МАГНИТНОЕ ПОЛЕ НА ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ
В то время как общая форма магнитного поля Земли похожа на простой магнит бара, когда вы смотрите на магнитное поле в деталях, это гораздо сложнее. В общем, игла-компас указывает примерно на север, но не указывает на истинный север (точку, вокруг которой вращается Земля). Угол между истинным Севером и направлением, в котором находится компасная игла, называется склонением.
- Угол между магнитным Севером и истинным Севером... Компасная игла указывает на место, называемое магнитным Севером.
- Точка на поверхности Земли, где магнитное поле указывает непосредственно на центр - полюс Земли.
Магнитное поле очень полезно для навигации. Китайцы использовали основные компасы в 1100-х годах, чтобы найти направление. Первая карта была сделана Эдмундом Галлеем, известным как комета Галлея, для использования на кораблях, плававших по Атлантическому океану в 1699 году. Он понял, что магнитное поле постоянно меняется, и предположил, что в центре Земли находится жидкий слой. Магнитный Северный полюс был открыт Джеймсом Клерком Россом в 1831 году в Канаде. Однако, чтобы еще больше усложнить дело, магнитный Северный полюс не остается на том же месте, а постоянно движется, благодаря потоку внешнего ядра.
В настоящее время магнитный Северный полюс все еще находится на севере Канады, но он движется со скоростью около 50 км в год и пересечет северную часть России когда-нибудь в следующем десятилетии.
Обратите внимание, что магнитный северный полюс с 1900 года перемещается гораздо дальше и быстрее южного магнитного полюса.
КАРТА
Сделать карту магнитного поля достаточно просто, в теории. Все, что вам нужно, это GPS-устройство (например, смартфон), чтобы определить ваше точное местоположение и помочь вам найти направление истинного Севера. Вам также нужен компас.
Во-первых, используйте GPS для определения направления истинного Севера. Это можно сделать, положив две палочки в землю вдоль линии постоянной долготы. Встаньте между палочками и определите угол между иголкой компаса и линией истинного Севера, которую вы сделали с помощью двух палочек. Поздравляю, вы измерили склонение! Чтобы сделать карту, повторите это измерение в другом месте и в другом. Сделайте это несколько миллионов раз по всему миру, включая океаны и пустыни, и ваша работа будет завершена... по крайней мере, в течение нескольких лет, пока магнитный Север не сдвинется с места. Очевидно, что это невозможно для человека, но это возможно для спутника.
С 1999 года было проведено три миссии европейских спутников для очень точных измерений магнитного поля Земли. Нынешнее трио спутников, называемое Swarm, пролетает на высоте 450-500 км над поверхностью Земли и движется со скоростью 8 км в секунду. Им требуется около 90 минут, чтобы обогнуть Землю, и они совершают 15 орбит в день. Через 4 месяца они делают достаточно измерений по всему миру, чтобы создать карту.
Измерения спутников собираются на компьютере, где математический процесс, называемый инверсией, используется для создания карты (или снимка) магнитного поля в фиксированной точке времени.
Поскольку изменение магнитного поля не предсказуемо более 10 лет, эти карты магнитного поля регулярно обновляются каждые 5 лет. Некоторые карты создаются бесплатно группой ученых со всего мира и известны как Международное геомагнитное поле. Сделать хорошую карту - большая работа, которая занимает несколько месяцев. Последняя версия была выпущена в 2015 году, а следующая будет готова к 2020 году.
МАГНИТНАЯ КАРТА НА ВАШЕМ СМАРТФОНЕ
Вы, наверное, больше всего знакомы с использованием магнитного поля Земли для навигации - подумайте о кораблях, плывущих по океану, или о людях, гуляющих по горам. Однако, если Вы когда-либо использовали карту на смартфоне, чтобы найти, куда Вы хотите отправиться, то Вы также использовали карту магнитного поля Земли.
Когда вы открываете приложение карты, ваше местоположение обычно отображается в виде маленькой точки со стрелкой или треугольником, указывающим направление, в котором вы смотрите. Смартфоны используют встроенный цифровой компас для определения направления магнитного севера. Тем не менее, как карты выровнены по истинному северу, программное обеспечение телефона должно корректироваться на разницу склонения. Телефон использует GPS местоположение для определения правильного угла на карте склонения, например, IGRF.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Составление карт магнитного поля Земли - сложный процесс, который необходимо повторять не реже одного раза в 5 лет, чтобы карты оставались актуальными. Карты могут научить нас о внешнем ядре Земли, а также они полезны для многих практических применений, которые вы, вероятно, испытали при навигации по городу со смартфоном.