Milutin Milanković, tada 35-godišnji srpski naučnik, bio je na medenom mesecu u rodnom selu svoje porodice, Dalj, kada se svet promenio preko noći. U to vreme, krajem juna 1914. godine, to mesto, danas deo Hrvatske, bilo je srpska enklava u okviru Austro-Ugarske carevine.
Te iste nedelje, Gavrilo Princip, ubio je austrougarskog prestolonaslednika, nadvojvodu Franca Ferdinanda. Austro-Ugarska je objavila rat Kraljevini Srbiji, i iznenada se Milanković našao usred globalnog sukoba.
Milanković je bio utamničen
Pre nego što su on i njegova nova supruga stigli do svog doma i posla u Beogradu, Milanković je zarobljen. Sve što je nosio sa sobom bila je njegova aktovka u kojoj su se nalazili neki naučni radovi i beleške.
Tokom prvih šest meseci bio je zatvoren u internacionom logoru Nezsider, u teškim uslovima. Međutim, zahvaljujući naporima njegove supruge Kristine, Milanković je na kraju dobio uslovnu slobodu u Budimpešti.
Tamo je morao da se redovno javlja vlastima jednom nedeljno, ali mu je bilo dozvoljeno da radi u velikoj biblioteci Mađarske akademije nauka. Ipak, uprkos poboljšanim okolnostima, čeznuo je za domom i slobodom, te je tražio utehu u svom radu.
Srpski naučnik je našao smisao u naučnom radu
Deceniju kasnije, prisetivši se svog vremena provedenog u Budimpešti i zamišljajući pogled na zgradu gde je bio zatočen, Milanković je napisao: „Bio je to moj ratni zatvor, i u njoj bi moje četvorogodišnje čeznuće za slobodom iscrpelo moju srž, da nisam našao utočište u naučnom radu. … Tamo, to je prozor gde sam sedeo danima i, gledajući u plavi Dunav i ponosnu Budu, napisao svoje prvo naučno delo.”
Delo na koje se odnosi je knjiga napisana na francuskom jeziku, pod naslovom „Matematička teorija toplotnih pojava izazvanih sunčevim zračenjem”.
„Matematička teorija toplotnih pojava izazvanih sunčevim zračenjem“
Ona sadrži osnovne proračune koji će postati srž Milankovićevog životnog dela: rešavanje matematičkih problema vezanih za to kako se Zemljina orbita vremenom polako menja i utiče na količinu sunčevog zračenja koje dobijaju klimatski važna područja.
Danas se njegovo ime često spominje među naučnicima, jer su tzv. Milankovićevi ciklusi široko prihvaćeni kao uzrok periodičnih ledenih doba u poslednjih 2,5 miliona godina. Geolozi su čak pronašli dokaze o njihovom ritmičkom uticaju na Zemljin sistem mnogo dublje u prošlosti.
Malo ko zna da je Milanković bio građevinski inženjer
Međutim, početkom 20. veka, pre nego što su ga zarobili Austro-Ugari, Milanković nije bio poznat kao naučnik. Umesto toga, zarađivao je za život kao građevinski inženjer. Kao tinejdžer 1896. godine, preselio se u Beč radi školovanja i 1904. godine je završio doktorsku tezu o konstrukciji armiranog betona. Zaposlio se u prestižnoj firmi u Austriji, projektujući velike fabrike i vojne objekte.
Ipak, osećao je da mu nešto nedostaje. „Znao je da je njegova glavna sklonost nauka”, kaže Fedor Mešinger, meteorolog iz Srpske akademije nauka i umetnosti.
1909. godine je počeo da se bavi teorijskom fizikom i nebeskom mehanikom
Godine 1909. Univerzitet u Beogradu obratio se Milankoviću i ponudio mu poziciju predavača primenjene matematike. Prihvatio je profesorsko mesto u Beogradu uprkos „mnogo manjoj plati”, kaže Mešinger.
Početkom oktobra 1909. Milanković je počeo da se bavi najnovijim otkrićima iz oblasti koje će predavati, uključujući teorijsku fiziku i nebesku mehaniku. Ipak, još uvek nije bio siguran koja će naučna pitanja proučavati u svom istraživanju.
„Želim da obuhvatim ceo univerzum i unesem svetlost u njegove najdalje kutke“
Jedna priča kaže da je nekoliko godina kasnije, oko 1911. godine, Milanković sedeo u kafiću sa pesnikom i pio vino. U to vreme, Milanković se već bio uhodao u predavanje svojih kurseva i počeo da razmišlja o tome koja naučna pitanja da proučava u svom istraživanju. U međuvremenu, pesnik je bio dobro raspoložen, jer je upravo prodao svoju prvu knjigu.
Proglasio je da će se odreći kratkih pesama i umesto toga pisati o „celom društvu, našoj zemlji i našoj duši.” Milanković, uhvaćen u trenutku, odgovorio je: „Želim da uradim više od tebe. Želim da obuhvatim ceo univerzum i unesem svetlost u njegove najdalje kutke.” Milanković je tada bio „u potrazi za kosmičkim problemom.”
Ubrzo je pronašao naučni problem dostojan svojih kosmičkih ambicija
Početkom 20. veka, uzrok i vreme ledenih doba bili su tema žestokih rasprava među evropskim i američkim naučnicima.
Geološki dokazi su se nagomilali da su misteriozne reljefne forme uzrokovane velikim ledenim pločama koje su se spustile iz Arktika na umerenije kontinente, čime su opovrgnute stare ideje da su te naslage nastale od santi leda suspendovanih u biblijskoj poplavi.
Međutim, mnoga pitanja su ostala nerešena. Kada su se ove ledene ploče kretale napred i povlačile? Koliko puta? Zašto se to stalno dešava?
Ideje su bile mnogobrojne
Neki su verovali da se površina Zemlje pomera gore-dole — kada bi se nadmorska visina povećala, postajalo bi dovoljno hladno da se formiraju ledene ploče.
Drugi su mislili da bi promene u snazi svetlosti koju emituje sunce mogle biti dovoljno velike da izazovu značajne klimatske promene. Još neki su predlagali svemirsku prašinu ili velike vulkanske erupcije poput one na Krakatoi 1883. godine kao mogući uzrok.
U međuvremenu, mala grupa je favorizovala teoriju koja je potekla iz oblasti astronomije. Šezdesetih i sedamdesetih godina 19. veka, u jednom izvanrednom događaju, domar po imenu Džejms Krol dobio je pristup bibliotekama u Andersonovom koledžu i muzeju u Glazgovu i otkrio spise koji su pokazali kako se Zemljina orbita vremenom menja. On je verovao da varijacije u udaljenosti Zemlje od sunca mogu uticati na relativnu hladnoću ili toplinu zime i leta.
Teorija stvaranja velikih ledenih ploča
Krolove ideje nisu stekle širu prihvaćenost, delimično zato što su bile pogrešne u svojim specifičnostima. Krol je pretpostavio da bi orbita izazvala hladne zime koje bi omogućile stvaranje velikih ledenih ploča na kontinentima, dovoljno velikih da prežive topljenje tokom toplog leta.
Ispostavilo se, međutim, da je važnije da leti ostane hladno kako bi akumulirani sneg bio manje podložan topljenju. Toplije zime su takođe važne jer mogu dovesti do veće vlažnosti vazduha, što znači više snežnih padavina koje pomažu u izgradnji ledenih ploča.
Milankovićev uvid u ovu problematiku
Ključni Milankovićev uvid bio je kombinovanje ove ideje o važnosti blagih sezona sa tri različite varijable Zemljine orbite. Prva je ciklus ekscentriciteta — mera koliko je Zemljina velika kružna putanja oko sunca pravilna. Kada je orbita manje pravilna, kao što je sada slučaj, Zemlja provodi deo godine daleko od sunca, a drugi deo bliže.
Milankovićevo ključno otkriće bilo je kombinovanje ove ideje o važnosti blagih godišnjih doba sa tri različite varijable u Zemljinoj orbiti. Prva je ciklus ekscentričnosti — mera koliko je Zemljina orbita oko Sunca kružna.
Ključno otkriće
Kada je orbita manje kružna, kao što je trenutno slučaj, Zemlja provodi deo godine dalje od Sunca, a deo bliže. Kada se to desi, letnji period na severnoj hemisferi je oko 4,5 dana duži od zime. Kada je orbita kružnija, ta razlika u trajanju sezona nestaje. Ovaj ciklus ekscentričnosti ponavlja se svakih otprilike 100.000 godina.
Druga varijabla koju je Milanković definisao je obličnost, pojam koji opisuje uglove rotacione ose Zemlje u odnosu na ravnu orbitalnu ravninu. Kada je osa više nagnuta, polarne regije doživljavaju hladnije zime i toplija leta.
Više vertikalna osa smanjuje sezonske ekstremitete, a, kako je Milanković predložio, toplije zime i hladnija leta pomažu u rastu ledenih pokrivača. Osa pravi kompletan ciklus nagiba i ispravljanja otprilike svake 40.000 godina.
Ciklusi precesije
Konačno, ciklusi precesije su treća varijabla. Precesija je klatno u pravcu rotacione ose Zemlje, kao što igračka top sličan način spinovanja u širokim krugovima dok se usporava. Ova klatna kretanja pojačavaju sezonske ekstremitete na jednoj hemisferi, dok ih slabe na drugoj.
Kada se osa Zemlje klati tako da su sezonske promene na severnoj hemisferi blaže, to pomaže rastu ledenih pokrivača. Ciklusi precesije variraju u vremenskom okviru od oko 23.000 godina.
Zajedno, ciklusi ekscentričnosti, obličnosti i precesije međusobno deluju da promene ukupnu količinu sunčeve svetlosti koja stiže na različite geografske širine. Kada se varijable usklade na pravi način, to može izazvati globalno ledeno doba ili čak uzrokovati topljenje najvećih glečera.
Dakle, dok je bio zatvoren u Budimpešti tokom Prvog svetskog rata, Milanković je uzeo matematiku ovih ciklusa i izračunao količinu sunčeve radijacije koju bi svaka geografska širina na Zemlji primila u tom trenutku.
Naučnici tog vremena nisu odmah prihvatili njegove ideje
Bio je u stanju da tačno predvidi prosečnu temperaturu na mestima širom sveta, dokazujući da su temelji njegove metode bili ispravni. Zatim je svoje proračune proveo unazad 600.000 godina, predviđajući više epizoda široko rasprostranjene glacijacije koje su se činile da se poklapaju sa geološkim dokazima dostupnim u to vreme.
Ali naučnici tog vremena nisu odmah prihvatili njegove ideje, i uprkos tome što je postao poštovan širom Evrope, njegovo delo nije potvrđeno kao tačno sve do posle njegove smrti 1958. godine. U međuvremenu, klimatski naučnici su čak tretirali njegov rad s određenim prezirom.
„Bio je geolog koji je, javno, godinu dana pre nego što je Milanković umro, rekao da je Milankovićeva teorija glupost,“ kaže Andre Berger, klimatolog sa Univerziteta u Louvainu u Belgiji.
I tokom 1960-ih naučnici su odbacivali njegove ideje
Čak i tokom 1960-ih godina, naučnici su odbacivali njegove ideje. Berger se seća da je na konferenciji tog vremena čuo o Milankovićevom radu. „I meteorolozi i geolozi su vrlo kritikovali osobu koju nisam znao, čije ime je bilo Milutin Milanković. Smatrali su da je još uvek potpuno glup.“
Berger je odlučio da istraži Milankovićev rad samostalno i da ga odbrani ako bude moguće. Od tada, radio je na rafiniranju i proširivanju Milankovićevih ideja.
Negativne reakcije nisu smetale Milankoviću tokom njegovog života
Milutin je bio uvereno siguran da će njegove ideje izdržati test vremena. Pišući u svom memoaru, rekao je: „Kao što su mnoga naučna otkrića, mnogo veća od mog, ostala neprepoznata godinama, znao sam da će, ako moj rad postane pravi doprinos nauci, pronaći svoj put bez ikakve pomoći, preporuka ili pohvala.“
Do 1970-ih, Milankovićev rad je zaista pronašao svoj put, ali mu je bila potrebna pomoć. Bergerovi proračuni koji su usavršili Milankovićev originalni rad pomogli su, a revolucionaran rad iz 1976. godine pronašao je dokaze da ciklusi koje je Milanković izračunao utiču na sastav dubokomorskih sedimenata koji sežu skoro pola miliona godina unazad.
Milankovićev rad ima meritum
Sada kada su naučnici dokazali da Milankovićev rad ima meritum, geolozi su počeli da vide njegove cikluse svuda. Milankovićevi ciklusi su čak vidljivi u stratigrafskim slojevima stijena pronađenih širom sveta i inspirisali su potpuno novo polje nauke koje se zove ciklostratigrafija.
Na primer, geolozi su otkrili da se slojevi stena taloženi na udaljenim mestima poput Nju Džerzija, Italije i Australije poklapaju sa ciklusima koje je opisao Milanković — čak i u stijenama koje su stare milijardama godina.
Pre nego što je Milankovićeva teorija pobedila u takmičenju potencijalnih uzroka ledenih doba, već sredinom 19. veka, naučnici su razumeli efekat staklene bašte ugljen-dioksida i pretpostavljali da promene u koncentraciji ovog gasa u atmosferi mogu izazvati cikluse ledenih doba.
Tehnički, tada su bili pogrešni. Tokom poslednjih milion godina, geolozi su otkrili da koncentracije ugljen-dioksida u atmosferi nisu varirale dovoljno da izazovu napredovanje i povlačenje ledenih pokrivača.
Tokom tog perioda, atmosferski ugljen-dioksid je varirao između otprilike 150 i 300 delova na milion.
Koncentracije CO2 su ovakve bile pre tri miliona godina
Sada, međutim, imamo više od 420 delova na milion, i više nismo u opsegu uslova u kojima su Milankovićevi ciklusi izazivali ledena doba u poslednjih dva miliona godina. „Mi smo jednostavno van svih tabela“, kaže Linda Hinov, ciklostratigraferka sa Univerziteta Džordž Mejson.
U stvari, poslednji put kada su koncentracije ugljen-dioksida bile tako visoke kao danas bilo je pre oko tri miliona godina, tokom geološkog epohe zvanog Pliocen. „Znate, ovde u Vašingtonu, D.C.,” kaže Hinov, „bili smo pod vodom u Pliocenu.“
Klimatski uslovi planete pri tako visokom nivoju ugljen-dioksida mogli bi učiniti svet cikličnih ledenih doba koje je Milanković pokušao da razume nemogućim.
Njegovo nasleđe je sugurno
Sa tolikom količinom CO2 u atmosferi, čak i promene u količini sunčeve svetlosti koja stiže na Zemlju neće moći da izazovu ledeno doba. Ali dok je budućnost ciklusa ledenih doba koje je Milanković nastojao da razume možda neizvesna u toplom svetu, njegovo nasleđe je sigurno — barem među naučnicima.
Njegov uticaj na klimatske nauke je ogroman, i stotine istraživača se oslanjaju na proračune koje je on pionirski razvio kako bi saznali više o prošlosti i budućnosti naše planete.
Na srpskoj novčanici od 2000 dinara nalaze se portreti Milankovića i neki od njegovih najpoznatijih grafika ledenih doba.
Van naučnih krugova, Milanković nije široko poznat. U Srbiji, njegovo ime je poznato, čak se pojavljuje na markama i na jednoj od najkorišćenijih srpskih novčanica. Međutim, čak i u Beogradu, malo je ne-naučnika koji znaju detalje njegovih doprinosa našem osnovnom razumevanju kako naša planeta funkcioniše.
„Kanon insolacije i problem ledenih doba“
Milanković je nastavio da radi na matematici klimatskih uslova Zemlje tokom narednih decenija, i u proleće 1939. godine bio je spreman da napiše kanonsku knjigu koja će detaljno prikazati svoje nalaze.
Kraljevska srpska akademija nauka i umetnosti saglasila se da objavi delo, naslovljeno Kanon insolacije i problem ledenih doba, čim Milanković završi pisanje.
Do 1941. godine, Kanon je bio gotov, i Milanković je poslao tekst izdavaču. 2. aprila te godine, prošao je kroz Beograd do štamparije kako bi pregledao prve primerke. Nakon što je pregledao rastavljene stranice, otišao je kući s obećanjima da će knjiga biti savijena i uvezena, spremna za distribuciju, bez odlaganja.
Međutim, kasnije te nedelje, nemački i italijanski avioni počeli su da bombarduju Beograd, i do kraja sledeće nedelje, grad je bio pod nemačkom okupacijom.
U ratu je preživelo samo nekoliko stranica Kanona
Kao što je to bio slučaj 27 godina ranije, Milankovićeva životna situacija ponovo je bila preokrenuta globalnim ratom. Više nije mogao provoditi duga vremena zatvoren u svom univerzitetskom kabinetu ili razgovarati s drugim naučnicima u lokalnoj sali za sastanke.
Umesto toga, pisao je u svom memoaru: „Iskopao sam rupu za smeće u zadnjem vrtu, skupljao vodu iz kontejnera koji je bio 500 metara daleko i sekao drva za loženje na dugo zapostavljenoj kuhinjskoj peći za kuvanje. Naš civilizovani život pretvorio se u život teškog rada.“
Prošlo je nekoliko meseci pre nego što se ponovo vratio do štamparije, koja je bila izvučena iz ruševina koje su ostavili eksplozivni bombi, kako bi otkrio da je samo nekoliko stranica njegovog Kanona preživelo. Jeseni 1941. godine, prvi primerci su bili potpuno štampani i uvezani — spremni za slanje naučnicima širom sveta, gde su kasnije otkriveni i ponovno razmatrani od strane klimatologa poput Bergera.
Kraj Milutinove naučne karijere
Za Milankovića, objavljivanje Kanona je značilo kraj njegove naučne karijere. „Znate, jednom kada uhvatite veliku ribu, ne možete se baviti malim“, rekao je svom sinu, Vasku. „Gotovo 30 godina radio sam na svojoj teoriji solarne radijacije, i sada kada je završena i štampana, osećam se previše star da bih započeo nešto novo. Teorije tog značaja ne rastu na drveću!“
