Quando si dice: indicami il Nord, o dov’è di preciso il polo nord, esattamente verso che punto della Terra ci rivolgiamo? La domanda non è peregrina perché di nord, e quindi di poli nord, ce n’è più d’uno. Limitandoci ai più comuni ne possiamo trovarne almeno cinque: il Polo Nord geografico, chiamato anche Polo Nord terrestre o vero nord, il Polo Nord magnetico, il Polo Nord geomagnetico, il Polo Nord dell’inaccessibilità e il Polo Nord Celeste. Vediamoli con ordine.
Polo Nord
In questo articolo tratteremo i seguenti punti:
Polo Nord geografico
Il primo e più conosciuto è il Polo Nord geografico, detto anche Nord vero. È il punto nel quale passa l’asse intorno cui ruota la terra. In alternativa si può dire che è il punto con latitudine 90° nord. Curioso notare che al Polo Nord, così come al Polo Sud, non c’è latitudine. Qui i meridiani si incontrano e così se dal Polo Nord geografico ci muoviamo in linea retta, andiamo comunque verso il Polo Sud geografico, e viceversa.
Grazie a misurazioni estremamente precise della posizione di alcuni astri, alla fine dell’800 l’astronomo statunitense Seth Carlo Chandler scoprì che il nord geografico, in realtà, non sta fermo. Descrive invece un cerchio approssimativo di tre metri di raggio con al centro il cosiddetto “polo medio di rotazione”. L’oscillazione di Chandler, come è stata chiamata in suo onore, è questo movimento circolare che la terra compie in circa un anno, due mesi e 10 giorni.
La causa è la forma irregolare del pianeta e il non perfetto allineamento tra l’asse di rotazione terrestre e l’asse di inerzia. Tale disallineamento fa sì che la Terra oltre alla rotazione sul proprio asse oscilla leggermente, così come accade a una trottola non perfettamente bilanciata. Uno studio pubblicato nel 2007 da Richard Gross del Jet Propulsion Laboratory Nasa dimostrerebbe che la causa principale di tale fenomeno sarebbe dovuta alla percentuale di sali disciolti nell’acqua di mare. Tale variazioni di pressione sui fondali oceanici sbilancerebbe periodicamente la Terra.
Dov’è il polo?
In ultima istanza, comunque, è impossibile trovare un sistema di misurazione o di riferimento (comprese le coordinate geografiche con le indicazioni di latitudine e longitudine) in cui tutti i punti fondanti siano fissi. La tettonica a zolle, con la conseguente deriva dei continenti, il vulcanesimo, l’erosione e altri fattori fanno sì che si deva per forza giungere a delle convenzioni. Così l’International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS) e l’Unione astronomica internazionale (UAI) hanno messo a punto un modello matematico: il Sistema internazionale di riferimento terrestre (ITRS), secondo cui il Polo Nord geografico è un punto convenzionale che non si trova sull’asse di rotazione terrestre.
Polo Nord Magnetico
La sua definizione ha più circa quattro secoli. La diede William Gilbert, un dignitario della corte di di Elisabetta I d’Inghilterra. La formulò più o meno così: il polo nord magnetico è il punto boreale della superficie terrestre dove le linee di flusso del campo geomagnetico sono perpendicolari al suolo e dirette verso il terreno. In questo punto della Terra una bussola che lavorasse con asse di rotazione orizzontale punterebbe verso il terreno. In buona sostanza la definizione è valida ancora oggi. Anche se poggia su una contraddizione di base. Si tratterebbe in realtà del polo sud magnetico. Il Polo Nord Magnetico della Terra attrae infatti il polo magnetico nord dei magneti, vale a dire che di fatto è un polo magnetico sud. Data, però, la vicinanza al Nord Vero fu chiamato Polo Nord Magnetico.
Eppur si muove
Il Nord magnetico attualmente si trova a 86.50°N -164.04°E, vale a dire al largo delle coste del Canada e sta muovendosi (a una velocità che è variata dai 11 km l’anno di inizio secolo a circa 60 degli ultimi anni) verso la Siberia dove potrebbe arrivare intorno al 2050. Nel 2019 il nord magnetico ha attraversato il meridiano di Greenwich per la due volte in un anno. Ciò ha obbligato ad aggiornare il World Magnetic Model (VMM), strumento elaborato dalla statunitense National Oceanic and Atmospheric Administration e dalla British Geological Survey che fornisce i dati ai satelliti dei sistemi di navigazione moderni.
La bussola punta sempre il Polo Nord?
In base al modello WMM, la posizione 2020 del polo magnetico nord è 86,50°N e 164,04°E e il polo magnetico sud è 64,07°S e 135,88°E.
Ma non è un dato al millimetro, anzi, non è preciso nemmeno al km, perché a causa del disturbo causato dal magnetismo solare il nord magnetico terrestre descrive un’ellisse, con uno spostamento massimo dalla sua posizione media di 80 km. Comunque, ovunque si trovi, il nord magnetico più che un punto è un’area e anche di buona estensione che, a seconda dei periodi varia la sua dimensione.
Inversione di Polo Nord e Polo Sud
Polo Nord e Polo Sud magnetici (che non si trovano ai rispettivi antipodi, vista la leggera asimmetria del campo magnetico terrestre: una linea tra i due passerebbe a circa 530 km dal centro del pianeta) si sono anche invertiti più volte nella storia della Terra. In uno studio pubblicato nel 2018 sulla rivista Science Advanced basato su carotaggi di ghiaccio, depositi vulcanici e rocce dei fondali oceanici si è visto che nell’ultima inversione magnetica è avvenuta 770mila anni fa. Ma non è stato un fenomeno che in un secondo ha “flippato” il campo magnetico terrestre. L’operazione è durata in totale 22mila anni per completarsi. L’inversione vera e propria impiegò quattromila anni, preceduta da un periodo di instabilità e due parziali e temporanee inversioni durate 18 mila anni.
Declinazione magnetica
Siccome le carte geografiche fanno riferimento al nord geografico, mentre le bussole indicano il polo nord magnetico che non coincidono la navigazione ha dovuto tenere conto di questa differenza. In altri termini, i meridiani geografici e i meridiani magnetici (ovvero le linee di flusso del campo magnetico) non sono paralleli. L’angolo formato dai due diversi meridiani in ogni punto della superficie terrestre è detto declinazione magnetica. In altre parole è l’angolo che in quel punto c’è tra l’ago della bussola e la posizione del nord geografico (secondo la carta).
Come si vede poco sopra dalla gif animata che riporta l’andamento della declinazione dal 1590 al 1990, questa grandezza varia non solo a seconda del luogo sulla superficie terrestre in cui viene misurata, ma anche a seconda del tempo in cui la misurazione è stata eseguita, perché i poli, come si è visto, i poli magnetici e geografici si spostano negli anni. Per convenzione, la declinazione orientale, vale a dire dove l’ago della bussola punta più a est del Nord vero è considerata positiva (per trovare il Nord vero ai gradi letti sulla bussola vanno aggiunti i gradi di declinazione). Viceversa la declinazione occidentale, ovvero quando l’ago della bussola punta più a ovest del Nord geografico, è negativa, in quanto va sottratta alla lettura della bussola per indicare il nord geografico. In ogni carta nautica è riportata la declinazione magnetica di quell’area a una certa data (che viene indicata) e la sua variazione annuale.
Polo Nord Geomagnetico
Sempre il magnetismo c’entra ma si parla di un altro polo, quello del Nord Geomagnetico, definito come il punto a nord dove termina l’asse della magnetosfera terrestre. Come per il Polo Nord Magnetico si tratta magneticamente di un polo sud. Non si tratta di un punto reale, ma di una convenzione basata sul modello fisico del dipolo (un magnete a barra), che spiega nel 90% dei casi spiega il reale comportamento del campo magnetico terrestre. Secondo questa teoria, un campo magnetico che agisce come si misura sperimentalmente potrebbe essere generato da un’enorme barra magnetica che attraversa la Terra da parte a parte con un angolo di circa 11,5° rispetto all’asse di rotazione terrestre. Il punto in cui interseca la superficie terrestre prende appunto il nome di polo nord geomagnetico. Polo nord geomagnetico e polo nord magnetico non coincidono, attualmente c’è una distanza media di circa 30° di longitudine. Anche questo polo si sposta nel tempo, ma con una velocità e distanze inferiori rispetto al suo parente magnetico.
L’aurora boreale
La zona intorno al polo nord geomagnetico è quella più interessata dalle aurore boreali. Qui infatti spariscono le Fasce di Van Allen, quell’anello di plasma che protegge la Terra dal vento solare, il flusso di ioni, onde e particelle cariche emesso dal sole e molto dannoso per ogni forma di vita. Dove le fasce non ne bloccano l’arrivo, come sostanzialmente accade a latitudini inferiori ai circoli polari, posti a 23° di latitudine circa, quando il vento solare colpisce la ionosfera, si creano questi fantasmagorici giochi di luce nel cielo.
Polo nord dell’inaccessibilità
Esiste poi il polo nord dell’inaccessibilità. A differenza degli altri non è caratterizzato da peculiarità fisiche, ma, come gli altri poli dell’inaccessibilità, ha la caratteristica di essere complesso da raggiungere. In questo caso il indica il punto del mar Glaciale Artico più distante da ogni linea costiera. È situato circa 1 100 km dalla costa più vicina alle seguenti coordinate geografiche: 84°03′N – 174°51′W.
Polo Nord Celeste
- La stella polare è quasi perfettamente al centro del cerchio apparentemente compiuto dalle altre stelle durante la notte.
Secondo l’UAI il polo nord di un oggetto del sistema solare e quindi anche della Terra, è quello che si affaccia verso il polo nord del piano che forma un angolo di 90° rispetto al vettore del momento angolare totale del sistema solare. Siccome le orbite dei pianeti sono poco inclinate rispetto all’eclittica (il moto apparente del sole sullo sfondo delle stelle fisse) il piano invariante e il piano dell’eclittica sono quasi coincidenti e fa sì che il polo nord di un pianeta sia quello che si affaccia verso il polo nord del piano dell’eclittica.
Addio stella polare
Il Nord Celeste è la proiezione del Nord Geografico di un pianeta sulla sfera celeste. In questo momento il polo nord celeste è nelle immediate vicinanze della Stella Polare o Polaris. L’asse di rotazione terrestre, però, non è fisso. Come accade a una trottola, si sposta con un movimento circolare. È come se disegnasse due coni contrapposti con i vertici nel centro della terra. Questo fenomeno dà origine alla cosiddetta precessione degli equinozi. Nel breve periodo, ciò non determina conseguenze, ma su epoche più prolungate le cose cambiano. Tanto per dire, tra circa 13mila anni il nostro asse terrestre non punterà più verso la Stella polare ma nelle direzione di Vega.
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