شمال و جنوب جغرافیایی و مغناطیسی

بیایید تصور کنیم که دقیقا بر روی قطب شمال ایستاده‌ایم؛ قطب نمای خود را از جیب بیرون می‌آوریم تا جهت شمال و جنوب را پیدا کنیم. عقربه‌ی قطب نما چه جهتی را نشان خواهد داد؟ برای پاسخ به این سوال ابتدا بایستی تفاوت شمال و جنوب جغرافیایی (حقیقی) از شمال و جنوب مغناطیسی را بدانیم؛ چرا که قطب های جغرافیایی و مغناطیسی کاملاً متفاوت از یکدیگر هستند.

قطب شمال و جنوب جغرافیایی (حقیقی) چیست؟

زمین بر روی قطب‌های شمال و جنوبی می‌چرخد و جهت چرخش آن از غرب به شرق است. قطب‌های شمال و جنوب جغرافیایی جایی هستند که خطوط نشان دهنده‌ی طول‌های جغرافیایی (نصف النهارها) به همدیگر می‌رسند.

قطب شمال در میان اقیانوس منجمد شمالی قرار گرفته است. دانشمندان تلاش کرده‌اند تا با علامت گذاری مکان دقیق قطب شمال، یک ایستگاه دائمی در آن نقطه احداث کنند. ولی از آنجایی که این نقطه پوشیده از قطعات بزرگ یخ است که همواره در حرکت هستند، چنین چیزی عملاً غیرممکن است.

در سمت دیگر کره‌ی زمین، قطب جنوب روی توده‌ای از سرزمین‌های قاره‌ای قرار دارد. به این بخش از زمین، جنوبگان (Antarctica) یا قاره‌ی قطب جنوب گفته می‌شود. از آنجایی که قاره‌ی قطب جنوب تنها چند متر در سال حرکت می‌کند، امکان نصب ایستگاه دائمی در این نقطه وجود دارد. هم‌اکنون گروهی از پژوهشگران آمریکایی بر روی قطب جنوب جغرافیایی (حقیقی) مستقر هستند و مکان آن را با نشانگرهایی مشخص کرده‌اند. قطب‌های شمال و جنوب جغرافیایی همواره ثابت هستند و تغییر نمی‌کنند.

قطب شمال و جنوب مغناطیسی چیست؟

زمین یک آهنربای غول پیکر است. قطب‌های مغناطیسی همواره در حال تغییر مکان هستند. بنابراین قطب‌های شمال و جنوب مغناطیسی مکان ثابتی ندارند. قطب شمال مغناطیسی در حال حاضر در شمال کانادا قرار دارد.

عقربه‌ی قطب نما واکنشی به مغناطیس زمین است. در حقیقت قطب نما جهت‌های مغناطیسی را به ما نشان می‌دهد و نه جغرافیایی. این بدان معنی است که قطب شمال مغناطیسی و قطب شمال جغرافیایی بر هم منطبق نیستند.

در اینجا یک سوال مهم پیش می‌آید: اگر قطب‌های جغرافیایی و مغناطیسی بر یکدیگر انطباق ندارند، چه مقدار تفاوت میان آنها وجود دارد؟

قطب شمال جغرافیایی و قطب شمال مغناطیسی کجا هستند؟

اگر دقیقاً بر روی قطب شمال جغرافیایی قرار بگیریم، عقربه‌ی قطب نما کجا را به عنوان شمال نشان خواهد داد؟ پاسخ: به سمت شمال کانادا، یعنی جزیره‌ی الزمیر (Ellesmere Island). به عبارتی اختلاف بین قطب شمال جغرافیایی و مغناطیسی در هنگام نگارش این مقاله حدود ۵۰۰ کیلومتر است.

این اختلاف را میل مغناطیسی و مقدار زاویه‌ی آن که قابل نشان دادن بر روی قطب نما است را زاویه‌ی میل مغناطیسی می‌گویند. البته وجود اشیاء فلزی در کنار قطب نما می‌تواند این مقدار را تغییر دهد.

میزان میل مغناطیسی بسته به مکان شخص متفاوت است. مقدار آن در هر نقطه را می‌توانید از سازمان‌های زمین شناسی و جغرافیایی بپرسید. میل مغناطیسی در ایران به سمت شرق است و مقدار زاویه آن در مکان‌های مختلف متفاوت است. برای نمونه در ۱۲ خردادماه سال ۱۳۸۶ میل مغناطیسی تهران طبق محاسبات برابر با چهار درجه و چهار دقیقه به سمت شرق بوده است، که هر سال نزدیک چهار دقیقه (هر درجه معادل ۶۰ دقیقه است) به سمت شرق افزایش پیدا می‌کند.

از نظر مصافت، اختلاف کنونی قطب شمال مغناطیسی و جغرافیایی حدود ۵۰۰ کیلومتر است که با توجه به تغییر قطب‌های مغناطیسی، این مقدار همواره در حال تغییر است. در مورد قطب جنوب نیز این قضیه صدق می‌کند. این پدیده با عنوان نظریه‌ی حرکت قطبی شناخته می‌شود.

نظریه‌ی جابه‌جایی قطبی: قطب‌های مغناطیسی همیشه در حال حرکت

کره‌ی زمین یک سیاره کاملاً پویا است. زمین هر روزه در حال تغییر و تحول است. صفحات تشکیل دهنده‌ی زمین مدام در حال حرکت هستند، سطح آب اقیانوس ها مرتباً تغییر می‌کند، آتشفشان‌ها فوران می‌کنند و … .

موارد گفته شده نمونه‌هایی از پدیده‌هایی هستند که همواره رخ می‌دهند و موجب می‌شوند تا سیاره‌ی ما پویا باشد. دقیقاً همین پویایی باعث می‌شود که میدان مغناطیسی زمین در تغییر باشد و در نتیجه‌ی آن قطب‌های مغناطیسی نیز تغییر کنند.

طی ۱۵۰ سال گذشته، قطب‌های مغناطیسی بیش از ۱۰۰۰ کیلومتر جابه‌جا شده‌اند! دانشمندان معتقدند که هر قطب مغناطیسی سالانه حدود ۱۰ کیلومتر مهاجرت می‌کند. اخیراً حرکت قطب‌ها سرعت بیشتری پیدا کرده و به حدود ۴۰ کیلومتر در سال رسیده است. با این روند، طی چند دهه‌ی آینده، قطب شمال مغناطیسی بر روی سیبری منطبق خواهد شد.

چرا زمین دارای میدان مغناطیسی است؟

ژئوفیزیکدان‌ها معتقدند که میدان مغناطیسی زمین از هسته‌ی آن ناشی می‌شود. زمین دارای یک هسته‌ی آهنی جامد است. این هسته‌ی جامد توسط هسته‌ی بیرونی مایع احاطه شده است. حرکت هسته‌ی بیرونی مذاب، جریان‌های الکتریکی ایجاد می‌کند که آن نیز به نوبه‌ی خود میدان مغناطیسی زمین را حاصل می‌کند.

برخلاف آهنرباهای جامد، هسته‌ی بیرونی مایع زمین آزادانه حرکت می‌کند. و احتمالاً جابه‌جایی و در حقیقت مهاجرت قطب‌های مغناطیسی نیز به همین خاطر است.

البته از آنجایی که امکان مطالعه‌ی مستقیم هسته‌ی زمین وجود ندارد، اختلاف نظرهایی نیز در این باره وجود دارد.

قطبیت معکوس: وارونگی قطب‌های مغناطیسی

وارونگی مغناطیسی یا قطبیت معکوس به حالتی گفته می‌شود که هر قطب ۱۸۰ درجه جابه‌جا شود و قطب نما به جای قطب شمال، قطب جنوب را نشان دهد.

طی ۸۳ میلیون سال گذشته، ۱۸۳ بار جای قطب‌های زمین عوض شده است. آخرین باری که چنین اتفاقی رخ داده، حدود ۷۸۰ هزار سال پیش بوده است. به طور کلی وارونگی ژئومغناطیسی زمین از نظر آماری تصادفی است و حالت مشخصی ندارد (سرعت آن مرتباً کم و زیاد می‌شود).

منبع: gisgeography.com