Цикли на Миланкович

     Днес повечето хора знаят, че оста на Земята сочи към Полярната звезда (Polaris) под ъгъл от 23,45 ° и, че Земята се намира на разстояние от около 150 000 000 км от Слънцето, но малко хора са наясно, че тези стойности не са нито абсолютни, нито постоянни. Взаимодействието между Земята и Слънцето, известно като орбитална вариация, се променя и се е променяло през почти 4,6-те милиарда години земна история. Тази вариация определя динамиката на климата, от дължината на деня до сезоните, и от ледените епохи до междуледниковите периоди.
Ексцентритет
      Ексцентритетът е промяната във формата на земната орбита около Слънцето. В момента орбитата на нашата планета е почти перфектна окръжност. Съществува само около 3% разлика в разстоянието между времето, когато сме най-близо до Слънцето (перихелий), и времето когато сме най-отдалечени от Слънцето (афелий). Перихелият настъпва на 3 януари, и в този момент Земята е на разстояние 147.1 милиона километра от Слънцето. Афелият настъпва на 4 юли, и Земята е на 152.6 милиона км от Слънцето.
      За 92 000-годишен цикъл, ексцентритетът на Земята варира от 0.01 до 0.07, като се променя от тънка елипса (овална) в окръжност, и обратно. Когато орбитата около Слънцето е най-елиптична, тогава е по-голяма разликата в разстоянието между Земята и Слънцето в перихелий и афелий. Това води до промяна в количеството на получената слънчева енергия и превръща перихелия в много по-топлия период от годината.
Наклон на оста
    Земята се върти около Слънцето под наклон от 23,45 °. Този наклон означава, че с напредването на годината Земята е обърната с различно лице към Слънцето Това е основа за проявлението на климата и сезоните.
    Благодарение на сегашния наклон на земната ос, в продължение на годината в северното полукълбо е зима, докато в южното е лято, и обратно.
     За 42 000-годишен цикъл, земните колебания и ъгълът на оста по отношение на равнината на завъртане около Слънцето варират между 22,1 ° и 24,5 °. По-малко от 1 ъгъл от сегашните 23,45 ° означава по-малко сезонни различия между северните и южните полукълба, докато по-голям ъгъл означава по-големи сезонни разлики (т.е. по-топло лято и по-хладна зима).
Прецесия
   На всеки 12 000 години в Северното полукълбо лятото настъпва през декември, а зимата през юни, тъй като оста на Земята ще бъде насочена към звездата Вега вместо към Полярната звезда. Този сезонен обрат - прецесия, не става изведнъж, а сезоните постепенно се изместват в продължение на хиляди години.

Циклите на Миланкович

      Сръбският астроном и геофизик Милутин Миланкович разработва математически формули, които се основават на тези орбитални вариации. Според него комбинирането по едно и също време на тези вариации е отговорно за големите промени в климата на Земята (дори ледниковите периоди). Миланкович оценява климатичните колебания през последните 450 000 години и описва топлите и студените периоди. Въпреки, че той извършва своята работа през първата половина на 20 век,  резултатите му не са доказани чак до 1970.
      Едно проучване от 1976, публикувано в списание "Science", изследва дълбоководни седименти ядра и установи, че теорията на Mиланкович съответства на периодите с изменение на климата. Всъщност, ледниковите периоди настъпват, когато Земята преминава през различните етапи на орбиталната вариация.