Что будет с компасом на северном полюсе
20 фактов о Северном полюсе, которые знают не все
На караю мира, это где? Может ли у шара быть край? Еси не сильно придираться и привязываться к какой-то точке, то таким краем можно считать полюса. Они действительно напоминают край с точки зрения того, насколько трудно туда добраться. Северный плюс мало чем глобально отчается от южного с точки зрения климата, но именно его всегда вспоминают, когда хотят сказать что-то типа ”холодно, как на северном полюсе”. А какие еще факты и мифы вы знаете об этом месте? Пингвины, белые медведи, мороз? В этой статье вы сможете узнать многое из того, чего не знали раньше. Двадцать фактов, которые раскроют северный полюс с новой стороны.
Северный плюс очень загадочный, но что мы о нем знаем?
Где находится северный полюс
1. На самом деле северный плюс может быть разным в зависимости от того, как на него посмотреть. С точки зрения магнетизма и реального магнитного полюса — это одна точка, а с точки зрения географических координат — совершенно другая. Последнюю принято считать просто точкой земного шара, через которую проходит ось вращения планеты. В разных системах начитывается до четырех северных полюсов.
2. Одним из таких полюсов является так называемый ”северный полюс погружения”, хотя иногда встречаются и другие его названия. Это место, в котором геомагнитное поле перпендикулярно поверхности Земли. Оно как бы погружается вниз. Отсюда и такое название.
Северный полюс постоянно переезжает и это нормально.
3. Истинный магнитный северный полюс Земли не является постоянным. Только в прошлом столетии он сместился с территории Канады на территорию Северного Ледовитого океана. Смещение произошло примерно на 14 градусов, но это еще не предел.
4. В истории планеты полюса уже несколько раз менялись местами и еще не раз поменяются. Резко это не произойдет, так что можно быть спокойными. Если предположить, что такое случится, то больше всего пострадают системы навигации и животные, которым свойственно мигрировать — часто они могут чувствовать магнитные поля и ориентироваться по ним.
Куда показывает компас
5. Именно поэтому, когда стрелка вашего компаса показывает на север, она показывает не точку, через которую проходит земная ось, а тот самый магнитный полюс. То есть, если вам нужна истинная вершина Земли, вам надо будет искать другие ориентиры.
6. Геомагнитный северный полюс — это совсем другое. Он рассчитывается с использованием математических моделей на основе воображаемой линии, проходящей через геомагнитный центр Земли.
7. У Земли есть и южный полюс, но он не является диаметрально противоположным северному. Он тоже постоянно ”плавает” и на данный момент находится примерно в 14 градусах от точки, в которой мог находиться, если был бы диаметрально противоположным северному полюсу.
8. Так кого волнует геомагнитный север? В первую очередь, это охотники за Авророй. Самые красивые северные сияния происходят именно в овальном кольце вокруг геомагнитного Северного полюса.
Такое явление можно встретить далеко не в каждой точке нашей планеты.
9. Пока вы наблюдаете за северным сиянием, вы можете достать компас и понаблюдать за тем, как он будет себя вести. Вы увидите один из трех вариантов. В первом случае компас просто будет показывать на то место, на которое показывал до этого, как его не поверни. Во втором случае компас будет крутиться медленно и в какой-то момент может остановиться в любой точке. В третьем случае стрелка может просто указать на что-то магнитное, например, магнитную застежку на курке или сумке.
А вы знаете, как на самом деле работает компас?
Город Северный полюс
10. Есть Северный полюс, который никогда не меняет своего положения. Им является город North-Pole (в переводе Северный полюс), расположенный на Аляске. Это небольшое поселение площадью 10,9 квадратных километров и с населением чуть больше 2 000 человек. Норт-Пол находится в пригороде Фэрбенкс в сотнях миль от других северных полюсов.
В ближайшие 20 лет на Аляске ждут 300-метровое цунами. Это не шутка.
11. Аляскинцы, которые живут в Норт-Пол, не имеют отношения к настоящему северному полюсу, но очень ловко ассоциируют себя с персонажем комиксов по имени Док Сэвидж. Про него писали книги и даже сняли один фильм. Он имел отношение к Северному полюсу и аляскинцы считают его ”своим”. Надо же им как-то развлекаться.
А еще там живет Санта-Клаус.
12. А еще через Сэвиджа можно притянуть к этому месту куда более известного супермена. Его создатели были большими поклонниками Дока и позаимствовали в той вселенной некоторые детали. Поэтому можно считать, что этих двух героев кое-что роднит. По крайне мере, так думают жители Норт-Пол.
Люди на Северном полюсе
13. В 2007 году российская подводная лодка установила флаг России на дне Северного Ледовитого океана в точке Северного полюса Земли.
14. Русская подводная лодка первой установила флаг, но не была первой, которая добралась до северного полюса. Еще в 1958 году первой подводной лодкой, которая добралась до заветной точки, была американская USS Nautilus.
Чтобы пройти через полюс на корабле, нужен ледокол.
15. Но и это не было первым случаем появления человека на Северном полюсе. Первым, из людей, чье присутствие там задокументировано, был Роберт Э. Пири. Произошло это в 1909 году, а добрался туда он на собачьих упряжках.
16. Если продолжить капаться в истории, то есть один человек, который утверждает, что бывал на Северном полюсе еще в 1908 году. Его зовут Фредерик Кук и он является исследователем Арктики. Тем не менее, многие согласны с тем, что он был первым — у него был слишком большой авторитет.
Полезные ископаемые на Северном полюсе
17. Интересно даже не то, кто был первым, а то, какое влияние это оказало но геополитику. Пири утверждал, что он первым добрался до полюса и это значит, что территория принадлежит США. Но это ничего не значило и за северные регионы до сих пор идут территориальные споры.
18. Такие споры за территорию идут из-за ресурсов, которые на ней залегают. Согласно исследованию, проведенному в 2008 году Геологической службой США, в Арктике находится 20 процентов не открытых запасов нефти и природного газа на планете.
Даже там где лед можно добывать нефть и другие ископаемые.
19. Большинство нефтяных и газовых месторождений, вероятно, находятся в пределах 200-мильной исключительной экономической зоны, принадлежащей странам с арктическим побережьем. Аналитики считают, что морское дно непосредственно на северном полюсе находится примерно в 2,5 милях под волнами. При этом оно почти полностью лишено ресурсов.
20. Будущее Северного полюса туманно. В 2014 году NASA запустила программу ARISE, которая должна анализировать, каким образом изменения в атмосфере могут ускорять таяние морского льда вокруг полюса. Исследования пока идут, но дыма без огня не бывает.
что покажет компас строго на северном (южном) полюсе?
Географические полюса нашей планеты располагаются
в Арктике и Антарктиде. А куда мы в конце концов придём,
если будем идти по компасу точно на север? На северный гео-
графический полюс? Нет, магнитный северный полюс не совпа-
дает с географическим. И в разные годы стрелка компаса мо-
жет привести нас в разные места: магнитные полюса, в отличие
от географических, не стоят на месте!
Вряд ли она крутится. Магнитное поле на северном (магнитном) полюсе тоже есть и тоже имеет своё направление, только оно не горизонтально. Поэтому, если компас имеет классическую конструкцию, то есть, стрелка лежит углублением на игле, то она будет перекашиваться, прижиматься к конструкциям компаса и переставать свободно скользить по кругу. То есть, она будет себя вести примерно так же, как в средних широтах ведёт себя при наклонённом на 90 градусов компасе.
Магнитный полюс смещается на несколько километров в год. Геофизики в своей работе ориентируются на местоположение магнитного полюса, рассчитанное по данным Всемирного центра данных по геомагнетизму, World Data Center for Geomagnetism, расположенного в Киото. Созданная им база данных называется IGRF, International Geomagnetic Reference Field. Таблица местоположения магнитных полюсов в 1900-2010 годах по расчетам IGRF
Стрелка компаса в районе Южного магнитного полюса: северный конец показывает на юг. Фото участников экспедиции на яхте «Апостол Андрей», 2005
К 2040 году стрелка компаса будет указывать не на север, а на северо-восток
Если северный магнитный полюс продолжит смещаться с той же скоростью, что и сейчас, к середине века он достигнет Сибири. Это потребует серьезной коррекции навигационных систем.
На протяжении нескольких столетий магнитный полюс Земли находился в Канадской Арктике, медленно передвигаясь по одной территории. Однако около 40 лет назад он начал резко смещаться к северу со средней скоростью около 50 км в год. В сентябре этого года магнитный полюс достиг географического, а затем продолжил путь в сторону Сибири, сообщает Business Insider.
Поскольку многие навигационные системы используют магнитное поле Земли, в их работу приходится регулярно вносить поправки, связанные с движением полюса. Обычно Мировую магнитную модель обновляют раз в пять лет. Однако смещение полюса настолько ускорилось, что модель, принятая в 2015 году, устарела раньше срока.
В результате в этом году пришлось принять сразу два новых обновления — внеплановое в феврале и запланированное 10 декабря.
На обычного человека эта ситуация никак не влияет. Наши компасы и навигаторы пока останутся точными. Тем не менее, путешествие магнитного полюса в сторону Сибири может продолжиться. В результате к 2040 году все компасы будут указывать не на географический север, а скорее на северо-восток. Впрочем, полюс может остановиться или даже вернуться назад, ведь предсказать его движение невозможно.
Причины смещения магнитного полюса остаются неизвестными. По одной из теорий, виной всему случайные турбулентности в жидком металлическом ядре планеты. Другая предполагает, что подвижность полюса связана с ослаблением всего магнитного поля.
В таком случае, это признак того, что в ближайшее время магнитные север и юг поменяются местами. Такое уже происходило в истории Земли, последний раз — около 780 000 лет назад. В подобные моменты магнитное поле ослабевает примерно на 30%, а единый северный полюс может исчезнуть, уступив место нескольким локальным. Затем, спустя тысячу лет, он восстановится.
Смену магнитных полюсов иногда описывают как мгновенную катастрофу, однако в реальности это долгий процесс. По расчетам специалистов, в последний раз он занял около 22 000 лет. Это значит, что, даже если полюса начнут смещаться, мы этого, скорее всего, не заметим, а наша защита от космического излучения не ослабеет. Разве что привычные компасы на время окажутся бесполезными.
Методы навигации, основанные на магнитном поле и GPS, не всегда удобны. Заменой им могут стать технологии машинного обучения, а также способы ориентирования пустынных муравьев. Они позволят роботам ориентироваться в пещерах и на других планетах.
Куда показывает стрелка компаса и почему?
Стрелка магнитного компаса указывает на магнитные полюса Земли, а если быть точным, то располагается в магнитном поле Земли параллельно его магнитным силовым линиям. Это явление наблюдается как в северном, так и в южном полушариях. Но бывают и исключения, причем не так уж и редко.
Как правило, конец стрелки, указывающий на северный магнитный полюс, окрашивают в контрастный цвет.
Далее предлагаю разобраться, почему иногда это правило не срабатывает. А для этого для начала нужно понять, что из себя представляет стрелка магнитного компаса и по какому принципу она работает.
Из чего сделана стрелка
Любая стрелка магнитного компаса сделана из ферромагнетика.
Ферромагнетик — это материал, который способен обладать намагниченностью даже при отсутствии внешнего магнитного поля. В нем устанавливается дальний ферромагнитный порядок магнитных моментов атомов и ионов, благодаря чему он и приобретает магнитные свойства. В видео объясняется это явление:
Однако при нагревании ферромагнетика до температуры Кюри указанный порядок разрушается и ферромагнетик становится парамагнетиком. Нагретый над огнем магнит утрачивает свои магнитные свойства. Именно на этом основан простейший способ размагничивания разнообразных магнитов, не исключая стрелки магнитного компаса.
Для того, чтобы намагнитить ферромагнетик заново, его температуру нужно понизить ниже точки Кюри и поместить его в магнитное поле — либо положить рядом с другим магнитом, либо намагнитить, сделав его сердечником электромагнита.
Почему магнитная стрелка поворачивается
Чтобы разобраться в этом вопросе, нужно вспомнить, что такое магнитное поле. А магнитное поле — это силовое поле, которое может воздействовать на электрические заряды и тела, обладающие магнитным моментом.
Таким образом два магнита способны взаимодействовать друг с другом, при этом их одинаковые полюса будут отталкиваться, а противоположные — притягиваться. Так, северный и южный полюса будут стремиться соединиться, а вот южный с южным и северный с северным наоборот — будут мешать соединить два магнита.
Теперь рассмотрим стрелку магнитного компаса и нашу планету. Оба этих объекта являются магнитами, а значит и взаимодействуют друг с другом по вышеуказанному принципу. То есть северный конец стрелки тянется к южному полюсу Земли, а южный — к северному.
Но как же так? Ведь нам говорили, что северный конец стрелки показывает на север? В чем подвох?
Объясняется все очень просто: северный и южный магнитный полюса Земли переименовали и назвали в честь тех географических полюсов, какие находились в непосредственной близости к ним. Таким образом получается, что вблизи географического северного полюса на самом деле находится южный магнитный полюс Земли, который для удобства был назван северным магнитным полюсом, а в южном полушарии все в точности наоборот.
Взаимодействие между этими двумя магнитами не очень сильное. Если стрелку просто положить на землю, то она вряд ли сдвинется с места. Поэтому, чтобы не мешать ей поворачиваться в относительно слабом магнитном поле Земли, ее «садят» на шпиль, который выступает в роли оси, или, как в первых европейских моделях компасов, опускают на воду, уменьшая тем самым сопротивление при вращении до минимума.
Чтобы не спутать северный и южный концы стрелки, их обычно делают разными. Чаще всего концы стрелки могут отличаться по форме и цвету. Как правило, красным цветом выделяют северный конец стрелки, но бывают и исключения. О том, какими цветами и формой выделяют северную часть стрелки, а также о том, как определить северный конец стрелки самостоятельно, есть материал в отдельной статье (Устройство компаса).
Почему стрелка не показывает на истинный север
Как уже было сказано, стрелка магнитного компаса показывает направление на магнитные север и юг Земли. Однако местоположение магнитных полюсов не совпадает с местоположением истинных полюсов Земли. Кроме того, положение магнитных полюсов Земли постоянно меняется, причем скорость изменения непостоянна во времени и отличается у северного и южного магнитных полюсов, что связано с процессами, происходящими в недрах планеты.
Таким образом, утверждение о том, что стрелка магнитного компаса всегда показывает на истинный север, ошибочно.
Часто доводилось слышать, что на Аляске — самом крупном штаты США — стрелка магнитного компаса показывает не на север, а на восток. Это не совсем так. Если рассмотреть карту изогон магнитного склонения, то видно, что наибольшее отклонение стрелки на восток не достигнет даже 40°, а это не восточное направление, а северо-восточное. А вот если говорить о том, где стрелка компаса вместо севера покажет на запад, то такая территория есть — это Нунавут, недавно ставший частью Канады.
Карта изогон представлена ниже:
Однако при необходимости все же можно по показаниям магнитного компаса определить направление на истинные полюса Земли. Для этого нужно знать величину магнитного склонения, о которой мы рассказывали в отдельной статье…
Почему иногда стрелка не показывает на магнитный север
Если быть точным, то стрелка магнитного компаса не показывает точно даже на магнитные полюса Земли. Ее показания в этом случае являются приблизительными.
На самих магнитных полюсах стрелка магнитного компаса будет стремиться занять вертикальное положение, поскольку линии магнитного поля Земли, параллельно которым располагается стрелка, на этих территориях расположены перпендикулярно к плоскости горизонта. Таким образом, северная часть стрелки будет смотреть вниз на северном полюсе, а южная — на южном.
Однако бывают ситуации, когда показания магнитной стрелки достаточно сильно отклоняются от «нормы», и тогда без дополнительных поправок в расчетах можно получить большие ошибки.
Такие отклонения могут быть связаны с рядом причин. Рассмотрим некоторые из них.
Это, например, происходит в областях магнитных аномалий, где направление силовых линий магнитного поля Земли сильно отличается от направления силовых линий магнитного поля в соседних областях. Карты с такими участками иногда имеют заметку о том, что изображенная местность относится к магнитным аномалиям.
Иногда при некорректной работе на показания магнитной стрелки могут влиять различные ферромагнетики, находящиеся рядом. Обычно их влияние присутствует всегда, но из-за их удаленности от стрелки такое влияние ничтожно мало по сравнению с влиянием магнитного поля Земли. Если же источник постороннего магнитного поля (ферромагнетик или проводник, по которому течет электрический ток) оказывается слишком близко к стрелке, то его влияние может оказаться заметным, а зачастую и стать преобладающим, что негативно скажется на результатах проводимых с помощью компаса измерениях.
В конце концов, на ошибку в показаниях магнитного (да и не только магнитного) компаса может повлиять его неисправность. Это не такая уж редко встречаемая ситуация, поэтому к ней нужно отнестись со всей ответственностью, проверяя компас на исправность до выхода на маршрут.
Вспомогательные «стрелочные» элементы компаса
Для обеспечения корректной работы основного элемента компаса — магнитной стрелки — в этом устройстве предусмотрен ряд вспомогательных элементов. Ознакомимся с некоторыми из них.
Колба. Она позволяет защитить стрелку от механических повреждений, утери и от влияния ветра и дождя.
Жидкость в колбе. Она служит для быстрой стабилизации стрелки. Компасы, колба которых заполнена специальной жидкостью, называются жидкостными. В «воздушных» моделях для этой цели использовался латунный корпус, уменьшающий колебания стрелки за счет возникновения индукционных токов. Однако, если сравнивать два варианта стабилизации, то в случае с жидкостью любые колебания стрелки затухают намного быстрее.
Арретир. Это специальный стопор для остановки стрелки, чаще всего представляющий собой небольшой рычажок-фиксатор. Он позволяет удерживать стрелку в неподвижном состоянии, предотвращая ее хаотичные колебания во время движения человека по маршруту.
О других элементах, из которых состоит магнитный компас, мы очень подробно рассказывали в отдельной статье…
Как сделать стрелку для компаса своими руками
В аварийной ситуации, которая произошла за пределами цивилизации, может понадобится сконструировать примитивный компас.
В качестве стрелки для такого компаса допустимо использовать любые небольшие изделия из ферромагнетиков. Чаще всего в качестве стрелки для самодельного компаса используют намагниченную швейную иглу, хотя с тем же успехом в этой роли выступают и другие предметы, например, английская булавка или рыболовный крючок.
Подробнее о том, как сделать компас из подручных материалов, можно прочитать в этой статье…
Кстати, в древнем Китае, где был изобретен первый магнитный компас, в качестве стрелки использовали специальную намагниченную ложку, свободно вращающуюся на гладкой доске.
Как сориентироваться по стрелке компаса
С помощью работающей магнитной стрелки можно решать разные задачи, но для ориентирования важны в первую очередь две — определение сторон света и определение направления, в котором нужно двигаться.
Для того, чтобы определить стороны света, нужно с помощью стрелки найти направление на север и стать к нему лицом. Теперь позади окажется юг, справа — восток, а слева — запад.
Чтобы по стрелке компаса выбрать направление дальнейшего движения, зная азимут, нужно определить по показаниям стрелки направление на север, а затем от него по часовой стрелке отмерить угол, соответствующий нужному магнитному азимуту.
Как видим, в работе магнитной стрелки, как и самой стрелке нет ничего загадочного и противоречивого. Все вполне объясняется законами физики и знаниями об окружающем нас мире. Именно эти знания, накопленные предыдущими поколениями, позволяли людям выживать и привели к расцвету человеческую цивилизацию, и именно эти знания в наши дни становятся на помощь тем, кто оказались в аварийных условиях вдали от цивилизации или попросту заблудился в лесу, отправившись за грибами.
Мой компас земной
Ускорившийся дрейф северного магнитного полюса заставляет пересмотреть навигационные модели
Ученые наблюдают все ускоряющийся сдвиг северного магнитного полюса Земли. А ведь именно на него указывает стрелка любого компаса. В связи с этим требуется все более частое обновление карт магнитного поля, являющихся основой для всех навигационных систем. Кстати, ученые уже давно говорят о том, что магнитные полюса могут и вовсе поменяться местами, как это не раз происходило в истории планеты. N + 1 обратился за разъяснениями к геологу Владиславу Стрекопытову.
Трудно представить себе современную жизнь без навигационных систем самого различного уровня — от систем управления движением кораблей в океанах до карт Google в бытовых смартфонах. Это может показаться странным, но и сегодня, в эпоху GPS, как и прежде, когда люди полагались лишь на компас, основой для ориентирования на местности остается магнитное поле Земли, а именно — конфигурация его силовых линий, расходящихся от магнитных полюсов.
Именно относительно магнитных полюсов, один из которых расположен в Северном полушарии, а другой в Южном, определяется положение точек и объектов на поверхности Земли. Местоположение магнитных полюсов не совпадает в точности с географическими Северным и Южным полюсами, поэтому синяя стрелка компаса указывает на север не точно, а лишь приблизительно, отличаясь на величину магнитного склонения.
Карта изолиний магнитного склонения, построенная на основе модели WMM 2015. Звездочкой обозначено положение северного магнитного полюса
British Geological Survey
Это не было бы проблемой, если бы магнитные полюса находились всегда на одном и том же расстоянии от географических. Тогда введенная поправка легко устраняла бы это расхождение. Проблема заключается в том, что магнитные полюса Земли имеют свойство постоянно смещаться. Есть суточные циклические блуждания магнитных полюсов и их долгосрочный дрейф, который хорошо заметен на промежутках в месяцы и годы (эти смещения измеряются десятками километров).
Долгосрочные смещения магнитных полюсов, скорее всего, являются отражением изменений, происходящих на уровне глубинных процессов в ядре Земли. Внутренняя часть металлического ядра (внутреннее ядро) является твердой, а внешняя (внешнее ядро) состоит из жидких металлов. Согласно существующим воззрениям, именно внешнее ядро — вернее, динамо-механизм (эффект магнитного динамо), связанный с вихревыми токами, вызванными конвекцией жидких металлов в этой зоне, — отвечает за возникновение у нашей планеты магнитного поля. Поток жидкого железа в ядре Земли создает электрический ток, который, в свою очередь, создает магнитное поле.
Именно присутствие в составе планеты жидкого ядра является необходимым условием генерации магнитного поля, а сила этого поля определяется интенсивностью конвективных потоков в нем. У таких планет земной группы, как Меркурий и Венера, магнитное поле хоть и присутствует, но оно далеко не такое сильное, как у Земли. Скорее всего, этого связано с низкой интенсивностью конвективных потоков в жидких ядрах этих планет. Для Марса же зафиксирован лишь остаточный магнетизм — по-видимому, раньше у него было жидкое ядро, но впоследствии оно затвердело.
Перемещение северного магнитного полюса (яркие точки) относительно географического Северного полюса (туская точка справа внизу)
Положение магнитных полюсов Земли с учетом их дрейфа вычисляется в рамках глобальных моделей магнитного поля, создаваемых различными международными геофизическими организациями. Модели являются основой для профессиональных и военных морских и топографических карт и реально служат для навигации, их используют военные ведомства всех стран, в том числе министерства обороны США и стран НАТО. Самые известные из этих моделей — Международное геомагнитное аналитическое поле (International Geomagnetic Reference Field, IGRF) и Всемирная магнитная модель (World Magnetic Model, WMM). Каждые пять лет эти модели корректируются.
Последняя корректировка была в 2015 году, и модели должны были действовать до 2020 года. Однако резкое увеличение скорости смещения северного магнитного полюса, наблюдающееся в последние годы, заставляет специалистов пересмотреть модели досрочно. В частности, геофизические службы США и Великобритании собираются обновить Всемирную магнитную модель WMM2015 в самое ближайшее время.
По результатам ежегодной проверки модели WMM2015 в начале 2018 года исследователи из Национального управления океанических и атмосферных исследований США (National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA) и Британской геологической службы в Эдинбурге сделали заключение о том, что уровень ошибок в фиксации вариаций магнитного поля Земли, выдаваемых моделью, скоро превысит допустимый для навигационных систем предел.
Геометрия магнитного поля Земли увеличивает погрешности модели в местах, где поле меняется наиболее быстро, например в районе Северного полюса. Об этом сообщает журнал Nature.
В каждой точке поверхности Земли магнитное поле имеет вертикальную и горизонтальную составляющие, и стрелка компаса, поворачиваясь вокруг своей оси, выстраивается именно вдоль горизонтальной составляющей. Таким образом, стрелка всегда параллельна направлению силовых линий магнитного поля.
Угол, на который отклоняется стрелка под действием магнитного поля Земли в вертикальной плоскости, называется магнитным наклонением. На магнитном полюсе Земли силовые магнитные линии перпендикулярны поверхности, а магнитное наклонение равно 90 градусов. Из-за этого вблизи от магнитных полюсов Земли магнитный компас бесполезен для определения направления.
Общая схема силовых линий геомагнитного поля
Peter Reid, The University of Edinburgh
Магнитный полюс Северного полушария Земли был обнаружен в 1831 году английским полярным исследователем Джеймсом Россом в Канадском архипелаге (70 градусов 05 минут 00 секунд северной широты, 96 градусов 47 минут 00 секунд западной долготы). Магнитное наклонение в данной точке было равно 89 градусов 59 минут.
В 1841 году Джеймс Росс определил местоположение магнитного полюса Южного полушария Земли (75 градусов 05 минут 00 секунд южной широты, 154 градуса 08 минут 00 секунд восточной долготы), находящегося в Антарктиде. С тех пор положение магнитных полюсов относительно географических координат четко отслеживается.
В связи с несимметричностью магнитного поля Земли (наличием локальных магнитных аномалий) северный и южный магнитные полюса Земли не являются антиподальными (диаметрально противоположными) точками. Соответственно, они и смещаются по-разному. И если южный магнитный полюс движется со скоростью около 10 километров в год, то северный магнитный полюс, для которого ранее были характерны такие же скорости, в последние годы резко ускорил свое движение.
Сейчас северный магнитный полюс уже дрейфует со скоростью около 65 километров в год, и эта скорость только нарастает. В настоящее время он уже вышел за пределы 200-мильной зоны Канады, пересек Линию перемены дат и уверенно движется в сторону российского арктического побережья. При сохранении такой скорости северный магнитный полюс через 50 лет достигнет архипелага Северная Земля.
Если скорость смещения северного магнитного полюса сохранится, то новая Всемирная магнитная модель, которая будет готова к концу января, тоже прослужит не более двух лет.
Тем временем ученые работают над тем, чтобы понять причину столь резких изменений в картине геомагнитного поля и предсказать, как будут развиваться события дальше. Спутники миссии Swarm Европейского космического агентства (ESA) регулярно отслеживают из космоса пространственные изменения магнитосферы Земли.
Наблюдения показывают, что магнитное поле сейчас в среднем по планете ослабевает со скоростью около 20 нанотесла в год, то есть на 5 процентов в столетие. Это изменение, конечно, неравномерное — где-то поле и растет. Но в целом за прошлые 150 лет снижение составило 10 процентов.
Изменение геомагнитного поля за первое полугодие 2014 года по данным спутниковой группы Swarm
Такое ослабление магнитного поля Земли вместе с резким ускорением дрейфа магнитных полюсов может свидетельствовать и о приближении такого события, как инверсия магнитного поля Земли, когда произойдет так называемая переполюсовка — северный и южный магнитные полюса поменяются местами.
В ближайший к нам период геологической истории инверсии магнитного поля (переполюсовки) происходили в среднем четыре раза за миллион лет. Последний раз это случилось около 780 тысяч лет назад. А сто миллионов лет назад был период, когда поле оставалось в одной полярности почти 40 миллионов лет. За всю историю планеты произошло, по крайней мере, несколько сотен инверсий магнитного поля.
До сих пор в периодичности смены полюсов ученые не могли обнаружить никакой закономерности.
Информация об изменениях полярности — инверсиях магнитного поля — зафиксирована в горных породах и рудах, содержащих ферромагнитные минералы (магнетит, гематит, титаномагнетит), сохраняющие остаточную намагниченность, которая содержит информацию о состоянии магнитного поля Земли на момент формирования этих пород. Изучение остаточной намагниченности в разновозрастных породах является основанием для составления временной шкалы инверсий магнитного поля.
Существует мнение, что в момент смены полярности напряженность магнитного поля резко падает, из-за чего исчезает магнитная защита нашей планеты от потока ионизированных частиц, идущих от Солнца, — солнечного ветра. После смены полярности прежняя напряженность магнитного поля восстанавливается, по геологическим меркам, очень быстро — за первые десятки тысяч лет. Но этого времени вполне достаточно, чтобы на Земле погибло все живое. Некоторыми учеными инверсии магнитного поля рассматриваются в качестве одной из вероятных причин эпизодов массовых вымираний.
В любом случае, когда мы говорим о большой вероятности того, что полюса скоро поменяются местами, мы рассуждаем в масштабах геологического времени, где понятие «скоро» означает десятки тысяч лет. Да и сама смена полюсов — событие, происходящее не за одну минуту и даже не за сто лет. Во время переполюсовки общая картина геомагнитного поля нарушается, возникают несколько полюсов полярности, которые перемещаются, как бы «вытесняя» друг друга. На схеме ниже приведена построенная по результатам моделирования схема изменения магнитной полярности Земли в период инверсии магнитного поля.
Результаты численного моделирования магнитного поля Земли: слева — обычное состояние, справа — состояние магнитосферы Земли в период инверсии