Свежие комментарии

  • Юрий Ильинов
    http://www.chronologia.org/xpon5/18.htmlТема по заявке. Е...
  • Юрий Ильинов
    И далее: "В городах Цоане и Аварисе чужеземцы воздвигли в честь этого бога (то есть бога Сутеха или СУДЬИ, то есть ХР...Тема по заявке. Е...
  • Искандер Алиев
    Сергей! в том-то и дело, что вы верите в рассказы "научных" гипотез о миллиардах лет эволюции. А я верю тому, что нап...ЖИЗНЬ ЗАРОДИЛАСЬ ...

Магнитные полюса Земли (по книге А.И. Дьяченко, 2003 г.). Часть 1.

В разные годы стрелка компаса приведет нас в различные точки планеты – магнитные полюса, в отличие от географических, не стоят на месте!

            Однако сначала надо разобраться, что же такое «магнитные полюса». Истинный северный магнитный полюс – место, где силовые линии магнитного поля Земли «выходят на поверхность», располагается как раз в южном полушарии, а истинный южный магнитный полюс, где они «уходят под землю» – в северном. Но так уж исторически сложилось, что южный магнитный полюс для удобства стали называть северным, и наоборот. Мы будем тоже говорить на истинный южный полюс – северный, имея ввиду его местоположение на севере, соответственно, южный – на юге.

            Стрелка компаса, указывая на магнитный полюс, отклоняется при этом от направления на Полярную звезду, указывающую географический полюс. Это расхождение называется магнитным склонением данного места. Китайцы заметили это явление еще в 12 веке, а на немецких мореходных картах середины 15 века магнитное склонение уже отмечено. Благодаря картированию магнитных склонений в то время, мы сегодня можем с достаточной степенью точности реконструировать картину геомагнитного поля, начиная с 1500-х гг.

            Оказывается, что магнитная стрелка может дать еще одну характеристику магнитного поля.

Почти во всех точках земного шара (за исключением магнитного экватора), стрелка устанавливается наклонно по вертикали. Эту вторую характеристику магнитного поля в выбранной точке земной поверхности называют магнитным наклонением данного места. В 1600 году У. Гильбертом была высказана мысль, что Земля сама по себе – огромный магнит. Ученый заметил, что у Земли должны быть две точки – полюса – где магнитная стрелка должна установиться точно вертикально. Так родилось понятие истинных магнитных полюсов.

            Однако стрелка компаса в действительности указывает не на магнитный полюс, а всего лишь выравнивается вдоль горизонтальной компоненты магнитных силовых линий в данной местности. Если бы Земля была идеальным дипольным магнитом, то между этими направлениями не было бы никакой разницы. Но Земля таковым не является! Поэтому любые попытки судить о местоположении северного магнитного полюса по показаниям компаса в далеких от него точках без учета сложной структуры земного магнитного поля приводят к огромным ошибкам.

            Знаменитый фламандский картограф Герард Меркатор еще в 1546 г. нашел и нанес на карту точку пересечений направлений стрелки компаса из разных, удаленных друг от друга мест северного полушария Земли. Он назвал ее полюсом. Сейчас такими точками тоже пользуются. Они называются виртуальными полюсами.

            Среднее положение северного магнитного полюса в 1994 г. определили Ньюитт и Бартон в точке с координатами 78о18/ с.ш., 104о00/ з.д. Его смещение относительно точки, где обнаружил полюс Росс в 1841 г. составляло уже почти 1000 км. Скорость движения северного магнитного полюса к этому времени достигла 15 км/год. Примерно до 1970 г. она была всего 9 км/год. На практике часто оказывается, что измеренный магнитный полюс строго вертикального поля – это не одна точка, а скорее, целая область, в которой существуют множество отдельных полюсов с наклонением 90о. Размеры реального пятна полюсов-двойников могут иметь в поперечнике несколько километров.

            Исторически с измерением координат южного магнитного полюса дело всегда обстояло несколько сложнее. Это во многом связано с его труднодоступностью. Южный магнитный полюс покинул территорию материка уже в 1960-х гг., а проводить измерения на воде гораздо труднее. Последняя экспедиция в 2000 г. была проведена на очень высоком уровне. Она проходила на специально оборудованном судне. Измерения показали, что в декабре 2000 г. южный магнитный полюс находился напротив побережья Земли Адели в точке с координатами 64о40/ ю.ш., 138о07/ в.д. От него до географического полюса 2810 км и это расстояние продолжает увеличиваться.

            Где же находились раньше и куда движутся истинные магнитные полюса Земли? Используя все наблюдения с 1500-х гг. до наших дней и строя наилучшим образом соответствующие им модели Земли, ученые сумели реконструировать маршрут движения магнитных полюсов на этом интервале времени. Северный магнитный полюс после недолгой вылазки на территорию Канады в середине 19 в. развернулся и теперь вновь уходит в Арктические воды; южный же не спеша сближался со своим географическим тезкой по западной окраине моря Росса, а где-то на рубеже 17-18 вв. внезапно взял курс на юго-восточную окраину Индийского океана.

магнитные полюса

            Геомагнитное поле, измеренное в любой точке земной поверхности, на самом деле является комбинацией нескольких магнитных полей, порождаемых разными источниками. Главное поле. Более 95% измеряемого на поверхности Земли магнитного поля генерируется во внешнем жидком ядре планеты. Главное поле меняется медленно. Говоря о его динамике, чаще всего называют общий западный дрейф его аномалий и изменение полного магнитного момента планеты. Внешние источники. Токи, текущие в ионосфере и магнитосфере Земли (вклад до 2%). Другие источники. Магнитные аномалии земной коры, электрические токи, текущие в коре или верхней мантии. Иногда могут даже изменить в данной местности направление геомагнитного поля на противоположное. Вклад в общее поле планеты на уровне 1-2%.

            В настоящее время геомагнитное поле Земли моделируется суммой главного дипольного поля, квадрупольного и октупольного полей, к которым прибавляются более высокие слагаемые в зависимости от нужной точности. Того же эффекта можно добиться, рассматривая только главную дипольную компоненту, но при этом центр диполя должен быть смещен относительно центра Земли (геоида) на 540 км в направлении северной оконечности Марианских островов Тихого океана (данные на 2000 г.). Такая модель называется эксцентричный диполь.

Эксцентричный диполь Земли неуклонно удаляется от ее центра со средней скоростью 3 км/год. За предшествующие 450 лет наклон эксцентричного диполя по отношению к оси вращения планеты сперва увеличивался от 3о06/ до 11о30/, а теперь снова стремительно уменьшается со скоростью около 2/24// в год. Сегодня этот наклон составляет 10о.

диполь

Общий дипольный момент планеты убывает; всего за 450 лет напряженность магнитного поля Земли уменьшилась уже почти на 20%. Данные говорят, что это убывание длится уже около двух тысячелетий. За последние два столетия динамика магнитного момента хорошо описывается линейным законом:

M = (8,27 – 0,004t)∙1015 Тл∙м3,

где t – время в годах, отсчитываемое вперед или назад от 1900 г. Такая динамика полностью обнуляет поле за 2 тысячи лет. С 1970 г. коэффициент перед t еще возрос до 0,006. Точные геомагнитные измерения со спутников за последнее десятилетие эту динамику полностью подтверждают.

Смотрим Википедию "Магнитный дипольный момент".

Картина дня

наверх