Jak działa kompas: pole magnetyczne Ziemi i deklinacja

Pole magnetyczne Ziemi powstaje głęboko w jej wnętrzu, w ciekłym zewnętrznym jądrze. Porusza się tam stopiony metal bogaty w żelazo, a te przepływy wytwarzają prądy elektryczne, a z nimi pole magnetyczne. W dobrym przybliżeniu Ziemia zachowuje się jak wielki magnes sztabkowy, którego oś jest lekko przechylona względem osi obrotu Ziemi.

Magnes ma zawsze dwa bieguny, a bieguny różnoimienne się przyciągają. Igła kompasu jest namagnesowana i pole obraca ją tak, aż ustawi się wzdłuż linii pola. Ciekawostka: ponieważ bieguny różnoimienne się przyciągają, biegun Ziemi na północy jest z fizycznego punktu widzenia magnetycznym biegunem południowym – przyciąga północny koniec igły. W praktyce nie ma to znaczenia i nadal mówi się o magnetycznym biegunie północnym.

Linie pola nie biegną poziomo, lecz są nachylone do powierzchni Ziemi; w pobliżu biegunów magnetycznych skierowane są stromo w dół. To nachylenie nazywa się inklinacją. Swobodnie zawieszona igła przechylałaby się więc jednym końcem w dół. Dlatego igły kompasów są wyważane dla określonych stref świata.

Na mapach północ wskazuje zwykle geograficzny biegun północny, wokół którego obraca się Ziemia. Igła kompasu natomiast ustawia się wzdłuż lokalnych linii pola, mniej więcej w stronę bieguna magnetycznego. Kąt między tymi dwoma kierunkami to deklinacja (zwana też zboczeniem magnetycznym). W zależności od miejsca igła wskazuje trochę na wschód lub na zachód od północy geograficznej, a są miejsca, gdzie różnica jest prawie zerowa.

Ponieważ przepływy w jądrze Ziemi się zmieniają, biegun magnetyczny też wędruje, a deklinacja zmienia się powoli z roku na rok. Dlatego mapy zawsze podają rok obok wartości. Przy starej mapie warto sprawdzić aktualną wartość, np. w oficjalnym kalkulatorze takim jak ten amerykańskiej agencji NOAA, który oblicza deklinację dla danego miejsca na podstawie modeli pola magnetycznego.

Małe kąty brzmią niewinnie, ale na dystansie się sumują. Błąd zaledwie jednego stopnia oznacza odchylenie na bok o około 17 metrów po jednym kilometrze i o około 170 metrów po dziesięciu kilometrach. Przy deklinacji wynoszącej kilka stopni możesz więc wyraźnie minąć cel, jeśli jej nie skorygujesz.

Wyznaczając kierunek, trzymaj kompas poziomo, aby igła mogła się swobodnie wychylać i nie ocierała o obudowę. Trzymaj z daleka metal i elektronikę: telefon, czołówkę, nóż, klamry pasków, a także samochody, ogrodzenia, stalowe poręcze i linie energetyczne. Kto wyznacza kierunek obok samochodu, łatwo dostanie błędny wynik.

Zakłócać może też sam teren. Niektóre skały zawierają minerały magnetyczne i lokalnie odchylają igłę. Jeśli kierunki w jednym miejscu wydają się dziwne, pomaga przejść kilka kroków dalej i sprawdzić ponownie albo porównać kierunek z elementami terenu na mapie.

Przy podróżach na inne kontynenty warto sprawdzić, dla której strefy świata igła jest wyważona. Jeśli się nie zgadza, igła może się przechylać i zahaczać przez inną inklinację. Są też kompasy z igłami odpowiednimi dla kilku regionów.

Telefony i zegarki często mają elektroniczny kompas. Mierzy on pole magnetyczne małymi czujnikami i wymaga kalibracji; etui z wbudowanymi magnesami mogą go zakłócać. Jest wygodny, ale zależy od baterii. Klasyczny kompas działa bez prądu i bez zasięgu.

W gęstej mgle, na płaskowyżach bez punktów orientacyjnych albo w lesie, gdzie niewiele widać, kompas jest szczególnie cenny. Wiele zależy wtedy od tego, czy deklinacja została poprawnie uwzględniona i czy w pobliżu nie ma źródła zakłóceń. Jak w praktyce wyznaczać i przenosić kierunek, opisują hasła o nawigacji.

Połóż kompas na stole i powoli przysuwaj do niego telefon, pęk kluczy albo nóż. Zobaczysz, z jakiej odległości igła zaczyna się wychylać – to proste doświadczenie pokazuje, ile odstępu trzeba zachować. To samo możesz sprawdzić na dworze obok samochodu albo metalowego ogrodzenia.

Znajdź na swojej mapie turystycznej deklinację i rok, do którego się odnosi, i porównaj tę wartość z aktualnym oficjalnym kalkulatorem. Potem na znanej, bezpiecznej trasie poćwicz przenoszenie kierunku z mapy w teren – raz z poprawką, raz bez – i zobacz, o ile mijasz cel.