Дэвид Барри - Супернавигаторы. О чудесах навигации в животном мире

Геомагнитное поле похоже на поле, окружающее обычный стержневой магнит, только, разумеется, в гораздо большем масштабе. У него есть два полюса, соединенные силовыми линиями. Магнит, имеющийся в компасе, поворачивается вдоль этих линий: один его конец направлен к северному, а другой — к южному геомагнитному полюсу. Другими словами, он чувствителен к магнитной полярности . Но существует одна проблема: магнитные полюса редко совпадают с полюсами географическими. Более того, сейчас они находятся в нескольких сотнях километров от них и постоянно перемещаются [269] Еще более запутывает ситуацию то обстоятельство, что северный магнитный полюс находится вблизи Южного географического и наоборот. .

В результате почти в любой точке поверхности Земли направление на истинный (географический) север или юг отличается от направления на север или юг магнитный. Угловую разницу между этими направлениями называют магнитным склонением [270] В морской терминологии в английском языке для обозначения магнитного склонения используется словосочетание magnetic variation (буквально «магнитная вариация») вместо magnetic declination, чтобы избежать смешения с астрономическим склонением (astronomical declination) — одним из основных параметров, использующихся в навигации по небесным телам. . При навигации по компасу чрезвычайно важно учитывать склонение, так как без этого вы можете оказаться совершенно не там, где рассчитываете. А вблизи любого из двух магнитных полюсов, где склонение весьма резко изменяется на очень коротких расстояниях, магнитный компас становится практически бесполезным [271] Хорошую иллюстрацию можно найти по адресу https://maps.ngdc.noaa.gov/viewers/historical_declination/. .

В 1699 году блестящий английский астроном Эдмунд Галлей (1656–1742), именем которого названа знаменитая комета, отправился в долгое и трудное плавание по Атлантическому и Индийскому океанам (причем даже достиг той области на юге, где уже наблюдаются крупные айсберги), в ходе которого он произвел серию измерений магнитного склонения. По возвращении он опубликовал подробную карту зарегистрированных линий равного склонения, надеясь, что это поможет мореплавателям в определении их долготы. Теоретически это была хорошая идея, но она так и не прижилась. Хотя Галлей доказал, что в открытом море можно определять магнитное склонение, его точное измерение — дело совсем не простое, а кроме того, величины склонения постоянно изменяются. В результате карта Галлея — хотя она была замечательным достижением в области картографии — никогда широко не применялась.

Величина магнитного склонения сильно различается в разных точках. В точке А склонение равно нулю. Углы х и у соответствуют расхождению в точках B и C

Силовые линии, выходящие вертикально вверх из одного полюса и снова стремящиеся к вертикальности при снижении ко второму, становятся более пологими, огибая Землю; в экваториальных областях они проходят параллельно ее поверхности. Изменяющийся угол наклона геомагнитного поля относительно поверхности Земли называется его наклонением [272] Строго говоря, магнитным наклонением называется угол между вектором напряженности магнитного поля Земли и горизонтальной плоскостью в рассматриваемой точке земной поверхности (НАКЛОНЕНИЕ МАГНИТНОЕ // Большая российская энциклопедия. Электронная версия (2017); https://bigenc.ru/physics/text/2246483. — Прим. ред. . Если установить магнитную стрелку так, чтобы она могла поворачиваться в вертикальной плоскости, то вблизи экватора она будет оставаться горизонтальной, но по мере приближения к одному из полюсов тот ее конец, который притягивается к этому полюсу, будет опускаться все ниже и ниже относительно второго конца.

Магнитное наклонение полезно с точки зрения навигации, но не дает однозначной информации. Оно последовательно увеличивается по мере приближения к любому из магнитных полюсов и уменьшается по мере приближения к экватору, но по нему нельзя определить, идет ли речь о Северном или Южном полюсе.

Другая важная характеристика геомагнитного поля — его сила, или напряженность . Эта величина достигает максимального значения вблизи полюсов и постепенно уменьшается по мере приближения к экватору. В направлении с востока на запад она также изменяется, но гораздо слабее (и менее регулярным образом). Ее абсолютные значения совсем не велики. Она измеряется в нанотеслах (нТл) [273] Строго говоря, в теслах (и кратных единицах) измеряется не напряженность магнитного поля, а магнитная индукция . Эти величины совпадают в вакууме, или в немагнитной среде. Заметим также, что в геофизике используется внесистемная единица измерения гамма (γ), соответствующая напряженности магнитного поля в вакууме при индукции, равной 1 нТл. и составляет от 25 000 до 60 000 нТл — для сравнения можно сказать, что маленький сувенирный магнит для холодильника создает магнитное поле порядка 10 000 000 нТл.