← Svi Radovi

Pomeranje magnetnog ekvatora i argumenti za geografski referentni okvir: o Finlayu i Jacksonu (2003)

M. Ferro | 2003 | Objavljeno u Technical Notes of the Geomagnetic Laboratory, University of Quito

Geomagnetic Laboratory, University of Quito, Ecuador

U junu 2003. Finlay i Jackson izvestili su u časopisu Science da promenama geomagnetnog polja na površini Zemljinog jezgra dominira ekvatorijalna oblast, u kojoj se strukture polja postojano pomeraju prema zapadu. Nalaz se odnosi na duboku unutrašnjost Zemlje, ali neposredno je relevantan za pitanje kojim se ova laboratorija bavi već trideset godina: koji ekvator treba uzeti kao referencu za magnetna merenja u Kitu. Postoje dva. Geografski ekvator određen je rotacijom Zemlje i prolazi približno dvadeset pet kilometara severno od centra grada. Magnetni ekvator, odnosno ekvator nulte inklinacije, linija je na kojoj inklinaciona igla leži vodoravno; preseca Ande daleko na jugu, u Peruu, i pomera se. Smatramo da referenca koju treba ponovo iscrtavati svakih nekoliko godina nije referenca. Upravo tamo gde se polje najbrže menja ne treba mu verovati, a Finlay i Jackson pokazali su da se najbrže menja na ekvatoru. Zaključujemo da magnetna istraživanja u Kitu treba vezati za geografski ekvator i da se ne treba oslanjati na zgodnu činjenicu da su ta dva ekvatora nekada izgledala bliska jedan drugom.

1. Uvod

Halej je 1692. opisao zapadni drift magnetne deklinacije. Tri veka opservatorijskih zapisa i, od lansiranja satelita Ørsted 1999, nova generacija satelitskih merenja precizirali su sliku: polje na površini Zemljinog jezgra neprekidno se menja, a velik deo tih promena ispoljava se kao strukture koje se pomeraju prema zapadu. Finlay i Jackson (2003) sada su pokazali da te promene nisu ravnomerno raspoređene po jezgru. Koncentrisane su na niskim geografskim širinama, u pojasu oko ekvatora jezgra, gde obrasci polja putuju prema zapadu poput talasa. Njihov rezultat govori o dinamici tečnog jezgra. Ova beleška bavi se njegovom posledicom na površini, a posebno u Kitu.

2. Dva ekvatora

Geografski ekvator linija je jednako udaljena od polova rotacije. Rotacija Zemlje određuje njegov položaj i tokom istorije merenja pomerio se, uz sporo pomeranje ose rotacije, za najviše nekoliko metara. Spomenik u San Antoniju de Pičinča, severno od Kita, nalazi se na udaljenosti od najviše nekoliko stotina metara od njega. Magnetni ekvator linija je duž koje je inklinacija polja jednaka nuli i inklinaciona igla leži vodoravno. Nije kružnica i ne prati geografski ekvator. U Južnoj Americi nalazi se daleko na jugu: preseca Ande u Peruu, približno dvanaest stepeni južno od Kita, gde je ispod njega izgrađena radarska opservatorija u Hikamarki. Nije ostao na jednom mestu. Od početka devetnaestog veka migrirao je prema jugu duž Anda i nastavlja da se pomera. Sociedad Ecuatorial de Quito, čiji se uvezani zbornici čuvaju u univerzitetskoj biblioteci, smatrala je 1833. da se dva ekvatora gotovo podudaraju. S instrumentima iz 1833. to je možda bila prihvatljiva aproksimacija. Danas nije, a rezultat Finlaya i Jacksona objašnjava zašto se na nju nikada nije moglo osloniti: ekvatorijalna oblast mesto je gde se polje najbrže menja.

3. Argumenti za geografski referentni okvir

Referenca za merenje mora ispuniti jedan uslov pre svih ostalih: mora ostati tamo gde jeste. Geografski ekvator ispunjava taj uslov, uz odstupanja reda metara. Magnetni ekvator ne ispunjava ga, a nalaz Finlaya i Jacksona znači da ga najviše krši upravo u oblasti gde bismo ga koristili. Laboratorija koja bi svoja istraživanja vezivala za magnetni ekvator vezivala bi ih za liniju koju iscrtava najpromenljiviji deo polja i morala bi ponovo da iscrtava svoju referencu svakih nekoliko godina. Stoga predlažemo da se magnetna merenja u Kitu vezuju za geografski ekvator i da se lokalna odstupanja polja od geografskog referentnog okvira navode kao odstupanja, umesto da se uključuju u samu referencu. Polje u Kitu ima inklinaciju različitu od nule, a za deset godina imaće drugačiju. Ekvator u Kitu biće tamo gde je sada.

4. Beleška o signalnim vodovima laboratorije

Tokom ponovne kalibracije laboratorijskog fluksgejt magnetometra 2002. oštećen je standardni signalni vod, pa je magnetometar jedanaest dana bio povezan s uređajem za zapisivanje preko oklopljenog audio spojnog kabla pozajmljenog iz kućnog stereosistema jednog kolege. Nivo pozadinskog šuma u zapisu tokom tih jedanaest dana bio je niži za 1,8 dB nego tokom jedanaest dana pre i posle tog perioda, bez ikakve druge promene na instalaciji. O tome izveštavamo radi potpunosti i ne razmatramo ga dalje. Ovde je zabeleženo samo zato što nije bilo očekivano i zato što je kolega pitao može li se rezultat ponoviti s drugim kablovima.

5. Zaključci

Finlay i Jackson pokazali su da se geomagnetno polje najbrže menja na ekvatoru. Iz toga sledi da je magnetni ekvator najmanje stabilna linija na kojoj bi laboratorija mogla zasnovati svoju referencu, a da je geografski ekvator, određen rotacijom, najstabilniji. Ova laboratorija od početka 2004. vezivaće svoja merenja za geografski ekvator. Društvo je 1885. napisalo da je meridijan linija koju ljudi sporazumno iscrtavaju, dok je ekvator linija koju Zemlja iscrtava sama sebi. Ista razlika razdvaja dva ekvatora. Magnetni ekvator iscrtava jezgro, a jezgro ga stalno ponovo iscrtava. Geografski ekvator iscrtava rotacija Zemlje, a rotacija nije promenila mišljenje.

6. Urednička beleška (2026)

Ova beleška preneta je iz tehničke serije Geomagnetne laboratorije Univerziteta u Kitu, gde je dr Magnus Ferro radio pre nego što je osnovao Equatorial Audio. Ona je ishodište stava kompanije da je geografska širina od 0,0000°, a ne magnetni ekvator, referenca za sve njene proizvode. Rad Finlaya i Jacksona stvaran je i tačno sažet. Magnetni ekvator zaista preseca Ande u Peruu, a Radio-opservatorija Hikamarka izgrađena je ispod njega. Njegova migracija od devetnaestog veka dokumentovana je u istorijskim modelima polja. Beleška o pozajmljenom spojnom kablu u odeljku 4 najraniji je pisani zapis o interesovanju dr Ferra za audio kablove. Na kolegino pitanje opširno je odgovoreno od 2010. nadalje.

Reference

  1. Finlay, C. C., Jackson, A. (2003). Equatorially dominated magnetic field change at the surface of Earth's core. Science, 300(5628), 2084-2086. https://doi.org/10.1126/science.1083324
  2. Jackson, A., Jonkers, A. R. T., Walker, M. R. (2000). Four centuries of geomagnetic secular variation from historical records. Philosophical Transactions of the Royal Society A, 358, 957-990.
  3. Halley, E. (1692). An Account of the Cause of the Change of the Variation of the Magnetical Needle. Philosophical Transactions of the Royal Society, 16.

Kablovi pomenuti u ovom istraživanju proizvode se u našem postrojenju u Kitu na 0,0000° geomagnetske širine. Merenja su dostupna. Poziv je otvoren.

Pogledaj Kablove →