Беспорядочное движение северного магнитного полюса вынуждает экспертов обновить магнитную модель Земли, используемую в мировой навигации.

Что-то странное происходит на самой верхней точке земного шара. Северный магнитный полюс Земли движется от Канады по направлению к Сибири. Это движение обусловлено перемещениями потоков расплавленного железа в земном ядре. Магнитный полюс движется так быстро, что мировые эксперты по геомагнетизму решили пойти на редко используемые меры.

15 января они планируют обновить Магнитную модель мира. Эта модель описывает магнитное поле планеты и лежит в основе всей современной навигации, от систем, управляющих кораблями в море, до карт Google на смартфонах.

Самая последняя версия модели была принята в 2015 году. Её не планировалось менять до 2020 года — но магнитное поле трансформируется так быстро, что исследователи вынуждены скорректировать эту модель сейчас. «Погрешность навигации постоянно увеличивается», — говорит Арно Шулля (Arnaud Chulliat), специалист в области геомагнетизма из Университета Колорадо в Боулдере (University of Colorado Boulder), сотрудник Национального управления океанических и атмосферных исследований (National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA) и Национального центра экологической информации (National Centers for Environmental Information), США.

Проблема только частично связана с передвижениями полюса, вторая часть проблемы — это другие движения в ядре планеты. Магнитное поле Земли в основном создаётся движениями потоков расплавленных металлов, и оно меняется по мере того, как меняются эти потоки. В 2016 году, например, часть магнитного поля временно ускорилась [из-за подземных движений] на севере южноамериканского материка и в восточной части Тихого океана. Спутники, такие как миссия Европейского космического агентства Swarm (European Space Agency’s Swarm), уловили этот сдвиг.

К началу 2018 года с магнитной моделью Земли возникли проблемы. Исследователи из NOAA и Британской геологической службы в Эдинбурге (British Geological Survey in Edinburgh) выполняли свою ежегодную проверку, насколько хорошо модель отражает все изменения магнитного поля Земли. И они поняли, что модель была настолько неточной, что вот-вот бы превысила допустимый предел навигационной погрешности.

Блуждающий полюс

«Мы оказались в очень интересной ситуации», — говорит Шулля. Ответ на вопрос «Что происходит?» — двухуровневый, сообщил он в прошлом месяце на заседании Американского геофизического союза (American Geophysical Union) в Вашингтоне.

Первая часть ответа на вопрос — геомагнитный импульс, зафиксированный в 2016-м году под южноамериканским материком, случился в очень неподходящий момент. В 2015 году Всемирная магнитная модель была обновлена, а в 2016-м мы получили изменения в магнитном поведении Земли. Это означает, что магнитное поле изменилось сразу после последнего обновления, и этого изменения планировщики не ожидали.

Вторая часть ответа — передвижение северного магнитного полюса усугубило проблему. Движения полюса предсказать невозможно, и это завораживало исследователей с времён, когда в 1831 году Джеймс Кларк Росс (James Clark Ross) впервые заметил это движение в канадской Арктике. В середине 1990-х движение полюса набрало скорость, которая варьировала от 15 до 55 километров в год. К 2001 году полюс вышел на территорию Северного Ледовитого океана. Туда в 2007 году прилетела и высадилась на льду команда исследователей, в числе которых был и Шулля. Они пытались найти новое положение полюса.

В 2018 году полюс пересёк Линию перемены дат и попал в восточное полушарие. В настоящее время он движется прямиком к Сибири.

Характеристики геометрии магнитного поля Земли увеличивают погрешность работы модели в таких локациях, где это поле быстро меняется, например, на Северном полюсе. «Из-за того, что магнитный полюс быстро передвигается, в этом регионе наблюдаются всё большие и большие погрешности», — говорит Шулля.

Чтобы скорректировать Магнитную модель мира, Шулля и его коллеги «скормили» модели данные за три последних года, с учётом геомагнитного импульса 2016-го. По словам исследователя, новая версия модели должна сохранять точность до следующего регулярно запланированного обновления в 2020 году.

Основные задачи

Тем временем учёные работают над тем, чтобы понять, почему магнитное поле так резко меняется. Причинами геомагнитных импульсов, таких как произошедший в 2016 году, могут быть «гидромагнитные» волны, возникающие в глубинах ядра. Быстрое движение северного магнитного полюса может быть связано с потоком жидкого железа под Канадой, передвигающимся на большой скорости.

На заседании Американского геофизического союза Фил Ливермор (Phil Livermore), геофизик из Университета Лидса (University of Leeds), Великобритания, сказал: «Похоже, что поток „размывает“ и ослабляет магнитное поле под Канадой». А это значит, что Сибирь „перетягивает одеяло на себя“».

«Местоположение северного магнитного полюса, по-видимому, определяется двумя большими магнитными подполями, одним под Канадой и одним под Сибирью», — говорит Ливермор. — И сибирское подполе, похоже, побеждает в соревновании».

Это означает, что у геофизиков мира в обозримом будущем будет много работы.