تُعد نظرية موجات ميلانكوفيتش لميلوتين نموذجًا أساسيًا يُفسر تغير المناخ الطبيعي على المستوى الجيولوجي من خلال التغيرات الدورية في مُعاملات مدار الأرض: الانحراف، والميل المحوري، والتقدم. تؤثر هذه العوامل على توزيع الإشعاع الشمسي (الإشعاع الشمسي)، مُسببةً فترات متناوبة من التجلد والاحترار. في سياق تغير المناخ المعاصر، والذي يُفترض أن النشاط البشري هو السبب الرئيسي فيه، يُطرح السؤال حول ما إذا كانت نظرية ميلانكوفيتش تُفسر تغير المناخ بشكل أفضل من الآليات الأخرى، مثل انبعاثات غازات الدفيئة البشرية المنشأ، والنشاط البركاني، أو التغيرات في النشاط الشمسي.
تعتمد نظرية ميلانكوفيتش على ثلاثة متغيرات مدارية. يُسبب الانحراف المداري، الذي يتغير في دورات تتراوح بين 100,000 و400,000 سنة، اختلافات في الإشعاع الشمسي بين الحضيض والأوج. يؤثر ميل محور الأرض (الميلان)، الذي يتغير بين 22.1 درجة و24.5 درجة تقريبًا كل 41,000 سنة، على التباينات الموسمية، وخاصةً عند خطوط العرض العليا. يُغير التقدم المحوري، الذي يستمر دورةً تبلغ حوالي 26,000 سنة، اتجاه الفصول بالنسبة للمدار، مما يُغير توزيع الإشعاع. تُؤدي هذه التغيرات، التي تُسمى دورات ميلانكوفيتش، إلى تقلبات في الإشعاع الشمسي، وخاصةً في نصف الكرة الشمالي (مثلًا، 65 درجة شمالًا)، والذي كان تاريخيًا يُفضي إلى التجلد أو الاحترار. تؤكد الأدلة الجيولوجية، مثل تحليل عينات الجليد ورواسب المحيطات، وجود علاقة وثيقة بين دورات ميلانكوفيتش وعصور البليستوسين الجليدية، التي حدثت كل 100,000 عام تقريبًا. على سبيل المثال، ارتبطت التغيرات في تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي في الماضي بهذه الدورات، مما أدى إلى تضخيم آثار المناخ من خلال آليات التغذية الراجعة الطبيعية مثل ذوبان الأنهار الجليدية.
بالمقارنة مع الآليات الطبيعية الأخرى لتغير المناخ، تُعدّ نظرية ميلانكوفيتش أكثر فعالية في تفسير دورات المناخ طويلة الأمد. على الرغم من أن النشاط البركاني قد يُسبب تبريدًا قصير الأمد (مثلًا، عن طريق انبعاث الهباء الجوي العاكس)، إلا أنه يعمل على نطاقات زمنية تمتد لعقود بدلًا من آلاف السنين، ولا يُظهر دورية تُضاهي المدارات. للتغيرات في النشاط الشمسي، مثل دورات البقع الشمسية (حوالي 11 عامًا)، تأثير محدود على المناخ على النطاقات الزمنية الجيولوجية، وتأثيراتها أضعف من أن تُفسر التجلدات الكبرى. تُفسر نظرية ميلانكوفيتش انتظام وسعة تغير المناخ في الماضي بشكل أفضل لأنها تستند إلى تغيرات مدارية يُمكن التنبؤ بها وحسابها رياضيًا، والتي تنعكس في بيانات المناخ القديم.
تُعدّ نظرية موجات ميلانكوفيتش فعّالة للغاية في تفسير التغيرات المناخية الطبيعية طويلة الأمد، مثل دورات العصر الجليدي البليستوسيني، بفضل وصفها الدقيق لتأثير العوامل المدارية على الإشعاع الشمسي. وبالمقارنة مع آليات طبيعية أخرى، مثل البراكين أو تغيرات النشاط الشمسي، تُقدّم هذه النظرية تفسيرًا أكثر تماسكًا ومدعومًا تجريبيًا للتغيرات المناخية الدورية على المقاييس الجيولوجية. وتظلّ نظرية ميلانكوفيتش أداةً لا غنى عنها لدراسة مناخ الأرض في الماضي.
