Hãy tưởng tượng bạn đang đóng gói cho chuyến đi của cả cuộc đời: Nam Cực! Bạn sẽ thấy Nam Cực và có thể đi chơi với một số chim cánh cụt. Nhưng làm thế nào bạn sẽ tìm thấy Nam Cực thực sự?
Bạn có thể nghĩ rằng bạn sẽ đạt được một la bàn đầu tiên. La bàn - công cụ điều hướng có chứa con trỏ từ hóa - đã giúp con người tìm đường quanh Trái đất trong hàng ngàn năm. Từ trường của hành tinh thu hút một đầu của con trỏ từ tính của la bàn về phía Bắc Cực, vì vậy người dùng la bàn luôn biết hướng bắc từ tính nằm ở đâu.
Tuy nhiên, bạn có thể ngạc nhiên khi biết rằng la bàn hành xử kỳ lạ khi chúng ở gần Nam Cực. Tại sao vậy?
Trái đất có cả hai cực địa lý và từ tính. Các cực Bắc và Nam địa lý đánh dấu các đầu đối diện của một trục trung tâm mà Trái đất quay tròn. Tuy nhiên, vị trí của các cực từ Bắc và Nam không có điểm cố định và khoảng cách của chúng với các cực địa lý tương ứng có thể thay đổi tới vài nghìn km.
Từ trường của Trái đất được tạo ra bởi sự quay tròn của hành tinh và sự trượt của chất lỏng giàu sắt trong lõi Trái đất, do đó từ trường - và các cực từ - thay đổi theo tốc độ và mô hình chuyển động của chất lỏng.
Kim la bàn được thiết kế để thẳng hàng với từ trường của Trái đất, với đầu phía bắc của kim chỉ vào Cực Bắc từ tính và đầu đối diện của kim chỉ vào Cực Nam từ tính. Khi bạn lấy la bàn ra và để kim ổn định, nó sẽ chạy song song với các đường sức từ của Trái đất nơi bạn đang đứng.
Nhưng từ trường của Trái đất không được sắp xếp theo các đường thẳng suốt từ Bắc Cực đến Nam Cực. Khi bạn đến gần Cực Nam từ tính hơn, các đường trường sẽ cong để lao thẳng vào Cực Nam từ tính, chạy vuông góc với bề mặt Trái đất. "Rất thường xuyên, la bàn thực sự sẽ không hoạt động", Tom Jordan, nhà địa vật lý thuộc Cơ quan Khảo sát Nam Cực của Anh cho biết. "Thay vì cố gắng chỉ theo chiều ngang, những gì mà kim la bàn của bạn thực sự cố gắng làm là chỉ thẳng xuống Trái đất."
Điều đó có nghĩa là, nếu bạn đến thăm Nam Cực mang một chiếc la bàn có kim nổi tự do có thể di chuyển theo ba chiều, đầu "phía nam" của kim la bàn đó sẽ chỉ thẳng xuống khi bạn đến Nam Cực từ tính, Jordan nói với Khoa học trực tiếp.
La bàn đó sẽ hành xử tương tự ở Bắc Cực từ tính; đầu phía bắc của kim sẽ cố gắng hướng thẳng xuống mặt đất, theo Jordan.
Do la bàn hành xử kỳ lạ ở gần cực Bắc và cực Nam, các nhà thám hiểm vùng cực đã sử dụng để tính toán vị trí của hướng bắc bằng cách ánh xạ góc của mặt trời hoặc vị trí của các ngôi sao, Jordan giải thích. Ngày nay, mọi người đi bộ quanh Nam Cực sử dụng GPS để tìm ra hướng nào là hướng bắc. Những gì họ làm là di chuyển xung quanh một chút để tìm ra hướng nào là hướng bắc, giống như khi bạn không tin rằng ứng dụng bản đồ điện thoại của bạn biết bạn thực sự đang ở đâu và bạn đang đối mặt với con đường nào.
Jordan chỉ nói trên đường xích đạo rằng một la bàn điển hình sẽ cung cấp cách đọc chính xác nhất về hướng nào là hướng bắc và hướng nào là hướng nam, Jordan nói. Đó là bởi vì tại xích đạo, tất cả các đường sức từ của hành tinh đều nằm ngang và song song với bề mặt Trái đất, ông giải thích.
