12 января 2006 года географический Северный полюс нашей планеты резко изменил направление своего смещения. Аналогичное событие произошло за 32 года до этого случая. Ученые Крымской астрофизической обсерватории РАН и Института прикладной астрономии РАН соотнесли эти явления с так называемыми джерками – рывками в изменении параметров магнитного поля Земли.

Всем известно, что Северный магнитный полюс Земли в последние десятилетия движется в сторону Сибири с возрастающей скоростью, смещаясь на 55 км в год. Однако свое положение меняет и географический Северный полюс, хотя и не так быстро. Вращение Земли характеризуется сложным процессом изменения ориентации в системе Солнце–Земля–Луна, поэтому ось вращения планеты слегка «танцует», в результате чего географический Северный полюс, который находится в точке пересечения оси с поверхностью Земного шара, постоянно перемещается, описывая круги вокруг условного центра.

Это смещение обычно описывается достаточно плавной траекторией, однако высокоточные измерения среднесуточного положения Северного полюса выявили два случая, когда в этом плавном кружении наблюдались особенности, названные точками возврата. В этих точках географический Северный полюс вдруг сходил со своей плавной «орбиты», скорость его смещения в какой-то момент становилась равной нулю, после чего он начинал движение в обратном направлении, возвращаясь на свою обычную траекторию. В одном случае удалось определить дату произошедшей остановки – 12 января 2006 года. Аналогичное явление было зафиксировано и за 32 года до этого (рис. 1).

 

Рис. 1 Особенности (указаны красной стрелкой) изменения суточных координат географического Северного полюса Земли в интервалах: (a) – c 1 января 1973 по 31 декабря 1974 г.; (б) – c 1 января 2005 по 31 декабря 2006 г. О точности измерений, необходимых для построения такого графика, можно судить по следующим фактам: по оси X и Y отложены координаты в секундах, длина дуги одного географического градуса долготы составляет приблизительно 111 км, а дуга одной секунды имеет длину около 31 м, следовательно средний диаметр окружности, по которой движется полюс на этих графиках, составляет считанные метры!

Причины появления этих особенностей в движении географического Северного полюса науке пока неизвестны. Российские ученые предположили, что эти явления должны быть связаны с изменениями геомагнитного поля, которое на 90 % определяется вращением Земли, представляющей собой гигантскую динамо-машину.

«Магнитное поле Земли постепенно меняется в масштабах времени от нескольких лет до тысячелетий, – говорит заместитель директора по научной работе Крымской астрофизической обсерватории РАН Александр Вольвач. – Такие изменения называются вековыми вариациями. О них можно судить, например, по начатым в Лондоне еще в 30-х годах XVI века наблюдениям магнитного склонения, то есть угла между направлениями на магнитный и географический полюса. Эти наблюдения являются одним из самых длинных рядов исследований вековых вариаций».

 

Рис. 2. Изменение склонения магнитного поля в Лондоне (слева), отражающее смещение магнитного Северного полюса (справа).

Локальные изменения магнитного поля отмечались и в более древние времена. В качестве примера можно привести сведения из монографии Е.П. Борисенкова и В.М. Пасецкого «Экстремальные природные явления в русских летописях XI–XVII: 919 г., Киевская Русь, Византия. Полярное сияние»: «сея зимы погоре небо и столпы огненные ходили от Руси по Греции».

Однако вековой ход геомагнитного поля не только медленно меняется, но и склонен к кратковременным джеркам (от англ. jerk – рывок) – сравнительно резким изменениям скорости векового хода одного или нескольких параметров геомагнитного поля. Как известно, интенсивность геомагнитного поля в последние десятилетия снижается. По данным измерений в Торонто за последние 160 лет она уменьшилась на 14 %, с 64 000 до 55 000 нТл. Этот процесс протекает не всегда равномерно.

Рис. 3. Оценки вековых вариаций одной из пространственных компонент геомагнитного поля (по координатной оси Y) с использованием наборов данных магнитной обсерватории Niemegk (Германия).

На рис. 3 приведены вариации скорости изменения одной из пространственных компонент магнитного поля, начиная с 1930 года. В1969, 1978, 1991, 1999 и 2005 гг. отчетливо видны резкие изменения скорости уменьшения интенсивности геомагнитного поля – джерки. Сведения о джерках до 1969 г. недостаточно точны.

«Это явление впервые открыли французские исследователи, которые заметили, что в измерениях многих магнитных обсерваторий тенденция векового хода до 1969 г. заметно отличается от тенденции после 1969 г., – говорит Александр Вольвач. – Именно с геомагнитным джерком 1969 г. геофизики связывают начало ускоренного смещения по поверхности Земли Северного магнитного полюса. После этого были зафиксированы и другие аналогичные явления. Самые явные, наблюдаемые во всем мире джерки, произошли в 1969, 1978 и 1991 гг. Кроме них зафиксированы также локальные джерки, которые наблюдались лишь в отдельных пунктах. Такими были джерки в 1999 и 2005 гг.».

Сопоставляя эти данные, российские ученые сделали вывод, что глобальный джерк 1978 г. и локальный джерк 2005 г. по времени появления сопоставимы с приведенными на рис. 1 особенностями смещения географического Северного полюса, интервал повторяемости которых составил 32 года.

Наличие периода в 30-40 лет в проявлении этих нерегулярностей подтвердил и сравнительный статистический анализ параметров долговременного смещения географического Северного полюса и вековых вариаций геомагнитного поля.

Рис. 4. Изменения радиуса вращения географического Северного полюса вокруг условного центра. Красным отмечены исходные данные, а сплошная линия – вычисленный по ним многолетний тренд. Видно, что этот параметр не остается постоянным и в последние годы постепенно увеличивается, приближаясь к величине 0,4 угловых секунды, то есть приблизительно 12 м.

Дело в том, что круги, которые описывает географический Северный полюс вокруг условного центра, нестабильны (см. красное поле исходных данных на рис.4). Флуктуации наблюдаются и в изменениях параметров магнитного поля Земли, к примеру – в параметрах его главной, дипольной составляющей. Статистический анализ показал, что раз в 35,5 лет частоты колебаний двух этих параметров совпадают, в результате чего возникают резонансные события, отражением которых, вероятно, становятся различные нерегулярности в смещении полюса и изменении магнитного поля. Земля «вздрагивает».

«Долговременное смещение Северного географического полюса по поверхности Земли и изменения вековых вариаций геомагнитного поля сопровождаются появлением особых точек и сопоставимых с ними по времени глобальных джерков в геомагнитном поле, – подводит итог работы Александр Вольвач. – Можно предположить существование связи глобальных энергетических перестроек в этих процессах на рассматриваемом интервале времени».

Природа этих явления остается предметом научных дискуссий и доказательство энергетической связи между сопоставляемыми в данном исследовании событиями носят эмпирический характер. В работе охвачен лишь короткий период глобального процесса (1964–2020 гг.), поэтому подтверждение этой связи, возможно, произойдет лишь ближе к 2037 году, когда пройдут 32 года с момента возникновения последней из отмеченных в данном исследовании особенностей в движении географического Северного полюса.

Подробнее см. «Особенности движения географического Северного полюса Земли и скачки в геомагнитном поле», А. Е. Вольвач, Г. С. Курбасова, Л. Н. Вольвач, А. В. Ипатов, «Космические исследования», 2022, т. 60, № 4, стр. 315-324.

Подготовил Леонид Ситник, редакция сайта РАН