه خورشیدی وجود نداشت. دانشمندان هنوز نمی‌دانند چه چیزی سبب پیدایش کمینه ماندر شد که در نهایت در سال ۱۷۱۵ به پایان رسید. چیزی که دانشمندان می‌دانند این است که این دوره با عصر یخبندان کوچک همپوشانی داشت.
البته این هم‌زمانی و همپوشانی ممکن است صرفا یک تصادف بوده باشد. به هر حال، عصر یخبندان کوچک خیلی پیش از آن شروع شده بود و مدت‌ها بعد از کمینه ماندر نیز ادامه یافت و به نظر می‌رسید بقیه نواحی سیاره تحت تاثیر آن قرار نگرفته‌اند.
با این حال تعداد لکه‌های خورشیدی به روشنایی کلی خورشید مربوط می‌شود. از این رو، طی کمینه ماندر، خورشید شدت کمتری دارد و بنابراین عرض‌های جغرافیایی شمالی زمین حتی در برابر تغییرات کوچک فوران‌های خورشیدی نیز حساسیت بیشتری دارند. مناطق خشکی در آنجا بسیار بیشتر از مناطق خشکی موجود در عرض‌های جغرافیایی جنوبی است و این را نباید فراموش کنیم که خشکی بسیار سریع‌تر از آب تغییر دما می‌دهد. از آنجا که در عرض‌های جغرافیایی بالاتر تغییرات فصلی شدیدترند، تغییرات کوچک در خورشید ممکن است آثار موجی بزرگی به همراه داشته باشد که در بقیه نقاط کره زمین احساس نمی‌شوند.
هنوز در خصوص ارتباط میان کمینه ماندر و عصر یخبندان کوچک هیچ اتفاق‌نظری وجود ندارد اما وقتی روی مقیاس زمانی زمین‌شناسی دقیق می‌شویم، یک ارتباط بسیار قوی‌ــ و بسیار غیرمنتظره‌ــ میان آن‌ها پیدا می‌کنیم.
نخستین کسی که به تاثیر منظومه زمین‌ــ‌خورشید بر آب‌وهوای سیاره ما اشاره کرد، فیزیک‌دان و ستاره‌شناس صرب، میلوتین میلانکوویچ، بود که در دهه ۱۹۲۰، چند چرخه طبیعی را در مدار زمین به دور خورشید کشف کرد که ممکن است عامل تغییرات اقلیمی عمده باشند.
Read More
This section contains relevant reference points, placed in (Inner related node field)
نخستین چرخه طبیعی این است که مدار زمین به‌آرامی از حالت بیضی به دایره‌ای تغییر می‌کند و تقریبا هر ۱۰۰ هزار سال یک بار دوباره به حالت قبل برمی‌گردد. این تغییرات به دلیل فشارهای گرانشی خفیف مشتری و زحل است. در حال حاضر، خروج از مرکز زمین (معیار بیضی بودن یک مدار) ۰.۰۱۶۷ و در حال کاهش است.
این تغییرات در مدار سیاره ما بر طول و شدت تغییرات فصل‌ها تاثیر می‌گذارد؛ زیرا زمانی که زمین از خورشید دورتر است، کندتر از زمانی حرکت می‌کند که به آن نزدیک‌تر است. از این رو اگر زمین در حداکثر خروج از مرکز باشدــ و اگر دورترین نقطه زمین با تابستان در نیمکره شمالی مقارن شود‌ــ تابستان آن سال بیشتر از حد معمول طول خواهد کشید.
چرخه دیگری تقریبا هر ۴۱ هزار سال، شیب محوری سیاره ما را بین ۲۲.۱ تا ۲۴.۵ درجه تغییر می‌دهد. انحراف کنونی زمین ۲۳.۴۴ درجه و در حال کاهش است. این چرخه بر شدت فصل‌ها نیز تاثیر می‌گذارد. شیب بیشتر به معنای آن است که زمین زمان بیشتری زیر نور مستقیم خورشید به سر خواهد برد. همچنین اگر زمین از خورشید دور باشد، زمان بیشتری دور از نور خورشید به سر خواهد برد و این فصل‌ها را شدیدتر می‌کند.
چرخه سوم با نام «پیشروی محوری» یا «تقدیم محوری» شناخته می‌شود. سیاره ما هر ۲۵ هزار و ۷۰۰ سال یک بار مانند یک فرفره در حال چرخش یک دایره شلخته در آسمان ترسیم می‌کند. این تغییرات تعیین می‌کنند کدام نیمکره بیشتر در معرض خورشید قرار بگیرد. در حال حاضر، نزدیک‌ترین فاصله زمین به خورشید با تابستان‌های نیمکره جنوبی هم‌زمان می‌شود و این فصل‌ها را بسیار خوشایند می‌کند.
این چرخه‌ها در هم تنیده‌اند؛ گاهی یکدیگر را تقویت و گاهی هم را بی‌اثر می‌کنند. گاهی اوقات، چرخه‌های متعدد برای ایجاد یک اثر بزرگ جمع می‌شوند و گاهی هم نه. اما فراتر از این‌ها، مسئله سر این است که موقعیت زمین نسبت به خورشید، بر آب‌وهوای سیاره ما تاثیر زیادی دارد.
مقایسه چرخه‌های میلانکوویچ با سوابق دمایی که از نمونه‌های هسته یخی برداشته شده است، ارتباطی بسیار قوی میان این دو را نشان می‌دهد. دوره‌های یخسارش که در اصطلاح عامیانه به عنوان «عصر یخبندان» شناخته می‌شوند، با دوره‌های چرخه میلانکوویچ مطابقت دارند و در جریان آن‌ها، زمین به‌ویژه عرض‌های شمالی آن، کمتر از حد معمول نور خورشید دریافت می‌کنند و دوره‌های گرم نیز با دوره‌هایی مطابقت دارد که در آن‌ها، نور خورشید بیشتری در شمال دریافت می‌شود.
آخرین باری که یخچال‌های زمین عقب نشستند، تقریبا ۱۲ هزار سال پیش بود. این رخداد هم‌زمان با افزایش جزئی در نور کلی خورشید به دلیل چرخه میلانکوویچ بود. تمام تغییراتی که به دنبال آن رخ دادند، از انقراض بسیاری از گونه‌ها مانند ماموت‌های پشمالو گرفته تا گسترش قلمرو انسان در سراسر قاره آمریکا، مستقیما در پی تغییرات کوچک در پیکربندی مداری سیاره ما با خورشید رخ دادند.
بر اساس چرخه میلانکوویچ، زمین اصولا باید اینک یک دوره رو‌به‌سردی را در پیش داشته باشدــ اما پیامدهای انتشار کربن به دست انسان آثار این رابطه دیرینه میان خورشید و زمین را کاملا از بین برده است.
