На протяжении последних десятилетий человечество упорно работает над освоением космического пространства. Однако в то же время учёные не прекращают изучения тайн нашей родной планеты. В частности, недавно группа европейских исследователей опубликовала в журнале Nature работу, которая может ответить на вопрос: почему смещается Северный полюс?
В первую очередь следует помнить, что термин «Северный полюс» охватывает сразу несколько точек на земной поверхности. Наиболее известное определение касается географического северного полюса, который представляет собой место пересечения воображаемой оси вращения Земли с её поверхностью. Эта точка находится в Северном Ледовитом океане на глубине более 4 километров: она строго противоположна Южному полюсу и абсолютно статична. С ходом развития астрономической науки благодаря повышению точности наблюдений учёные заметили незначительное изменение широты обсерваторий. Следствием этого открытия стало обнаружение явления нутации – небольшого колебания земной оси, а точнее перемещения места её соприкосновения с земной поверхностью в направлении вращения планеты (с запада на восток). Этот полюс (точку пересечения изменяющейся оси с поверхностью Земли) называют мгновенным. Мгновенный полюс передвигается по неравному кругу, не отдаляясь от своего среднестатистического положения более чем на 13 метров.
Рассматривая магнитное поле Земли, можно выделить два полюса: магнитный и геомагнитный. Последний представляет собой точку пересечения теоретической магнитной оси Земли с её поверхностью. По сути данный термин упрощает восприятие нашей планеты как магнитного тела до уровня мощного магнитного диполя, в теории расположенного в центре Земли. Геомагнитный полюс незначительно перемещается по поверхности планеты. Наибольший интерес для учёных представляет Северный магнитный полюс, который олицетворяет условную точку, где магнитное поле Земли направлено строго перпендикулярно к её поверхности. Хотя эта «вершина мира» называется северной, с точки зрения физики, Северный магнитный полюс ведёт себя как южный полюс магнитного диполя. Как известно, противоположности притягиваются, потому северный полюс магнитной стрелки компаса на самом деле направлен на южный магнитный полюс Земли. Дабы избежать путаницы, некоторые учёные предлагают официально изменить название магнитных полюсов планеты и отказаться от определений «северный/южный» в пользу терминов «положительный/отрицательный».
Северный магнитный полюс впервые идентифицировал Джеймс Кларк Росс – британский исследователь полярных регионов. На момент обнаружения в 1830-х годах он находился на территории Нунавут – канадской административной единицы. С тех пор учёные стали отслеживать местоположение магнитного полюса, и долгое время изменения были незначительными. Лишь в 1990-х годах Северный магнитный полюс неожиданно рванул в сторону более высоких широт навстречу Сибири. Согласно расчётам исследователей, скорость его передвижения резко увеличилась с 15 до 55 километров в год. В конце 2017 года он пересёк линию перемены дат и оказался всего в паре сотен километров от географического северного полюса. По оценкам некоторых экспертов, при сохранении таких темпов передвижения к концу 2020 года Северный магнитный полюс может войти в арктический сектор России.
Согласно наиболее популярной теории, магнитное поле Земли и других планет формируется под воздействием самовозбуждающегося динами-механизма. Его функцию выполняет внешнее ядро, в котором происходит постоянное перемещение конвективных потоков расплавленного вещества, отводящих тепло от твёрдого внутреннего ядра. В результате вращения Земли под воздействием силы Кориолиса эти потоки закручиваются в так называемые столбы Тейлора. Магнитное поле порождают контурные электрические токи, возникающие от трения слоёв вещества внутри этих столбов.
В 2016 году группа учёных во главе с Филиппом Ливермором наблюдала различия в мощности магнитного поля над поверхностью планеты, используя данные спутников ESA (Европейского космического агентства). Тогда они предположили существование своеобразного «реактивного потока» жидкого металла внутри внешнего ядра планеты. Исследователи считают, что передвижения Северного магнитного полюса от канадской Арктики в сторону Сибири связано с изменениями в структуре и скорости данного потока. Вероятно, они привели к перемене силы двух «конкурирующих» зон, то есть ослабление участка под Канадой поспособствовало увеличению мощности участка под Сибирью.
Исследователи разработали несколько моделей, отражающих изменения в магнитном поле Земли за последние десятилетия. С их помощью они спрогнозировали, что как минимум на протяжении последующих 10 лет Северный магнитный полюс продолжит дрейфовать по прежней траектории. Исходя из вычислений, основанных на ряде моделей, за это время он продвинется в сторону Сибири на 390-660 км. Используя методики ассимиляции данных, исследователи пришли к выводу, что Северный полюс никогда не был полностью стабильным. Реконструировав модель изменений магнитного поля Земли на протяжении последних 7 тысяч лет, учёные отметили несколько периодов, когда полюс начинал перемещаться в 3-4 раза быстрее обычного. Для более конкретных выводов касательно будущего расположения магнитного полюса Ливермор и его коллеги планируют ввести тщательный мониторинг поведения геомагнитного поля.
