Das Rätsel der Wundernadel

Schon in der Antike entdeckten die Griechen, dass es einige seltene Gesteine gab, die eine scheinbar magische Anziehungskraft auf alle Gegenstände aus Eisen ausübten. Seltsamerweise ließ sich diese Anziehung sogar übertragen: Strich man einige Male mit einem solchen Magnetstein über eine Eisennadel, begann auch sie, anderes Eisen anzuziehen.

alte Kompassdarstellung © NOAA

Im Jahr 1000 fanden die Chinesen heraus, dass eine solche magnetisierte Nadel, wenn sie frei beweglich aufgehängt wurde, sich immer in Nord-Südrichtung ausrichtete – der Kompass war erfunden. Bald breitete sich die Kunde von diesem neuen Navigationsinstrument auch bis nach Europa aus. Seefahrer wie Columbus, Vasco da Gama oder Magellan nutzten die neue „Wundernadel“ auf ihren Entdeckungsfahrten.

Doch was steckte hinter dem seltsamen Verhalten der Magnetnadeln? In Europa glaubte man noch bis weit ins 16. Jahrhundert hinein, es gäbe irgendwo hoch im Norden der Erde einen gewaltigen magnetischen Berg. Er sollte die Kompassnadeln dazu bringen, immer nach Norden zu zeigen, und – wehe dem, der ihm zu nahe kam – zog sogar ganze Schiffe an und ließ sie an seinen Flanken zerschellen.

Die Erde als Magnet?

William Gilbert, Leibarzt der britischen Königin Elisabeth der Ersten, war der erste, der eine stichhaltige Erklärung vorschlug. Nicht ein Berg oder eine Region sei für das rätselhafte Verhalten der Nadeln und Magnetite verantwortlich, die Erde als Ganzes musste ein Magnet sein. Für seine Studien nutzte er einen Klumpen Magnetgesteins als Modell für die Erde und beobachtete anschließend das Verhalten einer Eisennadel an verschiedenen Punkten auf der Oberfläche dieser „Terella“ – „kleinen Erde“.

Es zeigte sich, dass sich auch bei diesem Modell die Nadel wie ein kleiner Kompass verhielt. Sie zeigte immer in eine Richtung, neigte sich gleichzeitig aber unterschiedlich stark zur Oberfläche der Terella. Dieses als „Dip“ bezeichnete Phänomen war bereits von Kompassnadeln bekannt, erklären konnte man es allerdings nicht.

Erst Michael Faraday erkannte den Zusammenhang zwischen dem Verlauf von magnetischen Feldlinien und dem Verhalten der Kompassnadel: Offensichtlich verliefen die Linien des Erdmagnetfelds nahe dem Äquator nahezu horizontal und neigten sich immer steiler zu Erdoberfläche hin, je näher sie den Polen kamen.

Doch die frühen Geoforscher stießen bald an ihre Grenzen: Sie erkannten, dass die Erde so ähnlich wie ein gewaltiger Stabmagnet funktionieren müsse, konnten aber einige Phänomene mit diesem Modell nicht erklären: So beispielsweise die Tatsache, dass die Kompassnadel an vielen Orten der Erde nicht genau nach Norden zeigte, sondern leicht nach Osten oder Westen versetzt.

Nadja Podbregar
Stand: 15.12.2001