Carl Friedrich Gauß und der Erdmagnetismus
Auch wenn wir es nicht sehen können: Unsere Erde ist von einem Magnetfeld umgeben. Schon die Chinesen beobachteten vor mehr als tausend Jahren, dass magnetisierte Körper nach Norden weisen, und bauten erste Kompass ähnliche Geräte zur Orientierung bei der Seefahrt. Eine wissenschaftliche Erklärung für das Phänomen gab es allerdings nicht, über Jahrhunderte hinweg hielt sich die Legende von einem riesigen, gefährlichen Magnetberg im Norden. Der englische Arzt und Naturphilosoph William Gilbert konnte 1600 in einer Versuchsreihe zwar nachweisen, dass die Erde selbst die Ursache für die Ausrichtung der Kompassnadel ist. Die theoretische Grundlage zur Erforschung des Erdmagnetfelds schuf jedoch ein anderer: Carl Friedrich Gauß (1777-1855).
Gauß erforschte den Erdmagnetismus systematisch
Als Sohn eines Gärtners wuchs Gauß in ärmlichen Verhältnissen auf, erhielt jedoch wegen seiner außergewöhnlichen mathematischen Begabung im Alter von 14 Jahren ein Stipendium des Herzogs von Braunschweig, wodurch er an der Universität Göttingen studieren konnte. Er widmete sein Leben der Erforschung von mathematisch-physikalischen Phänomenen. 1828 forderte ihn der Naturforscher Alexander von Humboldt auf, sich dem Problem des Magnetismus zu widmen – eine Herausforderung, die Gauß gern annahm.
Zunächst entwickelte Gauß 1832 ein neuartiges Messgerät, das Magnetometer. Erst dadurch wurde die Messung der Stärke des Erdmagnetfeldes überhaupt möglich. In einem zweiten Schritt gründeten Gauß, sein Assistent Wilhelm Eduard Weber und Alexander von Humboldt das erste global vernetzte Wissenschaftsprojekt der Geschichte: den Göttinger Magnetischen Verein. Dieser koordinierte rund 50 Messstationen in Europa, Afrika, Asien, Amerika und in der Südsee, die in einem genau festgelegten Zeitmuster Daten zum Erdmagnetfeld und dessen Schwankungen sammelte. Gauß und sein Assistent werteten die Daten der ersten genauen Vermessung des Erdmagnetfelds aus und veröffentlichten die Ergebnisse in den beiden Werken „Atlas des Erdmagnetismus“.
Heute erforschen die Swarm-Satelliten den Erdmagnetismus
Nach denselben wissenschaftlichen Prinzipien, die Gauß zur Erforschung des Erdmagnetfelds einführte, gehen jetzt die drei neuen Swarm-Satelliten der ESA auf Mission: Sie sind allerdings mit feinsten Sensoren ausgestattet, von denen Gauß nicht einmal zu träumen wagte. Sie sind etwa eine Million mal genauer als das mittlere Erdmagnetfeld. Und die beträgt in Europa rund 0,2 Gauß.
Foto: Gottlieb Biermann / A. Wittmann