地球有兩個北極。圣誕老人怎么知道哪個是家?

圣誕老人在圣誕夜送完禮物后,必須回到北極的家,即使雪下得很大,馴鹿都看不見路。

他本可以用指南針,但接下來他面臨挑戰(zhàn):他必須找到正確的北極。

實際上有兩個北極——你在地圖上看到的地理北極,以及指南針所依賴的磁北極。它們并不相同。

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兩個北極

地理北極,也稱為真北,是地球自轉軸一端的點。

試著用右手拿一個網(wǎng)球,拇指放在下,中指放在上方,左手手指旋轉球。

右手拇指和中指接觸網(wǎng)球旋轉的位置定義了旋轉軸。該軸線從南極延伸至北極,穿過球的中心。

指南針使用磁化針來與地球磁場對齊。要找到真北,羅盤必須根據(jù)其位置的赤緯進行調整,即該點真北與磁北之間的角度差。(蒂姆·雷克曼/維基共享資源,CC 4.0)

地球的磁北極則不同。

一千多年前,探險家們開始使用指南針通常用漂浮的軟木或帶有磁性針的木頭制成,以找到它們的路徑。地球有一個磁場,像一個巨大的磁鐵,指南針與磁場對齊。

磁北極被智能手機等設備用于導航——而磁極會隨時間移動。

磁北極為什么會移動

磁北極的運動是地球擁有活躍的核心.內(nèi)核從你腳下約3200英里處開始,是堅實的,在如此巨大的壓力下它無法融化。但外核是熔融的,由熔化的鐵和鎳組成。

內(nèi)核的熱量使外核的熔鐵和鎳流動,就像鍋里的湯一樣。該富含鐵的液體的運動會誘發(fā)磁場覆蓋整個地球。

隨著外核熔鐵的移動,磁北極漫游.

磁北極自16世紀末以來一直在漂移,近世紀中速度加快。這些日期反映了考察隊的觀察。其他的則基于模型,數(shù)據(jù)來自NOAA。地圖顯示了加拿大北部的島嶼。格陵蘭的邊緣在最右側可見。(Cavit/維基共享資源,CC 4.0)

在過去600年里,北極一直在加拿大北部游蕩。它移動相對緩慢,每年約6到9英里,直到1990年左右,當速度急劇提升時,每年可達34英里。

大約一個世紀前,它開始大致朝地理北極方向移動。地球科學家無法確切說明原因,只能說這反映了外核內(nèi)部流動的變化。

讓圣誕老人回家

所以,如果圣誕老人的家是地理上的北極——順便說一句,北極位于北冰洋冰層中部——如果兩個北極在不同位置,他如何校正羅盤方位?

無論他用什么設備——指南針還是智能手機——都依賴磁北作為判斷他需要移動的方向的參考。

雖然現(xiàn)代GPS系統(tǒng)能準確告訴你前往奶奶家時的位置,但如果設備不知道磁北方向,它們無法準確判斷方向。

科學家們于1990年在地理北極附近的一個臨時研究站工作。([email protected]/維基共享資源,CC 4.0)

如果圣誕老人用的是老式指南針,他需要調整指南針以區(qū)分真北和磁北。為此,他需要了解赤緯在他的位置——真北和磁北之間的夾角——并對他的羅盤進行校正。美國國家海洋和大氣管理局設有在線計算器這會有幫助。

如果你用的是智能手機,你的手機內(nèi)置磁力計這幫你完成了工作。它測量你所在位置的地球磁場,然后使用世界磁模型以實現(xiàn)精確導航。

無論圣誕老人用什么方法,他可能都在依賴磁北來找到你家和回家的路?;蛘哒f,這些馴鹿只是知道路。

斯科特·布雷姆, 地球科學研究助理教授,克萊姆森大學

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