Ученые зафиксировали смещение Северного магнитного полюса Земли к России

В отличие от географического Северного полюса, который обозначает фиксированное местоположение, положение магнитного северного полюса определяется магнитным полем Земли, которое находится в постоянном движении. За последние несколько десятилетий движение магнитного поля на север было беспрецедентным — оно резко ускорилось, а затем, в последнее время, резко замедлилось, хотя ученые не могут объяснить основную причину необычного поведения магнитного поля.

Глобальные системы позиционирования, в том числе те, которые используются самолетами и кораблями, определяют магнитный север, используя Всемирную магнитную модель (WMM), как она была названа в 1990 году. Разработанная Британской геологической службой и Национальным управлением океанических и атмосферных исследований, эта модель отмечает установившееся положение северного магнитного полюса и предсказывает будущий дрейф, основываясь на траектории за последние несколько лет. Чтобы сохранить точность GPS-измерений, каждые пять лет исследователи пересматривают WMM, изменяя официальное положение северного магнитного полюса и представляя новые прогнозы дрейфа на следующие пять лет.

“Чем дольше вы ждете обновления модели, тем больше становится ошибка, - отмечает доктор Арно Чуллиат, старший научный сотрудник Университета Колорадо в Боулдере. – Судя по тому, как построена модель, наш прогноз в основном является экстраполяцией, учитывая наши текущие знания о магнитном поле Земли”.

Как рассказывает CNN, 17 декабря ученые выпустили две модели: стандартную WMM с пространственным разрешением около 3300 километров на экваторе и первую модель с высоким разрешением с пространственным разрешением около 300 километров на экваторе. В то время как любой желающий может использовать более мощную модель с высоким разрешением, большинство устройств GPS, используемых широкой публикой, используют стандарт WMM и не приспособлены для работы с другими устройствами, и многие пользователи не выиграют от обновления, говорит доктор Уильям Браун, геофизик и исследователь геомагнетизма из Британской геологической службы.

“Крупные авиакомпании обновят навигационное программное обеспечение на всех своих самолетах, чтобы загрузить новую модель, а военным в НАТО потребуется обновить программное обеспечение в огромном количестве сложных навигационных систем на всех видах оборудования, - поясняет доктор Браун CNN. Но для большинства людей в этом нет необходимости.

“Представьте, что вы обновляете свой смартфон — вам не обязательно покупать новый телефон только для того, чтобы обновить приложение до новой, более мощной версии”, - сказал ученый.

Переход на новую модель должен стать плавным переходом для пользователей GPS; благодаря обновлению ученые подтвердили точность прогнозов предыдущей модели о том, где окажется северный магнитный полюс к 2025 году, отмечает Чуллиат.

“Прогноз был очень хорошим”, - сказал он. “Итак, новая модель подтвердила, что мы были недалеки от истины”.

Но зачем нужны все эти обновления и почему магнитный полюс не остается на одном месте? На вершине земного шара, посреди Северного Ледовитого океана, находится географический Северный полюс - точка, где все долготные линии, огибающие Землю сверху донизу, сходятся на севере, объясняет CNN.

Обозначить Северный полюс непросто, так как он покрыт движущимся морским льдом, но его географическое положение, также известное как истинный Северный полюс, является фиксированным. Для сравнения, северный магнитный полюс является самой северной точкой сближения магнитного поля Земли, также известной как магнитосфера. Магнитосфера, образующаяся в результате бурления расплавленных металлов в ядре Земли, защищает планету от вредного солнечного излучения и не дает солнечным ветрам разрушить атмосферу Земли. Поскольку конвективное движение в ядре Земли никогда не прекращается, магнитосфера никогда не остается неподвижной. В результате ее самая северная точка постоянно находится в движении.

Британский исследователь сэр Джеймс Кларк Росс обнаружил северный магнитный полюс в 1831 году на севере Канады, примерно в 1609 километрах к югу от истинного Северного полюса. Теперь мы знаем, что каждый день северный магнитный полюс описывает эллиптическую траекторию протяженностью около 120 километров. С момента своего открытия северный магнитный полюс сместился от Канады в сторону России. К 1940-м годам северный магнитный полюс сдвинулся на северо-запад от своего положения в 1831 году примерно на 400 километров. В 1948 году он достиг острова Принца Уэльского, а к 2000 году покинул берега Канады.

“За последние 400 лет он обычно перемещался примерно на 10 км в год или меньше”, - говорит доктор Браун.

Однако последнее обновление WMM следует за периодом крайне необычной активности на северном магнитном полюсе. В 1990 году его северный дрейф ускорился, увеличившись с 15 километров в год до 55 километров в год, сказал Чуллиат. Сдвиг “был беспрецедентным с точки зрения имеющихся у нас данных”, - добавил он.

Примерно в 2015 году дрейф замедлился примерно до 35 километров в год. По словам Чуллиата, быстрое замедление также было беспрецедентным. К 2019 году колебания настолько сильно отклонились от предыдущей модели, что ученые обновили WMM на год раньше.

Ученые ожидают, что движение в сторону России продолжит замедляться, хотя, по словам Брауна, существует некоторая неопределенность в отношении того, как долго продлится это замедление и продолжится ли оно нынешними темпами. “Это может изменить скорость или даже снова ускориться”, - сказал Браун. “Мы продолжим следить за развитием событий и оценивать производительность WMM, но мы не ожидаем, что потребуется выпускать новую модель до запланированного обновления в 2030 году”.

В прошлом магнитное поле Земли вело себя еще более драматично, магнитосфера ослабла настолько, что ее полярность изменилась на противоположную. Это приводит к смещению северного и южного магнитных полюсов, и изменение может длиться десятки тысяч лет. Ученые подсчитали, что такой поворот полюсов, который может занять тысячи лет, происходит примерно раз в миллион лет, хотя время между этими поворотами сильно варьировалось — от 5000 до целых 50 миллионов лет. По словам Брауна, признаки, которые предшествуют таким переворотам, также недостаточно изучены, что затрудняет их предсказание. Последний крупный сдвиг произошел примерно 750 000-780 000 лет назад.

Во время полярного сдвига могут пострадать животные, которые мигрируют, используя магнитное поле, чтобы найти свой путь, такие как киты, бабочки, морские черепахи и многие виды перелетных птиц. Сбой может нарушить радиосвязь и привести к сбоям в работе навигационных систем. Орбитальные спутники окажутся под угрозой, поскольку ослабленное магнитное поле будет обеспечивать меньшую защиту от космической погоды.

В то время как жизнь на Земле переживала многочисленные изменения магнитного поля на протяжении более чем 100 миллионов лет, “мы никогда не сталкивались с таким изменением при наличии современных технологий”, - сказал Браун.

“Безусловно, это было бы интересное время для инженеров, к которому они могли бы адаптировать нашу технологию, но, надеюсь, им пришлось бы медленно, в течение столетий, готовиться к этому, а не к каким-либо внезапным изменениям”.