การลดลงของแม่เหล็กคือมุมที่เกิดขึ้นระหว่างทิศเหนือแม่เหล็ก - ที่ซึ่งชี้ไปทางทิศเหนือของเข็มทิศและทางภูมิศาสตร์หรือทิศเหนือที่แท้จริงซึ่งมองเห็นได้จากจุดบนพื้นผิวโลก
ดังนั้นหากต้องการทราบทิศทางของทิศเหนือที่แท้จริงจึงจำเป็นต้องทำการแก้ไขทิศทางที่เข็มทิศระบุขึ้นอยู่กับว่าคุณอยู่ที่ไหนบนโลก มิฉะนั้นคุณสามารถเข้าเส้นชัยได้หลายกิโลเมตร
รูปที่ 1 เข็มของเข็มทิศจะชี้ไปที่ทิศเหนือแม่เหล็กเสมอซึ่งไม่ได้ตรงกับทิศเหนือทางภูมิศาสตร์เสมอไป ที่มา: pxhere.com.
สาเหตุที่เข็มของเข็มทิศไม่ตรงกับทางภูมิศาสตร์ทิศเหนือคือรูปร่างของสนามแม่เหล็กโลก สิ่งนี้คล้ายกับแม่เหล็กที่มีขั้วใต้อยู่ทางทิศเหนือดังที่เห็นในรูปที่ 2
เพื่อหลีกเลี่ยงความสับสนกับภูมิศาสตร์ทางเหนือ (Ng) เรียกว่าทิศเหนือแม่เหล็ก (Nm) แต่แกนของแม่เหล็กไม่ขนานกับแกนการหมุนของโลก แต่อยู่ห่างจากกันประมาณ11.2º
รูปที่ 2 ระหว่างแกนการหมุนของโลกและแกนของไดโพลแม่เหล็กจะมีการแยกกันประมาณ11.2º ที่มา: Wikimedia Commons JrPol
สนามแม่เหล็กโลก
ประมาณปี 1600 วิลเลียมกิลเบิร์ต (William Gilbert) นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ (ค.ศ. 1544-1603) สนใจเรื่องแม่เหล็กเป็นอย่างมากและได้ทำการทดลองกับแม่เหล็กมากมาย
กิลเบิร์ตตระหนักว่าโลกมีพฤติกรรมราวกับว่ามีแม่เหล็กขนาดใหญ่อยู่ตรงกลางและเพื่อแสดงให้เห็นถึงสิ่งนี้เขาใช้หินแม่เหล็กทรงกลม เขาทิ้งข้อสังเกตไว้ในหนังสือชื่อ De magnete ซึ่งเป็นบทความทางวิทยาศาสตร์เรื่องแม่เหล็กเล่มแรก
แม่เหล็กของดาวเคราะห์ดวงนี้ไม่ได้มีลักษณะเฉพาะสำหรับโลก ดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์เกือบทั้งหมดในระบบสุริยะมีแม่เหล็กเป็นของตัวเอง ดาวศุกร์และดาวอังคารเป็นข้อยกเว้นแม้ว่าจะเชื่อกันว่าในอดีตดาวอังคารมีสนามแม่เหล็กเป็นของตัวเอง
ในการมีสนามแม่เหล็กดาวเคราะห์จะต้องมีแร่แม่เหล็กจำนวนมากอยู่ภายในด้วยการเคลื่อนไหวที่ก่อให้เกิดกระแสไฟฟ้าที่เอาชนะผลกระทบของอุณหภูมิสูงได้ เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าความร้อนทำลายแม่เหล็กของวัสดุ
การเลื่อนทิศเหนือแม่เหล็ก
สนามแม่เหล็กโลกมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการนำทางและการกำหนดตำแหน่งตั้งแต่ศตวรรษที่ 12 เมื่อเข็มทิศถูกประดิษฐ์ขึ้น เมื่อถึงศตวรรษที่ 15 นักเดินเรือชาวโปรตุเกสและสเปนรู้แล้วว่าเข็มทิศไม่ได้ชี้ไปทางทิศเหนืออย่างแน่นอนความคลาดเคลื่อนนั้นขึ้นอยู่กับตำแหน่งทางภูมิศาสตร์และยังแปรผันตามเวลาด้วย
นอกจากนี้ยังเกิดขึ้นที่ตำแหน่งของทิศเหนือแม่เหล็กมีการเปลี่ยนแปลงตลอดหลายศตวรรษ James Clark Ross ตั้งอยู่ทางเหนือแม่เหล็กเป็นครั้งแรกในปีพ. ศ. 2374 ตอนนั้นอยู่ในดินแดนนูนาวุตของแคนาดา
ปัจจุบันทิศเหนือแม่เหล็กอยู่ห่างจากทิศเหนือทางภูมิศาสตร์ประมาณ 1600 กม. และตั้งอยู่รอบเกาะ Bathurst ทางตอนเหนือของแคนาดา เนื่องจากความอยากรู้อยากเห็นทิศใต้ของแม่เหล็กก็เคลื่อนที่เช่นกัน แต่อยากรู้อยากเห็นมันทำได้เร็วกว่ามาก
อย่างไรก็ตามการเคลื่อนไหวเหล่านี้ไม่ใช่ปรากฏการณ์พิเศษ ในความเป็นจริงขั้วแม่เหล็กมีการแลกเปลี่ยนตำแหน่งกันหลายครั้งตลอดการดำรงอยู่ของดาวเคราะห์ การลงทุนเหล่านี้สะท้อนให้เห็นในแม่เหล็กของหิน
การลงทุนทั้งหมดไม่ได้เกิดขึ้นเสมอไป บางครั้งขั้วแม่เหล็กจะเคลื่อนย้ายแล้วกลับไปที่เดิม ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า "ทัศนศึกษา" โดยเชื่อว่าการเที่ยวครั้งสุดท้ายเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 40,000 ปีที่แล้ว ในระหว่างการเดินทางขั้วแม่เหล็กอาจอยู่ที่เส้นศูนย์สูตร
องค์ประกอบของ geomagnetism
ในการกำหนดตำแหน่งของสนามแม่เหล็กอย่างถูกต้องจำเป็นต้องคำนึงถึงลักษณะเวกเตอร์ของมัน สิ่งนี้อำนวยความสะดวกโดยการเลือกระบบพิกัดคาร์ทีเซียนเช่นเดียวกับในรูปที่ 3 ซึ่งเราต้อง:
- Bคือความเข้มทั้งหมดของสนามหรือการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก
- เส้นโครงแนวนอนและแนวตั้งตามลำดับคือ: H และ Z
รูปที่ 3 สนามแม่เหล็กโลกและเส้นโครงร่าง ที่มา: ฉ. เปาลา
นอกจากนี้ความเข้มของสนามและการคาดการณ์ยังสัมพันธ์กันตามมุม:
- ในรูป D คือมุมของการลดลงของแม่เหล็กซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการฉายแนวนอน H และทางทิศเหนือทางภูมิศาสตร์ (แกน X) มีเครื่องหมายบวกไปทางทิศตะวันออกและเครื่องหมายลบไปทางทิศตะวันตก
- มุมระหว่างBและ H คือมุมเอียงแม่เหล็ก I เป็นบวกถ้าBอยู่ต่ำกว่าแนวนอน
เส้น isogonal
เส้นไอโซโกนิกเชื่อมจุดที่มีการปฏิเสธแม่เหล็กเหมือนกัน คำนี้มาจากคำภาษากรีก iso = เท่ากันและ gonios = angle รูปแสดงแผนที่การปฏิเสธแม่เหล็กซึ่งสามารถมองเห็นเส้นเหล่านี้ได้
สิ่งแรกที่สังเกตได้ว่าเป็นเส้นที่มีลักษณะเป็นคลื่นเนื่องจากสนามแม่เหล็กมีการเปลี่ยนแปลงในท้องถิ่นจำนวนมากเนื่องจากมีความไวต่อปัจจัยหลายประการ ดังนั้นแผนภูมิจึงได้รับการอัปเดตอย่างต่อเนื่องเนื่องจากสนามแม่เหล็กได้รับการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องจากพื้นโลกและจากอวกาศเช่นกัน
รูปที่ 4. แผนที่เส้น isogonal ปี 2019 แหล่งที่มา: https://ngdc.noaa.gov
ในรูปมีแผนที่ของเส้นไอโซโกนัลโดยมีการแยกระหว่างเส้น2º โปรดสังเกตว่ามีเส้นโค้งสีเขียวเช่นมีเส้นหนึ่งที่ข้ามทวีปอเมริกาและมีอีกเส้นหนึ่งที่ผ่านยุโรปตะวันตก พวกเขาเรียกว่าเส้นอะโกนิกซึ่งหมายความว่า "ไม่มีมุม"
เมื่อทำตามเส้นเหล่านี้ทิศทางที่เข็มทิศระบุจะตรงกับทางภูมิศาสตร์ทางเหนือทุกประการ
เส้นสีแดงบ่งบอกถึงการลดลงทางทิศตะวันออกโดยการประชุมกล่าวกันว่ามีการลดลงในเชิงบวกโดยที่เข็มทิศชี้ไปทางทิศตะวันออกของทิศเหนือที่แท้จริง
เส้นสีน้ำเงินแทนการลดลงเชิงลบ ในพื้นที่เหล่านี้เข็มทิศจะชี้ไปทางทิศตะวันตกของทิศเหนือที่แท้จริง ตัวอย่างเช่นจุดตามแนวที่ผ่านโปรตุเกสบริเตนตอนเหนือและแอฟริกาตะวันตกเฉียงเหนือลดลง-2ºทางตะวันตก
รูปที่ 5. แผนที่เส้นไอโซโกนัลของยุโรป ที่มา: ngdc.noaa.gov.
รูปแบบทางโลก
สนามแม่เหล็กโลกและดังนั้นการลดลงอาจเปลี่ยนแปลงได้ตลอดเวลา มีการเปลี่ยนแปลงโดยบังเอิญเช่นพายุแม่เหล็กจากดวงอาทิตย์และการเปลี่ยนแปลงรูปแบบของกระแสไฟฟ้าในชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ ระยะเวลามีตั้งแต่ไม่กี่วินาทีถึงไม่กี่ชั่วโมง
รูปแบบที่สำคัญที่สุดสำหรับการปฏิเสธแม่เหล็กคือรูปแบบทางโลก พวกเขาถูกเรียกเช่นนี้เพราะได้รับการชื่นชมเมื่อเปรียบเทียบค่าเฉลี่ยซึ่งวัดได้ในช่วงหลายปีเท่านั้น
ด้วยวิธีนี้ทั้งการลดลงและความเอียงของแม่เหล็กอาจแตกต่างกันระหว่าง 6 ถึง 10 นาที / ปี และช่วงเวลาของขั้วแม่เหล็กที่ลอยอยู่รอบขั้วทางภูมิศาสตร์นั้นคาดว่าจะประมาณ 7000 ปี
ความเข้มของสนามแม่เหล็กโลกยังได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงทางโลก อย่างไรก็ตามสาเหตุของรูปแบบเหล่านี้ยังไม่ชัดเจนทั้งหมด
อ้างอิง
- ขั้วเหนือแม่เหล็กของ John, T. Earth ไม่ได้อยู่ที่ที่คุณคิดอีกต่อไปแล้ว: กำลังเคลื่อนไปทางไซบีเรีย สืบค้นจาก: cnnespanol.cnn.com
- การวิจัยและวิทยาศาสตร์. สนามแม่เหล็กของโลกทำงานผิดปกติและไม่ทราบสาเหตุ กู้คืนจาก: www.investigacionyciencia.es
- สถาบันการเดินเรือที่สูงขึ้น การปฏิเสธแม่เหล็กและแผนภูมิไอโซโกนิก สืบค้นจาก: www.isndf.com.ar.
- การปฏิเสธแม่เหล็ก สืบค้นจาก: geokov.com.
- NCEI คู่มือสำหรับขั้วโลกเหนือและใต้ สืบค้นจาก: noaa.maps.arcgis.com
- Rex, A. 2011. ความรู้พื้นฐานทางฟิสิกส์. เพียร์สัน
- แบบจำลองแม่เหล็กโลกของสหรัฐอเมริกา / สหราชอาณาจักร - 2019.0.23 ดึงมาจาก: ngdc.noaa.gov