北磁極

北磁極は、磁北極とも呼ばれ、地球の北半球の表面上で、地球の磁場が垂直に下を向く点です（言い換えると、磁気コンパスの針を3次元で回転させる場合、真下を指します）。これが発生する場所は、地理的な北極の近く（ただし地理的な北極とは異なります）の1つだけです。地磁気北極は、地球の磁場の理想的な双極子モデルの北の反対側の極であり、地球の実際の磁場に最も近いモデルです。

北磁極は、地球の外核における磁気変化と磁束ローブの伸長^[2]に応じて時間とともに移動します。^[3] 2001年に、カナダ地質調査所は、北磁極がカナダ北部のエルズミーア島の西、81°18′N 110°48′W / 81.300°N 110.800°W / 81.300; -110.800 (2001年北磁極) にあると判断しました。 [4] 北磁極は、83 ° 06′N 117 ° 48′W^{ /}83.100°N 117.800°W / 83.100; 2005年には北磁極は北緯84度54分 西経131度00分 / 北緯84.900度 西経131.000度 / 84.900; -131.000 (2009年北磁極) のカナダ北極圏内に位置していたが、^[5]年間55～60km (34～37マイル) の速度でロシアに向かって移動していた。^[6] 2013年には、北磁極と地理上の北極の距離は約800キロメートル (500マイル) であった。^[7] 2021年現在、磁極はカナダ北極圏を越えて北緯86°24′00″ 東経156°47′10″ / 北緯86.400° 東経156.786° / 86.400; 156.786（2021年推定北磁極）に移動すると予測されている。^{[8] [5]}

南半球では、その対応する極は南磁極です。地球の磁場は完全に対称ではないため、北磁極と南磁極は反対趾ではありません。つまり、一方から他方へ引いた直線は、地球の幾何学的中心を通りません。

地球の北磁極と南磁極は、その地点の磁力線の垂直方向の「傾斜」にちなんで、磁気傾斜極とも呼ばれています。 ^[9]

すべての磁石には 2 つの極があり、磁束線が一方の極に入り、もう一方の極から出てきます。地球の磁場との類推により、これらは磁石の「北」極と「南」極と呼ばれます。磁気が十分に理解される前は、初期のコンパスでの使用に従って、磁石の北に向かう極は北の指定を持つように定義されていました。しかし、反対の極は引き合うため、物理的な磁石として、地球の磁北極は実際には南半球にあります。^{[11] [12]} 言い換えれば、真の地理的北が北であると確立された場合、地球の北磁極と呼ばれるものは実際には南磁極であり、コンパスの針などの他の磁石の北磁極を引き付けるためです。

磁力線の方向は、磁力線が磁石の北極から出て磁石の南極に入るように定義されます。

初期のヨーロッパの航海士、地図製作者、科学者は、コンパスの針は、はるか北のどこかにある仮想の「磁気島」（黒竜巻を参照）または北極星である北極星に引き寄せられると信じていました。^[13]地球自体が本質的に巨大な磁石として機能するという考えは、1600年にイギリスの医師で自然哲学者のウィリアム・ギルバートによって初めて提唱されました。彼はまた、北磁極を地球の磁場が垂直に下を向く点として定義した最初の人物でした。これが現在の定義ですが、地球の磁場の性質が現代の正確さと精度で理解されるまでには数百年かかりました。^[13]

北磁極に到達した最初のグループはジェームズ・クラーク・ロスが率いており、叔父のサー・ジョン・ロスの第二次北極探検隊に所属していた彼は、1831年6月1日にブーシア半島のアデレード岬で北磁極を発見した。ロアール・アムンセンは1903年に少し違う場所で北磁極を発見した。3番目の観測はカナダ政府の科学者でドミニオン天体物理観測所のポール・サーソンとジャック・クラークが行い、 1947年にプリンス・オブ・ウェールズ島のアレン湖で北磁極を発見した。^[14]

冷戦の始まりに、米国陸軍省は北米北極圏の包括的調査の必要性を認識し、米国陸軍にその任務を引き受けるよう要請した。1946年、陸軍航空隊で新設されたばかりの戦略航空コマンドに、北極海全域の探査の任務が与えられた。探査は第46（後に第72）写真偵察飛行隊によって実施され、極秘のプロジェクト「ナヌーク計画」として報告された。このプロジェクトは、同様に機密扱いされた多数の別個のプロジェクトに分割され、その1つが「ポラリス計画」で、カナダ群島全体のレーダー、写真（トリメトロゴン、つまり3角カメラ）、視覚による調査であった。各飛行にはカナダ人士官観測員が同行するよう割り当てられた。

プロジェクトの責任者であるフランク・O・クラインは、フラックスゲートコンパスが予想ほど不規則に動作しないこと、つまりその地域のほとんどの場所で1度から2度しか振動しないことに気付き、北半球の地磁気の研究を始めた。^{[15] [16]}多くの飛行隊のチームメイトの協力を得て何百もの統計的読み取り値を取得し、驚くべき結果が明らかになった。北磁極の中心は、アムンセンとロスによって決定された位置の北北西約400km (250マイル) のプリンスオブウェールズ島にあり、北磁極は点ではなく、ブーシア半島とバサースト島に約400km (250マイル) 離れた焦点を持つ楕円形の領域を占めていた。クラインは、緊急時に「ホーミング」手順を使用する際のナビゲーションに重要であることから、2つの焦点をローカルポールと呼んだ。^{[説明が必要]}クラインの発見が公式に報告されてから約 3 か月後、磁極の位置を特定するためにカナダの地上調査隊が群島に派遣されました。カナダ鉱山資源省の地磁気部長である R. グレン マディルは、1948 年 7 月 21 日にクライン中尉に次のように書いています。

… 私たちは 1 つの点については同意しています。それは、プリンス オブ ウェールズ島の北西部に主磁極と呼べるものが存在することです。私は、緯度 73°N、経度 100°W の位置を、純粋に予備的な値として受け入れました。あなたの値 73°15'N、99°45'W は、非常によく一致しており、ぜひあなたの値を使用することをお勧めします。

—  R.グレン・マディル^[15]

(位置間の距離は30 km (20 マイル) 未満でした。)

カナダ政府はその後も数回の測定を行っており、北磁極は継続的に北西方向に移動していることを示しています。2001年、探検隊は北磁極の位置を81°18′N 110°48′W / 81.300°N 110.800°W / 81.300; -110.800 としました (2001年の北磁極)。

2007年の最新の調査で、磁極は北緯83度57分00秒 西経120度43分12秒 / 北緯83.95000度 西経120.72000度 / 83.95000; -120.72000 (2007年磁北極の位置)にあることが判明した。^[17] 20世紀の間に磁北極は1,100km (680マイル) 移動し、1970年以降は移動速度が年間9km (5.6～32.3マイル) から52km (5.6～32.3マイル) に加速している (2001～2007年の平均。極移動も参照)。2007年に磁北極点を発見した遠征隊のメンバーは、磁極が居住地から遠ざかるにつれて、このような遠征はロジスティック的に困難になっていると記している。将来的には、磁極の位置は地上調査ではなく衛星データから得られるようになると予想されている。^[17]

この一般的な動きは、北磁極が平均位置から最大80 km（50マイル）の偏差を伴う大まかな楕円を描く日周変動に加えて起こります。[ 18 ^]この効果は、太陽からの 荷電粒子による地磁気の乱れによるものです。

2019年初頭現在、北磁極はカナダからシベリアに向かって年間約55km（34マイル）の速度で移動している。^[19]

NOAAは、2024年の磁北極の位置を北緯86度、東経142度としている。2025年までに磁北極は東経138度（同緯度）に移動するだろう。^[20]

1996年、デヴィッド・ヘンプルマン＝アダムス率いる初心者チームが初めて磁北極に到達した。このチームには、北極に到達した最初のイギリス人女性スー・ストックデールとスウェーデン人女性も含まれていた。 ^{[21] [22] [23]このチームはまた、}オタワ大学に代わって磁北極の位置を追跡することに成功し、磁力計と経緯儀によってその位置を78°35′42″N 104°11′54″W / 78.59500°N 104.19833°W / 78.59500; -104.19833 (1996年の磁北極) と認定した。^{[24] [25]}

ポーラーレースは、2003年から2011年まで2年ごとに開催された競技会です。このレースは、カナダ北部ヌナブト準州のレゾルート湾沿岸にあるレゾルートの町と、同じくカナダ北部にある1996年の北磁極の位置である78°35′42″N 104°11′54″W / 78.59500°N 104.19833°W / 78.59500; -104.19833 (1996年の北磁極)の間で行われました。

2007年7月25日、イギリスのBBC Twoで「トップ・ギア：ポーラー・スペシャル」が放送され、ジェレミー・クラークソン、ジェームズ・メイ、そして彼らのサポートチームとカメラマンチームが、1996年にカナダ北部の北磁極の位置に車で到達した史上初の人物であると主張した。^{[26] [より良い情報源が必要]}彼らは実際の北磁極には到達しなかったことに注意。当時（2007年）には北磁極は1996年の位置からさらに数百キロ北に移動していた。^{[10] [検証に失敗した]}

歴史的に、磁気コンパスは航海に重要な道具でした。現在ではGPSに広く取って代わられていますが、多くの飛行機や船舶、また一般のボート乗りやハイカーも磁気コンパスを搭載しています。^[27]

コンパスの針が指す方向は磁北と呼ばれます。一般に、これは北磁極（または他の一定の場所）の方向と正確に一致するわけではありません。代わりに、コンパスは、地球の表面上および時間の経過とともに複雑に変化する局所的な地磁気フィールドに合わせて調整されます。磁北と真北の間の局所的な角度差は、磁気偏角と呼ばれます。ほとんどの地図座標系は真北に基づいており、磁気偏角は地図の凡例に示されていることが多く、コンパスが示す北から真北の方向を判断できます。^[28]

北米では、偏角ゼロの線（アゴニック線）が北磁極からスペリオル湖を通り、南にメキシコ湾まで伸びている（図を参照）。この線に沿って、真北は磁北と同じである。アゴニック線の西では、コンパスは真北より東を指し、慣例により磁気偏角は正である。逆に、アゴニック線の東では、コンパスは真北より西を指し、偏角は負である。^[29]

一次近似として、地球の磁場は、地球の自転軸（地理的な北極と南極を定義する）に対して約10°傾いており、地球の中心を中心とする単純な双極子（棒磁石のような）としてモデル化できます。地磁気の北極と南極は、この理論上の双極子の軸が地球の表面と交差する反対側の点です。地球の磁場が完全な双極子であれば、磁力線は地磁気極で垂直になり、磁極と一致するはずです。しかし、近似は不完全であるため、磁極と地磁気極はある程度離れています。^[30]

北磁極と同様に、地磁気北極は棒磁石の北極を引き付けるため、物理的には実際には磁気南極である。オーロラが見られる磁気圏領域の中心である。2015年時点では、カナダのエルズミーア島上空のおよそ80°22′12″N 72°37′12″W / 80.37000°N 72.62000°W / 80.37000; -72.62000 (地磁気北極 2005年推定)^{に位置していたが[30]}、現在は北米からシベリアに向かって移動している。

地球の誕生以来、地球の磁場の向きは何度も逆転しており、磁北が磁南に、あるいはその逆の現象が起きている。この現象は地磁気逆転と呼ばれる。地磁気逆転の証拠は、プレートが離れ、海底がマグマで満たされる中央海嶺で見ることができる。マグマがマントルから染み出し、冷えて火成岩に固まると、マグマが冷えた時点の磁場の方向の記録が刻み込まれる。 ^[31]

• 南磁極
• 極軸合わせ

• 「地磁気極の移動」。地磁気。国立地球物理データセンター。2012年4 月 19 日閲覧。
• 「地磁気」。カナダ天然資源省。2012年4月1日。 2012年4月19日閲覧。
• ポールの放浪の地図
• 「北磁極がカナダを離れる可能性」CNN.com 2002年3月20日2012年4月19日閲覧。
• 「磁極が急速に移動」BBCニュース、2005年12月12日。 2012年4月19日閲覧。
• Nemiroff, R.; Bonnell, J. 編 (2002 年 11 月 25 日)。「地球の磁場」。今日の天文写真。NASA。2012年4月 19 日閲覧。