Die Magie des Magnetfelds

Nordlichter (Aurora borealis) entstehen durch die Kollision von Sonnenwindpartikeln mit Gasmolekülen in der Erdatmosphäre. Dies geschieht vor allem in der Nähe der Pole, wo das Erdmagnetfeld unseren Planeten nur unzureichend abschirmt.

Es war eine eigenartige Entdeckung, die die Chinesen gemacht hatten: Wenn sie mit bestimmten Steinen einige Male über eine Eisennadel strichen und diese dann frei beweglich aufhängten, richtete sich die Nadel immer in Nord-Süd-Richtung aus. Schnell erkannten sie, dass sich auf diese Weise ein nützliches Navigationsinstrument bauen ließ – der magnetische Kompass war erfunden. Allerdings streiten sich die Historiker, ob die Chinesen dieses Instrument tatsächlich schon 2500 v. Chr. einsetzten oder erst 270 n. Chr.. Die älteste schriftliche Überlieferung über die Benutzung eines Kompasses in Europa stammt aus dem Jahr 1190 n. Chr.. Anfang des 14. Jahrhunderts wurde diese „Wundernadel“ zu einer der wichtigsten Grundlagen, die es portugiesischen, spanischen und dann auch englischen Seefahrern ermöglichte, die Welt zu entdecken. Egal, ob Columbus, Magellan oder gänzlich unbekannte Abenteurer – kein Kapitän ging mehr auf große Fahrt über die Weltmeere, ohne einen Kompass an Bord zu haben.

Welche Kraft die Magnetnadeln ausrichtete – darüber rätselten die Gelehrten allerdings noch lange. Die Europäer glaubten zunächst, ein riesiger Magnetberg im Norden der Erde sei dafür verantwortlich. Und es wurde dringend davor gewarnt, sich dem Koloss auf Schiffen – die zum Großteil aus Eisen bestanden – zu nähern. Erste elementare Erkenntnisse gelangen dem Leibarzt der englischen Königin Elisabeth I., William Gilbert. Seine 1600 in London veröffentlichte Schrift „Über den Magneten“ ist ein Meilenstein der wissenschaftlichen Weltliteratur. Das Werk gab zum ersten Mal eine rationale Erklärung für die mysteriöse Eigenschaft der Kompassnadel, sich in Nord-Süd-Richtung auszurichten: die Erde selbst ist magnetisch. In seinen Experimenten benutzte Gilbert einen kugelförmigen Magneten als Modell. Indem er eine kleine Kompassnadel über dessen Oberfläche bewegte, reproduzierte er das Richtungsverhalten des Kompass auf der Erde.