A föld mágneses oszlopai
"Az univerzális anyanyánk egy nagyszerű mágnes!" - mondta a William S. Hilbert angol fizikus és orvos, aki a 16. században élt. Négyszáz évvel ezelőtt helyes következtetést tett arra, hogy a Föld gömbölyű mágnes, és a mágneses pólusai azok a pontok, ahol a mágneses tű függőlegesen áll. Gilbert azonban tévedett, mert úgy vélte, hogy a Föld mágneses oszlopai megegyeznek a földrajzi oszlopokkal. Nem egyeznek. Továbbá, ha a földrajzi oszlopok pozíciói változatlanok, akkor a mágneses pólusok pozíciói idővel változni fognak.
1831: a mágneses póluskoordináták első meghatározása az északi féltekén
A XIX. Század első felében az első mágneses pólusok keresése a mágneses dőlés közvetlen mérése alapján történt. (A mágneses dőlés a szög, amelynél az iránytű tűje a Föld mágneses mezőjének függvényében eltér a függőleges síkban.)
A Föld partján jégbe szorult. "Victoria" Butia kénytelen volt itt maradni a télen. Az expedícióban segédkapitány volt John Ross James Clark Ross fiatal unokaöccse (1800-1862). Abban az időben már megszokott volt, hogy a szükséges mágneses megfigyelésekkel megragadta az ilyen utakat, és James kihasználta ezt. A hosszú téli hónapokban a Butia partján sétált egy magnetométerrel, és mágneses megfigyeléseket hajtott végre.
1841: a mágnesoszlop koordinátáinak első definíciója a déli féltekén
Eközben az iránytű viselkedése egyre furcsábbá vált. Ross, aki gazdag tapasztalattal rendelkezett a magnetometriai mérésekben, megértette, hogy legfeljebb 800 km marad a mágneses oszlopban. Közel hozzá, senki sem közeledett. Hamarosan világossá vált, hogy Ross semmit sem félt: a mágneses pólus egyértelműen valahol a jobb oldalon volt, és a parton a hajókat tovább és messze délre irányították.
Ross megpróbált még tovább délre, de hamarosan nem volt elég hihetetlen kép a szeme előtt: végig a horizonton, ahol a szem ellát, feszített a fehér csík, amit kap közelebb került egyre magasabbra és magasabbra! Amikor a hajók közelebb értek, világossá vált, hogy jobbra, és egy hatalmas, végtelen, 50 méter magas, teljesen tetejű jégfalra hagytak, anélkül, hogy a tenger felé néző repedések lennének. Ez volt a polc gleccserének szélén, amely most Ross nevet viseli.
A jégpolc szélén, most Ross néven
Az Expedition Ross nem tekinthető sikertelennek. Végül is képes volt mérni a mágneses dőlést a Victoria Land partjainál nagyon sok ponton, és ezzel nagy pontossággal megállapíthatta a mágneses pólus helyzetét. Ross a mágnesoszlop ilyen koordinátáit mutatta: 75 ° 05 'S. w. 154 ° 08 '. stb. Az ebből a pontból álló hajók minimális távolsága csak 250 km volt. Ross méreteit kell figyelembe venni az Antarktisz (az Észak mágneses pólus) mágneses pólusának koordinátáinak első megbízható meghatározására.
A mágnesoszlop koordinátái az északi féltekén 1904-ben
'73 óta eltelt James Ross koordinátáinak meghatározására a mágneses pólus az északi féltekén, és most a keresést a mágneses pólus a félgömb vállalta a híres norvég sarkkutató Roald Amundsen (1872-1928). Azonban a mágneses pólus keresése nem volt az egyetlen cél az Amundsen expedícióban. A fő cél az északnyugati tengeri útvonal megnyitása az Atlanti-óceántól a Csendes-óceánig. És el is érte ezt a célt - 1903-1906-ban hajózott Osloból Grönland partjain és Észak-Kanadán át Alaszkába egy kis "Joa" halászhajón.
Az Amundsen expedíció útja 1903-1906
Amundsen később azt írta: "Azt akartam, hogy gyermekkorom álmodjon az északnyugati tengeri útvonalon, hogy ebben az expedícióban egy másik, sokkal fontosabb tudományos célt mutasson: megtalálja a mágneses pólus jelenlegi helyét."
Ezt a tudományos feladatot komolyan közelítette meg, és gondosan felkészült a megvalósításra: tanulmányozta a geomagnetizmus elméletét Németország vezető szakembereiről; Ugyanazon a helyen szerzett magnetometriai eszközöket. Amundsen velük folytatott gyakorlatot 1902 nyarán utazott át Norvégiában.
Az utazás első tele kezdetén, 1903-ban, Amundsen elérte Vilmos király szigetét, amely nagyon közel volt a mágneses pólushoz. A mágneses dőlés 89 ° 24 'volt.
Miután úgy döntött, hogy a téli vizet a szigeten tölti, az Amundsen egyidejűleg létrehozott egy igazi geomagnetikus megfigyelőközpontot, amely folyamatos megfigyelést hajtott végre hónapokig.
Az 1904-es tavaszi "terepen" megfigyeléseket szentelt annak érdekében, hogy a pólus koordinátáit a lehető legpontosabban meghatározhassa. Amundsen elért sikert, és megállapította, hogy a mágneses pólus helyzete észrevehetően eltolódott a James Ross expedíciójának pontjához képest. Kiderült, hogy 1831 és 1904 között a mágneses pólus 46 km-re északra költözött.
Előretekintve megjegyezzük, hogy bizonyíték van arra, hogy ebben a 73 éves periódusban a mágneses pólus nemcsak északra költözött, hanem egy kis hurokot ír le. Valahol 1850-ben először megállította a mozgását északnyugatról délkeletre, és csak akkor kezdett el egy újat utazni északra, ami ma is folytatódik.
A déli mágneses pólus eltolódási pályája a különböző év expedícióinak eredményei szerint
A következő alkalommal 1948-ban meghatározták a mágnesoszlop helyét az északi féltekén. Nem volt szükség többhavi expedícióra a kanadai fjordok számára: valójában már néhány óra alatt elérhették a helyet - levegővel. Ezúttal az északi féltekén található mágneses pólust az Allen-tó partján fedezték fel a walesi herceg szigetén. A maximális hajlás itt 89 ° 56 'volt. Kiderült, hogy az Amundsen óta, azaz 1904 óta, a pólus "balra" északra, akár 400 km.
A mágnes pólus helyétől nem messze 1962-ben Geomagnetic Observatory épült Cornwallis szigetén, a Resolute Bay városában (74 ° 42 'N, 94 ° 54'W). Napjainkban a Dél-Mágneses Pole-ba utazás csak egy rövid séta a Resolute Bay helikopterén. Nem meglepő, hogy a XX. Században a kommunikációs eszközök fejlesztésével a Kanadai északi részén fekvő távoli város egyre jobban látogatott a turisták körében.
Figyeljünk arra, hogy amikor a Föld mágneses oszlopairól beszélünk, valójában néhány átlagpontról beszélünk. Amundsen expedíciójától kezdve világossá vált, hogy egy nap alatt a mágneses pólus nem áll meg, hanem kis "sétákat" tesz a középső pont körül.
Az elmozdulások oka természetesen a Nap. A lámpatestünk (szoláris szél) töltött részecskéinek áramai bejutnak a Föld magnetoszférájába, és áramot generálnak a földi ionoszféra területén. Ezek viszont másodlagos mágneses mezőket hoznak létre, amelyek megzavarják a geomagnetikus mezőt. E zavarok következtében a mágneses pólusok kénytelenek napi sétát készíteni. Amplitúdója és sebessége természetesen függ a perturbációs erőtől.
Az ilyen sétaútvonal ellipszishez közel helyezkedik el, és az északi féltekén lévő pólus keringenek óramutató járásával megegyező irányban, és a déli féltekén - szemben. Az utóbbi még a mágneses viharok idején sem hagyja el a középső ponttól 30 km-t. Az ilyen napokon az északi féltekén a pólus a középső ponttól 60-70 km-ig haladhat. Nyugodt napokon a napi ellipszisek méretei mindkét póluson jelentősen csökkentek.
Hosszú idő után James Ross után senki nem merte elmenni a Victoria Land mélyére az Északi-sarkért. Az elsőt egy tagja a brit expedíció sarki felfedező Ernest Shackleton Henry (1874-1922) tett utazásai során a következő években 1907-1909 a régi bálnavadász hajót „Nimrod”.
A többi polár felfedező több hetet vett igénybe többé-kevésbé elfogadható lakások építésére. Tizenöt bátor ember tanult enni, aludni, kommunikálni, dolgozni és általában hihetetlenül nehéz körülmények között él. Előtte hosszú polár tél volt. A téli időszakban (a déli féltekén fordul elő ugyanabban az időben a mi nyáron), az expedíció tagjai részt a tudományos kutatás: a meteorológia, geológia, légköri elektromosság mérés, tanulmány a tenger át a repedések a jégen, és a jég is. Természetesen tavasszal az emberek már kimerültek voltak, bár az expedíció fő céljai még mindig elıre jártak.
Így David, Mawson és Mackay voltak az elsőek, akik lábát a déli féltekén lévő mágneses pólusra tették, ami aznap a 72 ° 25 '-es koordinátáknál volt. w. 155 ° 16 '. stb. (300 km-re a Ross által mért ponttól).
Nyilvánvaló, hogy itt sem volt komoly mérési munka. A mező függőleges lejtését csak egyszer rögzítették, és ez nem további mérésekre szolgált, hanem csak a partra való korai visszatéréshez, ahol a expedíciót a Nimrod meleg kabinjai várják. A mágneses pólus koordinátáit meghatározó ilyen munkát nem lehet szoros összehasonlítani a sarki kanadai geofizikusok munkájával a pólust körülvevő több ponton vezető mágneses felmérésekkel.