Северный магнитный полюс - North Magnetic Pole

«Магнитный Север» перенаправляется сюда. Для использования в других целях см. Магнитный Север (значения).
Расположение Северного магнитного полюса и Северного геомагнитного полюса в 2017 году.[1]

В Северный магнитный полюс точка на поверхности Земли Северное полушарие на котором магнитное поле планеты указывает вертикально вниз (другими словами, если стрелке магнитного компаса разрешено вращаться вокруг горизонтальной оси, она будет указывать прямо вниз). Это происходит только в одном месте, рядом (но отличном от) Географического Северный полюс. В Геомагнитный Северный полюс, связанная точка, является полюсом идеального дипольная модель магнитного поля Земли что наиболее точно соответствует реальному магнитному полю Земли.

Северный магнитный полюс перемещается во времени в соответствии с магнитными изменениями и лепестком магнитного потока. удлинение[2] в Внешнее ядро ​​Земли.[3] В 2001 году он был определен Геологическая служба Канады лежать к западу от Остров Элсмир в Северная Канада в 81 ° 18′N 110 ° 48'з.д. / 81,300 ° с.ш.110,800 ° з. / 81.300; -110.800 (Магнитный Северный полюс 2001).[4] Он был расположен в 83 ° 06′N 117 ° 48'з.д. / 83.100 ° с.ш.117.800 ° з. / 83.100; -117.800 (Магнитный Северный полюс, 2005 г., оценка) в 2005 г. В 2009 г., находясь в Канаде Арктический в 84 ° 54' с.ш. 131 ° 00'з.д. / 84.900 ° с.ш.131.000 ° з.д. / 84.900; -131.000 (Магнитный Северный полюс 2009),[5] он двигался в сторону России со скоростью от 55 до 60 км (34 и 37 миль) в год.[6] По прогнозам, к 2019 году полюс переместится за пределы канадской Арктики в 86 ° 26′52,8 ″ с.ш. 175 ° 20′45.06 ″ в.д. / 86,448000 ° с. Ш. 175,3458500 ° в. / 86.448000; 175.3458500 (Магнитный Северный полюс 2019 г.).[7][5]

Его аналог в южном полушарии - Южный магнитный полюс. Поскольку магнитное поле Земли не совсем симметрично, Северный и Южный магнитные полюса не совпадают. противоположный, что означает, что прямая линия, проведенная от одного к другому, не проходит через геометрический центр Земли.

Северный и Южный магнитные полюса Земли также известны как магнитное падение полюса, относительно вертикального «падения» силовых линий магнитного поля в этих точках.[8]

Полярность

Смотрите также: Магнит § Соглашения об именах полюсов

Все магниты имеют два полюса, где линии магнитный поток войти и выйти. По аналогии с магнитным полем Земли, они называются «северным» и «южным» полюсами магнита. Конвенция в начале компасы должен был назвать конец стрелки, указывающей на Северный магнитный полюс Земли, «северным полюсом» (или «северным полюсом»), а другой конец - «южным полюсом» (названия часто сокращаются до «N» и «S»). "). Поскольку противоположные полюса притягиваются, это определение означает, что Северный магнитный полюс Земли на самом деле является магнитным. юг полюс и Южный магнитный полюс Земли является магнитным север столб.[9][10]

Направление силовых линий магнитного поля определяется таким образом, что линии выходят из северного полюса магнита и входят в южный полюс магнита.

История

Часть Carta Marina 1539 г., автор: Олаус Магнус, изображая расположение магнитного севера, смутно задуманное как «Insula Magnetū [m]» (латинский для "Острова Магнитов"), от современного Мурманск. Мужчина держит рунические посохи скандинавский герой Старкад ("Starcaterus").

Ранние европейские мореплаватели, картографы и ученые полагали, что стрелки компаса были привлечены к гипотетическому «магнитному острову» где-то на крайнем севере (см. Rupes Nigra ) или в Полярная звезда, то Полярная звезда.[11] Идея о том, что Земля сама по себе действует как гигантский магнит, была впервые предложена в 1600 году английским врачом и натурфилософом. Уильям Гилберт. Он также был первым, кто определил Северный магнитный полюс как точку, в которой магнитное поле Земли направлено вертикально вниз. Это нынешнее определение, хотя пройдет несколько сотен лет, прежде чем природа магнитного поля Земли будет понята с современной точностью.[11]

Экспедиции и измерения

Смотрите также: Исследование Арктики, Самый дальний север, и Список арктических экспедиций

Первые наблюдения

Первую группу, достигшую Северного магнитного полюса, возглавил Джеймс Кларк Росс, который нашел его на мысе Аделаида на Полуостров Бутия 1 июня 1831 г., во время второй арктической экспедиции своего дяди, Сэр Джон Росс. Роальд Амундсен обнаружили Северный магнитный полюс в несколько другом месте в 1903 году. Третье наблюдение было сделано канадскими правительственными учеными Полом Серсоном и Джеком Кларком из Астрофизическая обсерватория Доминион, который нашел полюс на озере Аллен на Остров Принца Уэльского в 1947 г.[12]

Проект Полярис

В начале Холодная война, то Министерство войны США признал необходимость всестороннего обследования североамериканских Арктический и спросил Армия США взяться за задачу. Назначение было сделано в 1946 году для вновь сформированного армейского авиационного корпуса. Стратегическое воздушное командование исследовать весь Арктический океан площадь. Разведку проводил 46-я (позже переименованная в 72-ю) фото-разведывательную эскадрилью и зарегистрирован как секретный Совершенно секретно миссия названа Проект Нанук. Этот проект, в свою очередь, был разделен на множество отдельных, но идентично классифицированных проектов, одним из которых был Project Polaris, который представлял собой радар, фотографический (триметрогон, или трехугольные, камеры) и визуальное изучение всей Канадский архипелаг. Канадский офицер-наблюдатель был назначен для сопровождения каждого полета.

Руководил проектом «Полярис» его начальник навигации, 1-й лейтенант Франк О. Кляйн, ветеран боевых действий Второй мировой войны. Попутно к проекту и по его собственной инициативе было проведено исследование северного земного магнетизма. Исследование было вызвано удивлением, что магнитный компас не вела себя хаотично, как ожидалось. Он колебался не более чем на 1-2 градуса на большей части региона.[13][14] Благодаря сотрудничеству многих его товарищей по команде в получении многих сотен статистических показаний были обнаружены поразительные результаты:

Центр северного полюса магнитного падения находился на Остров Принца Уэльского примерно в 400 км (250 миль) к северо-западу от положений, определенных Амундсеном и Россом, и полюс падения занимал большую эллиптическую область,[требуется разъяснение ] с фокусами на расстоянии около 400 км (250 миль) друг от друга на Полуостров Бутия и Остров Батерст.

Кляйн назвал два очага местными полюсами из-за их важности для навигации в чрезвычайных ситуациях при использовании процедуры «самонаведения».[требуется разъяснение ] Примерно через три месяца после официального сообщения о находках Кляйна на Архипелаг была отправлена ​​наземная канадская экспедиция, чтобы определить положение магнитного полюса. Р. Гленн Мэдилл, руководитель отдела земного магнетизма, Департамент шахт и ресурсов, Канада, 21 июля 1948 года написал лейтенанту Кляйну:

… Мы согласны в одном пункте, а именно о наличии того, что мы можем назвать главным магнитным полюсом на северо-западе острова Принца Уэльского. Я принял как чисто предварительное значение координаты 73 ° северной широты и 100 ° западной долготы. Ваши значения 73 ° 15 'северной широты и 99 ° 45' западной долготы полностью совпадают, и я предлагаю вам обязательно использовать это значение.

— Р. Гленн Мэдилл[13]

(Позиции находились на расстоянии менее 30 км (20 миль) друг от друга.)

Современный (после 1996 г.)

Движение северного магнитного полюса Земли через Канадская Арктика в последние века, продолжаясь в последние годы по Арктический океан к Сибирь.
Скорость северного магнитного полюса по модели ИГРФ-12.

С тех пор канадское правительство провело несколько измерений, которые показали, что Северный магнитный полюс постоянно перемещается на северо-запад. В 2001 году экспедиция обнаружила полюс на 81 ° 18′N 110 ° 48'з.д. / 81,300 ° с.ш.110,800 ° з. / 81.300; -110.800 (Магнитный Северный полюс 2001).

В 2007 году последний опрос показал, что полюс 83 ° 57′00 ″ с.ш. 120 ° 43′12 ″ з.д. / 83,95000 ° с.ш.120,72000 ° з. / 83.95000; -120.72000 (Магнитный Северный полюс 2007 местоположение).[15]В течение 20 века он переместился на 1100 км (680 миль), а с 1970 года скорость его движения увеличилась с 9 до 52 км (от 5,6 до 32,3 миль) в год (в среднем за 2001–2007 годы; см. Также полярный дрейф ). Члены экспедиции 2007 года по определению северного магнитного полюса писали, что такие экспедиции стали технически сложными, поскольку полюс все дальше удаляется от населенных пунктов. Они ожидают, что в будущем положение магнитного полюса будет определяться не наземными съемками, а по спутниковым данным.[15]

Это общее движение является дополнением к ежедневному или дневной вариация, в которой Северный магнитный полюс описывает грубый эллипс с максимальным отклонением 80 км (50 миль) от его среднего положения.[16] Этот эффект обусловлен возмущениями геомагнитного поля со стороны заряженные частицы от солнца.

По состоянию на начало 2019 года северный магнитный полюс перемещается из Канады в Сибирь со скоростью примерно 55 км (34 мили) в год.[17]

Северный магнитный полюс[18](2001) 81 ° 18′N 110 ° 48'з.д. / 81,300 ° с.ш.110,800 ° з. / 81.300; -110.800 (Магнитный Северный полюс 2001)(2004 г.) 82 ° 18′N 113 ° 24'з.д. / 82,300 ° с. Ш. 113,400 ° з. / 82.300; -113.400 (Магнитный Северный полюс 2004 (оценка))(2007) 83 ° 57′00 ″ с.ш. 120 ° 43′12 ″ з.д. / 83,95000 ° с.ш.120,72000 ° з. / 83.95000; -120.72000 (Магнитный Северный полюс 2007 местоположение)[15]
Южный магнитный полюс(1998) 64 ° 36' ю.ш. 138 ° 30'E / 64.600 ° ю. Ш. 138.500 ° в. / -64.600; 138.500 (Южный магнитный полюс 1998)(2004 г.) 63 ° 30' ю.ш. 138 ° 00'E / 63.500 ° ю.ш.138.000 ° в.д. / -63.500; 138.000 (Южный магнитный полюс 2004 (оценка))(2007) 64 ° 29′49 ″ ю.ш. 137 ° 41′02 ″ в.д. / 64,49694 ° ю.ш.137,68389 ° в. / -64.49694; 137.68389 (Южный магнитный полюс 2007)[19]

Исследование

Первая группа новичков, достигшая Северного магнитного полюса, сделала это в 1996 году во главе с Дэвид Хэмплеман-Адамс. В него вошла первая британка. Сью Стокдейл и первая шведка, достигшая полюса.[20][21][22] Команда также успешно отследила местоположение Северного магнитного полюса от имени Университет Оттавы и подтвердил свое местонахождение магнитометр и теодолит в 78 ° 35′42 ″ с.ш. 104 ° 11′54 ″ з.д. / 78,59500 ° с.ш.104,19833 ° з. / 78.59500; -104.19833 (Магнитный Северный полюс 1996).[23][24]

В Полярная гонка проводился два раза в год с 2003 по 2011 год. Он проводился между сообществом Решительный, на берегу Решительный залив, Нунавут, в Северная Канада и расположение Северного магнитного полюса в 1996 г. 78 ° 35′42 ″ с.ш. 104 ° 11′54 ″ з.д. / 78,59500 ° с.ш.104,19833 ° з. / 78.59500; -104.19833 (Магнитный Северный полюс 1996), также в северной Канаде.

25 июля 2007 г. Высшая передача Специальное задание Polar Challenge транслировался на Би-би-си два в Соединенном Королевстве, в котором Джереми Кларксон, Джеймс Мэй, и их команда поддержки и операторская группа утверждали, что они были первыми людьми в истории, которые в 1996 году достигли местоположения Северного магнитного полюса на севере Канады на машине.[25][нужен лучший источник ] Обратите внимание, что они не достигли фактического Северного магнитного полюса, который в то время (2007 г.) сместился на несколько сотен километров дальше к северу от положения 1996 года.[26]

Магнитный север и магнитное склонение

Магнитное склонение от истинного севера в 2000 году.
Основная статья: Магнитное склонение

Исторически магнитный компас был важным инструментом для навигация. Хотя он был широко заменен Системы глобального позиционирования, многие самолеты и корабли все еще несут их, как и случайные яхтсмены и путешественники.[27]

Направление, в котором указывает стрелка компаса, называется магнитным севером. В общем, это не совсем направление Северного магнитного полюса (или любого другого согласованного местоположения). Вместо этого компас настраивается на местное геомагнитное поле, которое сложным образом меняется на поверхности Земли, а также со временем. Локальная угловая разница между магнитным севером и истинный север называется магнитное склонение. Большинство систем координат карты основаны на истинном севере, а магнитное склонение часто отображается в легендах карты, так что направление истинного севера может быть определено с севера, как показано компасом.[28]

В Северной Америке линия нулевого склонения ( агоническая линия) проходит от Северного магнитного полюса вниз через Озеро Верхнее и на юг в Мексиканский залив (см. рисунок). Вдоль этой линии истинный север такой же, как магнитный север. К западу от линии агонии компас покажет показание к востоку от истинного севера, и по соглашению магнитное склонение положительное. И наоборот, к востоку от линии агонии компас будет указывать на запад от истинного севера, а склонение будет отрицательным.[29]

Северный геомагнитный полюс

Основная статья: Геомагнитный полюс

Как приближение первого порядка, Магнитное поле Земли можно смоделировать как простую диполь (как стержневой магнит), наклоненный примерно на 10 ° по отношению к Вращение Земли ось (которая определяет географический север и географический южный полюса) с центром в центре Земли. Северный и Южный геомагнитные полюса являются противоположные точки где ось этого теоретического диполя пересекает поверхность Земли. Если бы магнитное поле Земли было идеальным диполем, то полевые линии будет вертикальным на геомагнитных полюсах, и они будут совпадать с магнитными полюсами. Однако приближение несовершенное, поэтому Магнитный и Геомагнитный полюса находятся на некотором расстоянии друг от друга.[30]

Как и Северный магнитный полюс, Северный геомагнитный полюс притягивает северный полюс стержня. магнит и это в физическом смысле магнитное юг столб. Это центр региона магнитосфера в которой Северное сияние можно увидеть. По состоянию на 2015 год он находился примерно на 80 ° 22′12 ″ с.ш. 72 ° 37′12 ″ з.д. / 80,37000 ° с. Ш. 72,62000 ° з. / 80.37000; -72.62000 (Геомагнитный Северный полюс, 2005 г., оценка), над Остров Элсмир, Канада[30] но теперь он уходит из Северной Америки в Сибирь.

Геомагнитная инверсия

Основная статья: Геомагнитная инверсия

За время жизни на Земле ориентация магнитного поля Земли много раз менялась, магнитный север становился магнитным югом, и наоборот - событие, известное как геомагнитная инверсия. Свидетельства геомагнитных инверсий можно увидеть на срединно-океанические хребты куда тектонические плиты раздвигаются, и морское дно заполняется магма. Когда магма просачивается из мантия, остывает и затвердевает в вулканическую породу, это отпечатанный с записью направления магнитного поля во время охлаждения магмы.[31]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Магнитный север, геомагнитные и магнитные полюса». wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp. Получено 2019-12-18.
  2. ^ Ливермор, Филип В .; Финли, Кристофер С .; Бейлифф, Мэтью (2020). «Недавнее ускорение северного магнитного полюса в направлении Сибири, вызванное удлинением лепестка потока». Природа Геонауки. 13 (5): 387–391. Дои:10.1038 / s41561-020-0570-9. S2CID  218513160. Архивировано из оригинал 7 мая 2020 г.
  3. ^ Меррилл, Рональд Т .; МакЭлхинни, Майкл В .; Макфадден, Филип Л. (1996). «Глава 8». Магнитное поле Земли: палеомагнетизм, ядро ​​и глубокая мантия. Академическая пресса. ISBN  978-0-12-491246-5.
  4. ^ Вей-Хаас, Майя (4 февраля 2019 г.). «Магнитный север только что изменился. Вот что это значит». Наука и инновации. Национальная география. Получено 5 февраля 2019.
  5. ^ а б Мировой центр данных по геомагнетизму, Киото. «Магнитный север, геомагнитные и магнитные полюса». Получено 2012-07-03.
  6. ^ Северный магнитный полюс перемещается на восток из-за потока в ядре, National Geographic, 24 декабря 2009 г.
  7. ^ NP.xy
  8. ^ «Магнитный Северный полюс». Лаборатория магнитологии дна океана. Океанографическое учреждение Вудс-Хоул. Архивировано из оригинал на 2013-08-19. Получено 2017-02-06.
  9. ^ Serway, Raymond A .; Крис Вуйль (2006). Основы физики в колледже. США: Cengage Learning. п. 493. ISBN  0-495-10619-4. Получено 2012-04-19.[мертвая ссылка ]
  10. ^ Рассел, Рэнди. "Магнитные полюса Земли". Окна во Вселенную. Национальная ассоциация учителей наук о Земле. Получено 2012-04-19.
  11. ^ а б Ранняя концепция Северного магнитного полюса, Natural Resources Canada, данные получены в июне 2007 г.
  12. ^ История экспедиций на Северный магнитный полюс, Природные ресурсы Канады
  13. ^ а б Белый, Кен (1994). Мир в опасности: происхождение, миссия и научные выводы 46-й / 72-й разведывательной эскадрильи (2-е изд. Перераб.). К. В. Уайт энд Ассошиэйтс. ISBN  978-1883218102.
  14. ^ Wack, Фред Джон (1992). The Secret Explorers: Saga 46-й / 72-й разведывательных эскадрилий. Печать Сигера.
  15. ^ а б c Л. Р. Ньюитт, А. Чуллиат, Ж.-Ж. Оржеваль, Расположение Северного магнитного полюса в апреле 2007 г., Earth Planets Space, 61, 703–710, 2009.
  16. ^ Геомагнетизм - ежедневное движение северного магнитного полюса, Природные ресурсы Канады
  17. ^ «Полярный экспресс: северный магнитный полюс« довольно быстро »движется в сторону России». Ассошиэйтед Пресс. 5 февраля 2019 г. - через theguardian.com.
  18. ^ «Геомагнетизм, Северный магнитный полюс». Геологическая служба Канады. Природные ресурсы Канады. Архивировано из оригинал on 2010-03-26. Получено 11 января 2009.
  19. ^ "Полюса и направления". Австралийский антарктический отдел. 2011 г.. Получено 2017-02-06.
  20. ^ Смит, Анна. «Шотландец Арктики; Сью покоряет Северный полюс». Ежедневная запись. Архивировано из оригинал 11 июня 2014 г.. Получено 29 января 2014.
  21. ^ "Вечеринка на Северном полюсе для британца" Большого шлема "". Новости BBC. 30 апреля 1998 г.. Получено 12 июн 2008.
  22. ^ Смит, Анна. «Я должен сделать это не только для себя ... но и для Шотландии; Полярная звезда: Сью едет туда, куда раньше не ходила ни одна шотландка». Ежедневная запись. Получено 29 января 2014.
  23. ^ 1996 Сертифицированное положение магнитного северного полюса[мертвая ссылка ], Джок Уишарт, Полярная гонка организатор
  24. ^ Уишарт, Джок. "Расположение Северного магнитного полюса, 1996 г., остров Эльлеф Рингнес, Канада". Virtualglobetrotting. Получено 21 июля 2019.
  25. ^ «Полярный вызов». Высшая передача. 25 июля 2007 г. 0:22 мин. BBC Two. Получено 19 апреля 2012.
  26. ^ Наир, Манодж К. «Блуждания геомагнитных полюсов | НЦЭИ». ngdc.noaa.gov. Получено 2019-12-19.
  27. ^ "Компас". Национальное географическое общество. 3 декабря 2013 г.. Получено 25 августа 2018.
  28. ^ «Магнитное склонение». Природные ресурсы Канады. Правительство Канады. Получено 25 августа 2018.
  29. ^ USGS Education. "Как использовать компас с топографической картой USGS". Геологическая служба США. Получено 25 августа 2018.
  30. ^ а б «Часто задаваемые вопросы о геомагнетизме». Национальный центр геофизических данных. Получено 2018-04-28.
  31. ^ "Непостоянное магнитное поле Земли - Управление научной миссии". science.nasa.gov. 29 декабря 2003 г.

внешняя ссылка

Сопоставьте все координаты, используя: OpenStreetMap  
Скачать координаты как: KML  · GPX