Рис. 12. Магнитные полюсы Земли. Южный магнитный полюс (ЮМП) находится в Северном ледовитом океане. Северный магнитный полюс (СМП) дрейфует в Индийском океане.

1. Дрейф магнитных полюсов Земли

В канун нового 2013 года (28 декабря) в России на орбиту Земли выведен спутник для изучения магнитного поля Земли. Замечательно! Для нормальной навигации транспортных средств необходимо мониторить магнитное поле Земли, т.к. магнитные полюсы постоянно перемещаются. Что заставляет их менять свою дислокацию – об этом данная статья.

Точки Земли, в которых напряжённость магнитного поля имеет вертикальное направление, называют магнитными полюсами.

Впервые южный магнитный полюс (ЮМП) был открыт в 1831 году на севере Канады английским полярным исследователем Джоном Расселом. А его племянник Джеймс Росс, спустя 10 лет достиг северного магнитного полюса (СМП) Земли, находившегося в то время, в Антарктиде.

Наблюдения показывают, что магнитные полюсы постоянно находятся в движении, не задерживаясь ни на секунду в определенной точке поверхности Земли. Даже в течение суток они успевают совершить маленькое путешествие по эллиптическому пути вокруг мнимого центра дислокации, притом, постоянно мигрируя в некотором направлении пространства, достигая в годовом дрейфе до десятка километров .

Почему перемещаются магнитные полюсы Земли и возникают аномалии напряженности магнитного поля Земли? К примеру, за последние 100 лет северный магнитный полюс, который географически находится на юге, переместился почти на 900 км и сейчас «плавает» далеко в Индийском океане на расстоянии 2857 км от южного географического полюса (рис.12).

Прежде чем ответить на вопрос о дрейфе магнитных полюсов необходимо заняться логическим построением. В предыдущей статье « » был выявлен источник генерации магнитного поля. Этим источником является магма, текущая в определенном русле, я ее назвал «мантийная река» (данным термином буду пользоваться и дальше, но уже без кавычек). Мантийная река является тем глобальным проводником, по которому течет электрический ток, который естественным образом индуцирует глобальное магнитное поле Земли. Если русло этой реки поворачивает, натыкаясь на преграду, то соответствующим образом и смещается магнитное поле, а с ним меняют свою дислокацию точки входа и выхода этого поля, иначе – магнитные полюсы.

Что может подвинуть русло мантийной реки? Очевидно, это связано с тем, что земная кора что сверху, что снизу имеет форму далеко не идеального шара. В чем и убеждаемся при виде гор и океанов, находясь на ее внешней оболочке. Такая же примерно картина наблюдается и на границе с мантией, с нижней стороны земной коры. Могу предположить, что горы там тоже высокие и могут оказаться гораздо выше, чем на поверхности коры, обозреваемой нами визуально. Причем по вершинам этих гор течет океан текучей, тягучей, горячей магмы, которая постоянно шлифует эти вершины, сглаживая и закругляя в одних местах, а в других, наращивая их. Вот эти горы, вершинами вниз постоянно смещают русло мантийной реки и ее магнитный экватор.

Горообразование в мантии идет более интенсивно, чем на поверхности коры. Все дело в количестве материала пригодного для строительства. Условия для горообразования благоприятны и зависят от вязкости, текучести магмы и окружающей температуры. Горячая магма под действием конвективных потоков поднимается из центральных областей вверх. Достигнув подошвы литосферы (с греч. означает «каменная оболочка») магма охлаждается. Часть ее остывает и опускается в нижние слои с более высокой температурой, а часть присоединяется к коре, уже в виде твердой, остывшей лавы, а еще одна часть срывает, расплавляет некоторые участки поверхности коры. Понятно, что эти процессы идут непрерывно под действием разности давлений и температур.

Горообразование, что снизу, что сверху земной коры, связано и с вулканической деятельностью. Как указывает источник , на дне Тихого океана обнаружен огромный вулкан, один из самых больших в Солнечной системе. Вулкан является частью возвышенности Шатского, расположен на расстоянии около 1,6 тыс. км к востоку от Японии, получивший название Таму Массиф (Tamu Massif). Он имеет купольную форму из застывшей лавы, которая была выброшена около 144 млн. лет назад на высоту 3,5 км (сообщает Phys.org). Вулкан занимает площадь 310 тыс. кв. км, что сравнимо с площадью Британии и Ирландии. Не сомневаюсь, что подобные горы находятся и под земной корой.

Кроме подземных гор русло мантийной реки сдвигают, так называемые плюмы (мощные восходящие горячие потоки магмы). Движение магмы в плюмах идет быстрее, чем скорость течения мантийной реки, поэтому они добавляют температуру и возмущающее действие на окружающую магму, что приводит к аномальным потокам и смещению магнитного экватора.

По аномально дрейфующим магнитным полюсам Земли можно судить, что течение мантийной реки идет не точно по параллелям, поэтому магнитный экватор не совпадает с географическим экватором.

Магма течет на восток что похоже на течение огромной реки, которая извивается в своем русле, но генеральное направление не меняет. Встречая непреодолимые препятствия, мантийная река меняет направление, все как на поверхности Земли. Характерный пример, река Волга, наткнувшись в среднем течении на Жигулевские, а затем на Соколиные горы, делает излучину на восток (Самарская лука), а затем снова возвращается к своему генеральному южному направлению, в итоге длина ее русла увеличилась на 200 км (у туристов - Жигулевская кругосветка).

Это к тому, что течение магмы имеет динамический характер, а ее русло, проложенное под корой, постоянно меняется, как по ширине, так и по глубине, соответственно, меняется положение магнитного экватора. Вот по этой причине магнитные полюса Земли смещаются и дрейфуют, причем довольно быстро. В 2009 году скорость движения ЮМП в северном полушарии составила рекордные 64 километра в год! Весьма урожайный год. В данный период полюс смещается в северо-западном направлении, увеличивая широту, со скоростью около 10 км в год, отдаляясь от Канады. Это тоже довольно большая скорость. В это же время СМП все дальше отдаляется от Антарктиды.

Анализируя относительно синхронное смещение магнитных полюсов южного (северо-запад), а северного (север) в одном направлении, можно с уверенностью сказать, что дрейф магнитных полюсов Земли жестко связан с изменением русла течения магмы. А это лишнее подтверждение того, что магнитное поле Земли индуцируется электрическим током, протекающим в верхней мантии, по ее границе с корой. Перпендикулярное направление магнитного поля указывает, куда направлено русло магмы. Генеральное направление ее, если смотреть от нулевого меридиана, в восточном направлении – на северо-восток, а в западном – на юго-запад под углом в 13,4 o к экватору.

Учитывая вышесказанное, можно утверждать – идет постоянный круговорот вещества в мантии. За счет этого поддерживается температурный баланс в недрах Земли.

Конвективные потоки перемешивают магму, но они возникают не только из-за температурного градиента, но и из-за разности давлений, возникающих под разными полушариями, о чем было сказано в предыдущих статьях.

2. Магнитный экватор

Рис. 13. На середину 2012 года магнитная ось в центре Земли отклонена от оси вращения на расстояние 1545 км.

Для того чтобы выяснить направление русла мантийной реки необходимо найти магнитный экватор, а заодно и вычислить расстояние отклонения магнитной оси от центра Земли. Для этого необходимо знать координаты магнитных полюсов и проделать графические построения (рис. 13 ).

Координаты магнитных полюсов имеются, данные 2012 года: южный магнитный полюс – 85 o 54′00 с. ш., 147 o 00′00 з. д.; северный магнитный полюс – 64 o 24′00 ю. ш., 137 o 06′00 з. д. .

Для начала совместим ось вращения Земли и СМП (в южном полушарии) с плоскостью чертежа. Соединим в пространстве земного шара прямой линий оба магнитных полюса и получим магнитную ось планеты SN (синяя линия). После измерения выясняется, что магнитная ось отклонена от оси вращения на угол 13,4 градуса!

В данной проекции ЮМП очень близко подходит к северному географическому полюсу, поэтому, чтобы не усложнять графические и математические вычисления, все дальнейшие построения проведу в одной плоскости. В данном случае заложенная погрешность вполне допустима т.к. (ЮМП) продолжает приближаться к северному географическому полюсу.

Продолжим построение. Через центр Земли построим плоскость (в проекции линию) перпендикулярную магнитной оси LM. Пересечение данной линии с магнитной осью укажет на центр магнитного экватора. На этой плоскости нарисуем круг. Радиус этого круга – кратчайшее расстояние от центра до поверхности шара (коры). Эта точка на поверхности Земли находится на расстоянии 130 км к югу-востоку от острова Гуам архипелага Марианских островов, весьма примечательное место, известное всем, как самая глубокая часть мирового океана – Марианская впадина. Через эту точку пройдет линия магнитного экватора с наклонением к экватору под углом 13,4 o . На рисунке 14 показан магнитный экватор условно, проходящий по поверхности земного шара.

Построение показывает, что магнитный экватор замкнут в земном шаре. Противоположная точка от острова Гуам находится в глубине Земли, примерно в 2640 км от Южной Америки. Можно предположить, что в данном районе мантийная река течет на указанной глубине, поэтому так не симметрично ее магнитное поле. Вот откуда пониженная напряженность Бразильской аномалии, но об этом поговорим в следующей публикации.

Перигелий магнитного экватора находится на 135-м меридиане восточной долготы, удален от экватора на 1472 км (измерения по поверхности земного шара) и находится к югу от Мариинских островов, афелий (условно) на 45 меридиане з. д. в Южной Америке, провинция Баия (Бразилия).

Данные координаты показывают, как смещается русло мантийной реки и куда смещена магнитная ось, а по ее положению можно судить, где находится ее фарватер в пространстве земного шара.

Расстояние между магнитными полюсами по поверхности Земли составляет 17 000 км и они, в настоящее время, продолжают сближаться. Приведенные данные говорят, что магнитная ось не проходит через центр ядра и смещена относительно его в восточном направлении. С помощью треугольников ONA и OAB, и тригонометрических функций найдем длину катета ОА, соответствующего расстоянию отклонения магнитной оси от центра ядра планеты. Проведенные расчеты дают цифру удаления магнитной оси на расстояние 1545 км!

Огромная цифра, более полутора тысяч километров отклонения магнитной оси от центра ядра, говорит только об одном – нужно забыть о магнитном "динамо" ядра, которое, якобы генерирует магнитное поле Земли.

Магнитные полюсы постоянно дрейфуют, и хотя они не связаны жестко с географическими полюсами, и могут удалиться на значительные расстояния, но никогда не встанут в перпендикулярной к ним плоскости. Это означает только одно, что они связаны с вращением Земли. (Об этом серьезно поговорим далее в статье об инверсии магнитных полюсов).

Добавлю еще один аргумент в пользу моей гипотезы о генерации магнитного поля, протекающими электрическими токами под корой и почему магнитные полюса близки к оси вращения, и почему они не возникли на противоположных сторонах экватора? Это происходит по одной причине - у планет есть . Благодаря мощной солнечной радиации в экваториальной части и высокой радиальной скорости происходит перемещение магмы. Магматические течения создают электрический ток, с помощью которого индуцируется магнитное поле Земли и других планет. Магнитные полюсы могут возникнуть только там, где им предписывает магнитная индукция, т.е. на севере и юге, близко к географическим полюсам.

Магнитная рокировка естественным путем никогда не произойдет, этому воспрепятствует стабильное вращение Земли вокруг своей оси плюс солнечное радиационное излучение, об этом также читаем в следующих статьях.

Я в корне не могу согласиться с известным геофизиком А. Городницким, который утверждает, что магнитные полюсы стоят на месте, а литосферные плиты вращаются вокруг них. Если принять точку зрения признанного ученого, тогда расстояние между магнитными полюсами не должно меняться, а магнитная ось должна проходить через центр ядра. В этом случае должны дрейфовать географические полюса, но они достаточно жестко связаны с корой и с ее вращением вокруг оси. Кроме того ось вращения не меняет своего положения в пространстве, вращаясь вокруг Солнца.

В заключение, остался открытым вопрос о суточном эллиптическом вращении магнитных полюсов.

Какая сила заставляет магнитные полюсы смещаться в течение такого короткого промежутка? На мой взгляд, здесь все банально – это приливные силы Луны и Солнца. Растягивая противоположные районы земного шара в плоскости, не совпадающей с магнитным экватором, происходит небольшое смещение мантийной реки. Причем, растяжение не симметрично из-за несимметричности Земли. Вот по этой причине магнитные полюсы прецессируют по эллипсу в течение суток.

Есть еще одна составляющая, и пожалуй главная в этом процессе, которая заставляет магнитные полюсы совершать эллиптические и круговые вращения – это разное количество проводников тока на дневном и ночном полушарии, что создает «мерцание» (магнитоэлектрическую неустойчивость) магнитного поля. (Об этом более подробно поговорим в статье: «Смена магнитных полюсов»).

Земное магнитное поле не обладает дипольной симметрией. Кроме того, имеется множество локальных магнитных полей со своими полюсами, причем в огромном количестве. Например, источник указывает: «Современные наиболее продвинутые модели земного магнетизма оперируют аж 168 полюсами ». Насколько это достоверно, возможно их еще больше.

В заключение небольшой прогноз. ЮМП не соединится с географическим и не дойдет до России, скорей всего полюс приблизится к Аляске. СМП будет постепенно возвращаться в Антарктиду, делая небольшую петлю на запад. Объяснение данного прогноза будет дано в статье «Аномалии магнитного поля».

Рис. 14. Магнитный экватор условно, проходящий по поверхности земного шара.

Полярные регионы Земли – самые суровые места на нашей планете.

Веками люди пытались ценою жизни и здоровья добраться и изучить Северный и Южный полярный круг.

Так что же мы узнали о двух противоположных полюсах Земли?

1. Где находится Северный и Южный полюс: 4 типа полюсов

На самом деле существует 4 типа Северного полюса с точки зрения науки:

Северный магнитный полюс – точка на земной поверхности, на которую направлены магнитные компасы

Северный географический полюс – расположенный непосредственно над географической осью Земли

Северный геомагнитный полюс – связан с магнитной осью Земли

Северный полюс недоступности – самая северная точка в Cеверном Ледовитом океане и самая дальняя от земли со всех сторон

Аналогично было установлено 4 типа Южного полюса:

Южный магнитный полюс - точка на земной поверхности, в которой магнитное поле Земли направлено вверх

Южный географический полюс - точка, расположенная над географической осью вращения Земли

Южный геомагнитный полюс- связан с магнитной осью Земли в южном полушарии

Южный полюс недоступности - точка в Антарктиде, наиболее удалённая от побережья Южного океана.

Кроме того есть церемониальный южный полюс – область предназначенная для фотосъемок на станции Амундсен-Скотт. Она расположена в нескольких метрах от географического южного полюса, но так как ледниковый покров все время движется, отметка сдвигается каждый год на 10 метров.

2. Географический Северный и Южный полюс: океан против континента

Северный полюс - это, по сути, замерзший океан, окруженный континентами. В отличие от него Южный полюс - это континент, окруженный океанами.

Кроме Северного Ледовитого океана, Арктический регион (Северный полюс) включает в себя часть Канады, Гренландию, Россию, США, Исландию, Норвегию, Швецию и Финляндию.

Самая южная точка земли – Антарктида является пятым самым большим континентом, площадью 14 миллионов кВ. км, 98 процентов которой покрыто ледниками. Она окружена южной частью Тихого океана, южной частью Атлантического океана и Индийским океаном.

Географические координаты Северного полюса: 90 градусов северной широты.

Географические координаты Южного полюса: 90 градусов южной широты.

Все линии долготы сходятся у обоих полюсов.

3. Южный полюс холоднее Северного полюса

Южный полюс гораздо холоднее Северного полюса. Температура в Антарктиде (Южный полюс) настолько низкая, что в некоторых местах этого континента снег никогда не тает.

Средняя годовая температура в этой области составляет -58 градусов по Цельсию зимой, а самая высокая температура была зафиксирована здесь в 2011 году и составила -12,3 градуса по Цельсию.

В отличие от него, средняя годовая температура в Арктическом регионе (Северный полюс) составляет – 43 градуса по Цельсию зимой и около 0 градусов летом.

Существует несколько причин, почему Южный полюс холоднее Северного. Так как Антарктида – это огромная суша, она получает мало тепла из океана. В отличие от нее, лед в Арктическом регионе относительно тонкий и под ним находится целый океан, который смягчает температуру. Кроме того Антарктида находится на возвышении на высоте 2,3 км и воздух тут холоднее, чем в Северном Ледовитом океане, который находится на уровне моря.

4. На полюсах нет времени

Время определяется долготой. Так, например, когда Солнце находится прямо над нами, местное время показывает полдень. Однако на полюсах все линии долготы пересекаются, а Солнце встает и садится только раз в году в дни равноденствия.

По этой причине, ученые и исследователи на полюсах используют время любого часового пояса, которое им больше нравится. Как правило, они ориентируются на среднее время по Гринвичу или часовому поясу страны, из которой они прибыли.

Ученые на станции Амундсен-Скотт в Антарктиде могут сделать быструю пробежку вокруг света, пройдя 24 часовых пояса за несколько минут.

5. Животные Северного и Южного полюса

У многих людей сложилось ошибочное мнение, будто полярные медведи и пингвины находятся в одной среде обитания.

На самом деле, пингвины живут только в южном полушарии – в Антарктиде, где у них нет естественных врагов. Если бы полярные медведи и пингвины обитали в одной области, полярные медведи не беспокоились бы об источнике пропитания.

Среди морских животных Южного полюса есть киты, морские свиньи и тюлени.

Белые медведи в свою очередь являются самыми крупными хищниками в северном полушарии. Они живут в северной части Северного Ледовитого океана и питаются тюленями, моржами и иногда даже выброшенными на берег китами.

Кроме того, на Северном полюсе обитают такие животные, как северные олени, лемминги, лисицы, волки, а также морские животные: белуги, косатки, морские выдры, нерпы, моржи и более 400 известных видов рыб.

6. Ничейная земля

Несмотря на то, что на Южном полюсе в Антарктиде можно увидеть множество флагов разных стран, это единственное место на земле, которое никому не принадлежит, и где нет коренного населения.

Здесь действует договор об Антарктиде, согласно которому территория и ее ресурсы должны быть использованы исключительно в мирных и научных целях. Ученые, исследователи и геологи – единственные люди, которые время от времени ступают на землю Антарктиды.

Напротив, на Северном полярном круге живет больше 4 миллионов людей на Аляске, в Канаде, Гренландии, Скандинавии и России.

7. Полярная ночь и полярный день

Полюса Земли – это уникальные места, где наблюдается самый длинный день, который длится 178 суток, и самая длинная ночь, которая длится 187 суток.

На полюсах наблюдается только один восход и один закат Солнца в год. На Северном полюсе Солнце начинает подниматься в марте в день весеннего равноденствия и опускается в сентябре в день осеннего равноденствия. На Южном полюсе наоборот, восход - во время осеннего равноденствия, а закат - в день весеннего равноденствия.

Летом Солнце здесь всегда над горизонтом, и Южной полюс получает солнечный свет круглосуточно. Зимой Солнце ниже горизонта, когда наблюдается круглосуточная темнота.

8. Покорители Северного и Южного полюса

Многие путешественники пытались добраться до полюсов Земли, потеряв свои жизни на пути к этим крайним точкам нашей планеты.

Кто первым достиг Северного полюса?

Было несколько экспедиций к Северному полюсу, начиная с 18-го века. Существуют разногласия по поводу того, кто первым достиг Северного полюса. В 1908 году американский путешественник Фредерик Кук стал первым, кто заявил о том, что добрался до Северного полюса. Но его соотечественник Роберт Пири опроверг это заявление, и 6 апреля 1909 года он официально стал считаться первым покорителем Северного полюса.

Первый перелет через Северного полюса: норвежский путешественник Руаль Амундсен и Умберто Нобиле 12 мая 1926 года на дирижабле "Норвегия"

Первая подводная лодка на Северном полюсе: атомная подводная лодка "Nautilus" 3 августа 1956 года

Первое путешествие на Северный полюс в одиночку: японец Наоми Уэмура, 29 апреля 1978 года, проехав 725 км на собачьих упряжках за 57 дней

Первая экспедиция на лыжах: экспедиция Дмитрия Шпаро, 31 мая 1979 года. Участники прошли 1500 км за 77 дней.

Первым переплыл Северный полюс: Льюис Гордон Пью преодолел 1 км в воде температурой -2 градуса по Цельсию в июле 2007 года.

Кто первым достиг Южного полюса?

Первыми покорителями Южного полюса стали норвежский путешественник Руаль Амундсен и британский исследователь Роберт Скотт, в честь которых была названа первая станция на Южном полюсе – станция Амундсен-Скотт. Обе команды пошли разным путем и достигли Южного полюса с разницей в несколько недель, первым был Амундсен 14 декабря 1911 года, а затем Р.Скотт 17 января 1912 года.

Первый перелет через Южный полюс: американец Ричард Бэрд, в 1928 году

Первыми пересекли Антарктиду без использования животных и механического транспорта: Арвид Фукс и Рейнольд Мейснер, 30 декабря 1989 года

9. Северный и Южный магнитный полюс Земли

Магнитные полюса Земли связывают с магнитным полем Земли. Они находятся на севере и юге, но не совпадают с географическими полюсами, так как магнитное поле нашей планеты меняется. В отличие от географических, магнитные полюса смещаются.

Северный магнитный полюс не находится точно в Арктическом регионе, а смещается к востоку со скоростью 10-40 км в год, так как на магнитное поле влияют подземные расплавленные металлы и заряженные частицы от Солнца. Южный магнитный полюс пока находится в Антарктиде, но он также смещается к западу со скоростью 10-15 км в год.

Некоторые ученые считают, что в один день может произойти смена магнитных полюсов, и это может привести к разрушению Земли. Однако смена магнитных полюсов уже происходила, сотни раз за последние 3 миллиарда лет, и это не привело к каким-то страшным последствиям.

10. Таяние льда на полюсах

Лед в Арктике в области Северного полюса, как правило, тает летом и снова замерзают зимой. Однако за последние годы, ледяная шапка стала таять очень быстрыми темпами.

Многие исследователи считают, что уже к концу века, а может и через несколько десятилетий, Арктическая зона останется безо льда.

С другой стороны в Антарктическом регионе на Южном полюсе содержится 90 процентов всего мирового льда. Толщина льда в Антарктиде составляет в среднем 2,1 км. Если бы весь лед Антарктиды растаял, уровень моря во всем мире поднялся бы на 61 метр.

К счастью в ближайшем будущем такое не произойдет.

Несколько занимательных фактов о Северном и Южном полюсе:

1. На станции Амундсен-Скотт на Южном полюсе существует ежегодная традиция. После того, как последний самолет с продовольствием улетает, исследователи смотрят два фильма ужасов: фильм "Нечто" (об инопланетном существе, которое убивает жителей полярной станции в Антарктиде) и фильм "Сияние" (о писателе, который находится в пустой отдаленной гостинице зимой)

2. Птица полярная крачка каждый год совершает рекордный перелет из Арктики в Антарктиду, пролетая больше 70 000 км.

3. Остров Каффеклуббен - небольшой островок на севере Гренландии считается участком земли, который находится ближе всего к Северному полюсу в 707 км от него.

Начнем с нашей планеты, которая в прошлом называлась и другими красивыми именами: Гайя, Гея, Терра (третья от Солнца), Мидгард-Земля. Солнце в Древней Руси называли «Ра», поэтому в русском языке много слов, имеющих корень «ра»: ура, радость, радуга, рассвет, Ра-сея.

Смещение магнитных полюсов Земли

Что такое магнитные полюса Земли? Это определенные точки на Земле, где геомагнитная область имеет вертикальное расположение (перпендикулярно) к эллипсоиду планеты. Этим южным и северным положениям дали название полюса Земли, они располагаются друг против друга. Если между полюсами провести условную линию, то она не пройдет через центр планеты.

Наблюдения за полюсами показали, что они все время мигрируют. Джеймс Кларк Росс в 1831 году в Северной Канаде определил местоположение Северного полюса. В те времена полюс двигался на северо-запад и север примерно на 5 км в год. Поэтому, когда вы смотрите на компас, показывающий на север, то это направление приблизительное.

За местоположением Северного полюса Земли наблюдают уже 450 лет (можно это увидеть по картам Земли). По анализу дрейфа Северного полюса можно увидеть, что он на месте никогда не стоял. Но, если сравнить скорость его передвижения, то можно сказать, что то, что он проделывал до 1990-х годов, можно назвать цветочками в сравнении с его сегодняшним ускорением, на стыке веков. Около 1999 года многими станциями в Европе были зарегистрированы признаки свежего геомагнитного толчка. И эти толчки в последней трети ХХ века стали повторяться каждые 10 лет.

Наибольшее продвижение оба полюса совершили в ХХ столетии. А на границе XX и XXI веков их поведение стало еще интереснее. Южный магнитный полюс Земли к нашим дням уменьшил скорость дрейфа – 4-5 км ежегодно, а северный так ускорился, что геофизики потерялись в догадках: к чему это? До 1971 года он смещался равномерно с примерной скоростью 9 км ежегодно, потом скорость изменения стала увеличиваться. К началу 1990-х годов он стал проходить уже больше 15 км в год.

Многие геофизики связывают это ускорение с геомагнитным толчком, который произошел в 1969-1970 годах. Геомагнитный толчок – резкая смена некоторых параметров магнитного поля планеты. Один из мощнейших геомагнитных толчков произошел в 1969-1970 годах на большинстве магнитных станций мира, которые были никак не связаны между собой. Также толчки фиксировались в 1901, 1925, 1913, 1978, 1991 и 1992 годах. Сегодня скорость перемещения Северного полюса Земли превышает 55 км/год, и явление это требует внимательного исследования и является загадкой геофизиков. Если так и дальше будет продолжаться теми же темпами и курсом, то через 50 лет он окажется в Сибири. Эти прогнозы не обязательно оправдаются: геомагнитный толчок может эту скорость поменять, либо направить движение полюса еще куда-нибудь. Сейчас северный магнитный полюс располагается в арктических водах.

Смещение оси планеты Земля

Самое крупное землетрясение в Японии содействовало смещению оси Земли, вокруг которой наша планета уравновешена по массе, на 17 см и к уменьшению продолжительности суток на Земле на 1,8 микросекунды. Такие цифры озвучил Ричард Гросс, специалист Лаборатории реактивного движения НАСА, действующей в Пасадене (Калифорния).

Исторических данных, которые подтверждают смещение оси вращения много. Наклон планеты к плоскости ее вращения вокруг Солнца происходил не один раз. В Писании сказано: «Всколебалась и потряслась земля, подвиглись и дрогнули основания гор… Наклонил Он небеса».

Некоторое время ось вращения Земли направлялась на Солнце, одна сторона планеты освещалась, а другая нет. Во времена китайского императора Яо случилось чудо: «Солнце не переходило с места 10 дней; загорелись леса, возникло огромное количество вредных и опасных тварей». В Индии Солнце наблюдали 10 дней. В Иране день был продолжительностью девять дней. В Египте не заканчивался световой день в течение семи дней, потом наступила 7-дневная ночь. На обратной стороне Земли в это же время была ночь. В писаниях Древней Руси есть упоминание о данном периоде времени: «Когда сказал Моисею Господь: «Уведи мой народ из Египта вместе с их имуществом…, и превратил Бог в одну ночь семь ночей».

В записях индейцев Перу сказано, что далеко в прошлом Солнце очень долго не поднималось на небосводе «пять дней и пять ночей на небе не было солнца, и океан взбунтовался и вышел из берегов, обрушился на сушу с грохотом. Вся земля изменилась в эту катастрофу».

В преданиях индейцев Нового Света сказано: «Пять дней шла эта роковая катастрофа, солнце не восходило, земля была во мраке».

Ось вращения Земли и раньше смещалась, но без катастрофических событий, в ходе незначительных геологических изменений. Последний ледниковый период, закончился около 11 тыс. лет назад, и громадные массы льда ушли с поверхности океанов и материков. Это не только перераспределило массу, но и дало «разгрузку» мантии земли, дав ей возможность принять форму, похожую на сферу. Этот процесс еще не закончен и ось, на которой "балансирует" Земля, смещается естественным образом на 10 см ежегодно. Но вулканическая активность, имеющая тенденцию на повышение, делает свое дело, ускоряя это смещение.

Напряженность магнитного поля слабеет

Еще более удивляет поведение напряженности магнитного поля: она постепенно убывает; за 450 лет она снизилась на 20%. Больше всего ученых беспокоит именно это. Археомагнитные данные свидетельствуют, что снижение напряженности идет уже 2000 лет, а в последние века оно стало более интенсивным.

С 1970 года ситуация стала еще сложнее. Инверсия магнитного поля при данной скорости падения (то есть полная смена полюсов) совершится уже через 1200 лет! Это реальный исторический срок. Геомагнитные измерения за последние десять лет подтверждают эту динамику. Мудрое правило: хочешь знать свое будущее, изучи свое прошлое. Давайте посмотрим назад. Геологи в самых разных минералах фиксируют отпечатки магнитного поля планеты и так восстанавливают его историю.

Анализ изменений дает возможность установить интересную вещь. Оказалось, что на Земле уже несколько раз были инверсии магнитного поля, то есть менялись местами магнитные полюса Земли. За последние 5 млн. лет это было уже 20 раз. Последняя инверсия прошла около 780 тыс. лет назад, и с тех времен магнитное поле Земли достаточно долго сохраняет свою полярность, которая сегодня очень быстро падает…

Массовая гибель животных

Мониторинг массовой гибели животных во всем мире показал, что массовая смертность животных (дельфинов, китов, пчел, птиц, косуль, пеликанов и т.д.), причина которой не установлена, начиная с 2010 года начала нарастать. По другим катастрофам данный мониторинг также установил рекорды: 13 случаев за один месяц. Такие случаи можно объяснить повышенным выделением сероводорода из вод озер, морей и океанов и, как следствие, - недостаток кислорода. Недостаток кислорода губителен для большинства видов рыб, тем более морских животных.

Также можно объяснить массовую гибель птиц. Причина этого – концентрация газов, выходящих из разломов земли. Действие повышенных концентраций углеводородов, относящихся к метановому ряду, в смеси газов, не содержащей кислорода, ведет к острой гипоксии, другими словами, к кислородному голоданию. Этому сопутствует потеря сознания, затем следует остановка дыхания и прекращение сердечной деятельности. То есть в природе может образоваться газовая струя, оказываясь в которой птицы будут страдать от симптомов удушья или отравления, потери ориентации, гибели или в результате отравления или падения. Это соответствует случаям, описанным в прессе. Гибель животных объясняется повышением активности земной коры, которая нарастает в последнее время.

Еще Альберт Эйнштейн утверждал о том, что если произойдет исчезновение пчел, то и человеческая цивилизация исчезнет. В последние годы пчелы действительно стали исчезать. Объяснения данному факту неоднозначны – кто-то обвиняет пестициды, кто-то – мобильные телефоны.

Жизни пчел может вредить и погода – во Франции, например, несколько лет назад пасеки поредели из-за дождливой и холодной весны. От пчел зависит качество урожая, продукты пчеловодства необходимы в кулинарии и медицине, от пчел зависит жизненное состояние флоры и фауны. Организуются разные фонды по защите пчел, но этого недостаточно, популяция пчел все также сокращается.

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 , 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 , 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.

Магнитный Северный полюс движется постоянно. Каждый день происходит эллиптическое движение магнитного полюса примерно на 80 км от его центральной точки. В среднем он перемещается примерно на 55-60 км каждый год.

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.

У нашей планеты есть магнитное поле, которое можно наблюдать, например, с помощью компаса. Оно в основном образуется в очень горячем расплавленном ядре планеты и, вероятно, имелось большую часть времени существования Земли. Поле представляет собой диполь, т. е. у него есть один северный и один южный магнитный полюс.

В них стрелка компаса будет указывать прямо вниз или вверх, соответственно. Это похоже на поле магнита на холодильник. Однако геомагнитное поле Земли претерпевает множество небольших изменений, что делает аналогию несостоятельной. В любом случае, можно сказать, что в настоящее время есть два полюса, наблюдаемые на поверхности планеты: один в северном полушарии и один в южном.

Инверсией геомагнитного поля называется процесс, при котором южный магнитный полюс превращается в северный, а тот, в свою очередь, становится южным. Интересно отметить, что магнитное поле может иногда подвергаться экскурсии, а не развороту. В этом случае оно претерпевает большое снижение его общей силы, то есть силы, которая перемещает стрелку компаса.

Во время экскурсии поле не меняет своего направления, а восстанавливается с той же полярностью, то есть север остается севером и юг югом.

Как часто происходит смена полюсов Земли?

Как свидетельствует геологическая летопись, магнитное поле нашей планеты меняло полярность много раз. В этом можно убедиться по закономерностям, обнаруженным в вулканических породах, особенно извлеченных со дна океана. За последние 10 млн лет в среднем происходило 4 или 5 разворотов в миллион лет.

В другие моменты истории нашей планеты, например, во время мелового периода, были более длительные периоды смены полюсов Земли. Их невозможно предсказать, и они не носят регулярный характер. Поэтому можно говорить только о среднем интервале инверсии.

Разворачивается ли магнитное поле Земли в настоящее время? Как это проверить?

Измерения геомагнитных характеристик нашей планеты проводились более или менее постоянно с 1840 года. Некоторые измерения даже датированы XVI веком, например, в Гринвиче (Лондон). Если посмотреть на тенденции изменения силы магнитного поля за этот период, то можно увидеть ее снижение.

Проецирование данных вперед во времени дает нулевой дипольный момент через примерно 1500–1600 лет. Это является одной из причин того, почему некоторые считают, что поле может находиться на ранних стадиях инверсии. Из исследований намагниченности минералов в древних глиняных горшках известно, что во времена Древнего Рима оно было в два раза сильнее, чем сейчас.

Тем не менее, текущая сила поля не является особо низкой с точки зрения диапазона ее значений за последние 50 000 лет, а с момента, когда произошла последняя смена полюсов Земли, прошло почти 800 000 лет. Кроме того, принимая во внимание сказанное ранее об экскурсии, и зная о свойствах математических моделей, далеко не ясно, можно ли экстраполировать данные наблюдений на 1500 лет.

Как быстро происходит инверсия полюсов?

Полная запись истории хотя бы одного разворота отсутствует, поэтому все утверждения, которые можно сделать, в основном базируются на математических моделях и частично на ограниченных доказательствах, полученных из горных пород, которые сохранили отпечаток древнего магнитного поля со времени их формирования.

Например, расчеты дают основание предположить, что полная смена полюсов Земли может занять от одной до нескольких тысяч лет. Это быстро по геологическим меркам, но медленно в масштабе человеческой жизни.

Что происходит во время разворота? Что мы видим на поверхности Земли?

Как уже было сказано выше, у нас имеются ограниченные данные геологических измерений о закономерностях изменения поля во время инверсии. Основываясь на моделях, рассчитанных на суперкомпьютерах, можно было бы ожидать гораздо более сложной структуры на поверхности планеты, при которой имеется не один южный и один северный магнитный полюс.

Землю ожидает их «странствие» от своего нынешнего положения по направлению к экватору и через него. Общая напряженность поля в любой точке планеты может составить не более одной десятой ее значения в настоящее время.

Опасность для навигации

Без магнитного щита современные технологии будут больше подвержены риску воздействия солнечных бурь. Наиболее уязвимыми являются спутники. Они не рассчитаны выдерживать солнечные штормы в отсутствие магнитного поля. Так что, если спутники GPS прекратят работу, то все самолеты будут посажены на землю.

Конечно, в самолетах в качестве резервного средства есть компасы, но они, безусловно, не будут точными во время магнитного сдвига полюсов. Таким образом, даже самой возможности выхода из строя спутников GPS будет достаточно, чтобы посадить самолеты – в противном случае они могут потерять навигацию в ходе полета. Суда столкнутся с теми же проблемами.

Озоновый слой

Ожидается, что во время инверсии магнитного поля Земли озоновый слой полностью исчезнет (и снова появится после этого). Крупные солнечные бури во время разворота могут вызвать истощение озонового слоя. Количество заболеваний раком кожи возрастет в 3 раза. Воздействие на все живые существа трудно предсказать, но также может иметь катастрофические последствия.

Смена магнитных полюсов Земли: последствия для энергосистем

В одном исследовании массивные солнечные бури были названы вероятной причиной полярной инверсии. В другом - виновником этого события станет глобальное потепление, а оно может быть вызвано повышенной активностью Солнца.

Во время разворота зашиты магнитного поля не будет, и если произойдет солнечная буря, ситуация ухудшится еще больше. Жизнь на нашей планете не будет затронута в целом, и общества, которые не зависят от технологии, также будут в полном порядке. Но Земля будущего ужасно пострадает, если разворот произойдет быстро.

Электрические сети перестанут функционировать (их может вывести их из строя большая солнечная буря, а инверсия повлияет намного больше). При отсутствии электричества не будет водоснабжения и канализации, заправочные станции перестанут работать, остановятся поставки продовольствия.

Работоспособность аварийных служб окажется под вопросом, и они не смогут на что-то влиять. Погибнут миллионы, а миллиарды столкнутся с большими трудностями. Только те, кто заранее запасся пищей и водой, смогут справиться с ситуацией.

Опасность космического излучения

Наше геомагнитное поле отвечает за блокирование примерно 50% космических лучей. Поэтому при его отсутствии уровень космического излучения удвоится. Несмотря на то, что это приведет к увеличению мутаций, летальных последствий это иметь не будет. С другой стороны, одной из возможных причин сдвига полюсов является увеличение солнечной активности.

Это может привести к увеличению числа заряженных частиц, достигающих нашей планеты. В таком случае Земля будущего подвергнется большой опасности.

Сохранится ли жизнь на нашей планете?

Природные катастрофы, катаклизмы маловероятны. Геомагнитное поле находится в области пространства, называемой магнитосферой, формируемой действием солнечного ветра.

Магнитосфера отклоняет не все высокоэнергетические частицы, которые излучает Солнце с солнечным ветром и другие источники в Галактике. Иногда наше светило особенно активно, например, когда на нем много пятен, и оно может посылать облака частиц в направлении Земли.

Во время таких солнечных вспышек и корональных выбросов массы, космонавтам на околоземной орбите, возможно, потребуется дополнительная защита, чтобы избежать более высоких доз радиации.

Поэтому мы знаем, что магнитное поле нашей планеты обеспечивает лишь частичную, а не полную защиту от космического излучения. Кроме того, высокоэнергетические частицы могут даже ускоряться в магнитосфере. На поверхности Земли атмосфера действует как дополнительный защитный слой, останавливающий все, кроме наиболее активного солнечного и галактического излучения.

При отсутствии магнитного поля атмосфера будет по-прежнему поглощать большую часть излучения. Воздушная оболочка защищает нас так же эффективно, как слой бетона толщиной 4 м.

Человеческие существа и их предки жили на Земле в течение нескольких миллионов лет, за которые произошло немало инверсий, и нет никакой очевидной корреляции между ними и развитием человечества. Точно так же время разворотов не совпадает с периодами вымирания видов, о чем свидетельствует геологическая история.

Некоторые животные, такие как голуби и киты, используют геомагнитное поле для навигации. Предполагая, что разворот занимает несколько тысяч лет, то есть длится многие поколения каждого вида, тогда эти животные могут хорошо адаптироваться к изменяющейся магнитной среде или развить другие методы навигации.

О магнитном поле

Источником магнитного поля является богатое железом жидкое внешнее ядро ​​Земли. Оно совершает сложные движения, являющиеся результатом конвекции тепла глубоко внутри ядра и вращения планеты. Движение жидкости непрерывно и никогда не останавливается, даже во время разворота.

Оно может прекратиться только после исчерпания источника энергии. Тепло производится частично из-за преобразования жидкого ядра в твердое, расположенного в центре Земли. Этот процесс совершается непрерывно в течение миллиардов лет. В верхней части ядра, которая расположена в 3000 км ниже уровня поверхности под скалистой мантией, жидкость может перемещаться в горизонтальном направлении со скоростью десятков километров в год.

Ее движение поперек существующих силовых линий производит электрические токи, а они, в свою очередь, генерируют магнитное поле. Этот процесс носит название адвекции. Для того, чтобы сбалансировать рост поля, и тем самым стабилизировать т. н. «геодинамо», необходима диффузия, при которой происходит «утечка» поля из ядра и его разрушение.

В конечном счете, поток жидкости создает сложную картину магнитного поля на поверхности Земли со сложным изменением во времени.

Компьютерные расчеты

Моделирование геодинамо на суперкомпьютерах продемонстрировало сложный характер поля и его поведения с течением времени. Расчеты также показали инверсию полярности, когда происходит смена полюсов Земли. В таких симуляциях сила основного диполя ослабевает до 10% от нормального значения (но не до нуля), а существующие полюса могут странствовать по всему земному шару совместно с другими временными северными и южными полюсами.

Твердое железное внутреннее ядро ​​нашей планеты в этих моделях играет важную роль в управлении процессом разворота. Из-за своего твердого состояния оно ​​не может генерировать магнитное поле адвекцией, но любое поле, которое образуется в жидкости внешнего ядра может диффундировать, или распространяться во внутреннее. Адвекция во внешнем ядре, кажется, регулярно пытается инвертировать.

Но пока поле, запертое во внутреннем ядре, ​​сначала не диффундирует, реальная смена магнитных полюсов Земли не произойдет. По существу, внутреннее ядро ​​сопротивляется диффузии любого «нового» поля и, возможно, только одна из каждых десяти попыток такого разворота является успешной.

Магнитные аномалии

Следует подчеркнуть, что, хотя эти результаты и являются увлекательными сами по себе, неизвестно, можно ли их отнести к реальной Земле. Тем не менее, у нас есть математические модели магнитного поля нашей планеты за последние 400 лет с ранними данными, основанными на наблюдениях моряков торгового и военно-морского флота.

Их экстраполяция на внутреннюю структуру земного шара показывает рост с течением времени областей обратного потока на границе ядра и мантии. В этих точках стрелка компаса ориентирована, по сравнению с прилегающими районами, в противоположном направлении – внутрь или из ядра.

Эти участки с обратным потоком в южной части Атлантического океана в первую очередь несут ответственность за ослабление главного поля. Они также отвечают за минимальную напряженность, называемую Бразильской магнитной аномалией, центр которой расположен под Южной Америкой.

В этой области частицы с высокими энергиями могут приблизиться к Земле более близко, вызывая повышенный радиационный риск для спутников на низкой околоземной орбите. Предстоит еще многое сделать для большего понимания свойств глубинного строения нашей планеты.

Это мир, где значения давления и температуры аналогичны параметрам поверхности Солнца, и наше научное понимание достигает своего предела.