Магнитное поле Земли
Магнитный полюс вблизи географического Северного полюса по своим свойствам является южным. Именно поэтому к нему направлен северный конец стрелки компаса.
Земля ведёт себя как полосовой магнит
Компас работает благодаря собственному магнитному полю Земли. По описанию NOAA, оно очень похоже на поле полосового магнита, помещённого в центр планеты. Более 90 процентов измеряемого поля возникает внутри Земли, во внешнем ядре, где течёт расплавленное железо и возникают электрические токи. Остальная часть связана с намагниченными породами земной коры и токами в верхних слоях атмосферы и в космосе.
Здесь легко запутаться в названиях. Северный полюс стрелки компаса притягивается к магнитному полюсу в Арктике. Разноимённые полюса притягиваются, значит, арктический магнитный полюс по своим свойствам должен быть южным. В OpenStax привычное название «северный магнитный полюс» названо неточным. Географы сохраняют название места, а физики помнят: у земного магнита на севере находится конец с южной полярностью. Силовые линии выходят из Земли вблизи географического Южного полюса и входят в неё вблизи географического Северного.
Перетащи, чтобы повернуть. Для изменения масштаба прокрути колёсико или сведи и разведи два пальца.
Под наклоном и не точно на полюсах
Магнитная ось не совпадает с осью вращения Земли. По Всемирной магнитной модели 2020 года NOAA указывает для наилучшего приближения земного магнита, геомагнитного диполя, наклон 9.41° к оси вращения. В модели 2025 года он равен 9.21°. Реальное поле менее гладкое, чем поле идеального диполя. Поэтому учёные также выделяют магнитные полюса наклонения: места, где поле направлено вертикально, а компас не может выбрать направление. Именно их обычно называют магнитными полюсами.
Магнитный север отличается от истинного, поэтому показание компаса требует поправки, называемой магнитным склонением. Это угол между магнитным и истинным севером, положительный к востоку и отрицательный к западу. Правило NOAA: истинный азимут = магнитный азимут + склонение. Если склонение в твоём месте составляет 10° к западу (−10°), а компас показывает 45°, истинный азимут равен 35°. Склонение меняется от места к месту и с годами, поэтому на картах печатают дату его измерения. Вблизи магнитных полюсов NOAA отмечает зоны ненадёжной работы компаса, где горизонтальная составляющая поля меньше 2000 нТл.
Полюса перемещаются
Поле меняется вслед за течениями в ядре. Северный магнитный полюс дрейфует через канадскую Арктику в сторону Сибири. Его положение определяли экспедиции 2001 и 2007 годов. По данным экспедиции 2007 года, скорость составляла около 55 км в год в направлении северо-северо-запада. В отчёте NOAA за декабрь 2025 года указаны скорости за 2025 год: около 36 км в год для северного и 9 км в год для южного магнитного полюса. Поле непрерывно меняется, поэтому NOAA и Британская геологическая служба выпускают новую Всемирную магнитную модель каждые пять лет. Модель 2025 года вышла в декабре 2024 года. Военные флоты, авиационные ведомства и многие навигационные системы используют её для пересчёта магнитных показаний в истинные направления.
За гораздо более долгие промежутки поле даже меняет полярность: север и юг меняются местами. Горные породы сохраняют запись этого процесса, потому что лава, остывая ниже примерно 700 °C, фиксирует направление поля того времени. По данным NOAA, последняя инверсия произошла примерно от 750 000 до 780 000 лет назад. Промежутки между инверсиями составляли от 5 тысяч до 50 миллионов лет, а сама инверсия заняла бы несколько тысяч лет. Предсказать следующую никто не может.
| Источник поля Земли | В основном жидкое железо внешнего ядра (более 90%) |
| Арктический магнитный полюс по магнитным свойствам | Южный полюс |
| Магнитное склонение | Угол между магнитным и истинным севером (восток +, запад −) |
| Истинный азимут | Магнитный азимут + склонение |
| Магнитный полюс наклонения | Место, где поле направлено вертикально |
| Последняя инверсия поля | Примерно от 750 000 до 780 000 лет назад |
- Поле Земли похоже на поле полосового магнита и возникает главным образом во внешнем ядре.
- Магнитный полюс в Арктике действует как южный и поэтому притягивает северный конец стрелки компаса.
- Наклон диполя равен 9.41° (модель 2020 года); истинный азимут = магнитный азимут + склонение.
- Северный магнитный полюс перемещается на десятки километров в год; модели обновляют каждые пять лет.
- Поле много раз меняло полярность; последний раз примерно от 750 000 до 780 000 лет назад.
- По магнитным свойствам магнитный полюс вблизи географического Северного полюса является:
- Южный полюс
- Северным полюсом
- Вообще не полюсом
- Обоими сразу
- Где возникает большая часть магнитного поля Земли?
- В жидком внешнем ядре
- На Луне
- В океанах
- В озоновом слое
- Магнитный азимут 45°, склонение 10° к западу. Чему равен истинный азимут в градусах?
- Магнитный азимут 120°, склонение 8° к востоку. Чему равен истинный азимут в градусах?
- На сколько градусов геомагнитный диполь наклонён к оси вращения в модели 2020 года?
- На сколько километров сместится северный магнитный полюс за 10 лет при скорости 36 км в год?
- Как часто выходит новая Всемирная магнитная модель?
- Каждые пять лет
- Каждый месяц
- Каждые сто лет
- Только один раз
- Что такое магнитный полюс наклонения?
- Место, где поле направлено вертикально
- Ось вращения
- Любое место на экваторе
- Намагниченный камень
- Когда поле Земли в последний раз меняло полярность?
- Примерно от 750 000 до 780 000 лет назад
- Примерно в 1600 году
- Примерно 10 000 лет назад
- Оно никогда не меняло полярность
- Почему совсем рядом с магнитными полюсами компасы ненадёжны?
- Там очень слаба горизонтальная составляющая поля
- Там поле повсюду равно нулю
- Для магнитов там слишком холодно
- Полюса отталкивают компасы
Источники курса (16)
- OpenStax College Physics 2e (openstax.org/books/college-physics-2e): 22.1 Magnets (all magnets have N and S poles, north-seeking and south-seeking, like poles repel and unlike attract, poles cannot be separated, the magnetic pole near the geographic North Pole is a south magnetic pole, sunspots come in N/S pairs)
- 22.2 Ferromagnets and electromagnets (iron, cobalt, nickel, gadolinium; neodymium alloys; domains grow to millimetre size; Curie temperature of iron 1043 K (770 °C); Oersted saw a compass needle deflected by a current; electromagnets in scrapyard cranes, particle accelerators and MRI; electric current is the source of all magnetism; no monopoles observed)
- 22.3 Magnetic fields and field lines (direction = where a compass north end points; four rules: tangent, density = strength, never cross, closed loops from N to S outside)
- 22.7 Magnetic force on a current-carrying conductor (F = I l B sin θ, 1 T = 1 N/(A·m), example 20.0 A, 5.00 cm, 1.50 T gives 1.50 N; motors)
- 22.9 Magnetic fields produced by currents (Oersted 1820, right hand rule 2, B = μ0 I ÷ (2π r), μ0 = 4π × 10⁻⁷ T·m/A, Earth's field about 5.0 × 10⁻⁵ T, 25 A at 5.0 cm gives twice that; loop centre B = N μ0 I ÷ 2R; solenoid B = μ0 n I, 2000 loops over 2.00 m with 1600 A gives 2.01 T, MRI; ferromagnetic cores)
- 23.1 Induced emf and magnetic flux (Faraday's iron-ring apparatus, emf only while the field changes, magnet pushed into a coil, faster motion gives more emf, generators, Φ = B A cos θ)
- NIST CODATA 2022 vacuum magnetic permeability μ0 = 1.25663706127(20) × 10⁻⁶ N/A² (physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?mu0)
- NOAA NCEI Geomagnetism Frequently Asked Questions (ncei.noaa.gov/products/geomagnetism-frequently-asked-questions): field like a dipole at Earth's centre, over 90% from the outer core, intensity roughly 25,000 to 65,000 nT (0.25 to 0.65 gauss)
- 1 gauss = 100,000 nT, declination = angle between magnetic north and true north (east positive)
- inclination, dip poles, dipole axis 9.41° from the rotation axis (WMM2020, 2020.0)
- north magnetic pole moving about 55 km per year north-northwest (2001 and 2007 surveys)
- last reversal about 750,000 to 780,000 years ago, reversals spaced 5 thousand to 50 million years, a reversal would take several thousand years, models renewed every five years, blackout zones where H < 2000 nT, compass balance weights differ by hemisphere, true bearing = magnetic bearing + declination
- NOAA NCEI news "World Magnetic Model 2025 Released" (17 December 2024)
- NOAA NCEI "December 2025 State of the Geomagnetic Field" (north dip pole 36 km/yr and south dip pole 9 km/yr since 1 January 2025)
- USGS, "Pre-gilbertian conceptions of terrestrial magnetism" (pubs.usgs.gov/publication/70009843): Gilbert's De Magnete (1600) first suggested that Earth behaves as a great magnet. Royal Institution, Michael Faraday's ring-coil apparatus (rigb.org): made August 1831, success on 29 August 1831, the first electric transformer
- APS News "This Month in Physics History" (Aug 2001): Faraday's electromagnetic rotation experiments of September 1821, the principle behind the electric motor.
Проверено: 2026-10-17