+7 (499) 938-65-94  Москва

+7 (812) 467-43-31  Санкт-Петербург

8 (800) 350-96-82  Остальные регионы

Бесплатная консультация с юристом!

Где расположены магнитные полюса земли

В конце 16-го века английский ученый Уильям Гилберт догадался: раз «северный» конец стрелки компаса указывает всегда на север, значит, Земля является огромным магнитом. Поведение магнитов издавна представлялось людям загадочным, поэтому книга Гилберта «О магните, магнитных телах и большом магните — Земле» сразу приобрела широкую известность.

Северный полюс магнита притягивается к южному полюсу другого магнита, поэтому из того, что северный конец магнитной стрелки указывает на север, мы приходим к выводу, что вблизи северного географического полюса Земли находится ее южный магнитный полюс.

Северный же магнитный полюс Земли расположен вблизи ее южного географического полюса.

Однако так было не всегда: раскопки, по которым можно проследить намагничивание ископаемых в разные геологические эпохи, свидетельствуют, что магнитные полюса Земли движутся. А когда-то Земля даже была «намагничена наоборот»!

Хотя земной магнетизм открыт более четырех веков назад, он до сих пор остается загадкой: ученые высказывают различные предположения о происхождении земного магнетизма, но к единому мнению они пока не пришли.

Географический и магнитный Северный полюс Земли

Location shot of ‘The North Pole’

На Земле есть два северных полюса (географический и магнитный), оба из которых находятся в Арктическом регионе.

Географический Северный полюс

Самая крайняя северная точка на поверхности Земли — это географический Северный полюс, также известный как Истинный Север. Он расположен на 90º северной широты, но не имеет конкретной линии долготы, поскольку все меридианы сходятся на полюсах. Ось Земли соединяет северный и южный полюса, и является условной линией, вокруг которой вращается наша планета.

Географический Северный полюс находится примерно в 725 км (450 милях) к северу от Гренландии, в середине Северного Ледовитого океана, глубина которого в этой точке составляет 4087 метров. Большую часть времени Северный полюс покрывает морской лед, но в последнее время вода была замечена вокруг точного расположения полюса.

Все точки являются южными! Если вы стоите на Северном полюсе, все точки расположены к югу от вас (восток и запад не имеют значения на Северном полюсе). В то время как полный оборот Земли происходит за 24 часа, скорость вращения планеты уменьшается по мере удаления от экватора, где она составляет около 1670 км в час, а на Северном полюсе, вращение практически отсутствует.

Линии долготы (меридианы), которые определяют наши часовые пояса, настолько близки к Северному полюсу, что временные зоны здесь не имеют смысла. Таким образом, Арктический регион использует стандарт UTC (скоординированное всеобщее время) для определения местного времени.

Из-за наклона земной оси Северный полюс испытывает шесть месяцев круглосуточного дневного света с 21 марта по 21 сентября и шесть месяцев темноты с 21 сентября по 21 марта.

Магнитный Северный полюс

Расположенный приблизительно в 400 км (250 милях) к югу от истинного Северного полюса, и по состоянию на 2017 год находится в пределах 86,5° северной широты и 172,6° западной долготы.

Это место не фиксировано и постоянно движется, даже на ежедневной основе. Магнитный Северный полюс Земли является центром магнитного поля планеты и точкой на которую указывают обычные магнитные компасы. Компас также подвержен магнитному склонению, которое является результатом изменения магнитного поля Земли.

Из-за постоянных сдвигов магнитного Северного полюса и магнитного поля планеты, при использовании магнитного компаса для навигации, необходимо понимать разницу между магнитным севером и истинным севером.

Магнитный полюс был впервые определен в 1831 году, в сотнях километрах от современного местоположения. Канадская национальная геомагнитная программа контролирует движение магнитного Северного полюса.

Кто первым достиг Северного полюса?

Роберт Пири, его партнер Мэтью Хенсон и четверо инуитов, считаются первыми людьми, которые достигли географического Северного полюса 9 апреля 1909 года (хотя многие предполагают, что они пропустили точный Северный полюс на несколько километров).
В 1958 году ядерная подводная лодка Соединенных Штатов Наутилус была первым судном, пересекшим Северный полюс. Сегодня над Северным полюсом летают десятки самолетов, осуществляющие перелеты между континентами.

Это интересно:  Применение оружия часовым на посту

Северный магнитный полюс «убегает» на Таймыр: ученые в недоумении

В 2007 году полюс покинул территорию Канады, где находился с момента начала прямых наблюдений в 1831 году и, видимо, еще несколько веков до того. В настоящее время он направляется в сторону Таймыра, куда может прибыть через несколько десятилетий, если направление и скорость его движения за это время не изменятся.

Скорость движения полюса в настоящее время составляет 64 километра в год. Всего пару десятков лет назад она была впятеро меньшей.

Wikipedia Путь северного магнитного полюса. Красными точками отмечены места прямых наблюдений, синей линеей — реконструкция по палеомагнитным данным

Его перемещения приводят к очевидным техническим неудобствам. Земное магнитное поле, даже в эпоху GPS, продолжает использоваться для нужд навигации. Традиционным способом — по компасу. На показания компаса, разумеется, влияет реальная конфигурация поля, в первую очередь — расположение магнитных полюсов.

Для нужд магнитной навигации ученые раз в несколько лет составляют Мировую Магнитную Модель (World Magnetic Model) — подробную карту земного магнитного поля, должную дать точный ответ на вопрос, куда показывает стрелка компаса в каждой точке планеты. Действующая модель, построенная в 2015 году, должна была служить до 2020 года, однако, уже к началу 2018 года ее погрешности стали слишком большими.

Wikipedia Так выглядела WMM в 2010 году

Проблема частично связана с движущимся полюсом, а частично — с другими сдвигами в глубине планеты. Расплавленное железо, циркулирующее в ядре Земли, генерирует большую часть магнитного поля, которое меняется по мере изменения глубинных потоков. В 2016 году, например, магнетизм временно усилился глубоко под севером Южной Америки и восточной частью Тихого океана.

Все это означает, что геофизикам придется готовить новую модель. Ожидается, что она будет готова к концу января и прослужит пару лет, вместо ранее присущих данных моделям пятилеток.

Ознакомиться с подробностями можно в сообщении , опубликованном на сайте Nature.

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.

Это интересно:  Куда платить налоги ип

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.

Это интересно:  Если закончилась страховка и произошло дтп

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

Статья написана по материалам сайтов: natworld.info, www.popmech.ru, nplus1.ru.

»

Помогла статья? Оцените её
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars
Загрузка...
Добавить комментарий

Adblock detector