Сибирская сила. Что на самом деле сдвигает «северный» магнитный полюс
Где-то глубоко под Канадой расположен особо важный гигантский сгусток раскалённого железа, который сотни тысяч лет обеспечивал планете стабильный магнитный щит. А вот теперь за считаные десятилетия он просто раздробился надвое. Так что скоро всё перевернётся с ног на голову?
Вообще-то, сейчас всё и так вверх дном. То есть давайте всё-таки определимся, что на сегодняшний день уже эдак 780 тысяч лет на севере, в краю белых медведей, находится ЮЖНЫЙ магнитный полюс Земли. Дело обстоит примерно так. Все магниты на свете устроены одинаково: они создают вокруг себя такое силовое поле, в котором постоянно движутся электрические заряды, и мчатся они не как-нибудь, а в строго определённом направлении. А именно северным полюсом и, стало быть, буквой N (North — север) принято обозначать то место, откуда эти заряды всё время вылетают. Они вылетают во всех направлениях, а далее как бы огибают магнит и входят в него с обратной стороны. Эта обратная сторона, соответственно, считается югом — S (South).
Так вот. Земля — это тоже магнит, и у этого магнита электрические заряды идут из Антарктиды к экватору и далее до самой Арктики, где и возвращаются на круги своя. То есть магнитный север находится там, где пингвины.
На самом деле это очень просто. В компасе тоже есть магнит, и N написано как раз там, откуда берёт в нём своё начало круговорот силовых линий. Самое главное при этом — помнить, что одинаковые магнитные полюса, они что? Правильно, отталкиваются. А разные притягиваются. И компас указывает нам направление благодаря тому, что полюсы исполинского магнита в недрах Земли притягивают к себе свои полные противоположности. Буква N компаса действительно указывает примерно в сторону географического Северного полюса Земли, туда, где Северный Ледовитый океан. Но она указывает туда потому, что стремится к букве S нашей планеты. Сами посудите: было бы наоборот, N смотрела бы в другую сторону.
Теперь следующий вопрос. За какие грехи нам такая путаница? Географический полюс — там, магнитный — сям, а есть ведь ещё геомагнитный, и он вообще в третьем месте. В общем, так: географические полюсы — это места, через которые проходит воображаемая ось вращения Земли. Насчёт магнитных мы уже примерно поняли: очевидно, магнит внутри планеты мало того что стоит на голове, он ещё и не строго по линии оси расположился. А геомагнитный — это условная точка, где, ПО ИДЕЕ, мог бы находиться магнитный полюс в соответствии с принятой научной моделью земной магнитосферы. То есть он, может, и был бы там, если бы земной магнит был, скажем, идеально ровным и с ним никогда ничего не происходило.
Но на самом деле в недрах планеты постоянно что-то творится. Особенно в последнее время. Вот, к примеру, на карте внизу точка с надписью «1831» — это мыс Аделаида на полуострове Бутия в канадских арктических широтах. Именно там в 1831 году британский военный моряк Джеймс Росс вместе со своим дядей капитаном Джоном Россом зафиксировали строго вертикальное направление силовых линий магнитного поля Земли. Для этого использовали особый прибор под названием инклинатор — вы можете видеть его на портрете Джеймса Росса (чуть ниже). В нём магнитная стрелка особым образом свободно подвешена вертикально и под действием земного магнетизма располагается под тем или иным углом. Где угол ровно 90 градусов, там и есть полюс. Британцы тогда задокументировали 89°59′. В историю это вошло как открытие СЕВЕРНОГО магнитного полюса просто потому, что находится он на севере. А с точки зрения физики, повторимся, он южный.
Смещение магнитного полюса Земли в северных широтах. Фото © Wikipedia
Портрет британского исследователя Джеймса Кларка Росса. Фото © Wikipedia
Позднее на карту нанесли результаты последующих экспедиций — 1904 года, 1948-го и так далее. И, как мы видим, магнитный полюс явно куда-то уплывает. Самое недавнее наблюдение состоялось в 2007 году. С тех пор расчёты ведутся на основании научного моделирования. Как мы помним, мир встал на уши в декабре 2019 года после публикации Национального управления океанических и атмосферных исследований США. Тогда учёные показали обновлённую всемирную магнитную модель. На основании имеющихся данных исследователи составили маршрут путешествия магнитного полюса по северным широтам планеты. Примечательно, что он практически идеально совпадает с точками, где в разные годы действительно фиксировали магнитный полюс. Исходя из этой картины получается, что в ближайшие десятилетия он будет неуклонно двигаться к российским берегам со скоростью примерно 40 километров в год и к середине столетия достигнет Сибири.
По большому счёту природа магнитного поля Земли и вообще планет остаётся не до конца разгаданной загадкой. Пока что самой убедительной считают теорию геодинамо. Выглядит она примерно так. В самом сердце планеты находится твёрдое ядро диаметром где-то 2600 километров. Это внутреннее ядро. А вокруг него слой расплавленного железа почти такой же толщины — внешнее ядро. В этой раскалённой жиже происходит конвекция, то есть более горячие потоки постоянно стремятся наружу, закручиваются в гигантские спирали, трутся друг о друга и тем самым создают электрические заряды. А где ток, там и магнитное поле.
Благодаря возможностям современной науки учёные могут наблюдать за поведением отдельных участков жидкого земного ядра. В частности, они убеждены, что под Канадой расположен внушительный сгусток расплавленного вещества в виде «лепестка», а ещё один находится в недрах под Сибирью. Так вот, по данным опубликованного исследования, за последние 20 лет канадский «лепесток» сначала сильно вытянулся, а потом и вовсе раздвоился. Соответственно, каждая из образовавшихся половинок теперь создаёт заметно меньшее магнитное поле. Притом одна из них стала потихоньку перебираться как раз в сторону Сибири. Там «кусок» тоже неслабый, а с учётом приближающегося подкрепления становится всё более мощным. Геофизики склоняются к тому, что такой внутренней силой Россия и перетягивает к себе магнитный полюс.
Однако имеется версия, что в Сибири всё это не кончится и мы с вами имеем дело с инверсией магнитных полюсов. То есть они в один прекрасный момент поменяются местами. То, что такое возможно, научный факт: ещё в 1906 году во Франции нашли древние горные породы, намагниченные не так, как более современные, а противоположным образом. То есть были такие времена, когда северный магнитный полюс был и правда северным. Согласно современным представлениям, подобные перевороты — явление крайне редкое и за всю историю человечества такого не случалось. Считается, что последняя инверсия произошла 780 тысяч лет назад.
Надо сказать, что в основном учёные воздерживаются от утверждений, что мы все умрём. Впрочем, признают, что в подобных передвижениях хорошего тоже мало — как минимум магнитное поле слабеет, а это значит, что планета становится менее защищена от убийственной космической радиации. И действительно, по данным Европейского космического агентства, магнитное поле планеты неуклонно ослабевает с такой скоростью, которая означает потерю около 5% его силы за столетие. При таком раскладе через несколько веков земной жизни вполне может грозить опасность.
Северный магнитный полюс стремится в Сибирь. Что это значит?
В отличие от географических полюсов, магнитные имеют свойство свободно гулять на десятки километров в год. В 2019 году это движение было столь быстрым и неожиданным, что ученым, которые отвечают за Всемирную магнитную модель, пришлось экстренно корректировать представление магнитного поля Земли. Скорость смещения за последние 20 лет выросла с 15 километров в год до 55. Чем грозит столь быстрый дрейф магнитного полюса?
В смещении северного магнитного полюса ничего необычного нет. Когда в ходе экспедиции в 1821 году впервые обнаружили непосредственную точку, куда указывает компас, она находилась на полуострове Бутия в канадской Арктике. Через 70 лет норвежец Амундсен заново открыл северный магнитный полюс в 50 километрах от первой локации. Следующие 90 лет полюс мигрировал на север со скоростью примерно 15 километров в год.
А вот в 1990-х движение точки, в которую указывают все наши компасы, только ускорялось. К 2017 году эта точка преодолела географический Северный полюс и продолжает двигаться в сторону Сибири и полуострова Таймыр. За это время скорость перемещения выросла в четыре раза и сейчас составляет 50—60 километров в год.
«К 2040 году все компасы, вероятно, будут указывать восточнее истинного севера, — рассказывал ученый Кьяран Бегган из Британской геологической службы, которая отслеживает перемещение северного магнитного полюса. — Последние 350 лет магнитный север скитался по одной и той же части Канады».
Геологическая служба совместно с коллегами из США занимается сбором информации для Всемирной магнитной модели — крупномасштабного пространственного представления магнитного поля Земли.
Эта магнитная оболочка вокруг нашей планеты защищает все живое от смертоносного и разрушительного солнечного излучения. Не будь ее, Земля сегодня могла бы выглядеть как Марс: солнечный ветер сдул бы живительную атмосферу и лишил планету океанов и растительности.
Во время экспедиций автоматических аппаратов к Марсу было выявлено, что магнитное поле этой планеты обладает напряженностью в 500 раз слабее земного. Оно крайне неустойчивое.
Инверсия полюсов
Магнитное поле Земли также может ослабевать в случаях, когда происходит инверсия: северный и южный магнитные полюсы меняются местами, а стрелка компаса начинает указывать в противоположном направлении. За историю существования человека как живого вида такого не случалось.
Однако в истории планеты инверсии магнитного поля бывали, и случалось это не раз. За последние 80 млн лет ученые насчитали 183 таких разворота. И носили они статистически абсолютно случайный характер, никаких закономерностей или периодичности ученые в ходе изысканий не обнаружили.
При этом сильно различаются и оценки того, насколько быстро происходили подобные развороты. Некоторые специалисты подсчитали, что в среднем на завершение разворота нужно 7 тыс. лет. Последний разворот, который имел место 780 тыс. лет назад, произошел за 22 тыс. лет, как считают ученые.
Хотя бывали и случаи, когда разворот случался всего за несколько сотен лет. Так было, например, в конце последнего ледникового периода, примерно 41 тыс. лет назад. Речь про событие, которое получило название палеомагнитного экскурса Лашамп-Каргаполово. Это была не полная инверсия, а экскурс: полярность сменилась, но магнитное поле вскоре восстановило прежнюю полярность.
Немецкий исследовательский центр наук о Земле в 2012 году опубликовал работу, посвященную этому событию. Ученые писали, что 41 тыс. лет назад компас в районе Черного моря указывал на юг. Как об этом узнаю́т? По анализу намагниченности океанических отложений и лавовых потоков.
«Геометрия поля обратной полярности с силовыми линиями, ориентированными в противоположном направлении по сравнению с сегодняшней конфигурацией, просуществовала всего около 440 лет, и это было связано с напряженностью поля, которая составляла только четверть от сегодняшней», — рассказывал один из ведущих авторов работы Норберт Новачик.
Фактическая смена полярности длилась всего 250 лет. С точки зрения геологических масштабов времени это очень быстро.
В этот период магнитное поле было еще слабее — всего 5% от его нынешней напряженности. Как итог, Земля почти полностью лишилась своего экрана, защищающего ее от жестких космических лучей, значительно выросло радиационное воздействие. Это подтверждается пиками радиоактивного бериллия, который был обнаружен в кернах льда, извлеченных из ледникового щита в Гренландии. Они возникли в результате столкновения высокоэнергетических протонов с атомами в атмосфере планеты.
Ученые отмечают, что в последние 200 лет магнитное поле Земли уменьшилось примерно на 10%. Вкупе с ускорившимся дрейфом северной точки можно было бы спекулировать о том, что грядет смена магнитных полюсов планеты. Однако процесс этот может быть столь долгим, что к моменту полной инверсии человеческая цивилизация будет выглядеть совершенно иначе.
Но падение напряженности магнитного поля, которое сопровождает инверсию, делает Землю менее защищенной от враждебного космического излучения. Вскоре после того, как были составлены первые хронологические карты инверсий, ученые начали сопоставлять их с известными массовыми вымираниями на планете.
И действительно, некоторые периоды инверсий совпадали с периодами геологических катастроф и значительным сокращением биоты. Но из-за крайней сложности подобных исследований и недостатка информации обнаружить какие-либо четкие взаимосвязи практически невозможно. Ведь инверсия может быть не причиной, а следствием подобного вымирания, которое началось в результате падения крупного астероида, последовавшей вулканической активности и инверсии.
Что известно точно, так это то, что смещение северного магнитного полюса будет означать и смещение полярных сияний. Кто знает, где будут наблюдать их в ближайшие тысячи или сотни лет.
Почему магнитный полюс дрейфует?
Чем ученые объясняют смещение северного магнитного полюса? Надо понимать, что магнитное поле создается благодаря богатому железом ядру планеты, которое находится в постоянном вращении. Как у любого магнетика, у него есть юг и север. Магнитный полюс — это место, где поле проходит перпендикулярно поверхности Земли и где свободно вращающаяся магнитная стрелка будет указывать ровно вниз.
Из учебников физики мы знаем, что силовые линии магнитного поля входят в южный полюс и выходят из северного. Так что с точки зрения науки на севере у нас на самом деле находится южный магнитный полюс, а на юге — северный. Но земляне договорились отказаться от этой условности, чтобы избежать путаницы. Так что давайте перевернем страницу и забудем этот шаг в сторону от повествования.
Филип Ливермор с коллегами из Университета Лидса в Великобритании в относительно свежей научной работе пришли к выводу, что движение магнитного полюса на севере связано с «перетягиванием каната» между двумя участками отрицательного магнитного поля под Канадой и Сибирью. В последние годы канадское пятно значительно ослабло, что позволило сибирскому потянуть полюс в своем направлении. В следующий десяток лет полюс продолжит двигаться в сторону Сибири и пройдет расстояние в 660 километров.
«В период с 1999 по 2019 год на сибирском пятне наблюдалось незначительное усиление, а на канадском участке значительно снизилось абсолютное значение», — комментирует Ливермор.
Команда ученых смоделировала это изменение напряженности, чтобы выяснить, что за изменения в ядре Земли их вызвали, и пришли к выводу, что примерно в 1970-х годах в ядре произошло изменение потока жидкого железа.
В последние 7 тыс. лет северный магнитный полюс хаотично перемещался вокруг географического, следуя непредсказуемым потокам железа в ядре. И куда бы он ни двинулся сейчас, можно с уверенностью сказать, что вряд ли он останется там надолго.
Читайте также:
Наш канал в Telegram. Присоединяйтесь!
Есть о чем рассказать? Пишите в наш Telegram-бот. Это анонимно и быстро
Этот день в истории: 1831 год — открыт Северный магнитный полюс Земли
1 июня 1831 года английский полярный исследователь Джон Росс в Канадском архипелаге, на полуострове Бутия, на мысе Аделаида открыл магнитный полюс Северного полушария Земли. Измеренное Россом магнитное наклонение в указанной точке было равно 89°59.
Северный магнитный полюс является условной точкой в северной полярной области земной поверхности, в которой магнитное поле Земли направлено строго вниз (под углом 90° к поверхности).
Расположение северного магнитного полюса не совпадает с географическим северным полюсом. Примерно с начала XVII века полюс располагается под паковыми льдами в границах нынешней канадской Арктики. Это приводит к тому, что стрелка компаса показывает на север не точно, а лишь приблизительно.
Северный магнитный полюс смещается в северном — северо-западном направлении, кроме того, в течение суток он описывает на поверхности Земли овал с размером большой оси до 85 км. Таким образом любые его координаты являются временными и неточными. Со второй половины XX века полюс довольно быстро движется в сторону Таймыра. В 2009 году скорость движения северного полюса составляла 64 километра в год.
Противоположностью северного магнитного полюса является южный магнитный полюс, который расположен в Антарктике. В связи с асимметричностью магнитного поля Земли, магнитные полюса не являются антиподальными точками.
Северный магнитный полюс был открыт 1 июня 1831 года Джоном Россом, во время его полярной экспедиции на пароходе «Виктория» (1829—1833), в ходе которой, кроме самого полюса были открыты полуостров Бутия и земля короля Вилиама.
Правда, из-за своего вечного дрейфа, к настоящему времени полюс уже не находится на территории Канады. Об этом еще в 2005 году сообщил руководитель геомагнитной лаборатории канадского министерства природных ресурсов Ларри Ньюит.
Согласно его данным северный магнитный полюс Земли, как минимум 400 лет «принадлежавший» Канаде, «покинул» эту страну. Магнитный полюс, имеющий свойство перемещаться и примерно с начала XVII века располагавшийся под паковыми льдами в границах нынешней канадской Арктики, вышел за пределы 200-мильной зоны Канады.
По некоторым прогнозам, при сохранении современного направления и темпа перемещения в 64 км в год, полюс может сместиться в сторону России и достичь побережья Таймыра к 2040—2045 гг.
Северный магнитный полюс
Северный магнитный полюс — условная точка на земной поверхности, в которой магнитное поле Земли направлено строго вниз (под углом 90° к поверхности). Следует отметить, что с физической точки зрения этот полюс является «южным», поскольку притягивает северный полюс стрелки компаса.
Содержание
Расположение
Расположение северного магнитного полюса не совпадает с географическим северным полюсом. Примерно с начала XVII века полюс располагается под паковыми льдами в границах нынешней канадской Арктики. Это приводит к тому, что стрелка компаса показывает на север не точно, а лишь приблизительно.
Противоположностью северного магнитного полюса является южный магнитный полюс, который расположен в Антарктике. В связи с несимметричностью магнитного поля Земли, магнитные полюса не являются антиподальными точками.
Полярность
Традиционно конец магнита, указывающий направление на север, называется северным полюсом магнита, а противоположный конец — южным. Известно, однако, что одинаковые полюса отталкиваются, а не притягиваются. Из этого следует, что северный магнитный полюс на самом деле физически является южным.
История
В 1831 году английским полярным исследователем Джоном Россом в Канадском архипелаге был открыт магнитный полюс — область, где магнитная стрелка занимает вертикальное положение, то есть наклонение равно 90°. В 1841 году Джеймс Росс (племянник Джона Росса) достиг другого магнитного полюса Земли, находящегося в Антарктиде.
См. также
Примечания
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Северный магнитный полюс» в других словарях:
северный магнитный полюс — šiaurės magnetinis polius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. north magnetic pole vok. magnetischer Nordpol, m; nordmagnetischer Pol, m rus. магнитный северный полюс, m; северный магнитный полюс, m pranc. pôle nord de l’aimant, m … Fizikos terminų žodynas
Северный геомагнитный полюс — Северный магнитный полюс условная точка на земной поверхности, в которой магнитное поле Земли направлено строго вертикально (под углом 90° к поверхности). Содержание 1 Расположение 2 Полярность 3 Источники 4 Ссылки … Википедия
МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС — МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС, одна из двух воображаемых точек на поверхности, например, Земли, где магнитное поле направлено вертикально вниз на северном полюсе и вверх на южном. Магнитные полюса смещены относительно географических, причем смещены по разному … Научно-технический энциклопедический словарь
Магнитный полюс — Сюда перенаправляется запрос «Геомагнитный полюс». На эту тему нужна отдельная статья … Википедия
Магнитный полюс — участок поверхности намагниченного образца (магнита), на котором нормальная составляющая намагниченности (См. Намагниченность) Jn отлична от нуля. Если Магнитный поток в образце и окружающем пространстве изобразить графически с помощью… … Большая советская энциклопедия
МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС — область магнита с макс. намагниченностью. Каждый магнит имеет два М. п. северный (обозначается N), или положит., и южный (S), или отрицат. Одноименные М. п. отталкиваются, разноименные притягиваются. Назв. северный и южный обусловлены тем, что… … Естествознание. Энциклопедический словарь
Южный магнитный полюс — У этого термина существуют и другие значения, см. Магнитный полюс. 1. Южный полюс 2. Южный магнитный полюс (2007) 3. Южный геомагнитный полюс 4. Южный полюс недоступности … Википедия
Северный Полюс — точка, в которой воображаемая ось вращения Земли пересекает её поверхность в Северном полушарии. Северный полюс расположен в центральной части Северного Ледовитого океана, где глубина не превышает 4000 м. Круглый год в районе Северного полюса… … Википедия
МАГНИТНЫЙ — МАГНИТНЫЙ, магнитная, магнитное (физ.). 1. прил. к магнит. Магнитные свойства. Магнитное поле (пространство вокруг магнита, в котором обнаруживается его действие). || Обладающий свойствами магнита. Магнитная стрелка. Магнитные тела. Магнитный… … Толковый словарь Ушакова
Северный полюс — У этого термина существуют и другие значения, см. Северный полюс (значения). Координаты: 90° с. ш. 0° в. д. / 90° с. ш. 0° в. д. … Википедия
Четыре северных полюса Арктики
Арктика уникальное место на нашей планете. Тут находятся сразу четыре северных полюса – географический, магнитный, полюс холода и полюс недоступности.
Северный географический полюс
Географический полюс лежит в центре Ледовитого океана, прямо напротив Южного полюса. Его ещё называют Вершиной мира. Географические координаты Северного полюса 90°00′00″ северной широты. Здесь одновременно сходятся все меридианы, поэтому долготы он не имеет. Куда бы вы ни отправились, вы будете идти на юг. А ещё там нет времени, поэтому принято определять время по Гринвичу или можно пользоваться часовым поясом своей страны. На Северном полюсе Солнце стоит над горизонтом в течение полугода, а затем начинает плавно снижаться и наступает полярная ночь, которая длится шесть месяцев. Среднегодовая температура воздуха тут около минус сорока градусов в зимний период, и около нуля градусов в летний.
Под Северным полюсом нет земной тверди, только толстый слой льда Северного Ледовитого океана.
Северный магнитный полюс
Местоположение магнитного полюса отличается от географического Северного полюса – он располагается на несколько сотен километров южнее.
Северный магнитный полюс – символическая отметка на плоскости Земли, где силовые линии магнитного поля планеты устремлены под углом в девяносто градусов к её поверхности. Именно в эту точку сюда стремится стрелка магнитных компасов, но указывает на север лишь приблизительно, потому что расположение магнитного полюса переменчиво.
Исследования показали, что с конца 20 века полюс постоянно сдвигается в направлении российского полуострова Таймыр, поэтому его координаты носят временный характер.
Северный полюс недоступности
Полюс недоступности – это место, находящееся на максимальном отдалении от всех существующих транспортных путей и береговой линии со всех сторон. Он расположился в 661 км от северного географического полюса в многолетних льдах Северного Ледовитого океана, а до ближайшей суши более тысячи километров.
В 1941 советские исследователи стали первыми, кто посетил северный полюс недоступности. Экспедицией руководил лётчик Иван Черевичный, имевший богатый опыт арктических полётов. За 144 лётных часа переоборудованный самолёт-лаборатория СССР-Н-169 покрыл расстояние в 26 тысяч километров и достиг района полюса относительной недоступности.
Северный полюс холода
Полюсом холода называется самое холодное место на планете. В Восточной Сибири есть территория, где температура воздуха бывает ниже, чем на Северном полюсе. Это своеобразный «треугольник холода» на территории Якутии – Верхоянск, Оймякон и Делянкир. Это места с рекордно низкими температурами: Верхоянск – по абсолютному минимуму температуры воздуха, село Делянкир – по среднегодовой температуре воздуха, посёлок Оймякон – по среднемесячной температуре самого холодного месяца в году – января.
Название «Оймякон» с эвенского переводится как «незамерзающая вода». Парадокс, но так оно и есть. Даже при экстремально низких температурах, из-под земли там бьют горячие ключи, которые образовывают на поверхности тёплые ручьи и заводи.
