De magnetische noordpool van de aarde is in beweging en wetenschappers hebben zojuist zijn positie bijgewerkt

Meld u aan voor de wetenschapsnieuwsbrief Wonder Theory van CNN. Verken het universum met nieuws over fascinerende ontdekkingen, wetenschappelijke ontwikkelingen en meer.

CNN
—

Als u uw smartphone gebruikt om te navigeren, heeft uw systeem zojuist een cruciale update gekregen. Wetenschappers hebben vrijgegeven een nieuw model het volgen van de positie van de magnetische noordpool, waaruit blijkt dat de pool nu dichter bij Siberië ligt dan vijf jaar geleden en nog steeds richting Rusland afdrijft.

In tegenstelling tot de geografische noordpool, die een vaste locatie markeert, wordt de positie van de magnetische noordpool bepaald door het magnetische veld van de aarde, dat voortdurend in beweging is. De afgelopen decennia is de beweging van het magnetische noorden ongekend geweest – hij is dramatisch versneld en vervolgens in een recentere wending snel vertraagd – hoewel wetenschappers de onderliggende oorzaak achter het ongebruikelijke gedrag van het magnetische veld niet kunnen verklaren.

Mondiale positioneringssystemen, waaronder die welke door vliegtuigen en schepen worden gebruikt, vinden het magnetische noorden met behulp van het World Magnetic Model, zoals het in 1990 werd genoemd. Dit model is ontwikkeld door de British Geological Survey en de National Oceanic and Atmospheric Administration en noteert de gevestigde positie van magnetische noorden en voorspelt toekomstige drift op basis van het traject van de afgelopen jaren. Om de nauwkeurigheid van GPS-metingen te behouden, doen onderzoekers elke vijf jaar onderzoek herziening van de WMMhet resetten van de officiële positie van het magnetische noorden en het introduceren van nieuwe voorspellingen voor de komende vijf jaar van drift.

“Hoe langer je wacht met het updaten van het model, hoe groter de fout wordt”, zegt hij Dr. Arnaud Chulliateen senior onderzoekswetenschapper aan de Universiteit van Colorado, Boulder, en de NOAA National Centers for Environmental Information. “Door de manier waarop het model is opgebouwd, is onze voorspelling grotendeels een extrapolatie, gegeven onze huidige kennis van het magnetische veld van de aarde.”

De wetenschappers hebben op 17 december twee modellen vrijgegeven: de standaard WMM, met een ruimtelijke resolutie van ongeveer 2.051 mijl (3.300 kilometer) op de evenaar, en het eerste hoge-resolutiemodel, met een ruimtelijke resolutie van ongeveer 186 mijl (300 kilometer) op de evenaar. evenaar. Hoewel iedereen het krachtigere model met hoge resolutie kan gebruiken, bevat de meeste GPS-hardware die door het grote publiek wordt gebruikt de standaard WMM en is niet uitgerust om de andere te verwerken – en veel gebruikers zullen niet profiteren van de upgrade, zei Dr. William Browneen geofysicus en geomagnetisme-onderzoeker bij de British Geological Survey, in een e-mail.

“Grote luchtvaartmaatschappijen zullen de navigatiesoftware van hun gehele vliegtuigvloot upgraden om het nieuwe model te kunnen gebruiken, en legers in de NAVO zullen de software moeten upgraden in een groot aantal complexe navigatiesystemen voor allerlei soorten apparatuur”, vertelde Brown aan CNN. Maar voor de meeste mensen is de overstap niet nodig.

“Zie het als het upgraden van je smartphone: je wilt niet per se een nieuwe telefoon kopen alleen maar om een ​​app te upgraden naar een nieuwe versie die krachtiger is”, zei hij.

De overstap naar het nieuwe model zou voor GPS-gebruikers een naadloze overgang moeten zijn; Met de update hebben wetenschappers de nauwkeurigheid van de voorspellingen van het vorige model over waar het magnetische noorden in 2025 zou eindigen, geverifieerd, zei Chulliat.

“De voorspellingen waren heel goed”, zegt hij. “En dus bevestigde het nieuwe model dat we er niet ver naast zaten.”

Maar waarom zijn al deze updates nodig, en waarom blijft het magnetische noorden niet op één plek?

Op de top van de wereld, midden in de Noordelijke IJszee, ligt de geografische Noordpool, het punt waar alle lengtelijnen die van boven naar beneden rond de aarde lopen, in het noorden samenkomen.

Het markeren van de Noordpool is een uitdaging, omdat deze bedekt is met bewegend zee-ijs, maar de geografische locatie, ook wel bekend als de echte Noordpool, staat vast.

Ter vergelijking: de magnetische noordpool is het meest noordelijke convergentiepunt in het magnetische veld van de aarde, ook wel bekend als de magnetosfeer. Gegenereerd door het karnen van gesmolten metalen in De kern van de aardede magnetosfeer beschermt de planeet tegen schadelijke zonnestraling en zorgt ervoor dat zonnewinden de atmosfeer van de aarde niet kunnen wegnemen.

Omdat het convectieve klotsen in de kern van de aarde nooit stopt, is de magnetosfeer nooit statisch. Als gevolg hiervan is het meest noordelijke punt altijd in beweging.

De Britse ontdekkingsreiziger Sir James Clark Ross ontdekte de magnetische noordpool in 1831 in het noorden van Canada, ongeveer 1.609 kilometer ten zuiden van de echte Noordpool. We weten nu dat het magnetische noorden elke dag een elliptisch pad aflegt van ongeveer 120 kilometer.

Sinds zijn ontdekking is het magnetische noorden van Canada weggedreven naar Rusland. In de jaren veertig was het magnetische noorden vanaf de positie in 1831 ongeveer 400 kilometer naar het noordwesten opgeschoven. In 1948 bereikte het Prince Wales Island en in 2000 had het de Canadese kust verlaten.

“Het heeft zich de afgelopen 400 jaar doorgaans ongeveer 10 km (6,2 mijl) per jaar of minder verplaatst”, zei Brown.

De laatste WMM-update volgt echter op een periode van zeer ongebruikelijke activiteit voor de magnetische noordpool. In 1990 versnelde de noordelijke drift, van 15 kilometer per jaar naar 55 kilometer per jaar, zei Chulliat. De verschuiving “was ongekend wat betreft de gegevens die we hebben”, voegde hij eraan toe.

Rond 2015 vertraagde de drift tot ongeveer 35 kilometer per jaar. De snelle vertraging was ook ongekend, zei Chulliat. In 2019 waren de fluctuaties zo ver afgeweken van het eerdere model dat wetenschappers de WMM een jaar eerder hadden bijgewerkt.

Wetenschappers verwachten dat de trend naar Rusland zal blijven vertragen, hoewel er enige onzekerheid bestaat over hoe lang de vertraging zal aanhouden en of deze zich in het huidige tempo zal voortzetten, aldus Brown.

“Het zou de snelheid kunnen veranderen, of zelfs weer kunnen versnellen”, zei Brown. “We zullen het veld blijven monitoren en de prestaties van de WMM beoordelen, maar we verwachten niet dat we vóór de geplande update in 2030 een nieuw model moeten uitbrengen.”

Het magnetische veld van de aarde heeft zich in het verleden zelfs nog dramatischer gedragen, waarbij de magnetosfeer zo sterk verzwakte dat de polariteit ervan omkeerde. Hierdoor worden de magnetische noord- en zuidpool omgedraaid, en de verandering kan tienduizenden jaren duren. Wetenschappers schatten dat deze poolflip, die duizenden jaren in beslag kan nemen, ongeveer eens in de miljoen jaar plaatsvindt, hoewel de tijd tussen de poolflips enorm varieert: van 5.000 jaar tot wel 50 miljoen jaar. De tekenen die aan dergelijke veranderingen voorafgaan, worden ook niet goed begrepen, waardoor ze moeilijk te voorspellen zijn, zei Brown. De laatste grote omslag vond ongeveer 750.000 tot 780.000 jaar geleden plaats.

Tijdens een poolflip kunnen dieren die migreren met behulp van het magnetische veld om hun weg te vinden, zoals walvissen, vlinders, zeeschildpadden en vele soorten trekvogels, worden getroffen. Een omslag zou de radiocommunicatie verstoren en navigatiesystemen in de war brengen. In een baan om de aarde draaiende satellieten zouden gevaar lopen, omdat een verzwakt magnetisch veld minder bescherming zou bieden tegen ruimteweer.

Hoewel het leven op aarde gedurende meer dan 100 miljoen jaar meerdere magnetische omkeringen heeft doorstaan, “hebben we nog nooit een omkering meegemaakt toen de moderne technologie aanwezig was”, zei Brown.

“Het zou zeker een interessante tijd zijn voor ingenieurs om onze technologie aan te passen, maar hopelijk een tijd waar ze langzaam, eeuwenlang naartoe zullen gaan, in plaats van een plotselinge verandering.”

Mindy Weisberger is een wetenschappelijk schrijver en mediaproducent wiens werk is verschenen in de tijdschriften WordsSideKick.com, Scientific American en How It Works.