Banyak orang membayangkan orbit planet di Tata Surya berbentuk lingkaran sempurna. Faktanya, lintasan orbit Bumi terhadap Matahari sedikit lonjong atau elips.
Konsep ini pertama kali dijelaskan oleh Johannes Kepler lewat hukum gerak planetnya. Ia menunjukkan bahwa planet mengelilingi Matahari dalam bentuk elips, bukan lingkaran.
Dalam orbit elips, ada dua titik penting: perihelion dan aphelion. Perihelion adalah saat Bumi berada sekitar 147,1 juta kilometer dari Matahari, sementara aphelion mencapai sekitar 152,1 juta kilometer.
Artinya, ada selisih jarak sekitar 5 juta kilometer sepanjang tahun. Meski terdengar besar, secara persentase hanya sekitar 3 persen dari jarak rata-rata Bumi ke Matahari, yaitu 149,6 juta kilometer.
Perbedaan jarak ini memengaruhi jumlah energi Matahari yang diterima Bumi. Intensitas radiasi Matahari bisa berbeda hingga sekitar 6–7 persen antara perihelion dan aphelion.
Namun, perubahan ini bukan faktor utama musim. Musim lebih ditentukan oleh kemiringan sumbu Bumi terhadap bidang orbitnya. Kemiringan ini dikenal sebagai axial tilt atau obliquity. Nilainya sekitar 23,44 derajat terhadap garis tegak lurus bidang orbit.
Kemiringan tersebut membuat distribusi cahaya Matahari tidak merata sepanjang tahun. Belahan Bumi yang condong ke Matahari akan mengalami musim panas, sementara yang menjauh mengalami musim dingin.
Uniknya, Bumi justru berada di perihelion (titik terdekat dengan Matahari) sekitar awal Januari. Ini berarti musim dingin di belahan utara terjadi saat Bumi lebih dekat ke Matahari.
Sebaliknya, pada awal Juli, Bumi berada di aphelion. Saat itu, belahan utara mengalami musim panas meski jaraknya lebih jauh dari Matahari.
Meski begitu, orbit elips tetap punya dampak jangka panjang. Salah satunya adalah bagian dari siklus iklim yang dikenal sebagai Siklus Milankovitch.
Siklus ini terjadi dalam skala waktu 20 ribu hingga 100 ribu tahun. Faktor yang memengaruhi ada tiga: eksentrisitas, kemiringan sumbu, dan presesi.
Eksentrisitas orbit Bumi saat ini sekitar 0,0167, yang berarti hampir mendekati lingkaran. Namun, angka ini bisa berubah antara sekitar 0,005 hingga 0,058 dalam siklus panjang.
Ketika eksentrisitas meningkat, orbit menjadi lebih lonjong. Dampaknya adalah perbedaan energi Matahari yang diterima Bumi semakin besar sepanjang tahun.
Perubahan ini berkaitan dengan periode zaman es. Data geologi menunjukkan siklus eksentrisitas berkontribusi pada kemunculan dan berakhirnya zaman es setiap puluhan ribu tahun.
Selain itu, ada fenomena presesi. Ini adalah perubahan arah sumbu rotasi Bumi yang bergerak seperti gasing dengan periode sekitar 26.000 tahun. Presesi mengubah waktu terjadinya musim relatif terhadap posisi Bumi di orbitnya. Dampaknya bisa memperkuat atau melemahkan musim tertentu di belahan Bumi satu dengan yang lain.
Fenomena lain yang terkait adalah Anomali Perihelion Merkurius. Orbit Merkurius bergeser sekitar 43 detik busur per abad yang tidak bisa dijelaskan oleh hukum gravitasi klasik.
Anomali ini kemudian dijelaskan oleh Albert Einstein melalui teori relativitas umum. Ini menjadi salah satu bukti penting bahwa gravitasi dipengaruhi oleh kelengkungan ruang-waktu.
Penyebab utama bentuk elips orbit planet adalah interaksi gravitasi dengan Matahari. Dalam mekanika orbit, lintasan elips adalah solusi alami dari gaya tarik gravitasi terhadap benda yang bergerak.
Orbit Bumi tidak sepenuhnya stabil dalam jangka panjang. Tarikan gravitasi dari planet besar seperti Jupiter dapat mengganggu dan mengubah bentuk orbit secara perlahan.
Kesimpulannya, orbit Bumi memang tidak bulat sempurna. Tapi justru dari “ketidaksempurnaan” itu, muncul dinamika kompleks yang memengaruhi iklim, musim, hingga sejarah panjang planet ini.
