«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. - Прим. Ред.)
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.
1841 рік: перше визначення координат магнітного полюса в Південній півкулі
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.
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.
Кромка шельфового льодовика, що носить нині ім'я Росса
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».
Маршрут експедиції Амундсена 1903-1906 років
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.
Шлях дрейфу Південного магнітного полюса за результатами експедицій різних років
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.
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.
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».
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.
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.