الأسس العلمية لتحديد الإتجاهات

تحدثنا في درس سابق بعنوان الاتجاهات الرئيسية الأربعة و كيفية الاستفادة منها في الحياة العملية عن كيفية تحديد اتجاه الأجسام باستخدام الدرجات المئوية معتمدين في ذلك أساساً على تحديد الاتجاهات الرئيسية الأربع: شمال، جنوب، شرق و غرب.

و في هذا الدرس سنعرف الطرق العلمية لتحديد الاتجاهات الرئيسية الأربع، و آلية عمل البوصلة و مدى دقتها.

كما ذكرتُ سابقاً، يعتقد السواد الأعظم من الناس (خاصة من غير ذوي الاختصاص) أن البوصلة هي الطريقة الوحيدة و الأكثر دقة لتحديد الاتجاهات الرئيسية الأربع. هذه النظرية خاطئة تماماً حيث أن البوصلة بها مقدار كبير من الخطأ. سنعرف الآن الوسائل الجغرافية و العلمية لتحديد الاتجاهات و نقارنها بعد ذلك بنظرية البوصلة في تحديد الاتجاهات.

منذ قديم الزمان، يعرف الجميع أن اتجاه الشرق هو الاتجاه الذي تشرق منه الشمس، و بالمثل اتجاه الغرب هو الاتجاه الذي تغرب منه الشمس.
قال الله سبحانه و تعالى على لسان إبراهيم عليه السلام: (قال إبراهيم إن الله يأتي بالشمس من المشرق فأت بها من المغرب فبُهِت الذي كفر) صدق الله العظيم.

إن استخدام الشمس في تحديد اتجاه الشرق و الغرب طريقة صحيحة لكنها لا تصلح للاستخدام في التحديد الدقيق للاتجاهات، فهي تُستَعمل فقط كوسيلة تقريبية. السبب في ذلك أن الشمس تبعد عنا مسافة هائلة و يتعرض ضوءها للعديد من الانكسارات قبل أن يصل إلينا، و لذلك استخدام الشروق و الغروب في تحديد الشرق و الغرب ليس أسلوباً دقيقاً في تحديد الاتجاهات.

اتجاه الشمال:

و هو الاتجاه الأهم بين الاتجاهات الرئيسية الأربعة.
من المعروف أن الأرض تدور حول محورها مرة كل أربع و عشرين ساعة. يُسمى الخط الذي تدور حوله الأرض بمحور الدوران (axis)، كما هو موضح في الشكل.



اتجاه الشمال (أو ما يسمى بالشمال الجغرافي أو الشمال الصحيح): هو النقطة التي يتقاطع عندها سطح الكرة الأرضية مع محور دوران الأرض في أقصى نقطة في الشمال.
هي باختصار ما يُعرف عنه الآن بالقطب الشمالي، الذي يقابله مباشرة في الجهة الأخرى من الأرض القطب الجنوبي.


تلتقي جميع خطوط الطول عند القطب الشمالي، و الذي يقع في دائرة عرض 90درجة شمالاً


منظر للقطب الشمالي، و الذي يقع في منتصف المحيط المتجمد الشمالي و يكون عادة مغطى بالثلوج.



هذا هو تعريف اتجاه الشمال الصحيح أو الشمال الجغرافي.

في السابق، كان الناس يعتمدون في تحديد اتجاه الشمال على نجم يُسمى بالنجم القطبي-Pole Star, Polaris.



هذه الطريقة كانت كافية في عهد السابقين، أما الآن مع تطور العلم، فقد تم إثبات أن النجم القطبي لا يقع بالضبط على الشمال الجغرافي. سنناقش النجم القطبي بشكل مفصل في درس آخر.

باختصار، الشمال الحقيقي أو الصحيح هو فقط الشمال الجغرافي الموضَّح سابقاً.

البوصلة:



يشير مؤشر البوصلة إلى اتجاه الشمال، و لكن ليس الشمال الجغرافي أو الحقيقي، و إنما الشمال المغناطيسي.

سأشرح هنا في نقاط بسيطة الفرق بين الشمال المغناطيسي و الشمال الجغرافي:

1. يمكن اعتبار الكرة الأرضية قطعة كبيرة من المغناطيس، و الذي يكون حوله مجال مغناطيسي هائل.
2. مصدر المجال المغناطيسي للأرض هو في نواة الأرض، حيث أنه هناك قوة مغناطيسية في نواة الأرض تكون قطبين مغناطيسين: شمال و جنوب.

2. خطوط المجال المغناطيسي في أي مغناطيس تخرج من الشمال و تتجه باتجاه الجنوب.
4. خطوط المجال هي خطوط منحنية و ليست مستقيمة.
5. بتطبيق ما سبق على الأرض، نعرف أن خطوط المجال المغناطيسي للكرة الأرضية تخرج من الشمال و تتجه باتجاه الجنوب.
6. جنوب المغناطيس الواقع في مركز الكرة الأرضية يؤدي إلى أن يكون إسقاطه على سطح الكرة الأرضية شمالاً (بمعنى أن اتجاه الشمال المغناطيسي على سطح الكرة الأرضية قد نتج لأن ما يقابله مباشرة في مركز الأرض هو القطب الجنوبي للمغناطيس الأرضي).
6. مؤشر البوصلة المغناطيسية يؤشر باتجاه الشمال المغناطيسي.



تتضح في هذه الصورة خطوط المجال المغناطيسي للكرة الأرضية.
و توضح الصورة كذلك الشمال الجغرافي: Geographic North Pole و كذا الشمال المغناطيسي North Magnetic Pole
لاحظ في الصورة الفرق بين الشمالين (في هذا الشكل الفرق هو 11.5درجة لكن هذا المقدار ليس ثابتاً دائماً).
الفرق بالدرجات بين الشمال الجغرافي و الشمال المغناطيسي يُسمى الاختلاف Variation.

سنتحدث في الدرس القادم عن كيفية استخدام هذه الأمور عملياً في تحديد الاتجاهات المختلفة