Kto z nas nie korzysta z usług lokalizacyjnych, czy to w smartfonie czy też w samochodzie? Systemy pokroju GPS stały się integralną częścią nie tylko aplikacji nawigacyjnych, ale i mediów społecznościowych czy gier. Precyzja ich działania jest kluczowa nie tylko z perspektywy codziennych czynności, ale i utrzymywania infrastruktury krytycznej potrzebnej do zarządzania państwami czy szlakami handlowymi.
Nie powinno dziwić, że podróżowanie bieguna magnetycznego Ziemi to sprawa o sporym znaczeniu. Wspólny wysiłek amerykańskiej National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) oraz British Geological Survey (BGS) pozwala na opracowywanie aktualnego Światowego Modelu Magnetycznego (World Magnetic Model). Co 5 lat powstaje kompleksowa baza danych, która pozwala skalibrować producentom i dostawcom usług nawigacyjnych swoje urządzenia. Właśnie nadchodzi czas wyjątkowej zmiany w tych ustawieniach.
Czytaj też: Bieguny Słońca zaczęły się odwracać? Zaskakujące doniesienia naukowców
Dlaczego biegun magnetyczny podróżuje?
Aby wiedzieć, dlaczego tak naprawdę biegun magnetyczny zmienia swoje położenie, musimy wejrzeć do jądra Ziemi, ponad 3000 kilometrów w głąb planety. To dzieli się na dwie warstwy, a sprawcą całego zamieszania jest zewnętrzne jądro o grubości 2080 kilometrów i płynnej strukturze. Składa się na nie głównie płynne żelazo oraz nikiel. Ich ruch powoduje wytworzenie pola magnetycznego. Subtelne odczyty na kilku satelitach pozwoliły też odkryć, że kilka procent natężenia pola magnetycznego pochodzi też ze skał znajdujących się relatywnie płytko w zewnętrznej powłoce Ziemi.
Konwekcja płynnego metalu nie jest idealnie płynna. Oprócz samej istoty tych metali wpływają na to różne czynniki jak rotacja planety, efekt Coriolisa (odchylanie się ciał poruszających się swobodnie po powierzchni Ziemi, jak woda lub powietrze, od nadanego im kierunku) czy zmiany temperatury. W efekcie powstają wiry i turbulencje, które zmieniają rozkład prądów elektrycznych. Do tego dochodzą interakcje między warstwami Ziemi oraz szybszy ruch wewnętrznego jądra Ziemi względem reszty planety, o około 0,3°-0,5° rocznie.
Czytaj też: Lód znika z biegunów. Ich zdolność chłodzenia Ziemi znika jeszcze szybciej
To wszystko kończy się osłabianiem i wzmacnianiem pola magnetycznego Ziemi oraz powstawaniem anomalii magnetycznych. Najbardziej znana jest Anomalia Południowoatlantycka. To tutaj wewnętrzny pas Van Allena (pas radiacyjny) przebiega około 200 kilometrów od powierzchni Ziemi, a więc najbliżej powierzchni naszej planety. Wysoki poziom promieniowania w tym miejscu uniemożliwia zbieranie danych przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a.
Biegun magnetyczny Ziemi porusza się nietypowo
Na przestrzeni wieków obserwacje bieguna magnetycznego Ziemi prowadziły do dość nieoczywistych rezultatów. Magnetyczny biegun północny przemieszczał się najpierw ku Kanadzie, a niedawno przekroczył międzynarodową linię dat na półkuli wschodniej i zbliża się do Syberii. To oznacza, że czeka nas zauważalna zmiana i kalibracja urządzeń świadczących usługi lokalizacyjne.
Sprawy nie ułatwia fakt, że biegun magnetyczny Ziemi nie porusza się z regularną prędkością. Retrospekcje pokazały, że ten od XVI wieku przemieszczał się dość powoli w kierunku wybrzeży Kanady, ale ostatnie 20 lat to zmiana właśnie w stronę Syberii. W 2019 roku prędkość przesunięcia znacznie zwolniła – z 50 do 35 kilometrów rocznie.
Dlaczego to ważne? Choć proces przebiegunowania trwa tysiące lat i raczej prędko go nie doświadczymy, tak pomniejsze zmiany mogą wpłynąć na świat dookoła nas. Stare mapy WMM w obecnych warunkach się nie sprawdzą i mogłyby na dłuższych trasach wzdłuż równika ziemi doprowadzić do kilkudziesięciu albo nawet kilkuset kilometrowych odchyleń, gdyby samolot opierał się wyłącznie o dane związane z polem magnetycznym.
Czytaj także: Oto najstarszy dowód na tektonikę płyt i przebiegunowanie Ziemi! Taki wiek mówi o planecie tylko jedno
O ile ludzkość może dopasować działanie swoich urządzeń, tak wyzwaniem będzie dla nas tworzenie aparatury działającej pomimo coraz słabszego pola magnetycznego. Nasz technologiczny wyścig zapewne doprowadzi do lepszych i precyzyjniejszych rozwiązań, ale ciekawie może wyglądać kwestia migracji zwierząt. Ptaki, wieloryby czy żółwie morskie mogą pojawić się w miejscach, w których dotychczas nie rejestrowano ich obecności. Biegun magnetyczny Ziemi jest im potrzebny tak, jak nam w obecnych czasach funkcje lokalizacji w smartfonie.