Chim du hành, có phạm vi di cư thực sự là hành tinh, phải dựa vào các lĩnh vực định hướng toàn cầu, do các tính chất vật lý cơ bản của địa cầu và không gian xung quanh. Đặc biệt là rất nhiều hy vọng để hiểu cơ chế định hướng của các loài chim di cư đã tạo ra một trường địa từ giữa các nhà nghiên cứu về loài chim, sự hiện diện của nó phân biệt Trái đất với tất cả các hành tinh gần nhất của Hệ Mặt trời.

Các cơ chế di cư của chim

Với một mức độ quy ước nhất định, Trái đất có thể được tưởng tượng như một quả bóng từ hóa khổng lồ. Tại mọi điểm trên bề mặt địa cầu đều có từ trường, hướng dễ dàng thiết lập bằng kim la bàn, luôn hướng về cực từ. Hãy nhớ lại rằng các cực từ của hành tinh nằm cách xa các cực địa lý được vẽ trên bản đồ hoặc quả địa cầu mà qua đó trục quay Earth Earth đi qua.

Mũi tên của một la bàn thông thường chỉ di chuyển sang trái và phải, do đó, nó chỉ ra hướng của thành phần nằm ngang của trường, được dẫn dọc theo kinh tuyến từ đến cực từ Earth Earth. Nhưng các lực của từ tính trên mặt đất không chỉ hoạt động trong mặt phẳng ngang mà còn hướng về trung tâm hành tinh, nghĩa là từ trường cũng có thành phần hấp dẫn thẳng đứng hoặc, như họ nói. Nếu kim la bàn có thể di chuyển theo mọi hướng, bao gồm cả lên và xuống, thì vị trí của nó sẽ thay đổi đáng kể khi nó di chuyển từ xích đạo đến các cực.

Tại xích đạo, nó sẽ nằm song song hoàn toàn với bề mặt Trái đất, nghĩa là hoàn toàn theo chiều ngang, chỉ với đầu từ hóa của nó hoàn toàn ở phía bắc. Khi nó di chuyển ra khỏi đường xích đạo, độ lệch của nó so với phương ngang sẽ trở nên đáng chú ý hơn và cuối cùng ở cực bắc, mũi tên sẽ quay về trung tâm của hành tinh, nghĩa là nó sẽ tăng theo chiều dọc. Ở cực nam, mũi tên cũng sẽ chiếm một vị trí thẳng đứng, nhưng đầu từ phía bắc của nó sẽ bị từ chối. Do đó, một la bàn có một thiết bị như vậy có thể được sử dụng không chỉ để chỉ hướng về phía bắc, mà còn để xác định vị trí của nó trên kinh tuyến, nghĩa là, như một chỉ báo về vĩ độ.

Giả thuyết về hướng từ tính của các loài chim di cư

Những con chim có thể sử dụng từ tính trên mặt đất giống như cách chúng ta sử dụng một la bàn thông thường, mũi tên của nó, tuân theo thành phần nằm ngang của từ trường, luôn luôn hướng về phía bắc? Là những con chim có thể cảm nhận và đánh giá cao thành phần này? Giả thuyết về sự định hướng từ tính của các loài chim di cư đã được đưa ra bởi các học giả của Học viện St. Petersburg A. Middendorf hơn một trăm năm trước, tuy nhiên, những khả năng thực sự để xác minh thử nghiệm của nó chỉ xuất hiện ở các nhà khoa học trong những năm gần đây.

Một phương pháp nghiên cứu di cư chim

Hóa ra những con chim bồ câu với những vòng xoắn được làm bằng dây kim loại mỏng trên đầu với dòng điện chạy qua chúng từ pin thu nhỏ trong các thí nghiệm về thời tiết nhiều mây đã không trở về nhà tốt. Trong thời tiết rõ ràng, họ đã sử dụng la bàn mặt trời quen thuộc và tự tin hướng về phía dovecote, không hề buồn vì hướng của từ trường xung quanh đầu họ không có gì giống với hướng của từ tính trên mặt đất.

Trong thời tiết nhiều mây, những con chim bồ câu có hình xoắn ốc trên đầu đã mắc sai lầm lớn khi âm mưu khóa học và bay đi rất xa, trong khi những con chim bồ câu không có xoắn ốc không gặp phải những khó khăn đáng chú ý. Đến nay, có nhiều bằng chứng hơn về khả năng chim sử dụng la bàn từ tính. Cho đến nay, nhiều nghi ngờ được gây ra bởi khả năng của các loài chim sử dụng thành phần hấp dẫn của từ trường để xác định vị trí của chúng.

Xoay trái đất và di cư chim

Có một thời, người ta thậm chí còn cho rằng chim có phương pháp điều hướng dựa trên việc sử dụng lực Coriolis. Những lực lượng này phát sinh do sự quay của toàn cầu; chúng tăng theo hướng từ cực đến xích đạo phù hợp với sự gia tăng tốc độ quay của các điểm nằm trên bề mặt quả cầu. Các biểu hiện toàn cầu của lực lượng Coriolis trên quy mô hành tinh là sự rò rỉ của các dòng sông chảy theo hướng kinh tuyến, và xoắn của các xoáy khí quyển khổng lồ. Việc sử dụng các lực lượng này dựa trên thiết kế của một con quay hồi chuyển - một thiết bị, tại bất kỳ vị trí nào của máy bay hoặc tàu biển, tự động thiết lập dọc theo kinh tuyến địa lý. Các lực Coriolis phù hợp để xác định vĩ độ địa lý trong một bán cầu.

Ví dụ, nếu chúng ta thêm một chỉ báo địa điểm, một trong những thành phần của từ trường Earth, thì chúng ta có thể có được hệ thống mong muốn từ hai tọa độ (do sự không khớp giữa các trục của từ tính và xoay), cho phép chúng ta tạo ra một bản đồ trọng lực từ. Tuy nhiên, các tính toán cho thấy rằng để các loài chim cảm nhận được, lực Coriolis vẫn còn quá nhỏ và đặc biệt, chồng chéo và che dấu một cách vô vọng bởi các gia tốc ảnh hưởng đến con chim đang bay (khi cất cánh, trong khi tăng tốc hoặc giảm tốc, và thực sự khi bất kỳ thay đổi về tốc độ bay hoặc vị trí trong không gian).

Điều hướng chim

Sự khác biệt giữa định hướng la bàn và điều hướng

Đi đến mục tiêu bao gồm hai thành phần. Thứ nhất, định hướng la bàn - khả năng duy trì một khóa học đã chọn trong một thời gian dài và thứ hai là điều hướng - khả năng vẽ một khóa học giữa hai điểm dựa trên so sánh tọa độ của chúng, nghĩa là trên bản đồ được lưu trong bộ nhớ.

Sự khác biệt giữa định hướng la bàn đơn giản và điều hướng được minh họa bằng kinh nghiệm vận chuyển chim sáo đá. Vài ngàn con chim đã bị bắt và gọi, vận chuyển từ Hà Lan đến Thụy Sĩ và được thả ra. Những con chim non, người thực hiện cuộc di cư đầu tiên trong đời, đi từ Thụy Sĩ đến phía tây nam. Họ đã xoay sở để chọn đúng hướng, nhưng cuối cùng họ đã đi chệch khỏi khóa học và đáng chú ý là phía nam của nơi họ đang đứng đầu, và theo đó họ không có lựa chọn nào khác ngoài mùa đông ở Tây Ban Nha và các khu vực phía Nam của Pháp.

Theo la bàn, những người trẻ tuổi định hướng chính xác, nhưng những con sao biển không đủ khả năng để sửa cho một sự thay đổi nhất định từ tuyến đường thông thường của họ. Và những con sao biển trưởng thành, những người đã có kinh nghiệm di cư, cho thấy hoàn hảo rằng chúng có khả năng điều khiển bắn tỉa tuyệt vời. Họ đã có thể điều hướng và ngay lập tức thiết lập một khóa học mới theo hướng tây bắc và tây và kết quả là họ dễ dàng đạt được mùa đông thông thường.

Sự khác biệt giữa định hướng không gian của chim trưởng thành và chim non

Sự khác biệt giữa định hướng không gian của chim trưởng thành và chim non là gì? Rất có thể, phong trào trú đông ở động vật trẻ, vượt qua tuyến đường lần đầu tiên trong đời, chủ yếu phụ thuộc vào các chương trình hành vi bản năng. Nói cách khác, con sao biển có khả năng bẩm sinh bay theo hướng mùa đông và tưởng tượng khá chính xác khoảng cách cần thiết để vượt qua để tiếp cận chúng.

Một điều nữa là những con chim trưởng thành đã đến thăm các căn hộ mùa đông và nhận được một số thông tin nhất định ở đó. Câu hỏi nào là câu hỏi khó và quan trọng nhất, câu trả lời chính xác chưa tồn tại. Đây có thể là bất kỳ thông tin thiên văn hoặc địa vật lý nào, thông qua đó có thể đưa ra một đặc điểm độc đáo của bất kỳ điểm nào trên bề mặt địa cầu. Vì vậy, một con chim trưởng thành rất có thể có thể so sánh thông tin trú đông được lưu trữ với thông tin hiện tại về vị trí của nó.Hơn nữa là vấn đề của công nghệ và là một nhiệm vụ đơn giản cho bất kỳ đối tượng nào biết các kỹ năng định hướng bằng la bàn.

Khả năng của chim bồ câu tìm đường đến nhà

Khả năng tuyệt vời của chim bồ câu để tìm đường đến ngôi nhà đã được biết đến từ thời xa xưa. Quân đội của người Ba Tư cổ đại, người Assyria, người Ai Cập và người Phoenicia đã gửi tin nhắn từ các chiến dịch với chim bồ câu. Trong cả hai cuộc chiến tranh thế giới, cột chim bồ câu phục vụ một dịch vụ như vậy mà các tượng đài đã được dựng lên để vinh danh những người mang thư lông vũ ở Brussels và thành phố Lyon của Pháp. Tại các cuộc thi, chim bồ câu mang được vận chuyển 150-1000 km và được thả ra. Thời gian đưa chim trở lại dovecote được ghi lại bằng các thiết bị đặc biệt. Chim bồ câu được huấn luyện tốt bay đến nhà với tốc độ trung bình 80 km mỗi giờ, tốt nhất trong số chúng có thể vượt qua 1000 km mỗi ngày.

Tượng đài thứ ba về chim bồ câu chưa được xây dựng, nhưng chúng đã xứng đáng từ lâu nhờ đóng góp nổi bật của chúng vào nghiên cứu về cách định hướng của chim. Hóa ra, chẳng hạn, chim bồ câu có thể quay trở lại từ xa đến dovecote mặc dù loài vẹt đuôi dài mạnh nhất. Chim Myopic Các loài chim được tạo ra trong suốt thời gian thử nghiệm, đặt kính áp tròng mờ lên mắt, giúp phân biệt chỉ các đường viền của các vật thể gần nhất. Và với những ống kính như vậy, chim bồ câu đã được thả ra 130 km từ dovecote. Những con chim nửa mù bay lên và lao về nhà ở độ cao lớn, không nhìn thấy gì xung quanh chúng ngoại trừ một màn sương mù xám không thể xuyên thủng. Hầu như tất cả mọi người đều có thể đến nơi an toàn, mặc dù "cận thị" không cho phép tự tìm kiếm dovecote. Chim bồ câu hạ xuống trong bán kính 200 mét từ cô ấy và kiên nhẫn mong đợi để thoát khỏi ống kính gây phiền nhiễu.

La bàn chim

Khi một khóa học được biết đến, bạn có thể theo dõi nó trong một thời gian dài chỉ với sự trợ giúp của một la bàn. Tùy thuộc vào hoàn cảnh, các loài chim tự tin sử dụng la bàn La-tinh của ít nhất ba loại khác nhau. Vào ban ngày, những con chim có độ chính xác cao xác định vị trí của các điểm hồng y trên mặt trời. Điều này không được ngăn chặn ngay cả bởi một đám mây nhẹ miễn là nó vẫn cho phép bạn cảm nhận được vị trí của ngôi sao trên bầu trời. Vào ban đêm, ngôi sao la bàn Stellar đã đến để thay thế mặt trời và trong nghệ thuật xử lý nó, nhiều loài chim thực hiện di cư vào ban đêm cũng đạt được thành công lớn. Khi thời tiết xấu đi hoàn toàn và bầu trời phủ đầy mây xung quanh đồng hồ, một chiếc la bàn từ tính đến để giải cứu những du khách lông vũ, họ cũng xoay xở rất khéo léo.

Do đó, đối với câu hỏi du khách lông vũ "la bàn" sử dụng gì, các nhà khoa học có câu trả lời gần như toàn diện. Tình hình còn tồi tệ hơn cho đến nay với sự hiểu biết về bản đồ điều hướng của loài chim là gì và những phương pháp mà chúng sử dụng để đánh dấu vị trí của chúng trên đó. Nhớ lại rằng các thủy thủ đã học cách làm điều này thực sự chỉ với sự ra đời của các dụng cụ đo chính xác.

Trước hết, đồng hồ bấm giờ - một chiếc đồng hồ có tiến bộ rất chính xác, cho phép bạn theo dõi độ cao của các ngôi sao phía trên đường chân trời và góc phương vị của chúng tại một giờ được xác định nghiêm ngặt trong chuyến đi kéo dài nhiều tháng - đó là vị trí của chúng so với hướng bắc. Vị trí của các ngôi sao được xác định với sự trợ giúp của một sextant - một công cụ khá phức tạp, trong suốt ba thế kỷ qua, không một con tàu đường dài nào rời cảng. Để "có được một vị trí" của con tàu, cần phải thực hiện ít nhất hai phép đo độ cao hoặc góc phương vị của các ngôi sao - trong bất kỳ kết hợp nào.

Sau khi thu được các số liệu cần thiết với sự giúp đỡ của các bảng chuyển hướng, một phần giải phóng hàng hải từ các tính toán phức tạp, ông có thể xác định kinh độ và vĩ độ địa lý, mà con tàu đang ở thời điểm đo, với độ chính xác vài dặm. Chính xác hơn, nhưng phương pháp điều hướng đắt tiền hơn, cho thấy vị trí của một con tàu hoặc máy bay có độ chính xác hàng chục mét, chỉ có thể có được với sự ra đời của các phương tiện không gian.

La bàn mặt trời và sao

Do đó, theo vị trí của Mặt trời hoặc các ngôi sao trên bầu trời, bạn không chỉ có thể duy trì khóa học bằng cách sử dụng đèn chiếu sáng thay thế cho la bàn, mà còn xác định vị trí của bạn trên bề mặt hành tinh bằng cách sử dụng đèn chiếu sáng làm biển chỉ dẫn. Hiện tại, người ta đã xác định chắc chắn rằng các loài chim có khả năng bẩm sinh để sử dụng năng lượng mặt trời và ngôi sao, vì sự hiện diện của đồng hồ nội bộ chính xác, cho phép bạn chọn đúng hướng cho bất kỳ vị trí nào của các ngôi sao trong ngày.

Chim có thể sử dụng mặt trời và các ngôi sao để xác định vị trí?

Nếu sự phát triển của các hệ thống điều hướng chim sẽ đi theo con đường tương tự như sự phát triển của các vấn đề điều hướng, thì các loài chim sẽ phải tìm một sự thay thế cho đồng hồ bấm giờ, sextant, lịch và hơn nữa, nắm vững tổng hợp kiến ​​thức trong thiên văn học ít nhất là trong khối lượng của chương trình trung học. Sau đó, thấy mình ở một khu vực xa lạ, cùng một con bồ câu mang có thể xác định vị trí của nó so với ngôi nhà, đánh giá sự khác biệt giữa chiều cao của mặt trời và góc phương vị của các ngôi sao ở nơi mới và chiều cao được lưu trữ và góc phương vị của cùng một ngôi sao trong cùng một ngày và sau đó cùng thời gian trên dovecote bản địa.

Cách dễ nhất là chờ đợi ở một địa điểm mới cho sự khởi đầu của buổi trưa địa phương - thời điểm đỉnh cao của trung tâm Mặt trời. Sau đó, hai điều nên được thực hiện. Đầu tiên, hãy nhìn vào đồng hồ chạy vào giờ "về nhà" và thiết lập sự khác biệt trong thời điểm giữa trưa. Nếu Mặt trời lên thiên đỉnh trước 12:00, thì ngôi nhà vẫn ở phía tây, nếu muộn hơn - ở phía đông. Thứ hai, bạn cần nhìn vào Mặt trời và đánh giá chiều cao của nó trên đường chân trời. Nếu Mặt trời vào buổi trưa cao hơn ở nhà, thì số phận đã đưa bạn về phía nam, nếu thấp hơn - nam sang bắc (tất nhiên là ở Nam bán cầu, ngược lại).

Thoạt nhìn, mọi thứ đều đơn giản, nhưng trong thực tế, những khó khăn là không thể diễn tả được. Để sử dụng phương pháp này, ngay cả trong sửa đổi đơn giản nhất, bạn cần một lượng bộ nhớ lớn và độ chính xác đo cao nhất. Bộ não của các loài chim không có tài nguyên bộ nhớ như vậy. Ngoài ra, các phép đo cho mục đích điều hướng quá phức tạp để có thể thực hiện được bằng cách sử dụng mắt.

Ví dụ, ở vĩ độ của thành phố Simferopol, cứ sau 100 km đường đi, chiều cao của Mặt trời chỉ thay đổi 1 °, thời gian mặt trời mọc và mặt trời lặn - chưa đầy 5 phút, góc phương vị của Mặt trời - dưới 1,5 °. Sử dụng định hướng thiên văn dễ dàng hơn trong khoảng cách xa - khi nó giảm, các yêu cầu về độ chính xác của phép đo đang tăng đều đặn.

Các nhà nghiên cứu về loài chim đã làm việc chăm chỉ để tìm ra sự tương đồng trong các phương pháp điều hướng của chim và người. Nhưng tất cả các nghiên cứu theo hướng này vẫn chưa thành công. Nhiều khả năng, những con chim xác định vị trí của chúng trên bề mặt Trái đất và vẽ "bản đồ" của chúng theo những cách khác. Những cái nào - điều này vẫn còn được nhìn thấy trong tương lai. Đây là cách một chuyên gia nổi tiếng trong lĩnh vực di cư của loài chim nhìn thấy giáo sư St. Petersburg V.R. Dolnik: Hồi Chúng tôi phải thừa nhận, anh ấy viết, hệ thống điều hướng dẫn các loài chim đến một điểm - theo nghĩa đen nhất của từ này, trong đó chúng đã từng nhận được (hoặc từ đó chúng tiếp tục nhận được) một số thông tin.

Rõ ràng, giới hạn chính xác của các hệ thống mà chúng ta biết là cung cấp điều hướng thiên văn, địa từ hoặc lực hấp dẫn ở chim là 2-3 bậc độ lớn không đủ để điều hướng đến một điểm. Điều này một lần nữa (như trong nghiên cứu về chim bồ câu) đặt ra câu hỏi về một số yếu tố chưa biết cho phép chúng ta có nghĩa là điều hướng tuyệt đối, hoặc một yếu tố đã biết, nhưng một cách không biết sử dụng nó để điều hướng.