Šest desetletij po smrti velikega srbskega inženirja in matematika Milutina Milankovića so njegovi astronomski cikli, ki opisujejo vpliv spreminjanja Zemljine orbite okoli Sonca na klimo planeta, del vsakega resnega učbenika geofizike. Njegova astronomska teorija za pojasnitev nastanka ledenih dob velja za pomemben dosežek geofizikalne znanosti 20. stoletja, zato je nenavadno, da njegovo ime in dosežki širši javnosti skorajda niso znani.

Strokovnjak za beton, ki uživa v računanju

Milutin Milanković

Milutin se je rodil leta 1879 v kraju Dalj ob Donavi na današnji meji med Hrvaško in Srbijo. Ker je bil zelo dober učenec, je pri sedemnajstih odšel na Dunaj, kjer se je izšolal za inženirja. V velikem mestu je vzljubil pestro ponudbo kulturnih dogodkov, med katerimi je najbolj užival v opernih predstavah.

Po končanem študiju je moral opraviti še obvezno enoletno vojaško služenje. V Zagrebu je obiskoval oficirsko šolo in upal, da ga urjenje ne spremeni v robota, kot se je izrazil v svojih spominih. Po vojaščini si je od strica izposodil denar in se vrnil na Dunaj, kjer je nadaljeval študij, saj je želel delati pri velikih gradbenih projektih. V okviru doktorskega študija se je poglobil v takrat razmeroma nov način gradnje s pomočjo armiranega betona, pri čemer je bilo zelo pomembno znanje matematike, ki jo je vseskozi oboževal.

Pri petindvajsetih je doktoriral in se poskusil zaposliti kot gradbeni inženir, a sprva ni imel uspeha, zato se je vrnil v domači Dalj. Tu se je nameraval posvetiti astronomiji, a so si, kot je bilo videti, v enem izmed podjetij, kamor je poslal prošnjo za zaposlitev, premislili in ga povabili nazaj na Dunaj. Tako je začel uspešno kariero gradbenega inženirja, v kateri si je kmalu ustvaril velik strokovni ugled in sodeloval pri gradnji mnogih mostov, jezov in projektiranju drugih gradbeno zahtevnih poslopij.

Še vedno ga je zelo zanimala tudi astronomija, prav tako pa se je zavedal, da kot strokovnjak srbske narodnosti zaradi političnih razmer na Dunaju nima dobre perspektive. Ko je leta 1909 dobil vabilo, da na Univerzi v Beogradu postane predstojnik oddelka za uporabno matematiko, se je odločil, da sprejme nov izziv. Bolj ali manj samouk je tako začel učiti predmete s področja uporabne matematike, teoretične fizike in nebesne mehanike. Malo manj je bil navdušen nad bistveno nižjo plačo, kot jo je imel prej kot inženir, a se je hkrati zavedal, da ga navdušuje predvsem reševanje še nerešenih znanstvenih problemov, za kar kot inženir ni imel dovolj časa.

Sprva se je želel ukvarjati s takrat novo Einsteinovo teorijo relativnosti, vendar je kmalu ugotovil, da iz odročnega Beograda ne bo mogel dovolj hitro slediti množici strokovnih objav, zato se je odločil poiskati kak malo manj popularen, a vseeno dovolj zanimiv raziskovalni problem. Tako je naletel na razprave o vplivu energije Sonca na klimo Zemlje, pri katerih je opazil kar nekaj matematičnih napak. Lotil se je preverjanja izračunov in leta 1913 objavil prvo poročilo, za katerega se je izkazalo, da je temelj cele serije pomembnih raziskanih dosežkov.

Projekt izračunavanja, kako se vpliv sončne energije na zemeljsko klimo spreminja skozi čas zaradi sprememb medsebojne lege Zemlje in Sonca, je bil matematično zelo zahteven. Ugotavljanje, kako se sicer dokaj stalne dolžine letnih časov in nagib osi vrtenja planeta spreminjajo skozi tisočletja, je bilo v času, ko še niso poznali računalnikov, izjemno zapleteno. Upoštevati je bilo treba namreč tudi medsebojno gravitacijsko privlačnost med planeti, ne samo vpliv masivnega Sonca.

Poleg izračunavanja oddaljenosti Sonca in kota padanja žarkov na površje planeta je Milanković moral postaviti tudi matematični model, kako se Sončeva toplota absorbira v atmosferi in na površju Zemlje. Upal je, da mu bo na ta način uspelo razrešiti skrivnost, zakaj na planetu občasno pride do nastanka ledenih dob.

Spomladi leta 1914 se je poročil s tridesetletno Beograjčanko Kristino Topuzović. Za poročno potovanje sta nameravala obiskati Dunaj in Švico, a jima je načrte prekrižal izbruh prve svetovne vojne. Ko je Avstro-Ogrska napovedala vojno Srbiji, so Milankovića kot srbskega državljana aretirali in poslali v taborišče za vojne ujetnike.

Skupaj z drugimi ujetniki so ga nato selili iz kraja v kraj, žena Tinka pa mu je sledila in poskušala prek zvez doseči, da bi ga izpustili. S pomočjo uglednega profesorja matematike z Dunaja ji je čez nekaj časa uspelo prepričati oblasti, da so moža po petmesečnem bivanju v zaporu na božič leta 1914 končno izpustile. Na Dunaju ali v Budimpešti je lahko bival svobodno, pod pogojem, da se je redno javljal na policijski postaji.

Odločil se je za Budimpešto, kamor mu je stric iz domačega kraja prinesel knjige in zapiske ter zanj odprl bančni račun. Naslednja leta sta tako s Tinko živela predvsem na račun družinske zapuščine, ko pa so prihranki pošli, je Milutin denar služil s svetovanjem gradbenim podjetjem. Na božič leta 1915 je Tilka rodila sina in skupaj so v Budimpešti razmeroma mirno dočakali konec vojne, ko so se lahko vrnili v Beograd.

Kako gibanje Zemlje vpliva na klimo planeta

Ko je bil v jetništvu, je Milanković vneto računal. Uspelo mu je pokazati, da so astronomski vplivi na klimo planeta tako veliki, da lahko prek variacije v moči sončnega sevanja povzročijo nastanek ledenih dob. V tisočletjih se je orbita Zemlje na poti okoli Sonca za malenkost spreminjala, kar je vplivalo na količino sončnih žarkov, ki so padali na posamezne dele zemeljske oble.

Kot najpomembnejše je izpostavil tri vrste periodičnega spreminjanja orbite planeta. V tisočletjih se je spreminjal čas začetka letnih časov, enako kot nagib vrtenja planeta in ekscentričnost njegove orbite. Nagib vrtenja planeta glede na orbito kroženja okoli Sonca je bil posebej pomemben, ker bolj kot je os nagnjena, več svetlobe doseže čez leto tudi polarne kraje. Izračune, ki jih je Milanković opravil v času vojne, je leta 1920 izdal v razpravi, ki jo je moral zaradi novih političnih okoliščin prevesti v francoščino.

Septembra 1922 mu je pisal ugledni nemški klimatolog Wladimir Köppen, ki je proučil njegove izračune in ugotovil, da se napovedi lepo pokrivajo z meritvami zadnjih poledenitev na območju Alp. Predlagal je, da se loti izračunov še za daljše obdobje v preteklost, saj sta z zetom Alfredom Wegenerjem, prav tako uglednim znanstvenikom, ki je postavil hipotezo, da se kontinenti premikajo, ravno pripravljala knjigo o zgodovini podnebja na Zemlji.

Milankoviću je res uspelo izračunati spreminjanje intenzitete sončnega sevanja v poletnih mesecih na krajih 65 stopinj severne širine za zadnjih 600.000 let. Izkazalo se je, da najnižje vrednosti intenzitete sevanja ustrezajo ravno obdobjem znanih ledenih dob, kar je bil izjemen uspeh. V naslednjih letih je svoje izračune še dopolnil in izdelal tudi za južno poloblo. Knjiga z natančnimi opisi vseh teh dosežkov je bila ravno v tiskarni, ko so Nemci 6. aprila 1941 napadli Beograd. Ena od bomb je zadela tiskarno, a na srečo knjige ni povsem uničila.

Obdobje med obema vojnama je bilo zanj najbolj plodovito. Predavanja na univerzi je imel dva dni v tednu, sicer pa je delal doma v svoji študijski sobi. Z ženo in sinom so živeli razmeroma umirjeno meščansko življenje. Ob nedeljah so imeli pogosto v gosteh prijatelje iz univerzitetnih in umetniških krogov, med katerimi je bilo veliko imigrantov iz Rusije. Družinsko idilo je po vojni deloma skalila sinova odločitev, da z ženo odide v Avstralijo.

Milankovićeva teorija je po uvedbi novih načinov datiranja starih kamnin s pomočjo radioaktivnih izotopov sprva izgubila popularnost, a bolj natančna datiranja predvsem podmorskih kamnin so kasneje pokazala, da so njegove napovedi vendarle pravilne. Po teh izračunih bo Zemlja prej ali slej ponovno vstopila v ledeno dobo, a astronomski model, ki ga je razvil, seveda ne upošteva človeškega poseganja v klimo planeta prek množičnega kurjenja fosilnih goriv, ki planet zadnje čase močno segrevajo.