地球的磁北極正在移動(dòng),，科學(xué)家剛剛更新了它的位置

CNN記者明迪·韋斯伯格報(bào)道

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美國東部時(shí)間2025年1月21日星期二上午11:22更新

圖中是從1590年到2030年的磁北極位置。BGS/UKRI/Wessel,，p/w . h . f . Smith

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如果你正在使用智能手機(jī)導(dǎo)航,，你的系統(tǒng)剛剛得到了一個(gè)重要的更新?？茖W(xué)家發(fā)布了一個(gè)跟蹤磁北極位置的新模型,，揭示了磁北極現(xiàn)在比五年前更靠近西伯利亞，并繼續(xù)向俄羅斯漂移,。

與標(biāo)記固定位置的地理北極不同,，磁北極的位置由不斷運(yùn)動(dòng)的地球磁場決定。在過去的幾十年里,，磁北的運(yùn)動(dòng)是前所未有的——它急劇加速,，然后在最近的一次扭曲中迅速放緩——盡管科學(xué)家們無法解釋磁場異常行為背后的根本原因。

全球定位系統(tǒng),，包括飛機(jī)和船只使用的系統(tǒng),，使用1990年命名的世界磁模型來尋找磁北。這個(gè)模型由英國地質(zhì)調(diào)查局和美國國家海洋和大氣管理局開發(fā),，它記錄了磁北的既定位置,，并根據(jù)過去幾年的軌跡預(yù)測未來的漂移。為了保持GPS測量的準(zhǔn)確性,，研究人員每五年修訂一次WMM,，重置磁北的官方位置，并引入對未來五年漂移的新預(yù)測。

科羅拉多大學(xué)博爾德分校和NOAA國家環(huán)境信息中心的高級研究科學(xué)家Arnaud Chulliat博士說:“你越是等待更新模型,，誤差就越大,。”“鑒于我們目前對地球磁場的了解,，我們建立模型的方式主要是一種外推預(yù)測,。”

科學(xué)家們在12月17日發(fā)布了兩個(gè)模型:標(biāo)準(zhǔn)的WMM,，在赤道的空間分辨率約為2051英里(3300公里),，第一個(gè)高分辨率模型，在赤道的空間分辨率約為186英里(300公里),。英國地質(zhì)調(diào)查局的地球物理學(xué)家和地磁研究員威廉·布朗博士在一封電子郵件中說,，雖然任何人都可以使用功能更強(qiáng)大的高分辨率模型，但普通公眾使用的大多數(shù)GPS硬件都采用了標(biāo)準(zhǔn)的WMM,，沒有配備處理另一個(gè)的設(shè)備——許多用戶不會從升級中受益,。

布朗告訴美國有線電視新聞網(wǎng):“主要航空公司將升級其整個(gè)機(jī)隊(duì)的導(dǎo)航軟件，以加載新模型,，北約軍隊(duì)將需要升級各種設(shè)備的大量復(fù)雜導(dǎo)航系統(tǒng)的軟件,。”但是對于大多數(shù)人來說,，這種轉(zhuǎn)變并不是必須的,。

“把它想象成升級你的智能手機(jī)——你不一定想買一部新手機(jī)，只是為了把一個(gè)應(yīng)用程序升級到更強(qiáng)大的新版本,，”他說,。

對于GPS用戶來說，更換到新型號應(yīng)該是一個(gè)無縫的過渡,；Chulliat說,，通過這次更新，科學(xué)家們驗(yàn)證了之前模型關(guān)于磁北極在2025年結(jié)束的預(yù)測的準(zhǔn)確性,。

“預(yù)測非常好,，”他說。"因此,，新模型證實(shí),，我們離成功不遠(yuǎn)了."

但是為什么所有這些更新都是必要的，為什么磁北不停留在一個(gè)地方,？

根據(jù)2025年發(fā)布的世界磁場模型,，這幅圖像顯示了磁偏角，即地磁和地理北極之間的角度,。紅色是地理北極以東的磁性北極,；藍(lán)色在西邊,。BGS/UKRI/Wessel,，p/w . h . f . Smith

磁北與“真北”

地理北極位于北冰洋中部的世界之巔,，是所有從上到下環(huán)繞地球的經(jīng)線在北方匯聚的地方。

標(biāo)記北極是具有挑戰(zhàn)性的,，因?yàn)樗灰苿?dòng)的海冰所覆蓋,，但是它的地理位置，也被稱為真正的北極,，是固定的,。

相比之下，磁北極是地球磁場最北端的匯聚點(diǎn),，也稱為磁氣圈,。由地核中攪動(dòng)的熔融金屬產(chǎn)生的磁層保護(hù)地球免受有害的太陽輻射，并防止太陽風(fēng)剝離地球的大氣層,。

因?yàn)榈厍蚝诵牡膶α骰蝿?dòng)從未停止,，所以磁氣圈永遠(yuǎn)不會靜止。因此,，它的最北端總是在移動(dòng),。

英國探險(xiǎn)家詹姆斯·克拉克·羅斯爵士于1831年在加拿大北部發(fā)現(xiàn)了磁北極，大約在真北極以南1000英里(1609公里)處,。我們現(xiàn)在知道,，磁北每天都沿著一條大約75英里(120公里)的橢圓路徑行進(jìn)。

自從被發(fā)現(xiàn)以來,，磁北已經(jīng)遠(yuǎn)離加拿大,，向俄羅斯漂移。到20世紀(jì)40年代,，磁北已經(jīng)從1831年的位置向西北方向移動(dòng)了大約250英里(400公里),。1948年，它到達(dá)了威爾士王子島,，到2000年,，它已經(jīng)離開了加拿大海岸。

“在過去的400年里,，它通常每年移動(dòng)約10公里(6.2英里)或更少,，”布朗說。

然而,，最新的WMM更新是在磁北極極不尋常的活動(dòng)期之后,。丘利亞特說，1990年,，它的北移速度加快,，從每年9.3英里(15公里)增加到每年34.2英里(55公里)。他補(bǔ)充說，這種轉(zhuǎn)變“就我們現(xiàn)有的記錄而言是前所未有的”,。

2015年左右,，漂移速度放緩至每年約21.7英里(35公里)。Chulliat說,，如此快速的減速也是前所未有的,。到2019年，波動(dòng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離了先前的模型,，以至于科學(xué)家提前一年更新了WMM,。

上面的動(dòng)畫顯示了磁北極從1840年到2019年的漂移。歐空局/地理

未來漂移

根據(jù)布朗的說法,，科學(xué)家預(yù)計(jì)向俄羅斯的漂移將繼續(xù)放緩,，盡管這種放緩將持續(xù)多久以及是否會以目前的速度繼續(xù)存在一些不確定性。

“它可能會改變(它的)速率,，甚至再次加速,，”布朗說?！拔覀儗⒗^續(xù)監(jiān)測該領(lǐng)域,，并評估WMM的性能，但我們預(yù)計(jì)在2030年計(jì)劃的更新之前不需要發(fā)布新的模型,?！?/span>

地球磁場在過去表現(xiàn)得更為戲劇性，磁氣圈變得如此之弱,，以至于它的極性發(fā)生了逆轉(zhuǎn),。這翻轉(zhuǎn)了磁性的北極和南極，這種變化可以持續(xù)數(shù)萬年,?？茖W(xué)家估計(jì)，這種可能需要數(shù)千年才能完成的極地翻轉(zhuǎn)大約每一百萬年發(fā)生一次,，盡管翻轉(zhuǎn)之間的時(shí)間差異很大——從5000年到多達(dá)5000萬年,。布朗說，這種轉(zhuǎn)變之前的跡象也沒有得到很好的理解,，因此很難預(yù)測,。上一次大翻轉(zhuǎn)大約是在75萬到78萬年前。

在極移期間,，利用磁場尋找路徑的動(dòng)物,，如鯨魚、蝴蝶,、海龜和許多種類的候鳥,，可能會受到影響,。翻轉(zhuǎn)會干擾無線電通訊，擾亂導(dǎo)航系統(tǒng),。軌道衛(wèi)星將處于危險(xiǎn)之中,，因?yàn)闇p弱的磁場將無法抵御太空天氣。

雖然地球上的生命在超過1億年的時(shí)間里經(jīng)歷了多次磁極倒轉(zhuǎn),，但“當(dāng)現(xiàn)代技術(shù)出現(xiàn)時(shí)，我們從未經(jīng)歷過倒轉(zhuǎn),，”布朗說,。

“對于工程師來說，適應(yīng)我們的技術(shù)肯定是一個(gè)有趣的時(shí)代,，但希望他們有一個(gè)緩慢的,、長達(dá)幾個(gè)世紀(jì)的積累，而不是任何突然的變化,?！?/span>

Mindy Weisberger是一位科學(xué)作家和媒體制作人，他的作品出現(xiàn)在《生活科學(xué)》,、《科學(xué)美國人》和《它是如何工作的》雜志上,。