0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Куда бежит магнитный полюс

Северный магнитный полюс Земли убегает от навигаторов (7 фото + 1 гиф)

Известно, что магнитные поля Земли постоянно смещаются, хотя ученые пока не знают точных причин этого явления. Принято считать, что их движение вызвано, с одной стороны, смещением полюсов, а с другой — перемещением гигантских масс расплавленного металла в ядре планеты. Однако эти объяснения лишь отчасти объясняют происходящее с магнитными полюсами на данный момент. По словам специалистов, северный магнитный полюс Земли смещается от Канады и практически прямолинейно движется в сторону Сибири. Причем в последнее время скорость его передвижения стала увеличиваться, достигнув аномального показателя в 50 километров в год. Проблема стала настолько острой, что ученые вынуждены спешно пересматривать карту земных магнитных полей — так называемую Мировую Магнитную Модель, которая используется для всех существующих сегодня систем навигации — от навигационных систем, с помощью которых корабли ходят по океанам, до привычных карт Google Maps в вашем смартфоне.

Традиционно пересмотр Мировой Магнитной Модели происходит раз в несколько лет. Последняя версия была создана в 2015 году. Планировалось, что она будет использоваться до 2020 году. Однако, по словам ученых, магнитное поле Земли меняется так быстро, что модель придется менять в самое ближайшее время. Изменение должно было произойти 15 января, но из-за правительственного кризиса в США оно было перенесено на 30 января.
«Северный магнитный полюс двигается со скоростью около 50 км в год. В период с 1900 по 1980 год его перемещения были незначительными, но за последние 40 лет они существенно ускорились», — говорит Сьяран Бегган, сотрудник британского геологического исследовательского центра в Эдинбурге.

Магнитное поле находится в постоянном движении. Северный магнитный полюс перемещается настолько активно, что при этом каждые несколько сотен лет полярность на Земле меняется, то есть, в конечном итоге, компас начнет показывать вместо севера на юг. «Ошибка постоянно увеличивается, — говорит Арно Шулья, специалист по земному магнетизму из Университета Колорадо в Боулдере, эксперт Национальной администрации по океану и атмосфере США. — В начале 2018 года мы провели очередную оценку Мировой Магнитной Модели и обнаружили, что, хотя прошло всего три года из традиционного пятилетнего цикла, она уже выходит за установленные рамки точности. Мы провели исследование причин столь быстро нарастающей ошибки и обнаружили, что она вызвана совокупным действием ускорения геомагнитной пульсации в 2015-2016 годах и быстрым изменением магнитного поля в районе Северного полюса».

«Яркой иллюстрацией изменений, происходящих в магнитном поле Земли, служит движение северного магнитного полюса в сторону России, которое с начала XXI века происходит с аномально высокой скоростью — около 50 км/ч, — говорит Шулья. —
Южный магнитный полюс, напротив, смещается очень медленно — его скорость менее 10 км в год. За последние несколько десятилетий его местоположение мало изменилось, и на изменение магнитного склонения оно почти не влияет».
В настоящий момент ученые уже ввели в Мировую Магнитную Модель новые данные. По словам экспертов, после того, как она будет введена в действие, на ее точность можно будет рассчитывать, по крайней мере, до момента очередных плановых изменений в 2020 году.
Произошедшие изменения уже зафиксированы спутниками.
Как рассказал Фил Ливермор, специалиста по земному магнетизму из Университета Лидса, на недавно прошедшей конференции Американского геофизического союза ученые отметили, что «местонахождение северного магнитного полюса, в большой степени, определяется двумя крупными магнитными полями, одно из которых находится под территорией Канады, а другое — под территорией Сибири, и в настоящее время Сибирь оказывается сильнее и выигрывает соревнование».

В последнее время ученые все чаще предсказывают возможный переворот земного магнитного поля, в результате которого северный магнитный полюс превратится в южный и наоборот. Подобное событие может иметь катастрофические последствия для земных электросетей. Кроме того, в этом случае защитный эффект магнитного поля Земли ослабевает, и земная жизнь подвергается гораздо большим дозам солнечной радиации и другим неприятным воздействиям космической погоды. Ранее предполагалось, что подобные перевороты случаются с интервалом в сотни тысяч лет, однако недавнее исследование позволяет предположить, что от данного события нас отделяют всего лишь столетия.
По оценкам ученых, переворот полюсов происходит каждые 200-300 тысяч лет. Однако, как утверждают исследователи, в последний раз на Земле подобное произошло 780 000 лет назад, так что мы уже превысили средние показатели.

«Магнитное поле Земли, существующее, как минимум, 3,45 миллиарда лет, — это щит, защищающий нас от солнечной радиации, — говорит профессор Робертс из исследовательского центра наук о Земле Национального университета Австралии. — Но даже при нынешнем сильном магнитном поле мы уязвимы перед солнечными бурями, способными ввергнуть в хаос наше общество, основанное на электричестве».
В недавнем исследовании специалисты Национального университета Австралии проанализировали палеомагнитные данные за период от 107 000 до 91 000 лет назад. Для этого они использовали анализ сталагмитов в одной из пещер на юго-западе Китая. Проведя магнитный анализ и радиометрию метрового сталагмита, ученые смогли получить данные о том, как вело себя магнитное поле в древности. Они обнаружили, что в этот период произошла смена земных магнитных полюсов. Процесс занял около двух столетий, при этом сила магнитного поля Земли уменьшилась примерно на 90%.

Ущерб, который может нанести подобный катаклизм электрическим и коммуникационным сетям планеты, по мнению ученых, обойдется в триллионы долларов. «Мы надеемся, что подобное случится лишь чрез несколько столетий, когда мы сможем разработать технологии, насколько возможно, минимизирующие ущерб», — говорит профессор Робертс.
Исследование австралийских ученых свидетельствует о том, что поведение магнитного поля планеты гораздо менее предсказуемо, чем считалось ранее. «Проведенная работа позволила получить интереснейшие данные о том, как вело себя магнитное поле в древности, — рассказывает профессор Робертс. — Как оказалось, в ту далекую эпоху оно изменялось гораздо быстрее, чем предполагалось ранее».

Наука

Биология

Грядут катаклизмы: магнитный полюс смещается к России

Ученые: магнитный полюс Земли смещается к России

Северный магнитный полюс Земли стремительно смещается к границам России, что грозит сбоями в работе GPS и другими проблемами. В последние годы этот процесс значительно ускорился.

Читать еще:  Как положить водяной теплый пол своими руками

Северный магнитный полюс Земли смещается со скоростью около 55 км в год, выяснили ученые из американского Национального института информации об окружающей среде, сообщается в исследовании Nature. Он движется от канадской Арктики в сторону Сибири, к Таймыру, и уже преодолел линию перемены дат — условную границу на поверхности Земли, проходящую от полюса до полюса, по разные стороны которой местное время отличается на сутки.

Прибытие магнитного полюса в точку ожидают через 30-40 лет. Традиционно об изменении в магнитном поле ученые объявляют раз в пятилетие. Однако ситуация в последнее время меняется настолько быстро, что уже сейчас специалистам пришлось обновить модель.

Если в 2000 году скорость смещения составляла порядка 15 км в год, то за 18 лет она выросла в три с лишним раза.

«Предполагалось, что пятилетнего срока будет достаточно, чтобы мы могли адекватно описать ситуацию. Но оказалось, что поле меняется гораздо быстрее и те данные, которые дает модель, уже не соответствуют тому, что происходит», — приводит слова заведующего комплексной геофизической обсерваторией «Паратунка» ИКИР ДВО РАН Сергея Хомутова «ТВ Центр».

Причину ускоренного движения магнитного поля сейчас как раз пытаются выяснить. Тот факт, что магнитное поле быстро сдвигается, повышает риск различных катаклизмов в регионе.

Кроме того, это влияет на организацию средств навигации и обеспечения безопасности перемещения кораблей и самолетов, нормальное функционирование электронных карт-схем на гаджетах и, в частности, системы GPS. Будут и другие последствия. Например, может существенно измениться место, откуда просматривается северное сияние. Его центром может стать Сибирь.

По мнению ученых, проблема заключается в сдвигах, происходящих глубоко внутри планеты. Большую часть магнитного поля производит жидкость в ядре Земли. Эти изменения влияют на происходящее наверху.

Например, в 2016 году магнитный полюс сдвинулся под северной частью Южной Америки и восточной частью Тихого океана.

Как подчеркивают ученые, известия о перемещениях магнитного северного полюса не новы. Он дрейфовал еще в 1800-х годах, установили исследователи.

«Нарушается прохождение радиоволн, нарушается радиосвязь. Есть такое с точки зрения прикладных значений — загоризонтная радиолокация. То есть у нас работает радиолокатор, который следит, не появились ли там летающие объекты, и при этом тоже нарушается их работа», — пояснил главный научный сотрудник НИИ Арктики и Антарктики Олег Трошичев.

Ученые отмечают, что южный магнитный полюс Земли также смещается, однако скорость его перемещения значительно ниже. В предыдущий раз полюса Земли полностью менялись около 780 тыс. лет назад.

«Бывают так называемые инверсии магнитного поля, когда происходит переполюсовка. Северный магнитный полюс меняется местами с южным. И имеются данные о том, что в этот момент, в момент переполюсовки магнитное поле практически выключается», — отметил заместитель директора Института физики Земли им. Шмидта РАН, доктор геолого-минералогических наук Роман Веселовский.

глобальное потепление к концу XXI века приведет к изменению цвета Мирового океана, что связано с изменением количества фитопланктона в водах.

Такие водоросли поглощают и отражают свет, а из-за потепления океанов их количество будет сокращаться, отмечают ученые. К 2100 году изменение цвета вод Мирового океана составит около 50%. Поскольку хлорофилл в фитопланктоне придает океану зеленоватый оттенок, вода к концу века станет более голубой.

По словам исследователей, это станет одним из первых видимых проявлений того, что деятельность человека привела к изменению экологии океана.

В январе специалисты измерили глубину естественного резервуара с водой на территории китайского города Саньша и пришли к выводу, что глубина гигантского природного колодца является рекордной. Об этом сообщил Государственный центр океанического прогнозирования окружающей среды Китая. По данным ученых, глубина природного резервуара немного превосходит 300 м. Предыдущий рекордсмен, голубая дыра Дину на Багамских островах, имеет глубину около 200 м.

Ученые сдвинут магнитный полюс Земли

А полярное сияние скоро смогут наблюдать жители России по всей стране

14.01.2019 в 17:42, просмотров: 13378

Вопрос о смещении Северного магнитного полюса в мире стоит уже давно. Однако в последние годы скорость такого движения стала просто сенсационной — более 60 километров в год, и есть тенденция к ее росту. Сейчас магнитный полюс дрейфует по Атлантическому океану, но если так пойдет дальше, то через несколько лет «главная точка отсчета севера» «приплывет» к берегам России в районе Таймыра. Ученые утверждают, что такое интенсивное изменение магнитного поля необходимо учитывать в навигационных системах, в особенности в авиации и в судовождении в Арктике. И сегодня, 15 января, они соберутся на экстренное совещание, чтобы в ближайшее время скорректировать модель магнитного поля из-за значительных изменений.

Последний раз Международная справочная модель магнитного поля Земли обновлялась в 2015 году, и геофизики расчитывали обновить ее вновь лишь в 2020-м. Но планы поменялись.

Из школьного курса географии мы знаем про Северный и Южный полюсы, хотя Северный магнитный полюс — едва ли не более значимая величина. В 1970 году прошлого столетия этот полюс располагался на территории Канады, где находился с момента начала прямых наблюдений в 1831 году. В 2000-х он покинул Канаду и начал двигаться в направлении России. В начале 2018 года ученые из США и Британии провели ежегодный анализ, как модель фиксирует все вариации магнитного поля Земли, и выяснили, что относительно новая карта 2015 года уже утратила требуемую точность и требует скорейшего обновления.

Причина ускорения процессов до сих пор остается предметом научных исследований. Так или иначе, быстрое изменение магнитного поля приводит к очевидным техническим сложностям. Даже в эпоху глобальных навигационных спутниковых систем (GPS или ГЛОНАСС) сохраняются требования к использованию навигации традиционным способом — по компасу, на показания которого и влияет расположение магнитных полюсов. Международная справочная модель (International Geomagnetic Referenced Field) — подробная карта земного магнитного поля, может дать точный ответ на вопрос, куда показывает стрелка компаса в каждой точке планеты. Именно эту модель и будут модифицировать досрочно.

Читать еще:  Установка для полиуретановой пены своими руками

Как эти явления могут сказаться на нас, простых смертных? Какая разница, по сути, где этот магнитный полюс находится? Об этом мы спросили у заведующего лабораторией Института динамики геосфер РАН Андрея ЛЯХОВА.

— На самом деле как-то перестраивать работу придется только в сфере авиации. Конечно современный лайнер оборудован целым рядом систем навигации. Однако каждый пилот должен уметь управлять самолетом и по магнитному компасу, если что-нибудь случится с системой спутниковой навигации или с радиомаяками. Прецеденты уже были, — рассказывает Андрей Николаевич. — К примеру, придерживаться магнитного курса полосы нужно при заходе на посадку. В этом случае расхождение реального градуса, под которым самолет приземляется, и того, что показывает компас, недопустимо. Сейчас, насколько я знаю, у каждого пилота есть планшет, где в электронном виде перед вылетом загружаются все данные аэронавигации. Существует международная служба, которая своевременно обновляет все цифры, так что, думаю, никаких проблем с этим не будет.

Куда более важная проблема, по мнению Ляхова, это то, почему России не может создать свою магнитную модель.

— Последний раз магнитные съемки на территории РФ проводились еще во времена Советского Союза в конце 1979 года, — объясняет ученый. — С тех пор мы вынуждены доверять той картинке, которую присылают нам из-за границы. То есть мы пользуемся американской моделью.

Конечно, ничего критичного в этом нет — такой мировой моделью пользуются и другие страны мира. Просто, по мнению ученого, раз у нашей страны огромная территория и достаточно возможностей, чтобы производить собственные исследования, почему бы это не использовать.

Что же касается нас с вами, то столь активному перемещению Северного магнитного полюса к берегам Сибири мы может только порадоваться. Ведь чем ближе он к нам, тем чаще жители России сможет увидеть на небе такое красивое природное явление как Северное сияние.

Заголовок в газете: Магнитный полюс плывет на Таймыр
Опубликован в газете «Московский комсомолец» №27878 от 15 января 2019 Места: Россия, США, Арктика, Канада

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.

Читать еще:  Свойства и особенности использования грунтовки аквастоп

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

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector