Binlerce yıldır denizciler yollarını Güneş ve yıldızları kullanarak buldular. Kuzey yarımkürede, geceleri Polaris’i yani Kutup Yıldızını gördükleri sürece hangi yöne gittiklerini bilebiliyorlardı. 16’ncı Yüzyılda ise pusula ve haritalar yolunu bulmak isteyenler için artık olmazsa olmaz standart ekipmanlar arasına girmiştir. Ancak ortada bir gariplik keşfedildi. Kutup yıldızı ve pusulalar her zaman aynı yönü göstermiyordu. Günümüzde gerçek kuzeyin Coğrafi Kuzey Kutbu doğrultusu olduğunu, elimizdeki bir pusulanın gösterdiği kuzeyin ise Manyetik Kutup doğrultusu olduğunu ve bu ikisinin aynı şey olmadığını bilmekteyiz.

Şöyle ki, Dünyamız büyük bir mıknatısa benzer. Mevcut manyetik alanın en büyük nedeni, Yer’in çekirdeğini saran ve aşırı sıcak sıvı demirden oluşan dış çekirdeğin Yer’in kendi ekseni etrafında dönüşünden kaynaklı elektrik akımı üretmesidir.  Bu manyetizma dünyamızı Güneş ve diğer yıldızlardan yayılan radyasyona karşı büyük ölçüde koruyan bir kalkan vazifesi görür. Bu kalkanın ismine Van Allen kuşakları adı verilmiştir.

Manyetik alanın yönü ise coğrafi yani gerçek kuzeyden genelde faklıdır. Manyetik kuzeyin gerçek kuzeyden olan farkına Manyetik Deklinasyon ya da kısaca Deklinasyon adı verilir ve gerçek kuzey doğrultusundan saat istikametinde ölçülür. Aslında jeomanyetik alan vektörü 3 bileşen (X, Y ve Z) veya bunlardan türetilebilen diğer bileşenlerle ifade edilir. Bunlar;

X, Y ve Z: Kuzey, Doğu ve Düşey yönlü şiddet bileşenleri (Birim: NanoTesla)

H ve F: Yatay ve Toplam şiddet bileşenleri (Birim: NanoTesla)

D ve I: Deklinasyon ve İnklinasyon açıları (Birim: Derece)

Son 150 yılda jeomanyetik alanın gücünün %15 zayıfladığı ifade edilmekte ve belki de manyetik kutupların değişmesinin eşiğinde olduğumuz konuşulmaktadır. Manyetik ve gerçek kutup noktaları arasındaki mesafenin artması bir yana, artım hızında da bir ivmelenmenin olduğu hesaplanmıştır. 1994 yılı öncesi manyetik kuzey kutbu yılda 10 km. yer değiştirirken, 2001 yılından bu yana bu değerin yılda 65 km. olduğu tahmin edilmektedir. Kutupların yer değiştirmesi aslında doğal bir olaydır ve ispatı okyanus tabanında gizlidir. Volkanik aktivite yoluyla yeni kabuk oluştuğunda, erimiş kayadaki demir atomları pusula gibi hareket ederek kendilerini jeomanyetik alanla hizalar ve kaya katılaştığında yönlerini korurlar. Tortulardaki bu manyetik ‘parmak izleri’, son 200 milyon yılda kutupların ortalama olarak her 200.000-300.000 yılda bir yer değiştirdiğini ortaya koyuyor. En son yer değiştirmenin yaklaşık 780.000 yıl önce gerçekleştiği tahmin edildiğine göre, yenisi için oldukça gecikmiş durumdayız demektir.

Bulunduğumuz noktanın jeomanyetik alan bileşenlerini öğrenmenin en kolay yolu internette kolayca ulaşabileceğimiz Dünya Manyetik Modeli (WMM)’dir. Model, ABD Ulusal Çevresel Bilgi Merkezleri (NCEI) ve İngiltere Jeolojik Araştırma Kurumu (BGS) tarafından geliştirilmiştir. NATO Standardizasyon Ajansı (NSA)’na bağlı Jeomanyetik Modellerin Kullanımı (Use of Geomagnetic Models-STANAG 7172) konulu STANAG gereğince, NATO bünyesinde standart model olarak kullanılır.

Model, 5 yıllık dönemler halinde yayınlanır. Mevcut model WMM2020 olup, 31 Aralık 2024 tarihine kadar kullanılacak, 2025-2030 yılları arasını kapsayacak olanı ise 01 Ocak 2025 tarihinde yayınlanacaktır. Ülkemiz için bakarsak, deklinasyon açıcısının 5.4 ila 7 derece arasında değiştiği, yıllık artım hızının da 3.2 ila 6.4 derece dakikası arasında olduğu görülür. Bunun anlamı, manyetik kuzey gerçek kuzeyden, doğu yönünde, belirtilen miktarlar kadar farklılık göstermekte, ayrışmanın miktarı da yıllara sair artmaktadır.

Pratikte; ağaç yosunları, karınca yuvaları, mezar taşları, gölge çubuğu, analog saat ve güneş, kutup yıldızı, pusula gibi yöntem ve araçlar kullanılarak tayin edilebilen kuzey yönü günümüzde GPS/GNSS vasıtasıyla da hassas bir şekilde belirlenebilir. GPS/GNSS ile kuzey tayini için iki noktanın konumuna ihtiyaç vardır. Kuzey tayini, yeryüzünde iki noktayı birleştiren doğrultunun kuzey istikametinden olan açıklığı yani baş açısı veya azimut açısının belirlenmesi işlemidir. Her iki noktanın coğrafi koordinatları (enlem, boylam) kullanılarak ikinci temel ödev eşitlikleri ile veya bir noktaya merkezli toposentrik koordinatlardan (NED, ENU) yararlanarak jeodezik azimut açısı hesaplanır. Jeodezik azimutun astronomik azimuta dönüştürülmesi için Laplace eşitliği uygulanır. Bunun için birinci noktada çekül sapması bileşenlerinin bilinmesi gerekmektedir. Çekül sapması bileşenleri uygun bir yer gravite alanı modelinden türetilebilir. Astronomik azimut belirlendikten sonra birinci nokta üzerine bir teodolit veya total station kurulur ve ikinci noktaya bakılarak yatay açı tablası sıfırlanır. Dürbün astronomik azimut açısı kadar döndürülerek gerçek kuzey istikameti bulunur.

Gerçek ve manyetik kuzey doğrultularından ayrı olarak bir de harita projeksiyonlarında kullanılan Grid Kuzeyi vardır ki onu da bir başka blog yazımızda sizinle paylaşacağız.

Ayhan CİNGÖZ