Skirtingai nuo geografinio šiaurės ašigalio, kuris žymi pastovią vietą, magnetinio šiaurės ašigalio padėtį lemia Žemės magnetinis laukas, kuris nuolat juda. Per pastaruosius kelis dešimtmečius magnetinės šiaurės judėjimas buvo beprecedentis – jis smarkiai pagreitėjo, o po to staigiai sulėtėjo – nors mokslininkai negali paaiškinti pagrindinės neįprasto magnetinio lauko elgesio priežasties.
Globalaus pozicionavimo sistemos, įskaitant naudojamas lėktuvuose ir laivuose, magnetinę šiaurę nustato pagal 1990 m. apibrėžtą Pasaulinį magnetinį modelį (angl. World Magnetic Model, WMM). Šis modelis, kurį sukūrė Didžiosios Britanijos geologijos tarnyba ir JAV Nacionalinė vandenynų ir atmosferos administracija, žymi nusistovėjusią magnetinės šiaurės padėtį ir, remdamasis kelerių pastarųjų metų trajektorija, prognozuoja būsimą poslinkį. Siekdami išsaugoti GPS matavimų tikslumą, kas penkerius metus mokslininkai peržiūri WMM, iš naujo nustatydami oficialią magnetinės šiaurės ašigalio padėtį – ir pateikdami naujas prognozes dėl ateinančių penkerių metų dreifo.
„Kuo ilgiau delsiama atnaujinti modelį, tuo didesnė paklaida, – sako Kolorado universiteto (JAV) ir JAV Nacionalinės vandenynų bei atmosferos administracijos (NOAA) Nacionalinio aplinkos informacijos centro vyresnysis mokslo darbuotojas Arnaudas Chulliatas. – Dėl to, kaip sudarytas modelis, mūsų prognozė daugiausia yra ekstrapoliacija, atsižvelgiant į dabartines žinias apie Žemės magnetinį lauką.“
Gruodžio 17 d. mokslininkai paskelbė du modelius: standartinį WMM, kurio erdvinė skiriamoji geba ties ekvatoriumi yra maždaug 3300 km, ir pirmąjį didelės skiriamosios gebos modelį, kurio erdvinė skiriamoji geba ties ekvatoriumi yra maždaug 300 km. Nors galingesnį didelės skiriamosios gebos modelį gali naudoti visi norintys, dauguma plačiosios visuomenės naudojamos GPS įrangos turi standartinį WMM ir nėra pritaikyta dirbti su kitu modeliu – todėl daugeliui vartotojų atnaujinimas nebus naudingas, teigia Didžiosios Britanijos geologijos tarnybos geofizikas ir geomagnetizmo tyrėjas dr. Williamas Brownas.
„Didžiosios oro linijų bendrovės atnaujins navigacijos programinę įrangą visuose savo orlaivių parkuose, kad būtų galima įkelti naująjį modelį, o NATO kariuomenės turės atnaujinti programinę įrangą daugybėje sudėtingų navigacijos sistemų įvairioje įrangoje“, – CNN sakė mokslininkas. Tačiau daugumai žmonių perėjimas nėra būtinas.
„Galvokite apie tai kaip apie savo išmaniojo telefono atnaujinimą – nebūtinai norite pirkti naują telefoną vien tam, kad atnaujintumėte programą į naują galingesnę versiją“, – sakė jis.
GPS vartotojams perėjimas prie naujojo modelio turėtų būti sklandus. Atnaujinę programą mokslininkai patikrino ankstesnio modelio prognozių tikslumą, kur iki 2025 m. bus magnetinė šiaurė, nurodė A. Chulliatas. „Prognozė buvo labai gera, – sakė jis. – Taigi, naujasis modelis patvirtino, kad nebuvome labai toli nuklydę.“
Tačiau kodėl reikia visų šių atnaujinimų – ir kodėl magnetinė šiaurė nestovi vienoje vietoje?
Magnetinė šiaurė ir tikroji šiaurė
Pasaulio „viršuje“, Arkties vandenyno viduryje, yra geografinis Šiaurės ašigalis – taškas, kuriame visos iš viršaus į apačią Žemę besidriekiančios ilgumos linijos susilieja į šiaurę.
Šiaurės ašigalį pažymėti sudėtinga, nes jį dengia judantis jūros ledas, tačiau jo geografinė padėtis, dar vadinama tikruoju Šiaurės ašigaliu, yra pastovi.
Palyginimui, magnetinis šiaurės ašigalis yra labiausiai į šiaurę nutolęs Žemės magnetinio lauko (dar vadinamo magnetosfera) susiliejimo taškas. Magnetosfera, kurią sukuria Žemės branduolyje kunkuliuojantys išsilydę metalai, saugo planetą nuo kenksmingos Saulės spinduliuotės ir neleidžia Saulės vėjams nuplėšti Žemės atmosferos.
Kadangi Žemės branduolyje vykstantis konvekcinis sūkurys niekada nesibaigia, magnetosfera niekada nėra statiška. Todėl šiauriausias jos taškas visada juda.
Britų tyrinėtojas seras Jamesas Clarkas Rossas 1831 m. Šiaurės Kanadoje, maždaug 1600 km į pietus nuo tikrojo Šiaurės ašigalio, atrado magnetinį šiaurės ašigalį. Dabar žinome, kad kiekvieną dieną magnetinė šiaurė nueina elipsės formos kelią, kurio ilgis – apie 120 kilometrų.
Nuo atradimo magnetinė šiaurė nutolo nuo Kanados ir nukrypo Rusijos link. Iki XX a. ketvirtojo dešimtmečio magnetinė šiaurė nuo savo 1831 m. padėties pasislinko į šiaurės vakarus apie 400 km. 1948 m. ji pasiekė Velso Princo salą, o 2000 m. jau buvo nutolusi nuo Kanados krantų.
„Per pastaruosius 400 metų ji paprastai pasislinkdavo apie 10 km per metus arba mažiau“, – sako dr W. Brownas.
Tačiau naujausias WMM atnaujinimas atliktas po labai neįprasto magnetiniam šiaurės ašigaliui laikotarpio. 1990 m. šiaurinis ašigalio poslinkis paspartėjo nuo 15 km per metus iki 55 km per metus, nurodo A. Chulliatas. Jis priduria, kad šis poslinkis „pagal mūsų turimus įrašus buvo beprecedentis“.
Apie 2015 m. dreifas sulėtėjo iki maždaug 35 kilometrų per metus. Spartus lėtėjimas taip pat buvo beprecedentis, teigia A. Chulliatas. Iki 2019 m. svyravimai taip smarkiai nukrypo nuo ankstesnio modelio, kad mokslininkai WMM atnaujino metais anksčiau.
Ateities dreifas
Pasak dr. W. Browno, mokslininkai tikisi, kad dreifas Rusijos link ir toliau lėtės – nors yra tam tikrų neaiškumų, kiek ilgai šis lėtėjimas tęsis ir ar jis tęsis dabartiniu tempu.
„Jis gali pasikeisti arba net vėl paspartėti, – sako mokslininkas. – Mes ir toliau stebėsime lauką ir vertinsime WMM veikimą, tačiau nenumatome, kad iki 2030 m. planuojamo atnaujinimo reikės išleisti naują modelį.“
Praeityje Žemės magnetinis laukas elgėsi dar dramatiškiau – magnetosfera susilpnėjo tiek, kad pasikeitė jos poliariškumas. Tai apverčia magnetinius šiaurės ir pietų polius, o pokytis gali trukti dešimtis tūkstančių metų.
Mokslininkai apskaičiavo, kad šis poliarinis apsivertimas, kuris gali užtrukti tūkstančius metų, įvyksta maždaug kartą per milijoną metų – nors laikas tarp apsivertimų labai skiriasi: nuo 5000 metų iki net 50 milijonų metų. Be to, prieš tokius apsivertimus atsirandantys požymiai nėra gerai žinomi, todėl juos sunku prognozuoti, pastebi dr W. Brownas. Paskutinis didelis apsivertimas įvyko maždaug prieš 750 000–780 000 metų.
Poliarinio apsivertimo metu gali nukentėti gyvūnai, kurie migruoja vadovaudamiesi magnetiniu lauku, kad rastų savo kelią – pavyzdžiui, banginiai, drugeliai, jūrų vėžliai ir daugelis migruojančių paukščių rūšių. Apsisukimas sutrikdytų radijo ryšį ir sutrikdytų navigacijos sistemas. O orbitoje skriejantiems palydovams kiltų pavojus – nes susilpnėjęs magnetinis laukas mažiau apsaugotų nuo kosminių orų.
Nors per daugiau nei 100 mln. metų gyvybė Žemėje patyrė daugybę magnetinių apsisukimų, „niekada nepatyrėme apsisukimo, kai egzistavo šiuolaikinės technologijos, – pastebi dr W. Brownas. Tai tikrai būtų įdomus metas, kuriam inžinieriai turėtų pritaikyti mūsų technologijas, tačiau tikėkimės, kad tai tektų daryti lėtai, per šimtmečius, o ne staiga.“
Parengta pagal CNN.