Ziemskie pole magnetyczne powstaje głównie w wyniku procesów zachodzących w płynnym jądrze naszej planety. Ruchy konwekcyjne stopionych metali, takich jak żelazo i nikiel, generują prądy elektryczne, które z kolei wytwarzają pole magnetyczne. Ten mechanizm, znany jako teoria samowzbudnego dynama, tłumaczy istnienie geomagnetyzmu.

Linie ziemskiego pola magnetycznego rozciągają się od jednego bieguna magnetycznego do drugiego, tworząc wokół planety obszar zwany magnetosferą. Magnetosfera rozciąga się na kilkadziesiąt tysięcy kilometrów od Ziemi i stanowi barierę chroniącą nas przed wiatrem słonecznym – strumieniem naładowanych cząstek emitowanych przez Słońce.

Warto zauważyć, że bieguny magnetyczne nie pokrywają się z biegunami geograficznymi. Oś magnetyczna Ziemi jest nachylona o około 11,5° w stosunku do osi obrotu planety. Co więcej, położenie biegunów magnetycznych nie jest stałe – ulega ciągłym zmianom w czasie. Obecnie północny biegun magnetyczny przemieszcza się z prędkością około 50 kilometrów rocznie w kierunku Syberii, podczas gdy południowy biegun magnetyczny porusza się znacznie wolniej.

Znaczenie pola magnetycznego

Ziemskie pole magnetyczne pełni kluczową rolę w ochronie naszej planety przed szkodliwym promieniowaniem kosmicznym oraz wiatrem słonecznym. Dzięki magnetosferze naładowane cząstki są odchylane i nie docierają do powierzchni Ziemi, co chroni organizmy żywe przed ich negatywnym wpływem.

Ponadto pole magnetyczne jest niezbędne w nawigacji. Kompas, jedno z najstarszych narzędzi nawigacyjnych, działa dzięki oddziaływaniu z ziemskim polem magnetycznym, wskazując kierunek północy magnetycznej. Współczesne technologie, takie jak systemy GPS, również uwzględniają zmiany w polu magnetycznym, aby zapewnić precyzyjne określanie pozycji.

Wędrujące bieguny

Badania geologiczne wykazały, że w historii Ziemi dochodziło do odwróceń biegunów magnetycznych, gdzie północny i południowy biegun zamieniały się miejscami. Takie odwrócenia następowały nieregularnie, co kilkaset tysięcy lat, a ostatnie miało miejsce około 780 000 lat temu.

Obecnie obserwuje się przyspieszenie ruchu północnego bieguna magnetycznego, co budzi zainteresowanie naukowców. Choć dokładne przyczyny tych zmian nie są w pełni zrozumiałe, przypuszcza się, że są one związane z procesami zachodzącymi w jądrze Ziemi.

Te charakteryzują się bowiem dynamiczną naturą, co prowadzi do przemieszczania się biegunów magnetycznych. Od momentu pierwszych pomiarów w 1831 roku, północny biegun magnetyczny przemieścił się o około 2250 km, a jego ruch znacząco przyspieszył w ostatnich dekadach. W latach 90. XX wieku prędkość ta wynosiła około 10 km rocznie, podczas gdy obecnie osiąga nawet 50-60 km rocznie.

Najnowsze badania sugerują, że przyspieszenie to może być wynikiem zmian w dwóch dużych obszarach ujemnego strumienia magnetycznego na granicy jądra i płaszcza Ziemi, zlokalizowanych pod Kanadą i Syberią. Osłabienie wpływu kanadyjskiego obszaru spowodowało przesunięcie dominacji w kierunku syberyjskiego, co przyczyniło się do przyspieszenia ruchu bieguna w stronę Syberii.

W 2017 roku północny biegun magnetyczny przekroczył międzynarodową linię zmiany daty, zbliżając się na odległość około 390 km do geograficznego bieguna północnego, a następnie kontynuował ruch w kierunku południowym. Prognozy wskazują, że w ciągu najbliższej dekady biegun ten może przemieścić się o kolejne 390-660 km w kierunku Syberii.

Im większe zmiany, tym większe konsekwencje

Zmiany w położeniu biegunów nie pozostają bez konsekwencji na życie na Ziemi. Wiele gatunków zwierząt, takich jak ptaki, żółwie morskie czy niektóre gatunki ryb, wykorzystuje pole magnetyczne Ziemi do nawigacji podczas migracji. Zmiany w położeniu biegunów magnetycznych mogą wprowadzać dezorientację w tych zwierzętach, co może prowadzić do zaburzeń w ich szlakach migracyjnych i wpływać na ich zdolność do odnajdywania miejsc lęgowych czy żerowisk.

Tradycyjne kompasy magnetyczne, które wskazują kierunek północny na podstawie pola magnetycznego Ziemi, mogą wykazywać odchylenia w wyniku przesunięć biegunów.

Choć nowoczesne systemy nawigacji, takie jak GPS, opierają się głównie na sygnałach satelitarnych, to w niektórych sytuacjach, zwłaszcza w obszarach o ograniczonym dostępie do sygnału GPS, kompasy magnetyczne nadal odgrywają istotną rolę. Dlatego, coraz częstsze aktualizacje map magnetycznych stają się niezbędne dla zapewnienia dokładności nawigacji.

Źródła: RMF, dzienniknaukowy.pl, arv.org, jednaziemia.pgi.gov.pl, medianauka.pl