Наука і життя // Ілюстрації
Кромка шельфового льодовика, що носить нині ім'я Росса.
Маршрут експедиції Амундсена 1903-1906 років.
Шлях дрейфу Південного магнітного полюса за результатами експедицій різних років.
Добовий шлях за результатами експедиції 1994 року, який проходить Південний магнітний полюс в спокійний день (внутрішній овал) і в магнітно-активний день (зовнішній овал). Середня точка знаходиться в західній частині острова Еллеф-Рінгнес і має координати 78 ° 18 'пн. ш. і 104 ° 00 'з. д. Вона змістилася щодо вихідної точки Джеймса Росса майже на 1000 км!
Шлях дрейфу магнітного полюса в Антарктиді з 1841 по 2000 рік. Показані положення Північного магнітного полюса, встановлені в ході експедицій в 1841 році (Джеймс Росс), 1909, 1912, 1952, 2000 роках. Чорними квадратами відзначені деякі стаціонарні станції в Антарктиді.
<
>
«Наша спільна мати Земля - це великий магніт!» - сказав англійський фізик і лікар Вільям Гільберт, що жив в XVI столітті. Понад чотириста років тому він зробив правильний висновок про те, що Земля являє собою кулястий магніт і її магнітні полюси - це точки, де магнітна стрілка орієнтується вертикально. Але Гільберт помилявся, вважаючи, що магнітні полюси Землі збігаються з її географічними полюсами. Вони не збігаються. Більш того, якщо положення географічних полюсів незмінні, то положення магнітних полюсів згодом змінюються.
1831 рік: перше визначення координат магнітного полюса в Північній півкулі
У першій половині XIX століття були зроблені перші пошуки магнітних полюсів на основі прямих вимірювань магнітного нахилу на місцевості. (Магнітне нахилення - кут, на який відхиляється стрілка компаса під дією магнітного поля Землі в вертикальній площині. - Ред.)
Англійський мореплавець Джон Росс (1777-1856) відплив в травні 1829 року на невеликому пароплаві «Вікторія» від берегів Англії, прямуючи до арктичного узбережжя Канади. Як і багато сміливці до нього, Росс сподівався знайти північно-західний морський шлях з Європи до Східної Азії. Але в жовтні 1830 року льоди скували «Вікторію» у східній частині півострова, який Росс назвав Землею Бутія (в честь спонсора експедиції Фелікса Бута).
Затиснута в льодах біля узбережжя Землі Бутія «Вікторія» змушена була затриматися тут на зимівлю. Помічником капітана в цій експедиції був молодий племінник Джона Росса Джеймс Кларк Росс (1800-1862). У той час вже стало звичайною справою брати з собою в подібні подорожі всі необхідні інструменти для магнітних спостережень, і Джеймс скористався цим. Протягом довгих зимових місяців він ходив по узбережжю Бутіі з магнітометром і проводив магнітні спостереження.
Він розумів, що магнітний полюс повинен бути десь поблизу - адже магнітна стрілка незмінно показувала дуже великі способу. Наносячи на карту виміряні значення, Джеймс Кларк Росс незабаром зрозумів, де слід шукати цю унікальну точку з вертикально розміщеним магнітного поля. Навесні 1831 року разом з кількома членами екіпажу «Вікторії» пройшов 200 км в сторону західного узбережжя Бутіі та 1 червня 1831 року на мисі Аделаїди з координатами 70 ° 05 'пн. ш. і 96 ° 47 'з. д. виявив, що магнітне нахилення склало 89 ° 59 '. Так вперше були визначені координати магнітного полюса в Північній півкулі - інакше кажучи, координати Південного магнітного полюса.
1841 рік: перше визначення координат магнітного полюса в Південній півкулі
У 1840 році подорослішав Джеймс Кларк Росс відправився на судах «Еребус» і «Терор» в своє знамените подорож до магнітного полюса в Південній півкулі. 27 грудня кораблі Росса вперше зустрілися з айсбергами і вже в новорічну ніч 1841 року перетнули Південне полярне коло. Дуже скоро «Еребус» і «Терор» виявилися перед паковими льодами, що розтягнувся від краю до краю горизонту. 5 січня Росс прийняв сміливе рішення йти вперед, прямо на льоди, і заглибитися настільки, наскільки це можливо. І вже через кілька годин такого штурму кораблі несподівано вийшли в більш вільне від льоду простір: паковий лід змінився розкиданими там і тут окремими крижинами.
9 січня зранку Росс несподівано для себе виявив попереду по курсу вільне від льоду море! Такою була його перше відкриття в цій подорожі: він відкрив море, яке згодом було названо його власним ім'ям, - море Росса. Справа за курсом виявилася гориста, покрита снігом земля, яка змушувала кораблі Росса плисти на південь і яка, здавалося, не мала наміру кінчатися. Пливучи уздовж берега, Росс, звичайно, не упускав можливості відкривати самі південні землі на славу Британського королівства; так була відкрита Земля Королеви Вікторії. У той же час його турбувало, що на шляху до магнітного полюса берег може стати непереборною перешкодою.
Тим часом поведінка компаса ставало все більш дивним. Росс, який володів багатим досвідом магнітометричних вимірювань, розумів, що до магнітного полюса залишилося не більше 800 км. Так близько до нього ще ніхто не наближався. Незабаром стало ясно, що Росс побоювався недарма: магнітний полюс явно перебував десь праворуч, а берег наполегливо спрямовував кораблі все далі і далі на південь.
Поки шлях був відкритий, Росс не здавався. Йому було важливо зібрати, принаймні, як можна більше магнітометричних даних в різних точках узбережжя Землі Вікторії. 28 січня експедицію чекав найдивовижніший сюрприз за весь час подорожі: на горизонті виріс величезний вулкан, що прокинувся. Над ним висіло темне хмара диму, окрашиваемого вогнем, який стовпом виривався з жерла. Цьому вулкану Росс дав ім'я Еребус, а сусіднього - згаслого і кілька меншому - дав ім'я Терор.
Росс спробував йти ще далі на південь, але дуже скоро перед його очима постала абсолютно неймовірна картина: вздовж усього горизонту, куди сягає око, простягалася біла смуга, яка в міру наближення до неї ставала все вище і вище! Коли кораблі підійшли ближче, стало ясно, що перед ними справа і зліва величезна нескінченна крижана стіна 50-метрової висоти, абсолютно плоска зверху, без будь-яких тріщин на зверненої до моря стороні. Це була кромка шельфового льодовика, що носить нині ім'я Росса.
В середині лютого 1841 роки після 300-кілометрового плавання уздовж крижаної стіни Росс прийняв рішення припинити подальші спроби знайти лазівку. З цього моменту попереду залишалася лише дорога додому.
Експедицію Росса ніяк не можна вважати невдалою. Адже йому вдалося виміряти магнітне нахилення в дуже багатьох точках навколо узбережжя Землі Вікторії і встановити тим самим положення магнітного полюса з високою точністю. Росс вказав такі координати магнітного полюса: 75 ° 05 'пд. ш., 154 ° 08 'східної довготи. д. Мінімальна відстань між кораблі його експедиції від цієї точки, було якихось 250 км. Саме вимірювання Росса потрібно вважати першим достовірним визначенням координат магнітного полюса в Антарктиді (Північного магнітного полюса).
Координати магнітного полюса в Північній півкулі в 1904 році
Минуло 73 роки з моменту визначення Джеймсом Россом координат магнітного полюса в Північній півкулі, і ось тепер пошук магнітного полюса в цій півкулі зробив знаменитий норвезький полярний дослідник Руаль Амундсен (1872-1928). Втім, пошук магнітного полюса ні єдиною метою експедиції Амундсена. Головною метою було відкриття північно-західного морського шляху з Атлантичного океану в Тихий. І він досяг цієї мети - зробив в 1903-1906 роках плавання з Осло, повз берегів Гренландії та Північної Канади до Аляски на невеликому промисловому судні «Йоа».
Згодом Амундсен писав: «Я хотів, щоб моя дитяча мрія про північно-західному морському шляху з'єдналася в цій експедиції з іншого, набагато більш важливою науковою метою: знаходженням нинішнього місця розташування магнітного полюса».
Він підійшов до цієї наукової завдання з усією серйозністю і ретельно підготувався до її виконання: вивчав теорію геомагнетизму у провідних фахівців Німеччини; там же придбав магнітометричні прилади. Практикуючись в роботі з ними, Амундсен влітку 1902 року об'їздив всю Норвегію.
До початку першої зими своєї подорожі, в 1903 році, Амундсен досяг острова Кінг-Вільям, який знаходився зовсім недалеко від магнітного полюса. Магнітне нахилення тут становило 89 ° 24 '.
Вирішивши провести зимівлю на острові, Амундсен одночасно створив тут справжню геомагнітну обсерваторію, яка виконувала безперервні спостереження протягом багатьох місяців.
Весна 1904 року був присвячена спостереженнями «в полі» з метою визначення координат полюса настільки точно, наскільки це було можливо. Амундсен досяг успіху і виявив, що положення магнітного полюса помітно змістилося на північ по відношенню до тієї точки, в якій його знайшла експедиція Джеймса Росса. Виявилося, що з 1831 по 1904 рік магнітний полюс перемістився на 46 км на північ.
Забігаючи вперед, зауважимо, що є дані про те, що за цей 73-річний період магнітний полюс не просто трохи переїхав на північ, а скоріше описав невелику петлю. Десь до 1850 року він спочатку припинив свій рух з північного заходу на південний схід і лише потім почав нову подорож на північ, що продовжується і сьогодні.
Дрейф магнітного полюса в Північній півкулі з 1831 по 1994 рік
Наступного разу місце розташування магнітного полюса в Північній півкулі було визначено в 1948 році. Кількамісячна експедиція в канадські фіорди не знадобилася: адже тепер до місця можна було дістатися всього за кілька годин - по повітрю. На цей раз магнітний полюс в Північній півкулі був виявлений на березі озера Аллен на острові Принца Уельського. Максимальна спосіб становило тут 89 ° 56 '. Виявилося, що з часів Амундсена, тобто з 1904 року, полюс «поїхав» на північ на цілих 400 км.
З тих пір точне місце розташування магнітного полюса в Північній півкулі (Південного магнітного полюса) визначалося канадськими магнітологом регулярно з періодичністю близько 10 років. Наступні експедиції відбулися в 1962, 1973, 1984, 1994 роках.
Неподалік від точки перебування магнітного полюса в 1962 році, на острові Корнуолліс, в містечку Резолют-Бей (74 ° 42 'пн. Ш., 94 ° 54' з. Д.), Була побудована геомагнітна обсерваторія. У наш час подорож на Південний магнітний полюс - це всього лише досить коротка прогулянка на вертольоті від Резолют-Бей. Не дивно, що з розвитком засобів сполучення в XX столітті цей віддалений містечко на півночі Канади все частіше і частіше стали відвідувати туристи.
Звернемо увагу на те, що, кажучи про магнітних полюсах Землі, ми насправді говоримо про якісь усереднених точках. Ще з часу експедиції Амундсена стало ясно, що навіть протягом однієї доби магнітний полюс не стоїть на місці, а робить невеликі «прогулянки» навколо деякої середньої точки.
Причина таких переміщень, звичайно, Сонце. Потоки заряджених частинок від нашого світила (сонячний вітер) входять в магнітосферу Землі і породжують в земній іоносфері електричні струми. Ті, в свою чергу, породжують вторинні магнітні поля, які обурюють геомагнітне поле. В результаті цих збурень магнітні полюси і змушені здійснювати свої щодобові прогулянки. Їх амплітуда і швидкість, природно, залежать від сили збурень.
Маршрут таких прогулянок близький до еліпсу, причому полюс в Північній півкулі здійснює обхід по годинниковою стрілкою, а в Південній півкулі - проти. Останній навіть в дні магнітних бур йде від середньої точки не більше ніж на 30 км. Полюс ж в Північній півкулі в такі дні може піти від середньої точки на 60-70 км. У спокійні дні розміри добових еліпсів для обох полюсів істотно скорочуються.
Дрейф магнітного полюса в Південній півкулі з 1841 по 2000 рік
Слід зазначити, що історично з вимірюванням координат магнітного полюса в Південній півкулі (Північного магнітного полюса) справа завжди йшла досить складно. Багато в чому винна його важкодоступність. Якщо від Резолют-Бей до магнітного полюса в Північній півкулі можна дістатися на маленькому аероплані або вертольоті за кілька годин, то від південного краю Нової Зеландії до узбережжя Антарктиди треба летіти понад 2000 км над океаном. А після цього потрібно проводити дослідження в важких умовах льодового континенту. Щоб належним чином оцінити важкодоступність Північного магнітного полюса, повернемося в самий початок XX століття.
Досить довго після Джеймса Росса ніхто не насмілювався в пошуках Північного магнітного полюса йти в глиб Землі Вікторії. Першими це зробили члени експедиції англійського полярного дослідника Ернеста Генрі Шеклтона (1874-1922) під час його подорожі в 1907-1909 роках на старому китобійне судно «Німрод».
16 січня 1908 року судно ввійшло в море Росса. Занадто товсті пакові льоди біля узбережжя Землі Вікторії довго не давали можливості знайти підхід до берега. Лише 12 лютого вдалося перенести на берег необхідні речі і магнітометричний обладнання, після чого «Німрод» взяв курс назад на Нову Зеландію.
Які залишилися на березі полярникам треба було кілька тижнів, щоб спорудити більш-менш прийнятні житла. П'ятнадцять сміливців вчилися їсти, спати, спілкуватися, працювати і взагалі жити в неймовірно важких умовах. Попереду була довга полярна зима. Всю зиму (у Південній півкулі вона настає одночасно з нашим влітку) члени експедиції займалися науковими дослідженнями: метеорологією, геологією, вимірюванням атмосферного електрики, вивченням моря через тріщини в льоду і самих льодів. Звичайно, до весни люди вже виявилися досить виснаженими, хоча головні цілі експедиції були ще попереду.
29 жовтня 1908 року одну групу на чолі з самим Шеклтоном вирушила в заплановану експедицію до Південного географічного полюса. Правда, експедиція так і не змогла до нього дійти. 9 січня 1909 року всього в 180 км від Південного географічного полюса заради порятунку голодних і змучених людей Шеклтон приймає рішення залишити прапор експедиції тут і повернути групу назад.
Друга група полярників на чолі з австралійським геологом Еджворт Девідом (1858-1934) незалежно від групи Шеклтона вирушила в подорож до магнітного полюса. Їх було троє: Девід, Моусон і Маккей. На відміну від першої групи вони не мали досвіду полярних досліджень. Вийшовши 25 вересня, вони вже до початку листопада вибилися з графіка і через перевитрати їжі змушені були сісти на строгий пайок. Антарктида викладала їм суворі уроки. Голодні і знесилені, вони провалювалися майже в кожну ущелину в льоду.
11 грудня ледь не загинув Моусон. Він провалився в одну з незліченних ущелин, і тільки надійна мотузка врятувала життя досліднику. Кілька днів по тому в ущелину провалилися 300-кілограмові сани, ледь не утянувшіе за собою трьох знесилених від голоду людей. К 24 грудня серйозно погіршився стан здоров'я полярників, вони страждали одночасно і від обмороження, і від сонячних опіків; у Маккея до того ж розвинулася сніжна сліпота.
Але 15 січня 1909 року ці фірми все-таки досягли своєї мети. Компас Моусона показав відхилення магнітного поля від вертикалі всього в межах 15 '. Залишивши майже всю поклажу на місці, вони одним кидком в 40 км досягли магнітного полюса. Магнітний полюс в Південній півкулі Землі (Північний магнітний полюс) був підкорений. Поставивши на полюсі британський прапор і сфотографувавшись, мандрівники тричі прокричали «ура!» Королю Едуарду VII і оголосили цю землю власністю британської корони.
Тепер їм належало тільки одне - залишитися в живих. За розрахунками полярників, для того, щоб встигнути до відходу «Нимрода» 1 лютого, вони повинні були проходити по 17 миль на добу. Але вони все одно спізнилися на чотири дні. На щастя, «Німрод» сам затримався. Так що незабаром троє відважних дослідників насолоджувалися гарячим вечерею на борту корабля.
Отже, Девід, Моусон і Маккей були першими людьми, ступили на магнітний полюс в Південній півкулі, який в той день виявився в точці з координатами 72 ° 25 'пд. ш., 155 ° 16 'східної довготи. д. (в 300 км від точки, яка вимірюється в свій час Россом).
Зрозуміло, що ні про яку-небудь серйозної вимірювальної роботі тут навіть не було й мови. Вертикальне нахил поля було зафіксовано лише один раз, і це послужило сигналом ні до подальшим вимірам, а лише до швидкого повернення на берег, де експедицію чекали теплі каюти «Нимрода». Таку роботу з визначення координат магнітного полюса не можна навіть близько порівняти з роботою геофізиків в арктичній Канаді, по кілька днів провідних магнітні зйомки з декількох точок, що оточують полюс.
Однак остання експедиція (експедиція 2000 року) була проведена на досить високому рівні. Оскільки Північний магнітний полюс вже давно зійшов з материка і знаходився в океані, ця експедиція проводилася на спеціально обладнаному судні.
Вимірювання показали, що в грудні 2000 року Північний магнітний полюс знаходився навпроти узбережжя Землі Аделі в точці з координатами 64 ° 40 'пд. ш. і 138 ° 07 'східної довготи. д.
Інформація про книги Видавничого дому «Інтелект» - на сайті www.id-intellect.ru
