Magnetiska fält nära Arktis fungerar konstigt

Det magnetiska fältet som omger vår planet är ständigt skiftande. Men nyligen, nära Arktis, det har varit så aktiv som forskare hade att släppa en viktig uppdatering till en dator modell som tillåter att kartor och andra navigering programvara för att korrekt point North. Den offentliga versionen av uppdateringen till Världen Magnetiska Modell (WMM) har varit efterlängtade, men det dröjde fram till måndag på grund av den senaste AMERIKANSKA regeringen avstängning.

Till skillnad från den geografiska Nordpolen, som står kvar på toppen av världen, Norr Magnetiska Nordpolen rör sig, och det historiskt sett gör detta i en ganska jämn takt. På sistone, det är flyttat till ca 31 km (50 kilometer) per år. Eftersom kompassen uppfanns för hundratals år sedan, vi har använt magnetfält för att navigera med kompassen pekar i allmänhet Norr. Men i Norr den Magnetiska Nordpolen rör sig bort från den geografiska Nordpolen, räkna ut var du befinner dig i världen kan bli mycket svårare.

“Pol flyttade kanske ungefär 1000 kilometer [621 km] mellan 1900 och 1990, och det är också flyttat cirka 1 000 kilometer mellan slutet av 1990-talet och idag, så det är verkligen rusade fram, säger William Brown, en global jordmagnetiska fältet modeler för British Geological Survey, som har arbetat med den här uppdateringen till Världen Magnetiska Modell.

Kartografer räknat ut att de behövde ta avstånd mellan den geografiska och magnetiska nordpolen hänsyn till en lång tid sedan, som du kanske märker om du tittar noga på kartor på papper. “Om du vandra och du använder en väldigt gammal karta, korrigering som du ställer in din kompass så att den kommer att vara skriven på kartan någonstans, och som faktiskt har ett utgångsdatum, säger Brown.

När stången rör sig, skriva ut kartor måste tryckas, och digitala kartor som används på smartphones och kartlägga programvara som används av militär och myndigheter har för att vara uppdaterade. Ibland kan det ändras nog att flygplatsens start-och landningsbanor har för att få nya namn så att piloterna, som ibland använder magnetfält för att navigera, vet var de ska landa.

För både digital och analog uppdateringar, det är där WMM kommer in. Det är som finansieras gemensamt av militär kartläggning myndigheter i både Usa och storbritannien. Vanligtvis är det uppdateras vart femte år. Det förutspår hur mycket nordpolen kommer att flytta och hur mycket andra delar av det magnetiska fältet kommer att skifta över tid.

Magnetiska fält nära Nordpolen förändras ännu mer än vanligt

Men under de senaste åren, hände något märkligt: det magnetiska fältet nära Nordpolen började förändras ännu mer än vanligt.

“Felet växte lite snabbare än vanligt, speciellt i den Arktiska regionen är mycket uppe i norr nära North Magnetiska Nordpolen, säger Arnaud Chulliat, en forskare vid University of Colorado Boulder och National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) som arbetade på uppdatera. Det första fenomenet var att flytta till Nordpolen, som är på väg mot Sibirien. Att ensam inte skulle ha varit tillräckligt för att kasta av modellen. Men katalysatorer, i detta fall, var relativt plötsliga förändringar i hur snabbt smält järn rörde sig runt i Jordens kärna.

“Ibland är det snabbar upp, och ibland är det saktar ner. Anledningen till den mycket snabba förändringar vid polerna beror på att flödet har rusat upp i vissa områden,” Brown säger. Dessa skiftar i hastighet kallas jordmagnetiska pulser, och typiskt, de är inte så märkbar.

Det första fenomenet var att flytta till Nordpolen, som är på väg mot Sibirien

“Normalt, det är en diskret händelse som inte har någon praktisk betydelse,” Chulliat säger. “Men här, i den aktuella situationen, det jordmagnetiska puls i kombination med den snabba Norr Magnetiska Nordpolen ledde till fel ökar snabbare än vanligt.”

Effekterna av den felaktiga modell är för små för att märkas i människors vardag och om deras vardag inkluderar att använda sin smartphone kompass i den omedelbara närheten av Nordpolen — men det kom till en punkt där modellen i Arktis var bara inte tillräckligt noggranna för forskarnas komfort.

“Jag vill inte överdriva konsekvenserna av detta. På lägre breddgrader, den nuvarande modellen är fin,” Chulliat säger. “Bara området runt Norra Magnetiska Nordpolen är där felet kommer att bli betydande.”

I 2017, WMM forskarna bestämde att det skulle vara bäst att göra en liten uppdatering i början av året istället för att bara vänta tills den nuvarande modellen upphörde att gälla vid utgången av 2019.

Övervaka hur de magnetfält som rör sig kan ge forskare som Brunt inblick i vad som händer på Jordens kärna på cirka 1 800 kilometer under Jordens yta. Men det hjälper också till att hålla modellen uppdaterad. En anledning till att Chulliat, Brun och deras kollegor kunde uppdatera modellen innan fem år i mark är att Jordens magnetfält är mer noga idag än den någonsin har varit. Tre Europeiska satelliter kallas Svärm mäta magnetfältet som var 90 minuter, och 160 forskning observatorier hålla en konstant titta på.

Tre Europeiska satelliter kallas Svärm mäta magnetfältet som var 90 minuter

Data från alla de observatorier ingår i uppdateringen. En kalkylator som bygger på den modell som släpptes i januari med British Geological Survey, men den Amerikanska uppsättningen av samma modell var försenad fram till den här veckan på grund av att regeringen avstängning. (Världen Magnetiska Modell är släppt på nätet av NOAA, och myndighetens webbplatser var otillgänglig tills den AMERIKANSKA regeringen på nytt.)

Nu, den uppdaterade modellen är online och tillgänglig för allmänheten. Det förväntas att bo korrekt genom utgången av 2019, och vid regelbunden uppdatering — som kommer att vara giltiga från 2020-2025 — kommer att släppas. Även om detta särskilt out-of-cycle uppdatering är utan motstycke, säger forskarna att verkligen, det finns ingen anledning till oro.

“Don’ t panic,” Brown säger. “Det magnetiska fältet inte ändra, och vi har sett det ändras oväntat och snabbt innan. Detta är något som vi vet. Det är inte något som vi förstår hur det fungerar, men vi är medvetna om att det händer.”