Bước qua năm 2025, từ trường Cực Bắc của Trái Đất sẽ bị lệch đến 175 km

[trungthuc]

Cục Khảo sát Địa chất Vương Quốc Anh (BGS) có đưa tin, nếu không cho cập nhật vị trí từ trường Cực Bắc mới, một chiếc máy bay từ Mũi Hảo Vọng ở Nam Phi khi bay đến Anh có thể sẽ bị lệch hướng đến 150 km.


(Minh họa)

Ngày 17 tháng 12 vừa qua, Cơ Quan Môi trường Quốc gia Hoa Kỳ (NCEI) và Cục Khảo sát Địa chất Anh (BGS) đã cho công bố một phiên bản cập nhật về Mô hình Từ trường Thế giới (WMM) cho năm 2025.

Theo đó, vị trí của từ trường Cực Bắc trên hành tinh của chúng ta được xác định là đã bị thay đổi. Nó đã dịch chuyển ra khỏi Canada và đi hướng về phía Nga một khoảng 175 km, so với phiên bản WMM2020 gần nhất là 5 năm trước đây.

Điều này sẽ khiến một loạt các ứng dụng định vị lấy đầu vào số liệu từ WMM phải được cập nhật, như hệ thống GPS vệ tinh, phi cơ, tàu biển cho đến các ứng dụng về bản đồ như Apple Maps và Google Maps.

Phiên bản WMM2025 đã được cập nhật mới nhất.

Cục Khảo sát Địa chất Anh (BGS) cho biết nếu không cho cập nhật vị trí từ trường Cực Bắc mới nhất, một chiếc phi cơ khi cho cài đặt chế độ bay tự động từ Mũi Hảo Vọng ở Nam Phi đến Vương Quốc Anh có thể sẽ đi chệch hướng đến 150 km.

Câu chuyện tương tự cũng cũng sẽ xảy ra nếu ông già Noel đi từ Bắc Cực xuống phía Nam để phát quà cho trẻ em vào dịp Giáng Sinh năm nay. Nhưng liệu rằng, các quốc gia nhiệt đới ở gần đường xích đạo, cách xa từ trường Cực Bắc như VN, có bị ảnh hưởng doi sự kiện này hay không?

Các thiết bị sử dụng hệ thống định vị GPS, như bản đồ trên điện thoại, xe hơi hoặc đồng hồ chạy bộ Garmin của chúng ta có còn được chính xác?

Trước khi trả lời cho câu hỏi này, chúng ta cần phải hiểu bản chất: Từ trường Cực Bắc của Trái Đất là gì?
Từ trường Cực Bắc là một trong 3 khái niệm "Cực Bắc" rất dễ gây nhiều nhầm lẫn về Trái Đất. Khái niệm thứ nhất là Cực Bắc địa lý (Geographic North Pole), hay còn gọi là Cực Bắc thực, được định nghĩa là cực phía trên đỉnh trục mà hành tinh của chúng ta đang quay vòng quanh.

Cực Bắc thực được xác định bằng giao điểm giữa trục tự quay của Trái Đất và bề mặt hành tinh. Tại đây theo phương dây rọi thẳng đứng lên trên, bạn sẽ thấy được điểm cố định của thiên cầu, mà mọi ngôi sao bạn quan sát từ đây sẽ đều quay tròn xung quanh điểm đó.

Cácchuyên gia về địa lý lấy Bắc Cực này làm điểm xuất phát của mọi kinh tuyến trên Trái Đất, và bản thân nó cũng được coi là vĩ tuyến +90.

Vì vậy, Cực Bắc thực là một điểm hoàn toàn có thực ở Bắc Băng Dương, và vị trí của nó gần như là cố định. Trong suốt hàng triệu năm qua, nếu Bắc Cực thực có sự dịch chuyển, cũng chỉ có dao động trong phạm vi vài mét, không đáng kể so với kích thước của Trái Đất.

Cực Bắc địa lý (Geographic North Pole), Cực Bắc địa từ (North Geomagnetic Pole) và Cực Bắc từ (North Magnetic Pole) là 3 điểm hoàn toàn khác nhau.

Khái niệm thứ hai là Cực Bắc địa từ (North Geomagnetic Pole), đây là một điểm được xác định dựa trên giả thuyết coi Trái Đất là một cục nam châm khổng lồ hoàn hảo.

Chúng ta biết Trái Đất có từ trường là do lõi hành tinh của chúng ta có một lớp sắt lỏng nóng chảy, nằm ở độ sâu 2.890-5000 km bên dưới bề mặt đất. Lớp sắt này dẫn điện và đang chuyển động liên tục.

Khi sắt lỏng di chuyển qua một từ trường yếu có sẵn, chuyển động đó tạo ra dòng điện. Dòng điện đến lượt nó sẽ tạo ra từ trường của riêng mình, dẫn đến một quá trình tự duy trì được gọi là geodynamo.

Geodynamo đã liên tục tái tạo từ trường của Trái Đất trong hàng tỷ năm qua. Nó tạo ra một lá chắn, hay khí quyển, để bảo vệ hành tinh của chúng ta ngăn chận gió Mặt Trời và các bức xạ vũ trụ khác. Nếu không có khí quyển này, sự sống sẽ khó có thể hình thành ra và phát triển trên Trái Đất.

Cực Bắc địa từ là điểm trên cùng của "thanh nam châm" Trái Đất. Và bởi thanh nam châm này hơi nghiêng so với trục quay của hành tinh, nó được xác định là một điểm nằm ở ngoài khơi bờ biển phía Tây Bắc Greenland hiện tại.

Geodynamo đã liên tục tái tạo từ trường của Trái Đất trong hàng tỷ năm. Nó tạo ra một lá chắn, hay khí quyển, để bảo vệ hành tinh của chúng ta ngăn chận gió Mặt Trời và các bức xạ vũ trụ khác.

Cuối cùng, chúng ta cùng đến với khái niệm chính, từ trường Cực Bắc (North Magnetic Pole), được định nghĩa là điểm mà tại nơi đó, mọi đường mức từ đo được đều hướng thẳng vuông góc xuống mặt đất.

Về mặt lý thuyết, nếu Trái Đất là một nam châm hoàn hảo thì từ trường Cực Bắc sẽ phải trùng hợp với Cực Bắc địa từ. Tuy nhiên, chúng ta biết các dòng sắt lỏng bên trong lõi Trái Đất luôn luôn dịch chuyển, dẫn đến việc từ trường Trái Đất cũng sẽ biến thiên theo.

Trái Đất trong thực tế là một nam châm "ngọ nguậy" chứ không phải một nam châm đứng yên hoàn hảo. Do đó, từ trường Cực Bắc, nơi mà kim la bàn của bạn hướng về, không hề đứng một chổ cố định mà luôn có sự dịch chuyển lớn nhỏ.

Giới khoa học luôn phải cho đo đạc để kịp thời theo dõi và cập nhật sự dịch chuyển này. Nếu không, mọi thiết bị đo đạc dựa vào từ trường Trái Đất để định hướng và đo khoảng cách sẽ đều cho ra kết quả sai lệch, khi vị trí từ trường Cực Bắc dịch chuyển biến thiên so với Cực Bắc địa lý.

So với 5 năm về trước, từ trường Cực Bắc đã "trôi" đi 175 km, từ Canada hướng về phía Nga.
Việc cập nhật sự thay đổi của từ trường Cực Bắc nằm trong một dự án gọi là Mô hình từ trường thế giới (WMM) do Cục Khảo sát Địa chất Anh (BGS) hợp tác với Cơ quan Quản lý Khí quyển và Đại dương Quốc gia Hoa Kỳ (NOAA).

Theo đó, các khoa học gia tại BGS và NOAA sẽ cho sử dụng các số liệu từ trường đo được từ các vệ tinh như sứ mạng Swarm của Cơ quan vũ trụ châu Âu, một bộ ba vệ tinh bay quanh Trái Đất từ 15 đến 16 lần mỗi ngày để thiết lập ra mô hình từ trường cho mọi vị trí trên Trái Đất ở độ phân giải khoảng 300x300 km.

Mô hình này được cho đối chiếu với các máy đo từ trường có độ chính xác cao được triển khai tại các đài quan sát và trạm di động trên mặt đất, để chỉnh sửa mỗi 5 năm một lần.

Nhưng tại sao lại là 5 năm?
Giới khoa học cho biết từ trường của Trái Đất đang biến thiên với tốc độ rất nhanh chóng. Ví dụ, hiện tượng từ trường Cực Bắc đang dịch chuyển đã được quan sát thấy từ những năm 1900. Tại thời điểm đó, từ trường Cực Bắc chỉ di chuyển khoảng 11 km mỗi năm. Nhưng đến đầu những năm 2000, con số đã tăng lên hơn 50 km/năm.

Từ năm 1900 cho đến bản cập nhật gần nhất, WMM2020, được thực hiện vào tháng 12 năm 2019, từ trường Cực Bắc chỉ di chuyển quanh quẩn ở Canada. Nhưng sang đến bản cập nhật gần nhất WMM2025, nó đã vượt ra khỏi biên giới Canada và trôi về phía Nga.

Điều này xuất phát từ "sự kéo co" của hai dòng sắt nóng chảy đối lưu bên trong lõi Trái Đất. Một dòng ở phía Bắc Canada, dòng còn lại ở khu vực Nam Siberia thuộc Nga.

Trước đây, dòng sắt lỏng ở Canada mạnh hơn đã kéo và giữ cho từ trường Cực Bắc về phía mình. Nhưng đền gần đây, dòng sắt lỏng ở phía Siberia đang mạnh lên, kéo từ trường Cực Bắc về phía Nga.

(Minh họa)
Kết quả là vị trí của nó trong mô hình WMM2025 đã nằm cách vị trí WMM2020 đến khoảng cách 175 km. Nếu tiếp tục sử dụng mô hình của năm 2020 để tính toán một lộ trình bay cho phi cơ vào năm 2025, hành trình bay thẳng 8,500 km của chiếcphi cơ này từ Nam Phi tới Anh sẽ bị lệch đến 150 km.

"Thông thường, cứ khoảng độ 5 năm là thời điểm độ chính xác của mô hình bắt đầu đạt đến mức không còn tốt như chúng tôi mong muốn", ông William Brown, một chuyên gia về địa vật lý đến từ Cục Khảo sát Địa chất Anh (BGS) cho biết.

Bạn có cần phải cho cập nhật WMM cho bản đồ, xe hơi và đồng hồ GPS của mình trước năm 2025 không?
"Tầm mức ảnh hưởng của Mô hình từ trường Trái Đất là rất lớn, bởi hiện có rất nhiều cơ quan khoa học, quân sự cho đến dân sự đều có sử dụng WMM để tham chiếu cho các tính toán của họ".

Có một tin tốt là đối với hầu hết các ứng dụng dân sự, chỉ yêu cầu độ chính xác tương đối như khi tìm đường trên Google Maps, việc từ trường Cực Bắc bị lệch trong khoảng thời gian 5 năm sẽ không tạo ra nhiều ảnh hưởng đến kết quả tính toán đường đi và vị trí của bạn.

Điều này đặc biệt đúng nếu bạn sinh sống ở khu vực có vĩ độ dưới 55 độ Bắc, các sai số gần như là có thể cho bỏ qua được, đối với ứng dụng dân sự. Trong khi đó, VN nằm ở tận vĩ độ 8-23 gần đường xích đạo, nên bạn sẽ không phải lo lắng đến việc WMM2025 có được cập nhật hay không.

Ngay cả khi bạn đang sinh sống ở các quốc gia như Nga hoặc Na Uy có vĩ độ trên 55 độ Bắc, Mô hình từ trường WMM2025 cũng sẽ được cập nhật tự động vào thiết bị của bạn bởi các công ty lập bản đồ, chính phủ và các cơ quan chức năng có liên quan mà bạn không cần phải bỏ túc thêm gì cả.

"Chúng tôi sẽ có trách nhiệm đê cho cập nhật nó, chỉ mất một ít thời gian và những sự thay đổi là đủ nhỏ để cho hầu hết mọi người không dễ nhận ra. Vì đối với hầu hết người dùng, họ không đòi hỏi độ chính xác cao đến vậy", ông Brown nói.

Mô hình này đang được chia sẻ cho cả Bộ Quốc Phòng Hoa Kỳ (DoD), Bộ Quốc Phòng Vương quốc Anh, Tổ chức Hiệp ước Bắc Đại Tây Dương (NATO), Văn phòng Thủy văn Thế giới (WHO), và Cục Hàng không Liên bang Hoa Kỳ (FAA)...

Các ứng dụng bản đồ như Google Maps và Apple Maps mà bạn đang sử dụng cũng có tham chiếu đến WMM. Brown cho biết thêm: "Điện thoại thông minh hoặc hệ thống GPS của bạn có một cảm biến đo từ trường, về nguyên tắc là một la bàn kỹ thuật số đã được kết hợp sẵn. Nó sẽ đo hướng của từ trường tại nơi bạn đang ở và nhập vị trí của bạn vào phần mềm WMM để cho nó biết từ trường trông như thế nào. Và sau đó, bằng cách so sánh những gì nó đã đo được và dữ liệu từ WMM, cảm biến từ có thể xác định được hướng di chuyển của bạn".

Tóm lại, bản đồ Google Maps của năm 2025 trong điện thoại của bạn sẽ không có gì khác biệt mấy so với bản đồ Google Maps của năm 2024. Mà ngay cả bạn dùng phiên bản cũ WMM2020 để tìm đường về quê hay đi xuyên Việt dịp Tết này, bạn cũng không thể lái xe chạy sai đường được, do sai số là quá nhỏ để nhận thấy ra.

Chỉ trừ khi bạn định làm một tour du lịch ở Bắc Cực, nơi mà từ trường có sự thay đổi đáng kể nhất, bạn mới có nguy cơ bị lạc vì định vị vì không còn đủ mức chính xác nữa. Vì vậy, lời khuyên là đừng đến Bắc Cực để chúc Tết ông già Noel, trước khi WMM trong thiết bị của bạn đã được cập nhật sang phiên bản năm 2025.