Новая угроза для мировой авиации: бегство магнитных полюсов

После неслабого пылевого удара исландского вулкана Эйяфьяатлайокудль в апреле 2010 года и предрождественского коллапса в аэропортах США, Западной Европы, а затем и Москвы, вызванного экстремальными погодными условиями, самое время задаться вопросом: а что еще в ближайшей перспективе может прервать регулярное авиасообщение? Откуда ждать подвоха?

Надо сказать, есть все основания для серьезных опасений. И речь идет не о чем-то мало предсказуемом, типа зимнего снега. Отнюдь нет. Проблема, которая может влиять на регулярность полетов, давно известна. Называется она – магнитное склонение (или девиация – англ. magnetic declination) и изучается уже несколько сотен лет.

7 января из-за этого самого склонения пришлось закрыть аэропорт города Тампа, штат Флорида, США. Работники аэропорта в течение нескольких дней были вынуждены заниматься исключительно тем, что переставляли посадочные знаки в соответствии с новым положением магнитного полюса земли. А все потому, что в последнее время этот полюс словно с цепи сорвался и ломанулся в сторону России, покинув уютные канадские воды, в которых обретался со времен Смутного времени и мушкетеров короля Людовика XIII.

Еще Христофор Колумб заметил нечто странное в поведении магнитной стрелки компаса. Совершая броски через Атлантику, великий мореплаватель иногда шел строго по одной параллели, то есть по одной широте. Это он мог достаточно точно определить по высоте солнца. При этом стрелка магнитного компаса вместо того, чтобы все время показывать строго на географический север, стабильно отклонялась на несколько градусов. Колумб и его последователи это заметили и сделали предположение, что магнитный полюс планеты и географический (вокруг которого крутится Земля) не совпадают.

Мало того, уже в XVIII веке было известно, что это склонение имеет тенденцию меняться. В 1831 году Джон Росс нашел в Канадском архипелаге место, где магнитная стрелка, плавающая в специальном растворе, встала абсолютно вертикально. Через десять лет его племянник, Джеймс Росс нашел Южный магнитный полюс в Антарктиде. С тех пор перемещение магнитных полюсов стало предметом пристального изучения.

Зачем это нужно на практике? Какая бы ни была у нас электроника, она дает сбои. И магнитный компас по-прежнему верой и правдой служит летчикам, морякам и геологам. Но карты расчерчены с координатной сеткой, привязанной к географическому полюсу планеты (он тоже гуляет, но на очень скромное расстояние). А магнитная стрелка смотрит куда-то вбок. Чем севернее, тем заметнее склонение стрелки от истинного, географического меридиана. На картах есть даже специальные значки, обозначающие величину и направление этого склонения. И все посадочные знаки в аэропортах устанавливаются с учетом склонения в ту или иную сторону.

Если бы полюса не гуляли туда-сюда, то проблем бы не было. Но в последние годы скорость смещения полюсов увеличилась. На протяжении почти всего ХХ века Северный магнитный полюс смещался со скоростью 10–15 километров в год, а в первое десятилетие XXI века его скорость возросла до 64 километров в год и продолжает увеличиваться.

А это значит, что карты и знаки быстро устаревают и ведут наш самолет несколько в ином направлении, чем планировалось. Ведь за последние лет десять полюс «сбежал» на добрых 500 километров. Для кого-то это незаметно: для них полюс просто становится ближе или дальше, а курс на него не меняется.

А для кого-то полюс бежит вбок, и это приходится учитывать.

Например, в Петропавловске-Камчатском скорость изменения магнитного склонения: ноль градусов, ноль минут (имеются в виду угловые градусы). В Братске магнитное склонение около полутора градусов, а скорость его изменения – всего три угловых минуты в год. А вот в Тампе, штат Флорида, где к 13 января поменяли все знаки, магнитное склонение составляет 5 градусов, и скорость его изменения – 5 угловых минут в год.

Поскольку в одном градусе 60 угловых минут, и в прошлый раз знаки в Тампе устанавливали 12 лет назад, то теперь отклонение от оси взлетно-посадочной полосы изменилось на 5х12=60 минут, то есть на 1 градус. Много это или мало? 17 метров в сторону на удалении в один километр. Насколько это неприятно – лучше расскажут пилоты, но, например, самолет польского президента Качиньского, потерпевший крушение под Смоленском, отклонился от курса на 40–45 метров и разбился на расстоянии двух километров от взлетной полосы. Это отклонение возникает на таком расстоянии при погрешности всего в 1 градус 20 минут. А в Смоленске скорость изменения углового склонения составляет 7 минут в год, то есть необходимая доза могла набежать за 11–12 лет. Не исключено, что польские пилоты использовали устаревшие данные по магнитному склонению, и это тоже сыграло свою роль в катастрофе.

Возвращаясь к флоридской Тампе, стоит отметить, что этот аэропорт – далеко не лидер по магнитному склонению и скорости его изменения. Вот некоторые цифры, которые каждый может получить, если введет координаты своего города в специальный калькулятор NASA.

Например, в Москве магнитное склонение 9 градусов и 40 минут, и изменяется оно со скоростью 6 угловых минут в год. Лондон и Франкфурт-на-Майне имеют всего 1 градус западного склонения, но меняется оно со скоростью 8 минут в год. В Мурманске уже 14 градусов восточного склонения, и оно увеличивается за год почти на 10 угловых минут. Хуже всего дела обстоят в Рейкьявике с их 15 градусами склонения и изменением на 16 минут в год, и в Анкоридже, штат Аляска – там 18 градусов склонения и 18 минут изменения в год. За десять лет – 3 градуса от оси ВПП.

Нет никаких сомнений, что в аэропортах следят за этими параметрами. Но вопрос не в этом. Судя по всему, смещение полюсов будет только ускоряться, а значит коррекции в картах и схемах придется делать все чаще. То есть Тампа, как и другие аэропорты, закроется еще не раз.

Специалисты уже говорят, что нынешнее смещение полюсов – не просто их традиционная прогулка. Вполне возможно, они начинают смену своего положения. Дело это для Земли привычное. Вопрос только в скорости. Раньше считали, что на это уйдет как минимум несколько сот лет (при нынешней скорости – лет триста). Но в последних исследованиях Скотта Боуга и Джонатана Гленна из Геологической службы США нашлись доказательства того, что смена полярности магнитного поля Земли может происходить очень быстро, примерно за четыре–пять лет.

В этот период первое время оно будет ослабевать, что приведет к уменьшению защиты от космического излучения. А затем, во вторую половину срока, возрастать, пока не восстановится окончательно. Факт ослабления магнитного поля диагностируется уже порядка ста лет. За это время магнитное поле Земли ослабело более чем на 10%, и процесс продолжается, причем с возрастающей скоростью.