Magnes Ziemi i kompasy zwierząt

Skąd wiemy, że pole magnetyczne Ziemi odczuwają na przykład zwierzęta morskie, takie jak wieloryby, oraz ptaki?

Chińscy żeglarze zaczęli używać kompasu już ponad 1000 lat temu. Ten przyrząd znacznie ułatwił im orientowanie się w przestrzeni i umożliwiał utrzymanie odpowiedniego kursu bez konieczności kierowania się linią brzegową, położeniem Słońca lub innych gwiazd.

Dlaczego kompas działa? Pierwsze teorie wyjaśniające ten mechanizm opierały się na założeniu, że igła magnetyczna jest „przyciągana” przez niektóre gwiazdy. Zaobserwowano bowiem, że kiedy w pobliżu kompasu znajduje się większy magnes, igła kieruje się w jego stronę. W 1600 roku Anglik William Gilbert przedstawił swoją teorię działania tego sprzętu: według niego sama Ziemia jest gigantycznym magnesem.

Gilbert miał oczywiście rację, ale nie zauważył jednego istotnego szczegółu. Otóż magnetyczne bieguny Ziemi leżą odwrotnie do biegunów geograficznych (czyli tych, które widzimy na mapie świata: północnego i południowego). Jednocześnie osie biegunów geograficznych i magnetycznych (oś geomagnetyczna) się nie pokrywają i są do siebie nachylone pod kątem około 11,5 stopnia.

Linie pola magnetycznego Ziemi zakrzywiają się między biegunami magnetycznymi. Wnikają w powierzchnię Ziemi i wychodzą w poszczególnych miejscach pod różnymi kątami (zwanymi kątami nachylenia). Można to zaobserwować, robiąc mały eksperyment. Bierzemy kawałek magnesu prętowego i nitkę. Dokładnie na środku magnesu przywiązujemy nitkę i swobodnie puszczamy magnes. Zauważymy, że jeden z końców magnesu lekko się przechyli. Jeżeli eksperyment robiłby Gutek, który znajduje się teraz na półkuli południowej, byłby to południowy biegun magnesu lub igły kompasu, a jeżeli ktoś znajdowałby się powyżej równika – byłby to biegun północny.

Co ciekawe, pole magnetyczne Ziemi odczuwają na przykład zwierzęta morskie, takie jak wieloryby, oraz ptaki.

Wiadomo już, że podczas migracji ptaki nawigują, wyczuwając pole magnetyczne Ziemi. Co roku pokonują ogromne odległości. Nie kierują się położeniem Słońca, gwiazd czy charakterystycznymi punktami w terenie – nawet po ciemku lub przy zachmurzonym niebie podążają podobnym szlakiem. Jak to robią? Gołębie prawdopodobnie korzystają z magnetyzmu w swoich dziobach. Według najnowszych teorii inne ptaki mogą polegać na wyzwalanych przez światło reakcjach chemicznych, które zależą od orientacji ptaka w stosunku do pola magnetycznego Ziemi. Badania na ten temat trwają nieustannie. Może Natura pozwoli nam kiedyś odkryć tę tajemnicę…

Ciekawostkę przygotowano na podstawie książki „Tajemnice fizyki” wydawnictwa Publicat oraz Vademecum gimnazjalnego Wydawnictwa Pedagogicznego OPERON.