Erarbeitung und geophysikalische Interpretation einer zentraleuropäischen erdmagnetischen Zeitreihe aus historischen und modernen Quellen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Erforschung des Erdmagnetfeldes ist eine der ältesten naturwissenschaftlichen Disziplinen. Um mehr über das Erdmagnetfeld zu lernen, aber auch zum Zwecke der Navigation, wurden seit vielen Jahrhunderten Magnetfeldbeobachtungen durchgeführt. Dies geschah zunächst mit Hilfe von einem Magnetkompass, spätere mit eigens entwickelten Messinstrumenten. Eine Vielzahl von Beobachtungen erlaubt es heute, Modelle zur Dynamik des Erdmagnetfeldes seit ca. 1600 zu berechnen. Neben zahlreichen Daten aus marinen Logbüchern spielen hier die berühmten Messreihen der magnetischen Missweisung aus London (seit 1570) und Paris (seit 1541) eine wichtige Rolle. Die magnetische Missweisung wird auch magnetische Deklination genannt. Im Forschungsprojekt gelang es, eine ähnliche, auf München bezogene Messreihe der Deklination zusammenzustellen, die bis ins 15. Jahrhundert zurückreicht. Als Quellenmaterial wurden insbesondere Markierungen von Sonnenuhren, Kompassen und Aufzeichnungen von Messungen in Klöstern und Bergwerksgebieten herangezogen. Die Daten wurden analysiert, mit Paris und London verglichen und auf magnetische Jerks, das sind besonders ‚ruckartige‘ Magnetfeldänderungen, untersucht. Dies lässt Rückschlüsse auf dynamische Prozesse im Erdkern zu. Ein weiterer Ansatz im Forschungsprojekt war die Erschließung der Deklinationdaten aus den Jahren 1781 bis 1792, die im Beobachtungsnetzwerk der Societas Meteorologica Palatina der kurpfälzischen Akademie der Wissenschaften gemessen wurden. Die 38 Messstationen lagen über große Teile Europas verteilt, das Netzwerk hatte Ableger bis an den Ural, nach Grönland und Cambridge, Massachusetts. Ein Teil der Stationen hat die magnetische Deklination dreimal täglich gemessen und ein Datenbasis geschaffen, die in der modernen Literatur bislang ungenügend berücksichtigt wurde. Neben der Verwertung in der Münchener Referenzkurve für die magnetische Deklination, konnte nachgewiesen werden, dass die Daten ein deutliches Magnetfeldsignal aufgrund des ionosphärischen Stromsystems enthält. Das ionosphärische Stromsystem fließt in einer Höhe ab 100 km, wo die obere Atmosphäre durch die solare UV‐ Strahlung tagsüber ionisiert wird und damit elektrisch Leitfähig ist. Das Stromsystem lässt sich aus dem Vergleich von Magnetfeldmessungen während des Tages mit Werten in der Nacht identifizieren. Gerade dies ist durch die drei Messungen pro Tag möglich. Damit lassen die Magnetfeldmessungen der Societas Meteorologica Palatina potentiell eine Rekonstruktion der solaren UV‐Strahlung für 1781 bis 1792 zu. Dies ist ein Thema, an dem weiter geforscht wird.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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2005. A declination time series starting in 1782 for the Geomagnetic Obseravtory Fürstenfeldbruck (FUR), Germany. IAGA Scientific Assembly in Toulouse
Matzka, J.
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2006. Historic geomagnetic data from Central Europe: Extending geomagnetic time series back to the 18th century. European Geosciences Union General Assembly in Vienna
Matzka, J.
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2007. Analysis of geomagnetic observations made in Rome around the year 1790. IUGG Scientific Assembly in Peruggia
Matzka, J. and De Santis, A.
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2009. A historical declination curve for Munich from different data sources. Phys. Earth Planetery Inter. 177, p. 161‐172
Korte, M., Mandea, M. and Matzka, J.
