A excentricidade da órbita da Terra: uma elipse que muda tudo

Uma órbita não tão circular

A órbita da Terra ao redor do Sol é frequentemente representada como um círculo, mas na verdade é uma elipse ligeiramente achatada, caracterizada por uma excentricidade denotada como \(e\). Essa excentricidade mede o grau de achatamento da elipse: \(e = \sqrt{1 - \frac{b^2}{a^2}}\), onde \(a\) é o semi-eixo maior e \(b\) é o semi-eixo menor.

Excentricidade variável

Uma órbita influenciada pelos gigantes

A excentricidade da órbita da Terra não é constante. Ela oscila entre 0,005 e 0,058 em ciclos de aproximadamente 100.000 anos. Essas variações são causadas pelas perturbações gravitacionais exercidas pelos planetas gigantes, notavelmente Júpiter e Saturno, que modificam lentamente a forma da órbita da Terra.

Uma excentricidade pequena mas significativa

Atualmente, a Terra segue uma órbita com uma excentricidade de aproximadamente 0,0167, o que pode parecer próximo de um círculo perfeito. No entanto, esse pequeno valor resulta em uma diferença de distância de aproximadamente 5 milhões de quilômetros entre o periélio (147,1 milhões de km) e o afélio (152,1 milhões de km).

N.B.: O afélio é o ponto na órbita onde a Terra está mais distante do Sol (~152,1 milhões de km atualmente). Nesta posição, a energia solar recebida é mínima.

N.B.: O periélio é o ponto na órbita onde a Terra está mais próxima do Sol (~147,1 milhões de km atualmente). A irradiância solar é máxima, o que pode modular ligeiramente as estações, especialmente no hemisfério sul atualmente.

Um impacto amplificado no clima

Essa variação na distância resulta em uma diferença de aproximadamente 6,7% na energia solar recebida entre o ponto mais próximo e o mais distante do Sol. Por si só, essa variação pode parecer menor, mas age em sinergia com outros parâmetros orbitais (obliquidade e precessão) e com mecanismos de retroalimentação da Terra (gelos, albedo, CO₂, vapor de água, biosfera). Esses efeitos combinados são a origem dos ciclos climáticos de Milankovitch, que explicam as alternâncias glaciares/interglaciares observadas ao longo dos últimos milhões de anos.

Consequências climáticas maiores

As variações na excentricidade influenciam a distância média entre a Terra e o Sol, modificando assim a insolação recebida. Durante os períodos de excentricidade máxima, a diferença entre o periélio e o afélio se torna significativa. Combinada com outros parâmetros orbitais (obliquidade e precessão), essa variação é a origem dos ciclos de Milankovitch que marcam as eras glaciais.

Comparação da excentricidade da Terra com outros planetas

Fonte: NASA – Planetary Fact Sheet

Uma elipse que muda tudo

Mesmo que a excentricidade da órbita da Terra pareça pequena, suas consequências no clima global são notáveis em escalas de tempo geológicas. Combinada com outros parâmetros orbitais, ela molda as principais tendências climáticas do nosso planeta e desempenha um papel chave na alternância dos períodos glaciais e interglaciais.

Ciclos glaciais recentes

Aqui estão os principais ciclos climáticos identificados ao longo dos últimos 800.000 anos:

Dados de: EPICA Dome C, Vostok Ice Core (Petit et al., 1999; Jouzel et al., 2007), LR04 (Lisiecki & Raymo, 2005).