thumb|upright=2|Minulost a budoucnost Milankovićových cyklů dle modelu VSOPMilankovičovy cykly (podle srbského matematika Milutina Milankoviće, 1879–1958) jsou dlouhodobé změny v globálním rozložení slunečního záření dopadajícího na Zemi, které přesahují roční rozsah kolísání. Oběžná dráha Země kolem Slunce, precese zemské osy, rotace a sklon zemské osy, a tím i měnící se úhly dopadu slunečního záření na severní a jižní polokouli podléhají různým orbitálním časovým škálám s dobou trvání od 25 800 do přibližně 100 000, resp. 405 000 let. Částečně vysvětlují přirozené změny klimatu, zejména v období čtvrtohor, a mají proto velký význam pro klimatologii a paleoklimatologii. Milankovićova základní myšlenka spočívala v tom, že astronomicky podmíněná proměnlivost slunečního záření na severní polokouli měla zásadní vliv na růst a tání velkých ledových příkrovů, a tak – za spolupráce zpětné vazby mezi ledem a ledovcem – plnila kontrolní funkci pro začátek a konec různých chladných fází. Milankovićova teorie tak poprvé dala vzniknout obecně přijímanému vysvětlujícímu modelu příčin procesů pleistocenního zalednění.
V paleoklimatologickém výzkumu se Milankovičovy cykly hojně využívají pro rekonstrukce klimatu kenozoika a mají například trvalý vliv na vznik antarktického ledového příkrovu před 33,9 miliony let a s ním spojený nástup kenozoické doby ledové. Během chladných fází čtvrtohor se jejich cyklické změny zřetelně odrážejí i na synchronním kolísání jižní polární ledové pokrývky. V poslední době se cykly stále častěji využívají k analýze nápadných klimatických změn druhohor a prvohor, a to i s ohledem na jejich vývoj ve vzdálenější budoucnosti, jejich těžištěm však zůstává studium nedávné historie Země, zejména čtvrtohor.
Historie objevu Vliv astronomických cyklů již roku 1842 předpokládal Joseph Adhémar, když spojoval dobu ledovou s astronomicky dlouhými zimami. Milankovićova teorie byla založena na předběžné práci Jamese Crolla (1821–1890), britského přírodovědce, který v polovině 19. století zkoumal gravitační vliv ostatních planet sluneční soustavy na oběžnou dráhu Země, včetně souvisejícího problému doby ledové, a své závěry publikoval v roce 1864 v časopise Philosophical Magazine. Crollovy myšlenky však předběhly svou dobu o desítky let. Právě Milankovićova práce vytvořila předpoklad pro širokou vědeckou diskusi o možném příčinném vztahu mezi chladnými cykly v minulosti a oběžnou dráhou Země. Milanković nejenže rozšířil Crollovy výpočty, ale také doplnil jeho teorii o podstatnou složku: totiž o zvláštní konstelaci, kdy má některá polokoule tak málo slunečního záření, že i v létě je sněhová pokrývka erodována jen částečně nebo vůbec. Na základě tohoto poznatku následně své výpočty rozšířil.
Milanković byl ve skutečnosti inženýr specializující se na zpracování betonu, který v tomto ohledu podal několik patentů. Po svém nástupu na Bělehradskou univerzitu v roce 1909 se začal věnovat matematickým otázkám meteorologie, sférické astronomie, nebeské mechaniky a teoretické fyziky. To mu po přestěhování z Vídně do „provinčního“ Bělehradu usnadnila skutečnost, že nyní vyučoval na univerzitě, která neměla specializovanou holistickou tradici. Uvědomil si zde, že se před ním nikdo nepokusil o univerzálně platné vysvětlení problému doby ledové:Během preventivního věznění v Rakousku-Uhersku za první světové války se Milanković věnoval astronomickým otázkám, nejprve v Osijeku, později (po převozu) také v Budapešti, kde získal přístup do knihoven Maďarské akademie věd a Maďarského meteorologického ústavu. Zde se hlouběji ponořil do problematiky klimatu a dob ledových. Jak si již před ním uvědomovali jiní, albedo sněhového povrchu má velký vliv na odraz slunečního světla, což pomáhá zesilovat zpětnou vazbu mezi ledem a ledem. Za těchto podmínek by sněhové pole mohlo během staletí přerůst v kontinentální ledové pole. Na popud německého klimatologa Vladimíra Köppena zkoumal Milanković oblasti bohaté na ledovcové usazeniny mezi 55. a 65. stupněm severní šířky, protože právě zde se nacházely okraje bývalých kontinentálních ledovců.
Když chtěl Alfred Wegener, Köppenův zeť, přednést paleoklimatologickou přednášku během kongresu německých přírodovědců a fyziků v Innsbrucku 25. září 1925, vydal se tam i Milanković. Poprvé zde byla veřejně prezentována práce „Klima geologického pravěku“, kterou Köppen a Wegener dokončili v roce 1924. Wegener napsal článek, v němž představil Milankovićovu metodu a výpočet slunečního záření. Poté, co Köppen a Wegener věnovali Milankovićově teorii ve své knize jednu kapitolu, stal se náhle známým ve vědeckých kruzích. Milanković vypočítal různé úhly slunečního záření pro klimaticky citlivé subpolární a boreální oblasti, zejména pro letní měsíce. Köppen tyto výpočty porovnal s chronologií minulých chladných fází a zjistil dobrou shodu.
Barthel Eberl, který v roce 1930 publikoval práci o severoalpských ledovcích (včetně dunajského chladného období, které je totožné se severoněmecko-holandským chladným obdobím Eburon), došel k překvapivému závěru, že jeho periodizace koreluje s orbitálními časovými stupnicemi Milutina Milankoviće. To poskytlo první důkaz pro Milankovićovu hypotézu doby ledové založenou na periodických výkyvech orbitálních parametrů Země v souladu s teoretickými úvahami a praktickými terénními studiemi.
Ve 40. letech 20. století byly Milankovićovy předpoklady přijaty řadou vědců a také publikovány v několika učebnicích o klimatu jako vysvětlení periodicity dob ledových. Teorii podpořily analýzy varev z močálů a fosilních jezer i jílových jader z recentních vod, které potvrdily 21 000letý cyklus precese zemské osy. Přesto většina geologů existenci vesmírných „hodin“ pro kolísání pozemského klimatu nadále odmítala. Svůj názor opírali o sekvence terminálních morén v mnoha oblastech světa a o synchronní výskyt zalednění na jižní a severní polokouli. Milanković naproti tomu postuloval pokles slunečního záření na severní polokouli při současném nárůstu na jižní polokouli a naopak. Navíc pochyboval o tom, že by relativně malé změny v oslunění mohly mít tak velký vliv.
Konečnou syntézu své teorie sepsal Milanković v němčině v knize Kanon der Erdbestrahlung und seine Anwendung auf das Eiszeitenproblem. Ve svém díle popsal proměnlivé sluneční záření a vznik chladných období v časovém rozmezí od středního pleistocénu do současnosti (přibližně jeden milion let). Rukopis předal 2. dubna 1941 do tiskárny v Bělehradě. Po německé invazi do Jugoslávie 6. dubna 1941 byla tiskárna zničena spolu s velkou částí rukopisu, zachoval se pouze jeden kompletní výtisk. Právě díky Milankovićově pověsti mu chtěli dva vojáci wehrmachtu, kteří si 15. května 1941 vyžádali přístup do jeho domu, vyřídit pozdravy od svého profesora geologie Wolfganga Soergela z Freiburgu, příznivce Milankovićových tezí. Milanković předal vojákům neporušený rukopis knihy, aby jej Soergelovi předali. Recepce Milankovićových cyklů našla svůj první výraz v pozitivní předmluvě geografa Carla Trolla na počátku roku 1944 v časopise Deutsche Meteorologische Zeitschrift. V zářijovém čísle Geologische Rundschau z roku 1944 napsal Walter Wundt podrobné pojednání o Milankovićově teorii, které bylo srozumitelné i nematematikům, ve stejném čísle Geologische Rundschau se za Milankovićův předpoklad proměnlivého slunečního záření důrazně postavil Wilhelm Meinardus, který jako první čtvrtohorní geomorfolog a geograf začal Milankovićovy myšlenky angažovaně obhajovat. Vzhledem k tomu, že skupina geografů byla dosud nejtvrdšími kritiky jeho teorie, bylo určitým pokrokem, že nyní začíná široká diskuse o mechanismech vzniku dob ledových.
Nicméně Milankovićovi bylo až do konce jeho života odpíráno všeobecné přijetí jeho teorie. Některé významné geology, jako byli Albrecht Penck a Richard Foster Flint, Milankovićovy myšlenky dráždily, přičemž Penck se ukázal být jedním z hlavních odpůrců a svůj názor změnil až v roce 1938. Jovan Cvijić, rektor Bělehradské univerzity a Penckův vídeňský žák, rovněž nepochopil pozadí Milankovićových časově náročných výpočtů. Flint také setrvával na svém odmítavém stanovisku po celá desetiletí. Jako předseda přerušil Milankoviće během 4. kongresu INQUA v Římě v roce 1953, kde byla jeho přednáška hlasitě přerušována hecováním. Milanković se z kongresu vrátil viditelně zklamaný a nedožil se toho, že by se jeho teorii od poloviny 70. let dostávalo v paleoklimatologii stále širšího přijetí.
Konečný průlom přišel s rozvojem a aplikací mořské izotopové stratigrafie kyslíku. Poté, co si Eberl již v roce 1930 všiml shody mezi periodizací geologických dat a Milankovićovou orbitální časovou stupnicí pro ledovcové stupně na severním okraji Alp, dokázal Cesare Emiliani v roce 1950 potvrdit globální vliv kolísání zemské dráhy pomocí analýzy izotopů 18O/16O na rychle rostoucích korálech Karibiku. To otevřelo cestu ke klasifikaci a datování geologických nálezů dlouhodobých globálních klimatických výkyvů v Milankovićově orbitální časové škále. Milanković sám si Emilianiho práce dále nevšímal.
James D. Hays, Nicholas Shackleton a John Imbrie dokázali v roce 1976 v zásadním článku v časopise Science (tzv. studie „Pacemaker“), že poměr stabilních izotopů kyslíku 16O/18O v mořské vodě závisí na nárůstu nebo poklesu velkých ledových příkrovů a že tyto výkyvy odpovídají Milankovičovým cyklům posledních 500 000 let. Tím se změnil hypotetický charakter orbitální teorie na prokázané tvrzení, že změny orbitálních parametrů Země jsou zodpovědné za výskyt pleistocenních glaciálních cyklů. Orbitální teorie tak prošla první geologickou „důkazní zkouškou“, což vedlo i ke změně zaměření výzkumu: zatímco geologické poznatky původně tvořily vodítko pro znázornění klimatických periodicit geologické minulosti, „Milankovićovo pásmo“ se nyní vyvinulo v závazný standard pro klasifikaci cyklických klimatických změn během čtvrtohor a dále.
Evropská geovědní unie (EGU) uděluje od roku 1993 za práci v dlouhodobém klimatologickém výzkumu medaili Milutina Milankoviće, kterou kromě sira Nicholase J. Shackletona (1999), Johna Imbrieho (2003) a Jamese Hayse (2010), kteří ji obdrželi za potvrzení Milankovićových cyklů (1976), v roce 2019 získal Jacques Laskar, který teorii rozšířil a aplikoval na velkou část kenozoika od 90. let 20. století.
Aplikace náhled|Poušť Tabernas, Španělsko: V zabarvení a odolnosti různých vrstev sedimentů lze pozorovat cykly Milankovićovy cykly se staly nepostradatelným nástrojem pro datování pleistocenních hlubokomořských sedimentů nebo pro určení rychlosti sedimentace v čase. Úloha vnějších kosmických faktorů na pozemské klima měla trvalý vliv i na přírodní filozofii, protože do té doby nebyly geologické procesy chápány jako reakce na astronomické vlivy. Teprve Milankovićova práce přinesla úvahy o astronomických veličinách jako o výchozích bodech a hnacích silách klimatických změn. Skutečnost, že přijetí této teorie se značně opozdilo, byla do značné míry způsobena nedostatkem exaktních metod důkazu. Teprve s rozvojem oceánografie a izotopové analýzy se Milankovićově teorii – časově zhruba srovnatelné s myšlenkou Alfreda Wegenera o kontinentálním driftu – dostalo plného potvrzení. Ještě před druhou světovou válkou se datování dob ledových opíralo výhradně o suchozemské usazeniny, jak to dokumentovali zejména Albrecht Penck a Eduard Brückner (ve svém třísvazkovém standardním díle Die Alpen im Eiszeitalter, 1901 až 1909) stratigrafickým průzkumem alpského předpolí v podobě glaciální série. Teprve vyhodnocení hlubokomořských sedimentů poskytlo spolehlivou metodu pro chronologii čtvrtohor v globálním měřítku a regionální alpské datování mohlo být odpovídajícím způsobem upraveno.