Làm sao để la bàn cho ta biết đâu là cực Bắc khi đang ở cực Nam?

Hãy tưởng tượng, bạn đang chuẩn bị cho chuyến hành trình của các cuộc đời: đi đến Antarctica. Tại đây bạn sẽ thấy Nam Cực và có thể chơi đùa cũng bè lũ chim cánh cụt. Thế nhưng, làm thể nào để bạn tìm thấy Cực Nam thực sự?

Có lẽ, bạn sẽ nghĩ rằng mình cần đến một chiếc la bàn ngay đầu tiên. La bàn – công cụ điều hướng có chứa các con trỏ từ tính – đã giúp con người chúng ta tìm đường quanh Trái Đất trong hàng ngàn năm tồn tại. Từ trường của Trái Đất luôn hút một đầu con trỏ từ tính trên la bàn về phía Cực Bắc, thế nên, la bàn luôn cho chúng ta biết hướng bắc nằm ở đâu.

Tuy nhiên, bạn có thể không biết rằng la bàn hoạt động không chính xác khi ở gần Nam Cực. Tại sao lại như vậy?

Tới Nam Cực, bạn có thể chơi đùa cũng bè lũ chim cánh cụt. 

Trái Đất có cả 2 cực địa lý và từ tính. Vị trí địa lý của cực Bắc và Nam đánh dấu 2 đầu đối ngược của trục trung tâm mà Trái Đất sẽ quay tròn theo. Tuy nhiên, vị trí các cực từ tính của 2 đầu Bắc – Nam lại không được cố định và khoảng cách từ các cực địa lý tương ứng có thể thay đổi lên đến vài nghìn kilomét.

Từ trường Trái Đất được tạo ra bởi sự quay tròn của hành tinh và sự di chuyển bất thường của khối chất lỏng dẫn điện nằm trong lõi Trái Đất, thế nên, từ trường và các cực từ trường, sẽ bị thay đổi theo tốc độ và hình dạng chuyển động của chất lỏng

Các kim la bàn được thiết kế thẳng hàng với từ trường của Trái Đất. Đầu kim phía bắc sẽ chỉ vào Cực Bắc từ, trong khi đầu kim đối diện sẽ chỉ vào Cực Nam từ. Khi lấy la bàn ra và các đầu kim ổn định, trục này sẽ song song với với đường sức từ của Trái Đất tại nơi mà bạn đang đứng.

Nhưng từ trường của Trái Đất không được sắp xếp theo dạng những đường thẳng tắp từ Nam Cực đến Bắc Cực. Khi bạn đến gần Cực Nam từ, các đường sức từ sẽ bị bẻ cong lại và đi thẳng đến Cực Nam từ, vuông góc với bề mặt Trái Đất. "Vì thế nên la bàn sẽ thường xuyên không hoạt động", Tom Jordan, nhà địa vật lý tại British Antarctic Survey cho hay. "Thay vì cố gắng chỉ theo chiều ngang, những gì kim la bàn thực sự cố làm là chỉ thẳng xuống Trái Đất".

Điều đó có nghĩa là, nếu bạn đến Nam Cực và mang một chiếc la bàn có kim tự do di chuyển theo ba chiều, đầu kim "nam" của la bàn sẽ chỉ thẳng xuống ngay khi bạn đến Cực Nam từ, Jordan xác nhận với Live Science.

Ở Cực Bắc từ, la bàn cũng sẽ bị như vậy. Đầu kim "bắc" sẽ chỉ thẳng xuống đất, theo Jordan.

Jordan giải thích, do sự kì lạ này của la bàn khi ở gần cực Bắc và cực Nam, các nhà thám hiểm vùng cực đã tính toán vị trí của hướng bắc bằng cách ánh xạ góc của mặt trời hay xác định vị trí của ngôi sao. Ngày nay, mọi người đều sử dụng GPS để xác định hướng nào là hướng bắc tại Antarctica. Những gì họ cần làm là di chuyển xung quanh một chút để tìm ra hướng bắc, giống như lúc bạn không tin tưởng vào thông tin mà ứng dụng bản đồ trên điện thoại cho chúng ta biết.

Jordan cho hay, la bàn truyền thống sẽ chỉ cung cấp thông tin chính xác nhất đâu là hướng bắc, đâu là hướng nam khi hoạt động trên đường xích đạo. Đó là bởi vì tại đường xích đạo, tất cả các đường sức của hành tinh từ đều nằm ngang và song song với bề mặt Trái Đất.