Warum bewegt sich der magnetische Nordpol und warum bewegt er sich so schnell?
Das Magnetfeld wird durch den flüssigen äußeren Kern erzeugt, der etwa auf halber Strecke zum Erdmittelpunkt beginnt. Sie haben diese große, konvektive Schicht aus flüssigem Metall, und wenn sie sich bewegt, erzeugt sie das Magnetfeld, zieht aber auch das Feld mit sich.
Der Grund, warum sich der magnetische Nordpol bewegt, liegt unserer Meinung nach darin, dass sich in den hohen Breiten um Nordkanada ein schneller Flüssigkeitsstrahl – eine Art Jetstream – gebildet hat, der das Magnetfeld in diesem Bereich schnell vorantreibt. P>
Wenn Sie zurückblicken, wie sich der magnetische Nordpol in den letzten hundert Jahren bewegt hat, werden Sie feststellen, dass die durchschnittliche Änderungsrate der Position des Nordpols von 1900 bis 1990 etwa 5 bis 10 Kilometer pro Jahr betrug, und in der 1990er begann es plötzlich zu beschleunigen. Im Moment bewegt er sich mit etwa 50 oder 60 Kilometern pro Jahr fort.
Wie wird sich das auf die durchschnittliche Person auswirken?
Die Kartenanwendung in Mobiltelefonen oder Navigationssystemen im Auto verwendet Magnetfeldkarten, die vom British Geological Survey und der US National Oceanic and Atmospheric Administration erstellt wurden. Wir erstellen diese Karten alle fünf Jahre, um eine Vorhersage darüber zu treffen, wie sich das Feld in den folgenden fünf Jahren verändern wird. Die letzte wurde 2015 veröffentlicht. Die nächste sollte 2020 veröffentlicht werden, aber da sich der magnetische Nordpol weiter bewegt hatte als wir erwartet hatten, war die Karte 2018 bereits veraltet. Also wurden wir gebeten, die Karte zu aktualisieren.
Für den Durchschnittsbürger würde man den Unterschied nicht wirklich bemerken, es sei denn, man plant, in Kanada oder Sibirien durch die Arktis zu streifen, denn die Magnetfeldkarten, die wir für niedrigere Breitengrade erstellen – beispielsweise unterhalb des Breitengrads von Schottland – sind tatsächlich vorhanden ziemlich anständig. Sie sind nicht zu sehr im Irrtum. Aber die Karten der hohen Arktis sind draußen, weil sich das Magnetfeld so schnell bewegt hat.
Der digitale Kompass in Ihrem Smartphone ist nur bis zu einem oder zwei Grad genau, und die Unterschiede zwischen unserer neuesten Kartenaktualisierung und der vorherigen Kartenaktualisierung betragen für die meisten Menschen nur einen Bruchteil eines Grads.
Wer braucht hochpräzise Magnetfeldkarten?
Hauptsächlich die Leute, die Flugzeuge über diesen Regionen fliegen. Die meisten Flugzeugkarten sind aus historischen Gründen in magnetischen Koordinaten orientiert, daher sind diese Karten wichtig für Flugzeuge, die beispielsweise von London nach San Francisco fliegen:Sie fliegen über die nördliche Arktis. Was passieren würde, ist, dass das Flugzeug vielleicht ein paar Dutzend Kilometer von seiner eigentlichen Position abdriften würde, obwohl dies durch GPS korrigiert werden sollte. Die anderen Hauptnutzer sind das britische und das US-Militär, die es in Navigationssystemen in U-Booten und Flugzeugen usw. verwenden.
Woher kennen wir die Geschichte der Position des Magnetpols?
Magnetische Koordinaten werden seit Hunderten von Jahren für die Schiffsnavigation verwendet, und wir haben Schiffsaufzeichnungen, Logbücher und Logbücher, die mindestens bis in die 1590er Jahre zurückreichen. Sie können diese verwenden, um herauszufinden, wo der magnetische Norden war, indem Sie sich alle Messungen ansehen. Dies sagt uns, dass der magnetische Nordpol seit dem 15. Jahrhundert mehr oder weniger in unberechenbaren Zickzackbewegungen durch Kanada wanderte.
Erst in den 1900er Jahren begann es, sich nach Westen in Richtung Sibirien zu bewegen, und es hat sich in den letzten 30 Jahren oder so beschleunigt. Bis in die 1990er Jahre gab es etwa 200 geomagnetische Observatorien, an denen wir das Feld kontinuierlich gemessen haben. Seit dem Jahr 2000 wurde eine Reihe von Satelliten in eine erdnahe Umlaufbahn von bis zu 400 Kilometern Höhe gebracht. Sie fliegen umher und messen kontinuierlich das Magnetfeld und seine Richtung.
Warum haben Seeleute angefangen, den magnetischen Nordpol zu nutzen?
Die Idee stammt ursprünglich von Edmond Halley, der als Komet bekannt ist. Sie wussten, wie man den Breitengrad misst, indem man die Höhe der Sonne am Himmel betrachtete, aber den Längengrad zu messen, war schwieriger. Sie haben versucht, dies zu tun, indem sie die Variation des Winkels zwischen dem geografischen Norden und dem magnetischen Norden betrachteten – das nennt man Deklination.
1699 fuhr Halley mit einem Schiff hinaus und untersuchte den Atlantischen Ozean und erstellte die ursprünglichen Karten des Magnetfelds. Als er hinausging und erneut nachschaute, stellte er fest, dass sich der Blickwinkel so schnell geändert hatte, dass seine Karten innerhalb von fünf oder zehn Jahren veraltet waren. Er dachte:„Wie ändert sich das Magnetfeld?“
Dann machte er den erstaunlichsten Sprung und schlug vor, dass es irgendwo in der Erde eine Flüssigkeitsschicht geben muss, die die Bewegung des Magnetfelds verursacht. Er war der erste Mensch, der sich die Idee eines äußeren Kerns ausgedacht hat. Es wurde erst 1906 durch seismologische Daten bestätigt.
Was können wir in Zukunft vom magnetischen Nordpol erwarten?
Wir haben keine Ahnung. Wir sind ein bisschen wie Meteorologen vor 100 Jahren:Wir haben eine ungefähre Vorstellung davon, aus welcher Richtung der Wind an einigen Stellen entlang der Küste weht, und konnten so eine allgemeine Vorhersage treffen, dass der Wind morgen wahrscheinlich immer noch so wehen wird .
Aber eine detaillierte Prognose darüber, was mit dem magnetischen Norden passieren wird, auch nur wenige Tage später, übersteigt unsere Fähigkeiten, weil wir das Magnetfeld am Rand des äußeren Kerns noch nicht genau genug messen können, um zu verstehen, wie die Flüssigkeit ist fließt.
Hören Sie sich unser vollständiges Interview mit Dr. Ciaran Beggan im Science Focus Podcast an unten.
Stellen Sie sicher, dass Sie ihn abonnieren und bewerten, wo immer Sie Ihre Podcasts beziehen.