地质学界会对轨道周期发生兴趣，原因就在于大冰期。2万年前，世界大陆有三分之一压在几千米厚的冰盖下面，而且这种大冰期曾经在最近100多万年来的第四纪里重复出现，什么原因却并不清楚。经过长期争论，终于发现原因在于地球运行轨道的周期性变化。20世纪早期，塞尔维亚的米兰克维奇（Milutin Milankovitch）以北纬65°N的高纬区为标准，计算夏季接受太阳辐射量的周期性变化，如果夏季辐射量不太大，北半球高纬区的积雪不会融化，就可以逐渐堆积而形成大冰盖。这项假设提出后遭到几十年的冷遇，直到半世纪之后的20世纪70年代，深海沉积物的氧同位素分析证明冰期旋回与轨道周期相符，方才得到学术界的承认，这就是所谓“米兰克维奇理论”：冰期旋回的原因在于地球轨道参数的变化。[15]
既然冰期按轨道周期发生，就可以通过冰期找到计时的标准。全球冰盖的大小反映在海水的氧同位素上，因此深海沉积的地层年代就采用氧同位素分期（MIS）来表达，今天属于MIS 1期，2万年前的大冰期是MIS 2期，一直数到100多期。但是每次冰期旋回的长度并不一致：早先的旋回4万年，是斜率周期；最近六七十万年以来又变为10万年一次冰期（图2）。更大的问题是在地质历史的长河里，极地有大冰盖、气候有冰期旋回的只是少数，多数时间里没有冰期。因此，依靠冰期旋回表达的轨道周期，只能有局部的应用价值。
图2 最近250万年来的冰期旋回(www.xing528.com)
好在地球轨道参数影响太阳辐射量的分布，并不限于高纬区。前面说过，岁差影响气候的季节性，当近日点在夏至的时候季节性加强，季风和季风雨也就特别强盛。在非洲，强大的季风雨可以造成尼罗河特大规模泛滥，洪水流到地中海引起浮游生物的勃发，海底形成富含有机质的“腐泥层”。[16]季风洪水随着岁差变，所以2万年出现一次的“腐泥层”，就是岁差的标记。岁差2万年一个周期可以编号，现在近日点靠近冬至，是岁差的高峰，编为1号；1万年前近日点在夏至前后，是岁差的低谷，编作2号。这样从现在向古代上推，一个岁差周期编两个号（岁差高峰单号，低谷双号），大约180万年前的第四纪开始就编到176号，此前的上新世就从176号编到530号，相当于180.6万年到533.3万年以前的一段历史。[17]今天意大利南方的地层，从前就是地中海海底的沉积，里面保留着这些“腐泥层”，上面说的编号就是在那里应用，成为地质年代天文计时的一个样板。
但是，2万年的岁差周期，只是近几百万年来的事；由于地球受潮汐磨擦的原因，岁差周期是在变长的。据计算，今天平均21 000年的岁差周期，在5亿年前只有17 000多年。斜率也一样，今天41 000年的斜率周期当时也只有29 000年。[18]即便在近几百万年，由于冰期时地球受冰盖载荷的影响，岁差和斜率周期的长度也会受到影响。[19]上面说的用岁差周期作为地质计时单位，只能适用于最近几百万年。由于其时间长度不稳定，岁差和斜率难以成为整个地质时代计年的“钟摆”；这种“钟摆”得靠第三个轨道参数——偏心率。
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