Магнитные полюса Земли

Магнитные полюса Земли – это условные точки. Они необходимы для того, чтобы обозначить, в каких местах поверхности магнитные линии расположены под прямым углом. Принято считать, что это две диаметрально противоположные точки на шаре, но, как показывают исследования, это далеко от истины. Феномен полюсов мы исследуем в нашей статье.

Ещё в 16 веке учёный Уильям Гильберт вынес предположение о том, что вся наша планета – это гигантский магнит. Соответственно, как и у каждого магнита, у неё есть два полюса, в которых стрелка укажет вертикальное направление. Если нас спросят, где же располагаются эти точки, мы подумаем о двух ледяных участках – Северном и Южном географических полюсах. И ошибёмся. Четыре столетия назад Гильберт совершил такую же ошибку, отождествляя понятия географические и физические. Сейчас, при нынешнем уровне развития науки, такую ошибку сделать уже не удастся. Эти полюса не совпадают между собой.



Так где же они находятся? Чтобы дать ответ на этот вопрос, в первой половине девятнадцатого века активно предпринимались попытки исследований. Методика исследований заключалась в следующем: за ориентир брался компас, а если быть точнее, его родственник магнитометр. Основное внимание уделялось магнитному отклонению – тому углу, на который стрелка отклоняется в вертикальном направлении. Происходит это в результате воздействия на прибор магнитного поля Земли.

В Северном полушарии (Северный магнитный полюс)

Имена Джона Росса и его неповторимой экспедиции навеки связаны с открытием Южного магнитного полюса. Росс не был физиком-профессионалом, действовавшим целенаправленно. Будучи мореплавателем, из Европы в Восточную Азию он направлялся на судне «Виктория» в надежде найти северо-западный морской путь. «Виктория» устремилась к побережью Канады. В 1830 году сильные холода пришли раньше, чем рассчитывал Росс, в результате чего «Виктория» была обездвижена среди льдов. Пришлось предпринять незапланированную остановку, продлившуюся не один месяц.

Случилось это у полуострова Феликса Бута, именуемого также Землёй Бутией. Снаряжаясь в путешествие, все моряки того времени брали с собой устройства для осуществления магнитных наблюдений. Росс имел при себе магнитометр и в то суровое время зимовки подолгу изучал побережье с помощью прибора.

Стрелка не переставала удивлять – она отклонялась настолько сильно, что Росс понял: совсем рядом находится полюс. Взяв карту, он старательно принялся наносить все известные ему показания, чтобы прикинуть точное место. Уже весной 1831 года, когда вынужденная зимовка подходила к концу, Росс и его экспедиция обошли около двухсот километров западной Бутии, чтобы найти заветное место. И результат не заставил себя ждать. 1 июня удалось достоверно установить координаты – мыс Аделаиды, 70°05′ северной широты; 96°47′ западной долготы. Показатель отклонения магнитометра – 89’59.

В Южном полушарии (Южный магнитный полюс Земли)

Еще через десять лет такое же открытие произошло и в Южном конце света. Целью совершить его задался Карл Росс – племянник, сопровождавший Джона Росса в Бутии. В 1840 г. Карл направился к Антарктиде. К концу декабря ему удалось достигнуть айсбергов, а в ночь наступающего 1841 года – Южного полярного круга.

В распоряжении Карла было уже два судна – «Эребус» и «Террор». И оба столкнулись с паковыми льдами. Продвигаться дальше казалось немыслимым безумием, но всё же Росс приказал пробраться настолько далеко, насколько это вообще будет возможно. И судна стали продираться через ледники. Как ни странно, затратив несколько упорных часов на штурм суровых природных условий, Росс был вознаграждён. Паковые льды уступили место редким отстающим друг от друга льдинам, и пространства для движения стало заметно больше.

Уже 9 января море стало практически чистым, и Росс был вне себя от радости. Это удивительное и совершенно свободное от сковывающих глыб водное пространство было названо впоследствии в его честь. На этом его знаменательные открытия не закончились. Показался берег, и тут уж ничто не мешало путешественнику обозначать территории во славу Британской империи. Одной из самых знаменитых локаций стала Земля Королевы Виктории.


Но возникли некоторые трудности. Рельеф был такой, что приблизиться к нужной точке у Росса не получалось. По его подсчётам, до искомого оставалось около восьмисот километров, но добраться туда было трудно, если не невозможно, потому что берег упрямо уводил суда в южном направлении.

Тогда мореплаватель принял решение изучить так много, сколько вообще может, нанести никем не изведанные ранее места на карту и, в случае неудачи с полюсом, вернуться домой с максимально полными знаниями. Все показатели магнитометра тщательно записывались.
28 января экспедиция разглядела две горы, которые на поверку оказались запрятанными во льдах вулканами. Более того, один из них проснулся! Это зрелище потрясло моряков. Из жерла струилась алая лава, а высоко вверх простиралось гигантское дымовое облако. Казалось, это ужасающее зрелище стоило всех трудностей и страхов, с которыми пришлось столкнуться.

Огромный пышущий вулкан был назван Эребусом в честь судна, на котором плыл Росс. Соседний же с ним вулкан поменьше назвали Террором. Глава плавания упорно вёл своих товарищей на юг, чтобы угнаться за непокорной стрелкой, и тут его встретило ещё одно потрясение. На горизонте, насколько хватало глаз, расположилась бесконечная белоснежная стена. Подплыв ближе, он увидел простирающуюся на километры кромку шельфового ледника. Позже это изваяние также получило его имя. Стена уходила вверх более чем на 50 метров, и экипаж не смог разглядеть в ней ни одной трещины, позволявшей пробраться дальше.

Смог ли Росс преодолеть и эту преграду? В конечном счёте нет. Проплыв более трёхсот километров вдоль ледяной стены, он так и не смог найти никакой лазейки, чтобы проникнуть вглубь материка. Тогда, в середине антарктического февраля, он принял решение вернуться домой. Но тот факт, что из-за естественных препятствий ему не удалось достигнуть Северного магнитного полюса, ещё не делал эту вылазку бесполезной. Напротив, Росс совершил целую череду невероятных открытий и забрался в места, куда ещё не ступала нога ни одного человека.

В то же время, несмотря на то, что физически капитан не попал в эпицентр магнитного поля, теоретически он достаточно точно предположил, где тот находится. Те измерения, которые удалось зафиксировать, давали полную картину о примерном местонахождении искомого. Координаты, по мнению Росса, были следующими - 75°05′ южной широты, 154°08′ восточной долготы.

Веком позже

В 1904 году, спустя 73 года после экспедиции в Бутию, было организовано новое путешествие по поиску северо-западного морского пути под командованием норвежца Амудсена. На судне «Йоа» он, обогнув Гренландию и Северную Канаду, смог достигнуть Аляски. Всё исследование заняло три года – с 1903 по 1906. В 1904 году экспедиция остановилась на зимовку на острове Кинг-Уильям. По показаниям магнитометра, отклонение составляло 89 градусов и 24 минуты. Увидев такие цифры, Амудсен решил непрерывно проводить измерения и даже организовал настоящую «полевую обсерваторию». Результаты знатно изумили исследователя. Выяснилось, что полюс сместился севернее практически на сорок шесть километров от той точки, в которой его зафиксировал Росс.

Обстоятельства, позволившие установить, что полюс по своей природе не являлся статичным, заставили постоянно отслеживать его динамику перемещения. Следующая попытка была предпринята в 1948 году. Благодаря изобретению и активному использованию самолётов, теперь не приходилось несколько месяцев, а то и лет дрейфовать в море, чтобы выискать нужную локацию.

Новая «стоянка» полюса обозначилась на берегах озера Аллен, что пролегло на острове Принца Уэльского. Очередной скачок не на шутку встревожил учёных. В отличие от того, что случился между 1831 и 1904 годом, этот составлял аж 400 километров! С этого момента стало понятно, что так надолго упускать полюс из виду чревато. Канадские исследовали стали наблюдать его каждые десять лет. В местечке под названием Резолют-Бей даже воздвигли геомагнитную обсерваторию, которая неусыпно измеряла показания приборов.

Удивительно, но даже за один день эта непокорная точка изменяет своё местоположение, незначительно сдвигаясь. На Юге дела обстояли гораздо хуже. После Росса никто не осмеливался плыть к Антарктиде, боясь затеряться во льдах и замёрзнуть насмерть. Наконец, судно «Нимрод» под командованием Эрнеста Шеклтона в 1907 году отважилось повторить этот подвиг. В море Росса Шеклтон появился к январю 1908 года. Отсюда начались самые большие сложности. Как и предшественнику, Шеклтону пришлось прорываться через паковые льды.

Наконец, 15 храбрых исследователей сошли на берег Земли Виктории, а «Нимрод» был отправлен в Новую Зеландию. Вплоть до конца октября 1908 года полярники выживали в самых жестоких реалиях континента, неустанно измеряя магнитометром отклонения и исследуя погодные условия.

29 октября по распоряжению Шеклтона люди направляются к Южному полюсу. Голодные, измотанные, замёрзшие, они упрямо идут вперёд. Тем не менее, цели они не достигают. Шеклтон отказался рисковать дальше и велел направляться обратно, оставив флаг на том крайнем месте, до которого команде удалось добраться.


Практически параллельно с Шеклтоном ещё одна исследовательская группа пробивалась к многострадальному полюсу. Их было всего трое – неопытные по части изучения отклонения, но упрямые и храбрые Дэвид, Моусон и Маккей.

Их отчаянная попытка длилась с 25 сентября 1908 года по 5 февраля 1909 года. Это был безрассудный марш-бросок. Голодные, страдающие от обморожения, еле переставляющие ноги, эти мужчины, как безумцы, шли к поставленной цели. Маккей, помимо прочих несчастий, получил снежную слепоту. Огромные сани навсегда скрылись в расселине ещё 11 декабря, чуть не унеся бедняг с собой.

Но вот, памятным утром 15 января, он увидели показания отклонения, подхватили второе дыхание и за одни сутки перекинулись на сорок километров вперёд. Этот судорожный рывок принёс им покорение Северного магнитного полюса и навсегда вписал их имена в историю. Новые координаты - 72°25′ южной широты, 155°16′ восточной долготы. Получалось, что полюс «ушёл» на триста километров от того места, в котором он был по подсчётам Росса.

Установив британский флаг, полярники в бешеном темпе кинулись обратно – к тому участку берега, откуда отходил «Нимрод». В их сердцах был ужас – они боялись, что не успеют до отплытия корабля и останутся помирать в этой чуждой земле. Они действительно опоздали к назначенному сроку, но само судно тоже задержалось перед отбытием, и измученные герои были с восторгом встречены соотечественниками.

Последнее установление полюса произошло в 2000 году. И условия экспедиции заметно изменились. И не только потому, что изменились средства передвижения, но и потому, что он сместился в океан, покинув Антарктиду. Это существенно упростило задачу в плане передвижения.

Точка была зафиксирована специально оборудованным судном. Координаты - 64°40′ южной широты и 138°07′ восточной долготы.

Причины изменения Магнитных полюсов Земли

Чем обусловлена постоянная перемена локации? В первую очередь, Солнцем. Так называемый солнечный ветер, под которым принято понимать потоки электрических частиц, вызывает электрические токи, проникая в ионосферу нашей планеты. Это ведёт к тому, что в магнитном поле Земли возникают локальные, вторичные по отношению к нему поля. Они воздействуют на поля Земли, оттого те и «реагируют на раздражитель», перемещаясь в пространстве. Чем вызвано такая огромная разница в дистанции между двумя измерениями в двадцатом веке? Чем сильнее действие вторичных полей, тем сильнее отклоняется полюс. Получается, в период между 1904 и 1948 годами воздействие заряженных частиц с Солнца было особенно сильным.

Интересные особенности были замечены и при изучении траектории «прогулок» полюсов. На Севере они эллиптической формы с движением по часовой стрелке, на Юге – против часовой стрелки. Выяснилось также, что на Севере точка «гуляет» больше, чем на Юге. Как показывают исследования, самые крупные дистанции покрываются в дни магнитных бурь. Но даже тогда на Юге расстояние не превышает 30 километров, в то время как на Севере составляет в два раза больший путь.


Опасность смены Магнитных полюсов Земли

Если Южный ориентир ещё не вселяет такого страха, то Северный своими постоянными скачками по 60 километров в год начинает вызывать нервные предположения у сведущих людей. Такими темпами злосчастный полюс дойдёт и до нашей страны. Если смотреть в долгосрочной перспективе, то такая тенденция к увеличению скорости перемещения полярностей может привести к тому, что однажды они полностью поменяются местами. В последний раз такое явление наблюдалось около 780 000 лет назад.

По одной из гипотез, в этот момент резкой инверсии полюсов магнитное поле Земли теряет большую часть своего напряжения. В свою очередь, это чревато тем, что пропадает та защита от солнечного ветра, которая уберегает нашу атмосферу. В рамках истории нашей планеты восстановление требует не такого уж длительного промежутка времени – около десяти тысяч лет. Но для того, чтобы истребить жизнь на Земле – это период колоссальный. Некоторые теоретики даже утверждали, будто именно резкая смена локаций полюсов в своё время вызвала гибель динозавров.

Нет никакой точной формулы, которая бы позволяла достоверно установить, когда произойдёт следующая смена. Но в среднем такая «пересменка» случалась каждые 250 000 лет. В то же время, последняя к нам перемена, по утверждениям учёных, случилась аж 780 000 лет назад. Этот срок значительно больше среднего, а значит, вселяет резонную тревогу: а что, если следующая такая совсем скоро?
Сейчас напряжённость Земли также претерпевает изменения – за последние 150 лет она снизилась приблизительно на 10 процентов. Если прибавить к этому стремительное движение Южного магнитного полюса, можно не на шутку встревожиться.

Тем не менее, в истории были этапы, когда падение напряженности поля сменялось на ее увеличение. Исходя из этого, делать однозначные предположения пока рано. Учёный Владимир Павлов, например, придерживается мнения, что процесс этот, хоть и обладает свойством внезапности, всё же не может произойти одномоментно. Для него нужны куда более значительные предпосылки, которые наверняка будут зафиксированы исследователями задолго до катастрофы.