Có hai cực bắc trên Trái đất (địa lý và từ tính), cả hai đều nằm ở vùng Bắc Cực.
Cực Bắc địa lý
Điểm cực bắc trên bề mặt Trái đất là Cực Bắc địa lý, còn được gọi là Bắc thực. Nó nằm ở vĩ độ 90° Bắc, nhưng không có đường kinh tuyến cụ thể vì tất cả các kinh tuyến đều hội tụ ở hai cực. Trục của Trái đất kết nối về phía bắc và là một đường thông thường mà hành tinh của chúng ta quay xung quanh.
Cực Bắc địa lý nằm cách Greenland khoảng 725 km (450 dặm) về phía bắc, ở giữa Bắc Băng Dương, nơi có độ sâu 4.087 mét vào thời điểm này. Hầu hết Bắc Cực được bao phủ bởi băng biển, nhưng gần đây người ta đã phát hiện thấy nước xung quanh vị trí chính xác của cực.
Tất cả các điểm đều ở phía nam! Nếu bạn đang đứng ở Bắc Cực, tất cả các điểm đều ở phía nam của bạn (đông và tây không quan trọng ở Bắc Cực). Trong khi Trái đất quay hoàn toàn trong 24 giờ, tốc độ quay của hành tinh này giảm khi nó di chuyển ra xa nơi có tốc độ khoảng 1670 km một giờ và ở Bắc Cực hầu như không có chuyển động quay.
Các đường kinh độ (kinh tuyến) xác định múi giờ của chúng ta rất gần với Bắc Cực nên múi giờ không có ý nghĩa gì. Do đó, khu vực Bắc Cực sử dụng tiêu chuẩn UTC (Giờ phối hợp quốc tế) để xác định giờ địa phương.
Do trục Trái đất nghiêng, Bắc Cực trải qua sáu tháng có ánh sáng ban ngày 24 giờ từ ngày 21 tháng 3 đến ngày 21 tháng 9 và sáu tháng tối từ ngày 21 tháng 9 đến ngày 21 tháng 3.
Cực Bắc từ tính
Nằm cách Bắc Cực thực sự khoảng 400 km (250 dặm) về phía nam và tính đến năm 2017 nằm trong vĩ độ 86,5°N và kinh độ 172,6°W.
Nơi này không cố định và liên tục di chuyển, thậm chí hàng ngày. Cực Bắc từ của Trái đất là trung tâm của từ trường của hành tinh và là điểm mà la bàn từ thông thường hướng tới. La bàn cũng chịu sự suy giảm từ trường, là kết quả của sự thay đổi từ trường Trái đất.
Do sự dịch chuyển liên tục của Cực Bắc từ và từ trường của hành tinh, nên khi sử dụng la bàn từ tính để điều hướng, cần phải hiểu sự khác biệt giữa hướng bắc từ và hướng bắc thực.
Cực từ lần đầu tiên được xác định vào năm 1831, cách vị trí hiện tại hàng trăm km. Chương trình Địa từ Quốc gia của Canada giám sát chuyển động của Cực Bắc từ tính.
Cực Bắc từ tính đang chuyển động liên tục. Mỗi ngày có một chuyển động hình elip của cực từ cách điểm trung tâm của nó khoảng 80 km. Trung bình mỗi năm nó di chuyển khoảng 55-60 km.
Ai là người đầu tiên tới Bắc Cực?
Robert Peary, cộng sự của ông, Matthew Henson và bốn người Inuit được cho là những người đầu tiên đến Bắc Cực địa lý vào ngày 9 tháng 4 năm 1909 (mặc dù nhiều người suy đoán rằng họ đã bỏ lỡ chính xác Bắc Cực vài km).
Năm 1958, tàu ngầm hạt nhân Nautilus của Hoa Kỳ là con tàu đầu tiên đi qua Bắc Cực. Ngày nay, hàng chục máy bay bay qua Bắc Cực, bay giữa các lục địa.
Hành tinh của chúng ta có một từ trường có thể được quan sát, chẳng hạn như sử dụng la bàn. Nó chủ yếu hình thành trong lõi nóng chảy rất nóng của một hành tinh và có khả năng đã hiện diện trong phần lớn thời gian tồn tại của Trái đất. Trường là một lưỡng cực, nghĩa là nó có một cực từ phía bắc và một cực từ phía nam. Trong đó, kim la bàn sẽ lần lượt chỉ thẳng xuống hoặc hướng lên. Điều này tương tự như trường của nam châm tủ lạnh. Tuy nhiên, trường địa từ của Trái đất trải qua nhiều thay đổi nhỏ, khiến cho sự so sánh không thể chấp nhận được. Trong mọi trường hợp, có thể nói rằng hiện tại có hai cực có thể nhìn thấy trên bề mặt hành tinh: một ở bán cầu bắc và một ở bán cầu nam.
Đảo ngược là quá trình cực từ phía nam biến thành cực bắc, từ đó trở thành cực nam. Điều thú vị cần lưu ý là từ trường đôi khi có thể dịch chuyển chứ không phải đảo chiều. Trong trường hợp này, lực tổng thể của nó bị giảm đi nhiều, tức là lực làm di chuyển kim la bàn. Trong chuyến tham quan, cánh đồng không thay đổi hướng mà được phục hồi với cùng một cực, tức là bắc vẫn là bắc và nam vẫn là nam.
Các cực của Trái đất thay đổi thường xuyên như thế nào?
Như hồ sơ địa chất cho thấy, từ trường của hành tinh chúng ta đã thay đổi cực nhiều lần. Điều này có thể được nhìn thấy trong các mẫu được tìm thấy trong đá núi lửa, đặc biệt là những mẫu được tìm thấy từ đáy đại dương. Trong 10 triệu năm qua, trung bình có 4 hoặc 5 lần đảo ngược trong một triệu năm. Tại những thời điểm khác trong lịch sử hành tinh của chúng ta, chẳng hạn như trong kỷ Phấn trắng, có những thời kỳ đảo cực của Trái đất lâu hơn. Chúng không thể dự đoán được và không thường xuyên. Vì vậy, chúng ta chỉ có thể nói về khoảng thời gian đảo ngược trung bình.
Có phải từ trường Trái đất hiện đang đảo ngược? Làm thế nào tôi có thể kiểm tra điều này?
Các phép đo đặc tính địa từ của hành tinh chúng ta đã được thực hiện ít nhiều liên tục kể từ năm 1840. Một số phép đo thậm chí còn có niên đại từ thế kỷ 16, chẳng hạn như ở Greenwich (London). Nếu bạn nhìn vào xu hướng thay đổi của lĩnh vực này trong giai đoạn này, bạn có thể thấy sự suy giảm của nó. Việc chiếu dữ liệu theo thời gian sẽ cho kết quả bằng 0 sau khoảng 1500-1600 năm. Đây là một lý do tại sao một số người tin rằng lĩnh vực này có thể đang ở giai đoạn đầu của sự đảo chiều. Từ các nghiên cứu về từ hóa của các khoáng chất trong các bình đất sét cổ xưa, người ta biết rằng vào thời La Mã nó mạnh gấp đôi hiện nay.
Tuy nhiên, cường độ trường hiện tại không đặc biệt thấp xét về phạm vi giá trị của nó trong 50.000 năm qua và gần 800.000 năm đã trôi qua kể từ khi xảy ra hiện tượng đảo cực cuối cùng của Trái đất. Hơn nữa, dựa trên những gì đã nói trước đó về chuyến tham quan và biết các tính chất của các mô hình toán học, vẫn chưa rõ liệu dữ liệu quan sát có thể được ngoại suy đến 1500 năm hay không.
Sự đảo cực xảy ra nhanh như thế nào?
Không có hồ sơ đầy đủ về lịch sử của thậm chí một lần đảo chiều, vì vậy bất kỳ tuyên bố nào có thể được đưa ra đều chủ yếu dựa trên các mô hình toán học và một phần dựa trên bằng chứng hạn chế thu được từ các loại đá còn lưu giữ dấu vết của từ trường cổ xưa kể từ thời điểm chúng hình thành. . Ví dụ, các tính toán cho thấy rằng sự đảo ngược hoàn toàn các cực của Trái đất có thể mất từ một đến vài nghìn năm. Đây là tốc độ nhanh về mặt địa chất nhưng lại chậm về quy mô đời sống con người.
Điều gì xảy ra trong quá trình đảo ngược? Chúng ta nhìn thấy gì trên bề mặt Trái đất?
Như đã đề cập ở trên, chúng tôi có dữ liệu đo đạc địa chất hạn chế về mô hình thay đổi trường trong quá trình đảo ngược. Dựa trên các mô hình siêu máy tính, người ta có thể mong đợi một cấu trúc phức tạp hơn nhiều trên bề mặt hành tinh, với nhiều hơn một cực nam và một cực bắc. Trái đất đang chờ “cuộc hành trình” của chúng từ vị trí hiện tại hướng tới và qua đường xích đạo. Tổng cường độ trường tại bất kỳ điểm nào trên hành tinh có thể không quá 1/10 giá trị hiện tại.
Nguy hiểm cho việc điều hướng
Nếu không có lá chắn từ tính, các công nghệ hiện tại sẽ gặp nhiều rủi ro hơn trước các cơn bão mặt trời. Dễ bị tổn thương nhất là các vệ tinh. Chúng không được thiết kế để chịu được bão mặt trời khi không có từ trường. Vì vậy, nếu vệ tinh GPS ngừng hoạt động, tất cả các máy bay sẽ bị hạ cánh.
Tất nhiên, máy bay có la bàn dự phòng, nhưng chúng chắc chắn sẽ không chính xác trong quá trình dịch chuyển cực từ. Vì vậy, ngay cả khả năng vệ tinh GPS bị hỏng cũng đủ để máy bay hạ cánh - nếu không chúng có thể mất khả năng định vị trong suốt chuyến bay.
Các con tàu sẽ phải đối mặt với những vấn đề tương tự.
Tầng ozone
Từ trường Trái đất được cho là sẽ biến mất hoàn toàn trong quá trình đảo cực (và xuất hiện trở lại sau đó). Những cơn bão mặt trời lớn trong quá trình đảo ngược có thể gây ra sự suy giảm tầng ozone. Số ca ung thư da sẽ tăng gấp 3 lần. Tác động lên mọi sinh vật rất khó dự đoán nhưng cũng có thể gây ra hậu quả thảm khốc.
Sự thay đổi cực từ của Trái đất: hậu quả đối với hệ thống năng lượng
Một nghiên cứu đã xác định những vật thể lớn có thể là nguyên nhân gây ra hiện tượng đảo cực. Mặt khác, thủ phạm của sự kiện này sẽ là sự nóng lên toàn cầu và nó có thể được gây ra bởi hoạt động gia tăng của Mặt trời. Sẽ không có sự bảo vệ từ trường trong quá trình đảo chiều và nếu xảy ra bão mặt trời, tình hình sẽ càng trở nên tồi tệ hơn. Cuộc sống trên hành tinh của chúng ta nói chung sẽ không bị ảnh hưởng và những xã hội không phụ thuộc vào công nghệ cũng sẽ hoàn toàn ổn. Nhưng Trái đất trong tương lai sẽ phải chịu thiệt hại nặng nề nếu sự đảo ngược diễn ra nhanh chóng. Lưới điện sẽ ngừng hoạt động (một cơn bão mặt trời lớn có thể đánh sập chúng và nếu đảo ngược sẽ có tác động tồi tệ hơn nhiều). Nếu không có điện, sẽ không có hệ thống cấp thoát nước, các trạm xăng ngừng hoạt động, nguồn cung cấp thực phẩm cũng ngừng hoạt động. Hiệu suất của họ sẽ bị nghi ngờ và họ sẽ không thể ảnh hưởng đến bất cứ điều gì. Hàng triệu người sẽ chết và hàng tỷ người sẽ phải đối mặt với khó khăn lớn lao. Chỉ những người đã dự trữ lương thực và nước uống trước mới có thể đối phó được với tình huống này.
Sự nguy hiểm của bức xạ vũ trụ
Trường địa từ của chúng ta chịu trách nhiệm chặn khoảng 50%, do đó, nếu không có nó, mức độ sẽ tăng gấp đôi. Mặc dù điều này sẽ dẫn đến sự gia tăng đột biến nhưng nó sẽ không gây ra hậu quả chết người. Mặt khác, một trong những nguyên nhân có thể gây ra sự dịch chuyển cực là do sự gia tăng hoạt động của mặt trời. Điều này có thể dẫn đến sự gia tăng số lượng hạt tích điện đến hành tinh của chúng ta. Trong trường hợp này, Trái đất của tương lai sẽ gặp nguy hiểm lớn.
Sự sống sẽ tồn tại trên hành tinh của chúng ta?
Thiên tai và thảm họa khó có thể xảy ra. Trường địa từ nằm trong một vùng không gian gọi là từ quyển, được hình thành do tác động của gió mặt trời. Từ quyển không làm chệch hướng tất cả các hạt năng lượng cao do Mặt trời phát ra cùng với gió mặt trời và các nguồn khác trong Thiên hà. Đôi khi ngôi sao của chúng ta đặc biệt hoạt động, chẳng hạn như khi nó có nhiều đốm và nó có thể gửi các đám mây hạt về phía Trái đất. Trong các đợt bùng phát mặt trời và sự phun trào khối lượng lớn như vậy, các phi hành gia trên quỹ đạo Trái đất có thể cần được bảo vệ bổ sung để tránh liều phóng xạ cao hơn. Do đó, chúng ta biết rằng từ trường của hành tinh chúng ta chỉ cung cấp sự bảo vệ một phần chứ không phải toàn bộ khỏi bức xạ vũ trụ. Ngoài ra, các hạt năng lượng cao thậm chí có thể được gia tốc trong từ quyển.
Trên bề mặt Trái đất, bầu khí quyển đóng vai trò như một lớp bảo vệ bổ sung, ngăn chặn tất cả trừ bức xạ mặt trời và thiên hà hoạt động mạnh nhất. Khi không có từ trường, bầu khí quyển vẫn sẽ hấp thụ phần lớn bức xạ. Lớp vỏ khí bảo vệ chúng ta hiệu quả như lớp bê tông dày 4 m.
Không có hậu quả
Con người và tổ tiên của họ đã sống trên Trái đất được vài triệu năm, trong thời gian đó đã xảy ra nhiều sự đảo ngược và không có mối tương quan rõ ràng nào giữa chúng và sự phát triển của loài người. Tương tự như vậy, thời điểm đảo ngược không trùng với thời kỳ tuyệt chủng loài, bằng chứng là lịch sử địa chất.
Một số loài động vật, chẳng hạn như chim bồ câu và cá voi, sử dụng trường địa từ để định hướng. Giả sử rằng quá trình quay vòng mất vài nghìn năm, tức là nhiều thế hệ của mỗi loài, thì những động vật này có thể thích nghi tốt với môi trường từ tính đang thay đổi hoặc phát triển các phương pháp định vị khác.
Thêm mô tả kỹ thuật
Nguồn của từ trường là lõi ngoài lỏng giàu sắt của Trái đất. Nó trải qua những chuyển động phức tạp là kết quả của sự đối lưu nhiệt sâu bên trong lõi và sự quay của hành tinh. Chuyển động của chất lỏng diễn ra liên tục và không bao giờ dừng lại, ngay cả khi đảo chiều. Nó chỉ có thể dừng lại khi nguồn năng lượng cạn kiệt. Nhiệt được tạo ra một phần do sự chuyển đổi của lõi lỏng thành lõi rắn nằm ở trung tâm Trái đất. Quá trình này diễn ra liên tục trong hàng tỷ năm. Ở phần trên của lõi, nằm cách bề mặt 3000 km dưới lớp phủ đá, chất lỏng có thể di chuyển theo chiều ngang với tốc độ hàng chục km mỗi năm. Chuyển động của nó dọc theo các đường sức hiện có sẽ tạo ra dòng điện, từ đó tạo ra từ trường. Quá trình này được gọi là sự tiến bộ. Để cân bằng sự phát triển của lĩnh vực này, và từ đó ổn định cái gọi là. Cần phải có "động địa động", sự khuếch tán, trong đó trường "rò rỉ" từ lõi và sự phá hủy của nó xảy ra. Cuối cùng, dòng chất lỏng tạo ra một mô hình từ trường phức tạp trên bề mặt Trái đất với những thay đổi phức tạp theo thời gian.
Tính toán máy tính
Mô phỏng Geodynamo trên siêu máy tính đã chứng minh tính chất phức tạp của trường và hoạt động của nó theo thời gian. Các tính toán cũng cho thấy sự đảo ngược cực khi các cực của Trái đất thay đổi. Trong các mô phỏng như vậy, cường độ của lưỡng cực chính bị suy yếu đến 10% giá trị bình thường (nhưng không bằng 0) và các cực hiện có có thể đi lang thang trên toàn cầu cùng với các cực bắc và nam tạm thời khác.
Lõi bên trong bằng sắt rắn chắc của hành tinh chúng ta đóng một vai trò quan trọng trong các mô hình này trong việc thúc đẩy quá trình di chuyển qua lại. Do ở trạng thái rắn, nó không thể tạo ra từ trường bằng sự chuyển động, nhưng bất kỳ trường nào được tạo ra trong chất lỏng của lõi ngoài đều có thể khuếch tán hoặc truyền vào lõi bên trong. Dòng đối lưu ở lõi ngoài dường như thường xuyên cố gắng đảo ngược. Nhưng trừ khi trường bị giữ trong lõi bên trong khuếch tán ra trước, nếu không thì sự đảo cực thực sự của các cực từ của Trái đất sẽ không xảy ra. Về cơ bản, lõi bên trong chống lại sự khuếch tán của bất kỳ trường "mới" nào và có lẽ cứ mười lần thử đảo ngược như vậy thì chỉ có một lần thành công.
dị thường từ tính
Cần nhấn mạnh rằng mặc dù bản thân những kết quả này rất thú vị nhưng vẫn chưa biết liệu chúng có áp dụng được cho Trái đất thực hay không. Tuy nhiên, chúng ta đã có các mô hình toán học về từ trường của hành tinh chúng ta trong 400 năm qua, với dữ liệu ban đầu dựa trên những quan sát của các thủy thủ thương gia và hải quân. Phép ngoại suy của họ đối với cấu trúc bên trong của quả địa cầu cho thấy sự tăng trưởng theo thời gian của các khu vực có dòng chảy ngược ở ranh giới lõi-lớp phủ. Tại những điểm này, kim la bàn được định hướng theo hướng ngược lại so với các khu vực xung quanh - hướng vào trong hoặc hướng ra ngoài so với lõi. Những vùng dòng chảy ngược này ở Nam Đại Tây Dương là nguyên nhân chính làm suy yếu mỏ chính. Họ cũng chịu trách nhiệm về một sức mạnh tối thiểu được gọi là Dị thường Từ trường Brazil, tập trung bên dưới Nam Mỹ. Ở khu vực này, các hạt năng lượng cao có thể tiếp cận Trái đất gần hơn, làm tăng nguy cơ bức xạ đối với các vệ tinh ở quỹ đạo Trái đất thấp.
Vẫn còn nhiều việc phải làm để hiểu rõ hơn về các đặc tính của cấu trúc sâu bên trong hành tinh chúng ta. Đây là một thế giới có áp suất và nhiệt độ tương tự như trên bề mặt Mặt trời và hiểu biết khoa học của chúng ta đang đạt đến giới hạn.
Các nhà khoa học lo lắng về sự dịch chuyển cực từ của hành tinh chúng ta. Cực từ đang di chuyển từ Bắc Mỹ tới Siberia với tốc độ nhanh đến mức Alaska có thể mất đi Bắc cực quang trong vòng 50 năm tới. Đồng thời, có thể nhìn thấy Cực quang ở một số khu vực ở Châu Âu.
Các cực từ của Trái đất là một phần của từ trường, được tạo ra bởi lõi hành tinh, được làm bằng sắt nóng chảy. Các nhà khoa học từ lâu đã biết rằng các cực này di chuyển và trong một số trường hợp hiếm gặp là đổi chỗ. Nhưng nguyên nhân chính xác của hiện tượng này vẫn còn là một bí ẩn.
Sự chuyển động của cực từ có thể là hệ quả của quá trình dao động, và cuối cùng cực sẽ dịch chuyển ngược về phía Canada. Đây là một trong những quan điểm. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng trong 150 năm qua, cường độ từ trường Trái đất đã giảm 10%. Trong thời kỳ này, cực bắc từ đã di chuyển 685 dặm ở Bắc Cực. Trong thế kỷ qua, tốc độ dịch chuyển của các cực từ đã tăng lên so với bốn thế kỷ trước đó.
Cực bắc từ được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1831. Năm 1904, khi các nhà khoa học tiến hành đo lại, người ta phát hiện ra rằng cực đã di chuyển 31 dặm. Kim la bàn chỉ vào cực từ chứ không phải cực địa lý. Nghiên cứu cho thấy trong hàng nghìn năm qua, cực từ đã di chuyển một khoảng cách đáng kể từ Canada đến Siberia, nhưng đôi khi lại theo các hướng khác.
Cực bắc từ của Trái đất không đứng yên. Tuy nhiên, giống như miền Nam. Người miền Bắc đã “lang thang” khắp Bắc Cực Canada trong một thời gian dài, nhưng kể từ những năm 70 của thế kỷ trước, phong trào của họ đã có định hướng rõ ràng. Với tốc độ ngày càng tăng, hiện đạt 46 km mỗi năm, cực đang lao gần như một đường thẳng vào Bắc Cực thuộc Nga. Theo Cơ quan Khảo sát Địa từ Canada, đến năm 2050 nó sẽ nằm trong quần đảo Severnaya Zemlya.
Dựa trên những dữ liệu này, các nhân viên của Viện Động lực học Địa quyển đã mô hình hóa sự tái cấu trúc toàn cầu về cấu trúc và động lực của tầng trên bầu khí quyển Trái đất. Các nhà vật lý đã có thể chứng minh một thực tế rất quan trọng - sự chuyển động của Cực Bắc Từ ảnh hưởng đến trạng thái bầu khí quyển Trái đất. Sự dịch chuyển cực có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng. Điều này được xác nhận bằng cách so sánh dữ liệu tính toán với dữ liệu quan sát trong 100 năm qua.
Theo bầu khí quyển trung tính của Trái đất, ở độ cao từ 100 đến 1000 km, có tầng điện ly chứa đầy các hạt tích điện. Các hạt tích điện di chuyển theo chiều ngang khắp quả cầu, xuyên qua nó bằng dòng điện. Nhưng cường độ dòng điện không giống nhau. Từ các lớp nằm phía trên tầng điện ly - cụ thể là từ tầng plasma và từ quyển - có sự kết tủa không đổi (như các nhà vật lý nói) của các hạt tích điện. Điều này xảy ra không đồng đều, nhưng ở một phần ranh giới trên của tầng điện ly, có hình dạng giống hình bầu dục. Có hai trong số những hình bầu dục này, chúng bao phủ các cực từ Bắc và Nam của Trái đất. Và chính tại đây, nơi nồng độ các hạt tích điện đặc biệt cao, dòng điện mạnh nhất chạy trong tầng điện ly, được đo bằng hàng trăm kiloampe.
Cùng với sự chuyển động của cực từ, hình bầu dục này cũng chuyển động. Tính toán của các nhà vật lý đã chỉ ra rằng khi cực từ phía bắc dịch chuyển, những dòng điện mạnh nhất sẽ chạy qua Đông Siberia. Và trong các cơn bão từ, chúng sẽ dịch chuyển đến gần 40 độ vĩ bắc. Vào buổi tối, nồng độ electron ở phía nam Đông Siberia sẽ cao hơn mức hiện tại một bậc.
Qua môn vật lý ở trường, chúng ta biết rằng dòng điện làm nóng dây dẫn mà nó chạy qua. Trong trường hợp này, sự chuyển động của điện tích sẽ làm nóng tầng điện ly. Các hạt sẽ xâm nhập vào bầu khí quyển trung tính, điều này sẽ ảnh hưởng đến hệ thống gió ở độ cao 200-400 km, và do đó ảnh hưởng đến toàn bộ khí hậu. Sự dịch chuyển của cực từ cũng sẽ ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị. Ví dụ, ở các vĩ độ trung bình trong những tháng mùa hè sẽ không thể sử dụng thông tin liên lạc vô tuyến sóng ngắn. Hoạt động của hệ thống định vị vệ tinh cũng sẽ bị gián đoạn do chúng sử dụng các mô hình tầng điện ly sẽ không thể áp dụng được trong các điều kiện mới. Các nhà địa vật lý cũng cảnh báo rằng dòng điện cảm ứng trong đường dây và lưới điện của Nga sẽ tăng lên khi cực bắc từ đến gần.
Tuy nhiên, tất cả điều này có thể không xảy ra. Cực từ phía bắc có thể đổi hướng hoặc dừng lại bất cứ lúc nào và điều này không thể đoán trước được. Và đối với Nam Cực thì không có dự báo nào cho năm 2050. Cho đến năm 1986, anh di chuyển rất mạnh mẽ nhưng sau đó tốc độ giảm dần.
Một mối đe dọa khác đang rình rập nhân loại - sự thay đổi các cực từ của Trái đất. Mặc dù vấn đề này không mới nhưng sự dịch chuyển cực từ đã được ghi nhận từ năm 1885. Trái đất thay đổi cực mỗi triệu năm. Trong hơn 160 triệu năm, sự dịch chuyển xảy ra khoảng 100 lần. Người ta tin rằng trận đại hồng thủy cuối cùng như vậy xảy ra cách đây 780 nghìn năm.
Hoạt động của từ trường Trái đất được giải thích bằng dòng chảy của kim loại lỏng - sắt và niken - tại ranh giới giữa lõi Trái đất và lớp phủ. Mặc dù nguyên nhân chính xác dẫn đến sự thay đổi cực từ vẫn còn là một bí ẩn nhưng các nhà địa vật lý cảnh báo hiện tượng này có thể mang đến cái chết cho mọi sự sống trên hành tinh của chúng ta. Như một số giả thuyết nêu, nếu trong quá trình đảo cực, từ quyển Trái đất biến mất trong một thời gian, một dòng tia vũ trụ sẽ rơi xuống Trái đất, điều này có thể gây nguy hiểm thực sự cho cư dân trên hành tinh. Nhân tiện, trận Đại hồng thủy, sự biến mất của Atlantis và cái chết của khủng long và voi ma mút có liên quan đến sự dịch chuyển cực trong quá khứ.
Từ trường đóng một vai trò rất quan trọng đối với sự sống của hành tinh: một mặt, nó bảo vệ hành tinh khỏi dòng các hạt tích điện bay từ Mặt trời và từ độ sâu của không gian, mặt khác, nó đóng vai trò như một loại biển báo đường cho các sinh vật di cư hàng năm. Kịch bản chính xác về điều gì sẽ xảy ra nếu trường này biến mất vẫn chưa được biết. Có thể giả định rằng sự thay đổi các cực có thể dẫn đến tai nạn trên đường dây điện cao thế, trục trặc của vệ tinh và các vấn đề đối với các phi hành gia. Sự đảo ngược cực sẽ khiến các lỗ thủng tầng ozone mở rộng đáng kể và cực quang sẽ xuất hiện phía trên đường xích đạo. Ngoài ra, “la bàn tự nhiên” của cá và động vật di cư có thể gặp trục trặc.
Nghiên cứu của các nhà khoa học liên quan đến vấn đề nghịch đảo từ trong lịch sử hành tinh chúng ta dựa trên việc nghiên cứu các hạt vật liệu sắt từ giữ được từ tính trong hàng triệu năm, bắt đầu từ thời điểm đá không còn là dung nham bốc lửa. Xét cho cùng, từ trường là trường duy nhất được biết đến trong vật lý có trí nhớ: tại thời điểm đá nguội xuống dưới điểm Curie - nhiệt độ đạt được trật tự từ, nó bị từ hóa dưới tác động của từ trường Trái đất và mãi in dấu cấu hình của nó vào thời điểm đó.
Các nhà khoa học đã đi đến kết luận rằng đá có khả năng lưu giữ ký ức về sự phát ra từ trường (dòng chảy ra) đi kèm với bất kỳ sự kiện nào trong sự sống của hành tinh. Cách tiếp cận cơ bản như vậy cho phép chúng ta rút ra một kết luận rất quan trọng đối với nền văn minh trái đất về hậu quả của sự đảo ngược dự kiến của trường địa từ. Nghiên cứu của các nhà cổ từ học đã giúp có thể theo dõi lịch sử những thay đổi của từ trường Trái đất trong hơn 3,5 tỷ năm và xây dựng một loại lịch đảo ngược. Nó cho thấy rằng chúng xảy ra khá thường xuyên, 3-8 lần trong một triệu năm, nhưng lần cuối cùng xảy ra trên Trái đất cách đây khoảng 780 nghìn năm, và sự chậm trễ sâu như vậy trong sự kiện tiếp theo là rất đáng báo động.
Có lẽ bạn nghĩ rằng đây chỉ là một giả thuyết không có căn cứ? Nhưng làm sao người ta có thể không nhận thấy sự đảo ngược thoáng qua của từ trường Trái đất? Phía dưới mặt trời của từ quyển, bị hạn chế bởi các sợi dây từ trường đóng băng trong plasma proton-electron gần Trái đất, sẽ mất đi tính đàn hồi trước đây và một dòng bức xạ thiên hà và mặt trời chết người sẽ lao tới Trái đất. Không có cách nào điều này sẽ không được chú ý.
Hãy nhìn vào sự thật.
Và sự thật chỉ ra rằng trong suốt lịch sử của Trái đất, trường địa từ đã nhiều lần thay đổi cực của nó. Có những thời kỳ đảo cực xảy ra vài lần trong một triệu năm và có những thời kỳ yên tĩnh kéo dài khi từ trường giữ nguyên cực trong hàng chục triệu năm. Theo kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học, tần suất nghịch đảo trong kỷ Jura và kỷ Cambri giữa là 200-250 nghìn năm một lần. Tuy nhiên, lần đảo ngược cuối cùng diễn ra trên hành tinh này cách đây 780 nghìn năm. Từ đó, chúng ta có thể rút ra kết luận thận trọng rằng một đợt đảo chiều khác sẽ xảy ra trong tương lai gần. Một số cân nhắc dẫn đến kết luận này. Dữ liệu cổ từ học chỉ ra rằng thời gian mà các cực từ của Trái đất thay đổi vị trí trong quá trình đảo ngược không lâu lắm. Ước tính dưới là một trăm năm, ước tính trên là tám nghìn năm.
Dấu hiệu bắt buộc khi bắt đầu nghịch đảo là cường độ trường địa từ giảm, giảm hàng chục lần so với định mức. Hơn nữa, sự căng thẳng của anh ta có thể giảm xuống 0, và trạng thái này có thể kéo dài khá lâu, hàng thập kỷ, nếu không muốn nói là hơn. Một dấu hiệu nghịch đảo khác là sự thay đổi cấu hình của trường địa từ, trở nên khác hẳn so với trường lưỡng cực. Hiện nay những dấu hiệu này có hiện diện không? Dường như là vậy. Hoạt động của từ trường Trái đất trong thời gian tương đối gần đây được hỗ trợ bởi dữ liệu từ các nghiên cứu khảo cổ học. Chủ đề của họ là từ hóa còn sót lại của các mảnh bình gốm cổ: các hạt từ tính trong đất sét nung cố định từ trường trong khi đồ gốm đang nguội.
Những dữ liệu này chỉ ra rằng trong 2,5 nghìn năm qua, cường độ trường địa từ đã giảm dần. Đồng thời, các quan sát về trường địa từ tại mạng lưới các đài quan sát toàn cầu cho thấy cường độ của nó đang giảm nhanh trong những thập kỷ gần đây.
Một sự thật thú vị khác là sự thay đổi tốc độ chuyển động của cực từ Trái đất. Chuyển động của nó phản ánh các quá trình ở lõi ngoài của hành tinh và trong không gian gần Trái đất. Tuy nhiên, nếu các cơn bão từ trong từ quyển và tầng điện ly của Trái đất chỉ gây ra những bước nhảy tương đối nhỏ ở vị trí cực, thì các yếu tố sâu là nguyên nhân khiến nó dịch chuyển chậm nhưng liên tục.
Kể từ khi được D. Ross phát hiện vào năm 1931, Cực Bắc từ đã di chuyển với tốc độ 10 km mỗi năm theo hướng Tây Bắc trong nửa thế kỷ. Tuy nhiên, vào những năm 80, tốc độ dịch chuyển đã tăng lên nhiều lần, đạt mức tối đa tuyệt đối khoảng 40 km/năm vào đầu thế kỷ 21: đến giữa thế kỷ này, nó có thể rời Canada và kết thúc ở ngoài khơi Siberia. Tốc độ chuyển động của cực từ tăng mạnh phản ánh sự tái cấu trúc của hệ thống dòng điện ở lõi ngoài, được cho là tạo ra địa từ trường.
Như bạn đã biết, để chứng minh một quan điểm khoa học thì cần hàng nghìn sự thật, nhưng để bác bỏ nó thì chỉ cần một sự thật là đủ. Những lập luận ủng hộ sự đảo ngược được trình bày ở trên chỉ gợi ý về khả năng xảy ra ngày tận thế. Dấu hiệu mạnh mẽ nhất cho thấy sự đảo ngược đã bắt đầu đến từ những quan sát gần đây từ các vệ tinh Ørsted và Magsat của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu.
Giải thích của họ cho thấy các đường sức từ ở lõi ngoài Trái đất ở khu vực Nam Đại Tây Dương nằm ở hướng ngược lại với hướng lẽ ra chúng phải ở trong trạng thái bình thường của từ trường. Nhưng điều thú vị nhất là sự dị thường của các đường sức từ rất giống với dữ liệu từ mô hình máy tính về quá trình đảo ngược địa từ được thực hiện bởi các nhà khoa học người California Harry Glatzmeier và Paul Roberts, những người đã tạo ra mô hình từ trường mặt đất phổ biến nhất hiện nay.
Vì vậy, đây là bốn sự thật cho thấy sự đảo ngược trường địa từ đang đến gần hoặc đã bắt đầu:
1. Cường độ trường địa từ giảm trong 2,5 nghìn năm qua;
2. Sự suy giảm cường độ trường ngày càng gia tăng trong những thập kỷ gần đây;
3. Gia tốc mạnh của sự dịch chuyển cực từ;
4. Đặc điểm phân bố của đường sức từ giống như hình ảnh tương ứng với giai đoạn chuẩn bị nghịch đảo.
Có một cuộc tranh luận rộng rãi về những hậu quả có thể xảy ra của sự thay đổi cực địa từ. Có nhiều quan điểm khác nhau - từ khá lạc quan đến cực kỳ đáng báo động. Những người lạc quan chỉ ra thực tế rằng hàng trăm lần đảo ngược đã xảy ra trong lịch sử địa chất Trái đất, nhưng những đợt tuyệt chủng hàng loạt và thiên tai không liên quan đến những sự kiện này. Ngoài ra, sinh quyển có khả năng thích ứng đáng kể và quá trình đảo ngược có thể kéo dài khá lâu nên có quá nhiều thời gian để chuẩn bị cho những thay đổi.
Quan điểm ngược lại không loại trừ khả năng một sự đảo ngược có thể xảy ra trong đời của các thế hệ tiếp theo và sẽ là một thảm họa đối với nền văn minh nhân loại. Phải nói rằng quan điểm này phần lớn bị tổn hại bởi một số lượng lớn các tuyên bố phản khoa học và đơn giản là phản khoa học. Ví dụ, người ta tin rằng trong quá trình đảo ngược, bộ não con người sẽ khởi động lại, tương tự như những gì xảy ra với máy tính và thông tin chứa trong đó sẽ bị xóa hoàn toàn. Bất chấp những tuyên bố như vậy, quan điểm lạc quan là rất hời hợt.
Thế giới hiện đại đã khác xa so với hàng trăm nghìn năm trước: con người đã tạo ra nhiều vấn đề khiến thế giới này trở nên mong manh, dễ bị tổn thương và cực kỳ bất ổn. Có lý do để tin rằng hậu quả của sự đảo ngược quả thực sẽ là thảm họa thực sự đối với nền văn minh thế giới. Và việc World Wide Web mất hoàn toàn chức năng do hệ thống liên lạc vô tuyến bị phá hủy (và điều này chắc chắn sẽ xảy ra vào thời điểm vành đai bức xạ bị mất) chỉ là một ví dụ về thảm họa toàn cầu. Trên thực tế, với sự đảo ngược sắp tới của trường địa từ, chúng ta phải trải qua quá trình chuyển đổi sang một không gian mới.
Một khía cạnh thú vị về tác động của nghịch đảo địa từ lên hành tinh của chúng ta, gắn liền với sự thay đổi cấu hình của từ quyển, được Giáo sư V.P. Shcherbkov từ Đài quan sát Địa vật lý Borok xem xét trong các công trình gần đây của ông. Ở trạng thái bình thường, do trục của lưỡng cực địa từ định hướng xấp xỉ dọc theo trục quay của Trái đất, từ quyển đóng vai trò là màn chắn hiệu quả cho các dòng hạt tích điện năng lượng cao di chuyển từ Mặt trời.
Trong quá trình đảo ngược, rất có thể một phễu sẽ hình thành ở phần phía trước dưới hệ mặt trời của từ quyển ở vùng vĩ độ thấp, qua đó plasma mặt trời có thể chạm tới bề mặt Trái đất. Do sự tự quay của Trái đất ở từng vị trí cụ thể ở vĩ độ thấp và một phần ôn hòa nên tình trạng này sẽ lặp lại hàng ngày trong vài giờ. Nghĩa là, một phần đáng kể bề mặt hành tinh sẽ chịu tác động bức xạ mạnh cứ sau 24 giờ.
Vì vậy, có những lý do khá chính đáng để chú ý kỹ đến sự đảo ngược được mong đợi (và đã có đà) cũng như những nguy hiểm mà nó có thể gây ra cho nhân loại và mỗi đại diện riêng lẻ của họ, đồng thời phát triển một hệ thống bảo vệ nhằm giảm thiểu tiêu cực của họ trong tương lai. hậu quả.
Việc các cực từ của Trái đất đang dần dịch chuyển không còn là điều bí mật với bất cứ ai.
Lần đầu tiên điều này được công bố chính thức là vào năm 1885. Kể từ thời xa xưa đó, tình hình đã thay đổi rất nhiều. Cực nam từ của Trái đất đã dịch chuyển theo thời gian từ Nam Cực đến Ấn Độ Dương. Trong 125 năm qua, nó đã “đi” được hơn 1000 km.
Cực từ phía bắc hoạt động giống hệt nhau. Anh ta chuyển từ miền bắc Canada đến Siberia, trong khi phải băng qua Bắc Băng Dương. Cực Bắc từ đã đi được 200 km. và di chuyển về phía nam.
Các chuyên gia lưu ý rằng các cực không di chuyển với tốc độ không đổi. Mỗi năm phong trào của họ tăng tốc.
Tốc độ dịch chuyển của cực Bắc từ năm 1973 là 10 km. mỗi năm, so với 60 km mỗi năm vào năm 2004. Tốc độ chuyển động của các cực trung bình mỗi năm là khoảng 3 km. Đồng thời, cường độ từ trường giảm. Nó đã giảm 2% trong 25 năm qua. Nhưng đây là mức trung bình.
Điều thú vị là ở Nam bán cầu, tỷ lệ thay đổi chuyển động của từ trường cao hơn so với Bắc bán cầu. Tuy nhiên, có những vùng cường độ từ trường tăng lên.
Sự dịch chuyển của các cực từ sẽ dẫn đến hiện tượng gì?
Nếu hành tinh của chúng ta thay đổi cực và cực từ Nam thay thế vị trí của cực Bắc và cực Bắc lại thay thế cho cực Nam, từ trường bảo vệ Trái đất khỏi tác hại của gió mặt trời hoặc huyết tương có thể biến mất hoàn toàn.
Hành tinh của chúng ta, không còn được bảo vệ bởi từ trường của chính nó, sẽ bị tấn công bởi các hạt phóng xạ nóng từ không gian. Không bị kiềm chế bởi bất cứ điều gì, chúng sẽ quét qua bầu khí quyển Trái đất và cuối cùng tiêu diệt mọi sự sống.
Hành tinh xanh xinh đẹp của chúng ta sẽ trở thành một sa mạc lạnh lẽo, vô hồn. Hơn nữa, khoảng thời gian các cực từ thay đổi lẫn nhau có thể mất một thời gian ngắn, từ một ngày đến ba ngày.
Thiệt hại mà bức xạ chết người sẽ gây ra không thể so sánh được. Các cực từ của Trái đất, sau khi tự đổi mới, sẽ một lần nữa trải rộng lá chắn bảo vệ của chúng, nhưng có thể phải mất nhiều thiên niên kỷ mới khôi phục được sự sống trên hành tinh của chúng ta.
Điều gì có thể ảnh hưởng đến sự thay đổi cực?
Dự đoán khủng khiếp này có thể trở thành sự thật nếu các cực từ thực sự chuyển đổi với nhau. Tuy nhiên, chúng có thể dừng chuyển động ở xích đạo.
Cũng có khả năng những “du khách” từ tính sẽ quay trở lại nơi họ đã bắt đầu hành trình cách đây hơn hai trăm năm. Không ai có thể dự đoán chính xác các sự kiện sẽ phát triển như thế nào.
Vậy đâu là nguyên nhân khiến bi kịch có thể bùng phát? Thực tế là Trái đất chịu sự ảnh hưởng thường xuyên của các thiên thể vũ trụ khác - Mặt trời và Mặt trăng. Do ảnh hưởng của chúng đối với hành tinh của chúng ta, nó không di chuyển trơn tru trên quỹ đạo mà liên tục lệch một chút sang trái và phải. Đương nhiên, nó tiêu tốn một phần năng lượng khi đi sai hướng khỏi lộ trình. Theo định luật vật lý bảo toàn năng lượng, nó không thể bay hơi một cách đơn giản. Năng lượng tích tụ ở độ sâu dưới lòng đất của Trái đất trong nhiều nghìn năm và lúc đầu không được biết đến. Nhưng các lực đang cố gắng tác động đến phần bên trong nóng bỏng của hành tinh, nơi phát sinh từ trường, đang dần gia tăng.
Sẽ đến lúc năng lượng tích lũy này trở nên mạnh mẽ đến mức có thể dễ dàng tác động đến khối lượng lõi chất lỏng khổng lồ của Trái đất. Các xoáy mạnh, dòng hồi chuyển và chuyển động có hướng của khối lượng ngầm được hình thành bên trong nó. Di chuyển ở độ sâu của hành tinh, chúng mang theo các cực từ, do đó xảy ra sự dịch chuyển của chúng.
“Trái đất mẹ vũ trụ của chúng ta là một nam châm lớn!” - nhà vật lý và bác sĩ người Anh William Gilbert, sống ở thế kỷ 16, cho biết. Hơn bốn trăm năm trước, ông đã đưa ra kết luận chính xác rằng Trái đất là một nam châm hình cầu và các cực từ của nó là những điểm mà kim từ tính hướng thẳng đứng. Nhưng Gilbert đã sai khi tin rằng các cực từ của Trái đất trùng với các cực địa lý của nó. Chúng không khớp. Hơn nữa, nếu vị trí của các cực địa lý không thay đổi thì vị trí của các cực từ cũng thay đổi theo thời gian.
1831: Lần đầu tiên xác định được tọa độ cực từ ở Bắc bán cầu
Vào nửa đầu thế kỷ 19, những cuộc tìm kiếm đầu tiên về cực từ được thực hiện dựa trên các phép đo trực tiếp độ nghiêng từ trường trên mặt đất. (Độ nghiêng từ là góc mà kim la bàn bị lệch dưới tác dụng của từ trường Trái đất trong mặt phẳng thẳng đứng. - Ghi chú biên tập.)
Nhà hàng hải người Anh John Ross (1777–1856) khởi hành vào tháng 5 năm 1829 trên con tàu hơi nước nhỏ Victoria từ bờ biển nước Anh, hướng tới bờ biển Bắc Cực của Canada. Giống như nhiều kẻ liều lĩnh trước mình, Ross hy vọng tìm được tuyến đường biển phía Tây Bắc từ Châu Âu đến Đông Á. Nhưng vào tháng 10 năm 1830, băng đã mắc kẹt tàu Victoria ở mũi phía đông của bán đảo, nơi Ross đặt tên là Boothia Land (để vinh danh nhà tài trợ của chuyến thám hiểm, Felix Booth).
Bị mắc kẹt trong lớp băng ngoài khơi Trái đất Butia, tàu Victoria buộc phải ở lại đây qua mùa đông. Người bạn đời trong chuyến thám hiểm này là cháu trai nhỏ của John Ross, James Clark Ross (1800–1862). Vào thời điểm đó, việc mang theo bên mình tất cả các dụng cụ cần thiết để quan sát từ tính đã trở thành thông lệ, và James đã tận dụng lợi thế này. Trong những tháng mùa đông dài, ông đi dọc bờ biển Butia bằng từ kế và thực hiện các quan sát từ tính.
Ông hiểu rằng cực từ phải ở đâu đó gần đây - xét cho cùng, kim từ luôn có độ nghiêng rất lớn. Bằng cách vẽ các giá trị đo được trên bản đồ, James Clark Ross đã sớm nhận ra nơi cần tìm điểm độc đáo này với hướng thẳng đứng của từ trường. Vào mùa xuân năm 1831, ông cùng với một số thành viên của thủy thủ đoàn Victoria đã đi bộ 200 km về phía bờ biển phía tây của Butia và vào ngày 1 tháng 6 năm 1831 tại Cape Adelaide với tọa độ 70°05′ N. w. và 96°47′T. D. nhận thấy độ nghiêng từ trường là 89°59′. Đây là cách lần đầu tiên tọa độ của cực từ ở Bắc bán cầu được xác định - hay nói cách khác là tọa độ của Cực từ Nam.
1841: Lần đầu tiên xác định tọa độ cực từ ở Nam bán cầu
Năm 1840, James Clark Ross trưởng thành lên đường trên con tàu Erebus và Terror trong chuyến hành trình nổi tiếng đến cực từ ở Nam bán cầu. Vào ngày 27 tháng 12, các con tàu của Ross lần đầu tiên gặp phải tảng băng trôi và vào đêm giao thừa năm 1841 đã vượt qua Vòng Nam Cực. Rất nhanh chóng, Erebus và Terror đã thấy mình đứng trước lớp băng dày trải dài từ mép này sang mép kia của đường chân trời. Vào ngày 5 tháng 1, Ross đã đưa ra một quyết định táo bạo là tiến thẳng lên sân băng và tiến sâu nhất có thể. Và chỉ sau vài giờ của cuộc tấn công như vậy, các con tàu bất ngờ tiến vào một không gian không có băng hơn: khối băng được thay thế bằng những tảng băng riêng lẻ nằm rải rác đây đó.
Sáng ngày 9 tháng 1, Ross bất ngờ phát hiện ra một vùng biển không có băng phía trước mình! Đây là khám phá đầu tiên của ông trong chuyến hành trình này: ông đã khám phá ra vùng biển mà sau này được gọi bằng chính tên ông - Biển Ross. Ở bên phải đường đi là vùng đất có núi phủ đầy tuyết, buộc các tàu của Ross phải đi về phía nam và dường như sẽ không kết thúc. Đi thuyền dọc bờ biển, Ross tất nhiên không bỏ lỡ cơ hội khám phá những vùng đất cực nam vì vinh quang của vương quốc Anh; Đây là cách Queen Victoria Land được phát hiện. Đồng thời, ông lo ngại trên đường đến cực từ, bờ biển có thể trở thành chướng ngại vật không thể vượt qua.
Trong khi đó, hoạt động của la bàn ngày càng trở nên kỳ lạ. Ross, người có nhiều kinh nghiệm trong việc đo từ kế, hiểu rằng chỉ còn cách cực từ không quá 800 km. Trước đây chưa từng có ai đến gần anh như vậy. Rõ ràng là nỗi sợ hãi của Ross không phải là vô ích: cực từ rõ ràng nằm ở đâu đó bên phải, và bờ biển ngoan cố hướng các con tàu ngày càng xa hơn về phía nam.
Chỉ cần con đường rộng mở, Ross sẽ không bỏ cuộc. Điều quan trọng là anh ta phải thu thập ít nhất nhiều dữ liệu từ trường nhất có thể tại các điểm khác nhau trên bờ biển Victoria Land. Vào ngày 28 tháng 1, đoàn thám hiểm đã nhận được điều bất ngờ đáng kinh ngạc nhất trong toàn bộ chuyến đi: một ngọn núi lửa khổng lồ đã thức tỉnh mọc lên ở đường chân trời. Phía trên anh ta treo một đám khói đen, nhuốm màu lửa, phun ra từ lỗ thông hơi trên một cột. Ross đã đặt tên cho ngọn núi lửa này là Erebus và đặt tên Khủng bố cho ngọn núi lân cận, ngọn núi này đã tuyệt chủng và có phần nhỏ hơn.
Ross đã cố gắng đi xa hơn về phía nam, nhưng chẳng bao lâu sau, một bức tranh hoàn toàn không thể tưởng tượng được hiện ra trước mắt anh: dọc theo toàn bộ đường chân trời, xa nhất mà mắt có thể nhìn thấy, trải dài một sọc trắng, càng đến gần càng cao! Khi các con tàu đến gần hơn, người ta thấy rõ phía trước mặt họ ở bên phải và bên trái là một bức tường băng khổng lồ vô tận cao 50 mét, hoàn toàn bằng phẳng ở phía trên, không có bất kỳ vết nứt nào ở mặt hướng ra biển. Đây là rìa của thềm băng hiện mang tên Ross.
Vào giữa tháng 2 năm 1841, sau chuyến hành trình dài 300 km dọc theo bức tường băng, Ross quyết định dừng những nỗ lực tiếp theo để tìm ra kẽ hở. Từ lúc đó trở đi, phía trước chỉ có con đường về nhà.
Chuyến thám hiểm của Ross không thể coi là thất bại. Rốt cuộc, ông đã có thể đo được độ nghiêng từ trường tại nhiều điểm xung quanh bờ biển Victoria Land và từ đó xác lập được vị trí của cực từ với độ chính xác cao. Ross đã chỉ ra tọa độ sau của cực từ: 75°05′ S. vĩ độ, 154°08′ e. d. Khoảng cách tối thiểu giữa các tàu thám hiểm của ông với điểm này chỉ là 250 km. Các phép đo của Ross nên được coi là phép xác định đáng tin cậy đầu tiên về tọa độ của cực từ ở Nam Cực (Cực từ Bắc).
Tọa độ cực từ ở Bắc bán cầu năm 1904
73 năm đã trôi qua kể từ khi James Ross xác định được tọa độ của cực từ ở Bắc bán cầu, và hiện nay nhà thám hiểm vùng cực nổi tiếng người Na Uy Roald Amundsen (1872–1928) đã tiến hành cuộc tìm kiếm cực từ ở bán cầu này. Tuy nhiên, việc tìm kiếm cực từ không phải là mục tiêu duy nhất trong chuyến thám hiểm của Amundsen. Mục tiêu chính là mở tuyến đường biển phía Tây Bắc từ Đại Tây Dương đến Thái Bình Dương. Và ông đã đạt được mục tiêu này - vào năm 1903–1906, ông đi thuyền từ Oslo, qua bờ biển Greenland và Bắc Canada đến Alaska trên con tàu đánh cá nhỏ Gjoa.
Amundsen sau đó đã viết: “Tôi muốn giấc mơ thời thơ ấu của mình về tuyến đường biển phía Tây Bắc được kết hợp trong chuyến thám hiểm này với một mục tiêu khoa học khác quan trọng hơn nhiều: tìm ra vị trí hiện tại của cực từ.”
Ông tiếp cận nhiệm vụ khoa học này với tất cả sự nghiêm túc và chuẩn bị kỹ lưỡng cho việc thực hiện nó: ông nghiên cứu lý thuyết về địa từ từ các chuyên gia hàng đầu ở Đức; Tôi cũng đã mua dụng cụ đo từ trường ở đó. Thực hành làm việc với họ, Amundsen đã đi du lịch khắp Na Uy vào mùa hè năm 1902.
Vào đầu mùa đông đầu tiên trong chuyến hành trình của mình, năm 1903, Amundsen tới được đảo King William, nơi rất gần với cực từ. Độ nghiêng từ trường ở đây là 89°24′.
Quyết định dành mùa đông trên đảo, Amundsen đồng thời tạo ra một đài quan sát địa từ thực sự ở đây, nơi thực hiện các quan sát liên tục trong nhiều tháng.
Mùa xuân năm 1904 được dành cho việc quan sát “tại hiện trường” nhằm xác định tọa độ của cực một cách chính xác nhất có thể. Amundsen đã thành công và phát hiện ra rằng vị trí của cực từ đã dịch chuyển đáng kể về phía bắc so với điểm mà đoàn thám hiểm của James Ross đã tìm thấy nó. Hóa ra từ năm 1831 đến năm 1904, cực từ đã di chuyển 46 km về phía bắc.
Nhìn về phía trước, chúng tôi lưu ý rằng có bằng chứng cho thấy trong khoảng thời gian 73 năm này, cực từ không chỉ di chuyển nhẹ về phía bắc mà còn mô tả một vòng nhỏ. Khoảng năm 1850, lần đầu tiên nó ngừng di chuyển từ tây bắc sang đông nam và chỉ sau đó mới bắt đầu một hành trình mới về phía bắc, tiếp tục cho đến ngày nay.
Sự trôi dạt của cực từ ở Bắc bán cầu từ 1831 đến 1994
Lần tiếp theo vị trí của cực từ ở Bắc bán cầu được xác định là vào năm 1948. Không cần phải thực hiện chuyến thám hiểm kéo dài hàng tháng tới các vịnh hẹp ở Canada: xét cho cùng, giờ đây bạn có thể đến nơi này chỉ trong vài giờ - bằng đường hàng không. Lần này, cực từ ở Bắc bán cầu được phát hiện ở bờ hồ Allen trên đảo Prince of Wales. Độ nghiêng tối đa ở đây là 89°56′. Hóa ra kể từ thời Amundsen, tức là kể từ năm 1904, cực đã “di chuyển” về phía bắc tới 400 km.
Kể từ đó, vị trí chính xác của cực từ ở Bắc bán cầu (Cực từ Nam) đã được các nhà từ học Canada xác định thường xuyên trong khoảng thời gian khoảng 10 năm. Các cuộc thám hiểm tiếp theo diễn ra vào các năm 1962, 1973, 1984, 1994.
Cách vị trí cực từ không xa năm 1962, trên đảo Cornwallis, thuộc thị trấn Vịnh Resolute (74°42′ Bắc, 94°54′ Tây), một đài quan sát địa từ được xây dựng. Ngày nay, du lịch đến Nam Cực chỉ cách Vịnh Resolute một chuyến đi bằng trực thăng khá ngắn. Không có gì đáng ngạc nhiên khi với sự phát triển của truyền thông trong thế kỷ 20, khách du lịch bắt đầu đến thăm thị trấn xa xôi ở miền bắc Canada này ngày càng thường xuyên hơn.
Chúng ta hãy chú ý đến thực tế là khi nói về các cực từ của Trái đất, thực ra chúng ta đang nói về một số điểm trung bình nhất định. Kể từ thời điểm Amundsen thực hiện chuyến thám hiểm, người ta thấy rõ rằng thậm chí trong suốt một ngày, cực từ không đứng yên mà thực hiện những “bước đi” nhỏ xung quanh một điểm giữa nhất định.
Nguyên nhân của những chuyển động như vậy tất nhiên là do Mặt trời. Các dòng hạt tích điện từ ngôi sao của chúng ta (gió mặt trời) đi vào từ quyển Trái đất và tạo ra dòng điện trong tầng điện ly của Trái đất. Những thứ này lần lượt tạo ra từ trường thứ cấp làm xáo trộn trường địa từ. Kết quả của những xáo trộn này là các cực từ buộc phải đi bộ hàng ngày. Biên độ và tốc độ của chúng phụ thuộc một cách tự nhiên vào cường độ của nhiễu loạn.
Lộ trình của những bước đi như vậy gần giống với một hình elip, với cực ở Bắc bán cầu đi theo chiều kim đồng hồ và ở Nam bán cầu ngược chiều kim đồng hồ. Sau này, ngay cả trong những ngày có bão từ, di chuyển không quá 30 km tính từ điểm giữa. Cực ở Bắc bán cầu vào những ngày như vậy có thể di chuyển ra xa điểm giữa 60–70 km. Vào những ngày lặng gió, kích thước của các hình elip hàng ngày ở cả hai cực giảm đi đáng kể.
Sự trôi cực từ ở Nam bán cầu từ 1841 đến 2000
Cần lưu ý rằng trong lịch sử, tình hình đo tọa độ cực từ ở Nam bán cầu (Cực từ Bắc) luôn khá khó khăn. Khả năng không thể tiếp cận của nó phần lớn là nguyên nhân. Nếu bạn có thể đi từ Vịnh Resolute đến cực từ ở Bắc bán cầu bằng máy bay nhỏ hoặc trực thăng trong vài giờ, thì từ mũi phía nam của New Zealand đến bờ biển Nam Cực, bạn cần phải bay hơn 2000 km qua đại dương. Và sau đó cần tiến hành nghiên cứu trong điều kiện khó khăn của lục địa băng. Để đánh giá chính xác sự không thể tiếp cận của Cực Bắc từ, chúng ta hãy quay trở lại đầu thế kỷ 20.
Trong một thời gian khá dài sau James Ross, không ai dám đi sâu vào Victoria Land để tìm kiếm Cực Bắc Từ. Những người đầu tiên làm điều này là các thành viên trong đoàn thám hiểm của nhà thám hiểm vùng cực người Anh Ernest Henry Shackleton (1874–1922) trong chuyến hành trình năm 1907–1909 trên con tàu săn cá voi cũ Nimrod.
Vào ngày 16 tháng 1 năm 1908, con tàu tiến vào biển Ross. Lớp băng quá dày ngoài khơi bờ biển Victoria Land trong một thời gian dài khiến không thể tìm được cách tiếp cận bờ biển. Chỉ đến ngày 12 tháng 2, người ta mới có thể chuyển những thứ cần thiết và thiết bị đo từ tính vào bờ, sau đó tàu Nimrod quay trở lại New Zealand.
Những nhà thám hiểm vùng cực ở lại trên bờ phải mất vài tuần để xây dựng được những ngôi nhà ít nhiều có thể chấp nhận được. Mười lăm linh hồn dũng cảm đã học cách ăn, ngủ, giao tiếp, làm việc và nói chung là sống trong những điều kiện vô cùng khó khăn. Phía trước là một mùa đông dài ở vùng cực. Trong suốt mùa đông (ở Nam bán cầu diễn ra cùng lúc với mùa hè của chúng ta), các thành viên của đoàn thám hiểm đã tham gia vào nghiên cứu khoa học: khí tượng, địa chất, đo điện khí quyển, nghiên cứu biển thông qua các vết nứt trên băng và chính băng. Tất nhiên, đến mùa xuân, mọi người đã khá kiệt sức, mặc dù mục tiêu chính của chuyến thám hiểm vẫn còn ở phía trước.
Vào ngày 29 tháng 10 năm 1908, một nhóm do chính Shackleton dẫn đầu đã lên kế hoạch thực hiện chuyến thám hiểm tới Nam Cực Địa lý. Đúng là đoàn thám hiểm không bao giờ có thể tiếp cận được nó. Vào ngày 9 tháng 1 năm 1909, chỉ cách Cực Địa lý Nam 180 km, để cứu những người đói khát và kiệt sức, Shackleton quyết định để lại lá cờ thám hiểm tại đây và quay trở lại nhóm.
Nhóm thám hiểm vùng cực thứ hai, do nhà địa chất người Úc Edgeworth David (1858–1934) dẫn đầu, độc lập với nhóm của Shackleton, bắt đầu cuộc hành trình đến cực từ. Có ba người trong số họ: David, Mawson và Mackay. Không giống như nhóm đầu tiên, họ không có kinh nghiệm thám hiểm vùng cực. Rời đi vào ngày 25 tháng 9, họ đã bị chậm tiến độ vào đầu tháng 11 và do tiêu thụ quá nhiều thực phẩm nên buộc phải tuân theo khẩu phần nghiêm ngặt. Nam Cực đã dạy cho họ những bài học khắc nghiệt. Đói và kiệt sức, họ rơi vào hầu hết mọi kẽ hở trên băng.
Vào ngày 11 tháng 12, Mawson suýt chết. Anh ta rơi vào một trong vô số khe nứt và chỉ có một sợi dây đáng tin cậy mới cứu được mạng sống của nhà nghiên cứu. Vài ngày sau, một chiếc xe trượt tuyết nặng 300 kg rơi vào một khe nứt, suýt kéo lê ba người kiệt sức vì đói. Đến ngày 24 tháng 12, sức khỏe của các nhà thám hiểm vùng cực suy giảm nghiêm trọng, họ vừa bị tê cóng vừa bị cháy nắng; McKay cũng bị mù tuyết.
Nhưng đến ngày 15/1/1909, họ vẫn đạt được mục tiêu. La bàn của Mawson cho thấy độ lệch của từ trường so với phương thẳng đứng chỉ là 15′. Để lại gần như toàn bộ hành lý tại chỗ, họ đến cực từ chỉ trong một quãng đường 40 km. Cực từ ở Nam bán cầu Trái đất (Cực từ Bắc) đã bị chinh phục. Sau khi treo cờ Anh ở cột và chụp ảnh, các du khách đã hét lên “Hoan hô!” ba lần. Vua Edward VII và tuyên bố vùng đất này là tài sản của vương miện Anh.
Bây giờ họ chỉ còn một việc phải làm - sống sót. Theo tính toán của các nhà thám hiểm vùng cực, để theo kịp sự ra đi của Nimrod vào ngày 1/2, họ phải di chuyển 17 dặm mỗi ngày. Nhưng họ vẫn trễ bốn ngày. May mắn thay, chính Nimrod đã đến muộn. Chẳng bao lâu sau, ba nhà thám hiểm gan dạ đã thưởng thức bữa tối nóng hổi trên tàu.
Vì vậy, David, Mawson và Mackay là những người đầu tiên đặt chân lên cực từ ở Nam bán cầu, vào ngày đó tọa độ 72°25′S. vĩ độ, 155°16′ e. (300 km tính từ điểm được Ross đo một lần).
Rõ ràng là không có cuộc thảo luận nào về bất kỳ công việc đo lường nghiêm túc nào ở đây. Độ nghiêng thẳng đứng của cánh đồng chỉ được ghi lại một lần và đây không phải là tín hiệu để đo thêm mà chỉ để nhanh chóng quay trở lại bờ, nơi các cabin ấm áp của Nimrod đang chờ đợi chuyến thám hiểm. Công việc xác định tọa độ của cực từ như vậy thậm chí không thể so sánh chặt chẽ với công việc của các nhà địa vật lý ở Bắc Cực Canada, những người dành nhiều ngày để tiến hành khảo sát từ tính từ một số điểm xung quanh cực.
Tuy nhiên, chuyến thám hiểm gần đây nhất (chuyến thám hiểm năm 2000) đã được thực hiện ở mức khá cao. Vì Cực Bắc Từ đã rời lục địa từ lâu và nằm dưới đại dương nên chuyến thám hiểm này được thực hiện trên một con tàu được trang bị đặc biệt.
Các phép đo cho thấy vào tháng 12 năm 2000, Cực Bắc Từ nằm đối diện với bờ biển Terre Adélie ở tọa độ 64°40′ Nam. w. và 138°07′ Đ. d.
Đoạn từ cuốn sách: Tarasov L.V. Từ trường mặt đất. - Dolgoprudny: Nhà xuất bản "Trí tuệ", 2012.