Как найти полюс
Попробуем проследить, как мигрировали полюсы, используя немногочисленные прямые измерения. Северный полюс за 120 лет переместился более чем на 300 км к северо-западу. Южный прошел за это же время еще больше: почти 1000 км и тоже на северо-запад. Ну, что же, скажет читатель, скорость известна, направление тоже — задача школьная! Не тут-то было! Задача эта пока что не решена! Дело в том, что полюсы движутся неравномерно по сложной кривой.
Проследим за траекторией южного магнитного полюса в течение 110 лет. За первые 70 лет полюс переместился к северу примерно на 3°, а следующие 40 лет двигался на северо-восток с удвоенной скоростью. Таким образом, вычислить координаты полюса по отдельному известному отрезку траектории далеко не просто. Но, может быть, в течение геологических эпох полюсы движутся по замкнутым траекториям? Тогда, установив циклические закономерности, можно было бы прогнозировать местонахождение полюсов. Такое предложение выдвинул магнитолог Н. Д. Медведев. Он предложил организовать международную службу магнитных полюсов. В задачу такой службы должно входить постоянное измерение магнитного поля в районах магнитных полюсов, предвычисление и контроль их положения.
Однако решающее слово принадлежит палеомагнитологам. Это они, изучая остаточную древнюю намагниченность горных пород, определяют структуру магнитного поля Земли в отдаленные геологические эпохи. В основе палео- или ископаемого магнетизма лежит замечательное свойство горных пород: при застывании раскаленных лав они воспринимают и сохраняют направление вектора геомагнитного поля той эпохи. Подобным же свойством обладает обжигаемая керамика, например кирпич. Исследуя намагниченность кирпичной кладки старинных зданий и очагов с помощью археомагнитных методов, можно восстановить направление геомагнитного поля в историческом прошлом. В последнее время архео- и палеомагнитологи научились определять не только направление, но и интенсивность «ископаемого» поля.
Появилась реальная возможность восстановить движение магнитных полюсов в далеком прошлом. И вот выяснилось, что за 600 млн. лет северный магнитный полюс прошел почти 90° от экватора до географического северного полюса по довольно сложной траектории. Казалось бы все хорошо и остается только объяснить причину дрейфа магнитного полюса. Но дело в том, что траектория полюса построена по палеомагнитным данным только одного материка — Европы и северной Азии. Попытки привлечь результаты измерений на разных материках (Америка, Австралия, южная Азия) дали такой разнобой направлений, что в некоторые эпохи движение полюса для разных материков получалось противоположным. Правда, согласия траекторий можно достичь, если соответствующим образом сместить материки со своих теперешних мест…
Смена магнитных полюсов Земли, что это означает
То, что происходит активное движение земных магнитных полярных полюсов — это очень опасное явление для современного человечества. Во-первых, из-за этого все электросистемы могут перестать работать, во-вторых, произойдут сбои в работе также и спутниковых навигаций. Пострадает каждая страна, в которой развиты передовые цифровые технологии. Магнитное поле Земли уже ослабло на 15% и с каждым годом этот показатель растет.
Самое опасное, что инверсия магнитных районов Земли может быть внезапной, и все это будет означать только катастрофу, потому что космическое излучение достигнет поверхности нашей планеты, и все живое в одночасье погибнет.
Взгляд из космоса…
Итак, мы знаем, как ведут себя магнитные полюсы на поверхности Земли во времени и пространстве и где находятся источники главного геомагнитного поля. А как все это выглядит из космоса? Как далеко от Земли космонавт может обнаружить геомагнитное поле и его полюсы своим магнитометром?
В Солнечной системе существует межпланетное магнитное поле, напряженность которого примерно в 10 000 раз меньше земного. Земное поле имеет довольно четкую границу на стороне, обращенной к Солнцу («граница магнитосферы»). Космонавт, подлетая к Земле со стороны Солнца, может по магнитометру определить момент прохождения этой границы. На больших высотах магнитометр чувствителен лишь к дипольному геомагнитному полю, так как недипольная его часть, меньшая по величине и протяженности, быстро затухает с высотой. Если же на этих высотах определить положение магнитного полюса, то его проекция на земную поверхность и будет дипольным полюсом Земли. Дипольные полюсы не совпадают с магнитными, они располагаются примерно в точках с координатами 78° 5′ с. ш., 69° 3′ з. д.; 78° 5′ ю. ш. и 110° 9′ в. д. Это — геомагнитные полюсы. Казалось бы, что эти полюсы, которые на Земле и обнаружить-то нельзя, представляют чиста абстрактный интерес. Но это не так.
С геомагнитными полюсами связано большинство явлений, происходящих в магнитосфере Земли. Например, геомагнитные полюсы контролируют захват частиц солнечной радиации магнитосферой Земли; на них центрируются «зоны наибольшей повторяемости и интенсивности полярных сияний» и т. д. Недаром геомагнитные полюсы так интересуют магнитологов. В этих точках организованы обсерватории Туле (Гренландия) и Восток (Антарктида).
Изучение геофизических процессов на геомагнитных полюсах играет очень важную роль в космических полетах. Поскольку магнитные силовые линии воронкой расходятся из геомагнитных полюсов, там отсутствует опасная для космонавтов радиация, захваченная магнитным полем. При вылете в космос через такую воронку можно уменьшить меры по радиационной защите космонавтов. Наблюдения за магнитным полем на геомагнитных полюсах дают сведения о «погоде» в околоземном космическом пространстве, используются для диагноза и прогноза явлений в полях и частицах наших космических окрестностей. Так изучение сокровенных глубинных процессов Земли сомкнулось с космическими исследованиями.
Кто первым достиг Северного полюса?
Было несколько экспедиций к Северному полюсу, начиная с 18-го века. Существуют разногласия по поводу того, кто первым достиг Северного полюса. В 1908 году американский путешественник Фредерик Кук стал первым, кто заявил о том, что добрался до Северного полюса. Но его соотечественник Роберт Пири опроверг это заявление, и 6 апреля 1909 года он официально стал считаться первым покорителем Северного полюса.
Первый перелет через Северный полюс: норвежский путешественник Руаль Амундсен и Умберто Нобиле 12 мая 1926 года на дирижабле «Норвегия»
Первая подводная лодка на Северном полюсе: атомная подводная лодка «Nautilus» 3 августа 1956 года
Первое путешествие на Северный полюс в одиночку: японец Наоми Уэмура, 29 апреля 1978 года, проехав 725 км на собачьих упряжках за 57 дней
Первая экспедиция на лыжах: экспедиция Дмитрия Шпаро , 31 мая 1979 года. Участники прошли 1500 км за 77 дней.
Первым переплыл Северный полюс: Льюис Гордон Пью преодолел 1 км в воде температурой -2 градуса по Цельсию в июле 2007 года.
Географический Северный полюс
Самая крайняя северная точка на поверхности Земли — это географический Северный полюс, также известный как Истинный Север. Он расположен на 90º северной широты, но не имеет конкретной линии долготы, поскольку все меридианы сходятся на полюсах. Ось Земли соединяет северный и , и является условной линией, вокруг которой вращается наша планета.
Географический Северный полюс находится примерно в 725 км (450 милях) к северу от Гренландии, в середине Северного Ледовитого океана, глубина которого в этой точке составляет 4087 метров. Большую часть времени Северный полюс покрывает морской лед, но в последнее время вода была замечена вокруг точного расположения полюса.
Все точки являются южными!
Если вы стоите на Северном полюсе, все точки расположены к югу от вас (восток и запад не имеют значения на Северном полюсе). В то время как полный оборот Земли происходит за 24 часа, скорость вращения планеты уменьшается по мере удаления от , где она составляет около 1670 км в час, а на Северном полюсе, вращение практически отсутствует.
Линии долготы (меридианы), которые определяют наши часовые пояса, настолько близки к Северному полюсу, что временные зоны здесь не имеют смысла. Таким образом, Арктический регион использует стандарт UTC (скоординированное всеобщее время) для определения местного времени.
Из-за наклона земной оси Северный полюс испытывает шесть месяцев круглосуточного дневного света с 21 марта по 21 сентября и шесть месяцев темноты с 21 сентября по 21 марта.
Все глубже и глубже…
Уже давно ученые сомневаются в возможности существования постоянного магнита в центре Земли из-за господствующих там высоких температур. Как известно, при нагреве постоянного магнита до температуры выше «точки Кюри» его магнитный момент резко уменьшается. Поэтому некоторые ученые стали разрабатывать гипотезу об источниках поля в холодной оболочке Земли — ее коре. Однако значительные изменения, которые испытывает магнитное поле во времени, вызывают серьезные возражения против этой гипотезы. Проведенные недавно измерения с помощью искусственных спутников Земли указывают на глубинное положение источников поля.
Таким образом, мнение о глубинных источниках получило серьезную экспериментальную поддержку. Примирить кажущиеся противоречия теории и эксперименте помогло представление о глубинных электрических токах. Внутри Земли природа построила своеобразную электростанцию. Работает она подобно обычной динамо-машине с самовозбуждением. Для начала работы «земного динамо» необходимо слабое «затравочное» магнитное поле. В дальнейшем индуцированный в «динамо» ток, а значит, и поле усиливаются до некоторой постоянной величины. Ротор — твердая оболочка Земли — вращается относительно статора — земного ядра с некоторым опережением. Процессы на границе ядра и мантии являются определяющими для работы «земного динамо», а конвективные потоки вещества, возникающие в Земле под действием разностей температур и плотностей, служат дополнительным источником тока.
«Земное динамо» работает с перебоями в геологических масштабах времени. Его функционирование зависит от многих параметров, изменение которых нарушает режим работы динамо и влечет за собой колебания величины магнитного поля и, как следствие, — миграцию полюсов.
В принципе, ток «в обмотках» земного динамо может течь равновероятно в обе стороны, то есть северный и южный магнитные полюсы могут меняться местами. Следовательно, эпизодическая смена полярности геомагнитного поля не противоречит принципам работы «земного динамо». Этот же механизм может объяснить колебания магнитных полюсов около некоторого среднего положения. В свою очередь, среднее положение полюса должно, согласно этому механизму, совпадать с полюсом вращения Земли. По-видимому, за 600 млн. лет дрейф главного дипольного полюса действительно соответствовал в общих чертах дрейфу географического полюса. Последний же перемещается в результате долгопериодических изменений угла наклона земной оси к плоскости эклиптики.
Можно считать, что в настоящее время мы знаем наиболее вероятные принципы генерации магнитного поля Земли, однако полной количественной теории земного магнетизма пока еще нет.
Где находятся магнитные полюса Земли
4 столетия назад Уильям Гильберт, который был известным физиком и врачом Англии, сделал заявление о том, что наша планета по своей сути — магнит, у которого есть крайне точки — север и юг, потому что магнитная стрелка указывает именно вертикальное направление. В том, что Земля — магнит, он не ошибся, он был не прав только в том, что магнитные полярные районы ничем по своему расположению не отличаются от географических, потому что они динамичные:
- В первой половине XIX века Джеймс Кларк Росс впервые обозначил точно, где находится Южный магнитный полярный район — 89°59’, а если быть точнее, то эти координаты близки по отношению к мысу Аделаида. В 1904 году другим исследователем Руалем Амундсеном было обнаружено, что магнитное наклонение изменилось — полюс начал движение в северном направлении и сместился почти на 50 км.
- В 1841 году этот же экспедитор установил точные координаты, где географически находится Северный магнитный полярный район — 75°05’ ю. ш., 154°08’ в. д, что находится в Антарктиде. В 1904 году Руаль Амудсен выяснил, что географические координаты Южного полярного района изменились — они сдвинулись к северу на целых 400 км.
Все это говорит о том, что расположение магнитных полярных районов — это усредненные значения. Изменения, происходящие в положении магнитных полярных районов, связаны с воздействием Солнца, от которого исходят заряженные частицы, и именно они провоцируют возникновение электрических токов в ионосфере Земли.
Магнитный Северный полюс
Расположенный приблизительно в 400 км (250 милях) к югу от истинного Северного полюса, и по состоянию на 2017 год находится в пределах 86,5° северной широты и 172,6° западной долготы.
Это место не фиксировано и постоянно движется, даже на ежедневной основе. Магнитный Северный полюс Земли является центром магнитного поля планеты и точкой на которую указывают обычные магнитные компасы. Компас также подвержен магнитному склонению, которое является результатом изменения магнитного поля Земли.
Из-за постоянных сдвигов магнитного Северного полюса и магнитного поля планеты, при использовании магнитного компаса для навигации, необходимо понимать разницу между магнитным севером и истинным севером.
Магнитный полюс был впервые определен в 1831 году, в сотнях километрах от современного местоположения. Канадская национальная геомагнитная программа контролирует движение магнитного Северного полюса.
Магнитный Северный полюс движется постоянно. Каждый день происходит эллиптическое движение магнитного полюса примерно на 80 км от его центральной точки. В среднем он перемещается примерно на 55-60 км каждый год.
Диполь или мультиполь
Еще в древности земной магнетизм пытались объяснить существованием одного сильного магнита, помещенного где-то в недрах Земли так, что один его полюс находится вблизи Северного, а другой вблизи Южного географического полюсов. По наименованию географических полюсов, на которые, как считали моряки и географы, показывает магнитная стрелка, были названы ее концы. Когда выяснилось, что магниты притягиваются разноименными полюсами, пришлось констатировать общеизвестный сейчас факт, что вблизи Северного полюса располагается южный магнетизм, а вблизи Южного — северный. Очевидно, по традиции мы теперь продолжаем называть магнитные полюсы по их географическому положению.
Еще древние мореплаватели замечали, что далеко не везде северный конец магнитной стрелки указывает на север. Это свойство магнитного поля Земли (магнитное склонение) открыл Христофор Колумб в своем первом знаменитом плавании. Вскоре моряки и сухопутные путешественники начали систематически измерять склонение магнитной стрелки и отмечать на картах его величину. Проведенные на картах магнитные меридианы пересекались (в среднем) около географических полюсов в точках магнитных полюсов. Оказалось, однако, что далеко не все меридианы проходят рядом с полюсом. Кроме того, направление магнитных меридианов сильно изменялось от точки к точке, и, в отличие от географических, они представляли собой довольно извилистые линии.
Стало быть, магнитное поле Земли нельзя представить полем одного магнита. Может быть, поле Земли не дипольное, а более сложное? Теоретически можно отделить поле диполя от недипольной части. Довольно хорошо соответствует реальному поле диполя, несколько смещенного от центра Земли, ось которого составляет угол 11° с осью ее вращения.
Если основные, дипольные полюсы дрейфуют по незамкнутой траектории уже полмиллиарда лет, то недипольное поле, вероятно, меняется циклически, хотя и с очень большим периодом. Известно, например, что теперь магнитное поле Земли дрейфует с востока на запад со скоростью 0,2° в год. С этим дрейфом, по-видимому, и связано современное быстрое перемещение полюсов с юго-востока на северо-запад. Но это еще не последняя трудность и загадка в поведении магнитного поля Земли. Мало того, что оно меняется во времени и пространстве — оно еще изменяет свою полярность! Это значит, что существовали периоды, когда северный магнитный полюс был южным, а южный — северным.
Исследуя образцы древних горных пород и магнитные аномалии океанского дна, ученые подтвердили факт инверсий геомагнитного поля и время этих инверсий. Например, около 700 тыс. лет назад поле имело полярность, обратную современной, а 2,5 млн. лет тому назад — такую же, как сейчас. Еще ранее также обнаруживали инверсию поля. Кроме того, на фоне продолжительных эпох определенной полярности наблюдались относительно кратковременные эпизоды перемагничивания длительностью в несколько тысячелетий. В сумме же за последние 4,5 млн. лет периодов с той и другой полярностью было примерно поровну. Вот эти-то факты и заставили магнитологов отойти от гипотезы магнитного поля как поля одного или многих постоянных магнитов и искать другие причины земного магнетизма.
Полярная ночь и полярный день
Полюса Земли – это уникальные места, где наблюдается самый длинный день, который длится 178 суток, и самая длинная ночь, которая длится 187 суток.
На полюсах наблюдается только один восход и один закат Солнца в год. На Северном полюсе Солнце начинает подниматься в марте в день весеннего равноденствия и опускается в сентябре в день осеннего равноденствия. На Южном полюсе наоборот, восход — во время осеннего равноденствия, а закат — в день весеннего равноденствия.
Летом Солнце здесь всегда над горизонтом, и Южной полюс получает солнечный свет круглосуточно. Зимой Солнце ниже горизонта, когда наблюдается круглосуточная темнота.
Южный полюс холоднее Северного полюса
Южный полюс гораздо холоднее Северного полюса. Температура в Антарктиде (Южный полюс) настолько низкая, что в некоторых местах этого континента снег никогда не тает.
Средняя годовая температура в этой области составляет -58 градусов по Цельсию зимой, а самая высокая температура была зафиксирована здесь в 2011 году и составила -12,3 градуса по Цельсию.
В отличие от него, средняя годовая температура в Арктическом регионе (Северный полюс) составляет – 43 градуса по Цельсию зимой и около 0 градусов летом.
Существует несколько причин, почему Южный полюс холоднее Северного. Так как Антарктида – это огромная суша, она получает мало тепла из океана. В отличие от нее, лед в Арктическом регионе относительно тонкий и под ним находится целый океан, который смягчает температуру. Кроме того Антарктида находится на возвышении на высоте 2,3 км и воздух тут холоднее, чем в Северном Ледовитом океане, который находится на уровне моря.
Особенности географического расположения Антарктиды
В Антарктиде была зафиксирована самая низкая температура. Она опускалась до 89,2 градуса. Средняя температура на материке зависит от времени года. Для зимы обычной температурой является -50 градусов, а в самые теплые дни лета градусник может даже показать отметку в -5-10 градусов.
Из-за суровых климатических условий в Антарктиде нет людей, проживающих здесь на постоянной основе. Тут временно проживают ученые и исследователи, продолжительность пребывания которых не превышает полутора лет. Максимальное количество жителей в летние месяцы – 4000 человек, в зимнее – около 1000 человек. Проживают люди на исследовательских станция, таких как Беллинсгаузен, Восток, Дружная 4, принадлежащих России, Амундсен-Скот (США) и другие.
Материк можно разделить на 2 части: западную часть и восточную часть. На западе расположены горы, а на востоке – более ровная местность. Границей между восточной и западной частью Антарктиды являются Трансантарктические горы.
В отличие от других материков, имеющих 4 крайние точки (северную, южную, западную, южную), Антарктида имеет только одну крайнюю точку – северную. Этой точкой является мыс Сифре (мыс Прайм-Хед).
Рис. 3. Мыс Сифре (Прайм-Хед) на карте Антарктиды.
Что мы узнали?
С тех пор, как в 1820 году Ф.Беллинсгаузен и М
Лазарев открыли Антарктиду, внимание к ней только росло. Антарктида настолько уникальна, что вместо 4 крайних точек, у нее всего лишь одна
Континент практически полностью лежит в пределах Южного полюса, и условно его можно разделить на западную часть и восточную часть. Антарктида не принадлежит ни одной стране мира, ее земли предназначены для исследований исключительно в мирных целях. Чтобы лучше разобраться в данной теме по географии (7 класс) и систематизировать свои знания по ней, необходимо сделать описание по плану. В него должны входить вопросы о том, какая площадь у материка, сколько у него крайних точек, какие моря и океаны омывают изучаемые земли.
-
/10
Вопрос 1 из 10
Географический полюс
Примечательно, что все перечисленные выше полюсы бывают северными и южными. Несмотря на то, что географический, магнитный и полюс холода не совпадают, они расположены недалеко друг от друга в районах Арктики и Антарктики.
Начнем с географических полюсов — точек, в которых ось вращения Земли пересекается с поверхностью планеты.
В географическом полюсе сходятся все меридианы, поэтому долгота при указании его координат не пишется: координаты Северного полюса — 90°00’00» северной широты , а Южного — 90°00’00» южной широты. Полюсы не принадлежат ни к одному часовому поясу, поэтому участники полярных экспедиций, которые отправляются к ним, используют любое время по своему усмотрению.
За счет того, что полюсы находятся на «шапках» планеты и в течение суток практически не меняют своего положения относительно Солнца, полярный день и полярная ночь длятся около 6 месяцев, при этом, если на севере стоит день, то на юге — ночь, и наоборот.
Со временем мгновенная ось вращения Земли перемещается, поэтому и фактическое положение полюсов меняется. При этом на картах обозначение полюсов и отходящих от них меридианов для удобства оставляют прежним, однако каждый год на станции «Амундсен-Скотт» в Антарктиде на несколько метров передвигают столб, обозначающий Южный полюс.
Северный полюс расположен в Северном Ледовитом океане и ближайшими к нему участками суши являются гренландские необитаемые острова Каффеклуббен и ATOW1996, а Южный находится в пределах Полярного плато в Антарктиде. Северный полюс, который находится в середине океана, значительно теплее, чем Южный, располагающийся на высоте, в центре континента.
В течение ста лет многие исследователи пытались покорить Южный полюс, прежде чем это удалось сделать Руалю Амундсену в 1911 году: он добрался до крайней южной точки планеты на собачьих упряжках. На самолете Р-6 летчик П. Г. Головин выполнил первый полет над Северным полюсом в 1937 году, а на самом полюсе люди впервые высадились на лёд только в 1948.
Руаль Амундсен. Фото: aif.ru
Экспедиция Руаля Амудсена на Южный полюс в 1911 году. Фото: kommersant.ru
Руаль Амундсен. Фото: aif.ru
Крайние точки Антарктиды и их координаты
Антарктида имеет площадь 14 млн. кв. км и омывается тремя океанами: Индийским, Тихим и Атлантическим. Она уникальна тем, что практически полностью расположена в пределах Южного полярного круга. Из-за особенностей расположения материка мы не можем говорить о протяженности Антарктиды с севера на юг или с запада на восток. Так как Южный полюс находится в пределах Антарктиды, а для полюса не существует направление на восток или на запад, то невозможно выделить самую южную точку Антарктиды, впрочем, как и западную и восточную. Все направления от Южного полюса ведут только на север. В Антарктиде можно определить только крайнюю северную точку. Находится она на полуострове Антарктический. Крайняя северная точка Антарктиды – мыс Сифре, он же мыс Прайм-Хед. Он расположен на 63 градусе южной широты.
Рис. 3. Мыс Сифре на карте Антарктиды.
Обычно туристы и путешественники не обходят стороной крайние точки материков. В интернете можно найти огромное количество фотографий с крайних точек других континентов. Но отправиться на остров Антарктический решаются только ученые, исследователи и самые отъявленные путешественники. Температура там может опускаться до -90 градусов.
В Антарктиде нет ни одного государства и постоянных жителей. Здесь находятся только исследовательские станции, на которых ведется деятельность исключительно в мирных целях. В 1959 году страны подписали договор об Антарктиде, по которому запрещается на ее территории проводить действия в военных целях.
Самой южной точкой планеты является Южный полюс. Таким образом, мыс Сифре, являясь самой северной точкой Антарктиды, может считаться и самой южной точкой планеты.
Что мы узнали?
Антарктида в отличие от других материков имеет только одну крайнюю точку – северную. Этой точкой является мыс Сифре (мыс Прайм-Хед). В Антарктиде самые низкие температуры в мире. Температура может опускаться почти до -90 градусов. А еще на материке нет рек, так как дождей здесь тоже не бывает.
-
/10
Вопрос 1 из 10