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Über den polaren Magnetismus eines Berges aus Chloritschiefer und Serpentin
Ihre schönen Versuche zur Verteilung des magnetischen Fluidums in bestimmten Körpern haben mir den polarisierenden Berg im Fichtelgebirge in Franken in Erinnerung gerufen, den ich 1796, als ich als Oberbergrat in jener Gegend war, bekannt gemacht habe und den Sie in mehreren Lehrwerken zur Geognosie erwähnt finden. Dieser Berg, den der Parallelismus seiner Magnetachsen so bemerkenswert macht, ist jüngst von zwei vorzüglichen Naturforschern, Herrn Goldfuß und Herrn Bischof, sehr eingehend untersucht worden. Hier folgen sämtliche Phänomene, die für Sie, mein Herr, von Interesse sein können, ebenso wie für die Gelehrten, deren Forschungen sich der magnetischen Ladung unseres Planeten widmen. Der Haidberg in der Nähe von Zell erhebt sich in einer weiten Hochfläche am Nordwestabhang des Fichtelgebirges, acht Meilen von der Stadt Bayreuth entfernt, rechts von dem Weg, der von Bayreuth nach Hof führt. Die Hochfläche liegt nach barometrischen Messungen 300 bis 350 Toisen über der Meereshöhe. Der Bergzug streicht von Südwest nach Nordost, genauer N. 60° O., über eine Länge von 1.200 Toisen. Diese Richtung zeigen die Ur- und Übergangsgebirge in jener Gegend am häufigsten. Der Haidberg zählt zu der Gruppe der Serpentine, die in Chloritschiefer und Hornblendeschiefer eingeschlossen sind, nicht zu jenen Serpentinen, die insbesondere zur Formation der Euphotide oder des Gabbro gehören. Mir ist sehr wohl bekannt, daß diese manchmal auch eingesprengte Hornblende enthalten. Bleibt man jedoch bei den allgemeinen Merkmalen, sind die beiden Gruppen deutlich unterschieden. Der Haidberg zeigt, folgt man seinem steil abfallenden Gestein von Südwesten nach Nordosten in der Längsachse des Bergzuges, im Süden echten Serpentin; in der Mitte Hornblendeschiefer, der in Talkschiefer übergeht; am Nordostende Chloritschiefer. Im Chlorit sind die Teilchen von Magneteisen mit bloßem Auge sichtbar; in den anderen Gesteinsarten findet man das Eisen, wenn man die Masse pulvert und mit einem Magnetstab bewegt. Die Schichten all dieser Gesteine verlaufen, wie ich oben sagte, parallel zur Längsachse des Bergzuges; sie fallen regelmäßig von 48° bis 54° nach Nordwest. Bei einer Entfernung von 20 Fuß wirkt der Berg auf die schlecht aufgehängten 2 Zoll langen Grubenkompasse. Bei 3 oder 4 Fuß Abstand werden die Pole der Nadel vollständig von Süd nach Nord und von Nord nach Süd gezogen. Herr Klaproth hatte aufgrund der chemischen Analyse der Serpentingesteine vom Haidberg geglaubt, die polare Kraft liege in vielen der Stücke nicht in den eingesprengten Teilchen Magneteisen, sondern in höchstoxydiertem Eisen, das die gesamte Masse tingiert; denn nach den Untersuchungen der Herren Vauquelin, Hisinger und John enthalten die Serpentine zugleich die Oxyde von Eisen und Chrom. Kürzlich glaubte man jedoch zu beobachten, daß die Gebirgsarten des Haidbergs, die den stärksten polaren Magnetismus hatten, auch diejenigen waren, deren spezifisches Gewicht am höchsten war. Dieses Gewicht variiert zwischen 2,78 und 2,45. In den Serpentinproben, deren spezifisches Gewicht 2,45 betrug, konnte man mit einem Magnetstab 13/100 an Teilchen Magneteisen herauslösen, während Proben von Hornblendeschiefer, deren spezifisches Gewicht 2,63 betrug, 24/100 anziehbare Teile enthielten. Die ersteren Proben (von Serpentin) wirkten kaum auf die Magnetnadeln; die letzteren (von Hornblendeschiefer) übten eine starke polare Kraft aus. Doch nicht die Intensität des Magnetismus des Haidbergs, sondern die Verteilung und der Parallelismus seiner Magnetachsen fesseln die Aufmerksamkeit des Physikers. Bei der ersten Entdeckung des Magnetberges hatte ich beobachtet, daß die Nordpole (im früheren, vor Herrn Haüy üblichen Sinne dieser Bezeichnung) alle am Südost-Abhang lagen und die Südpole am Nordwest-Abhang; also belegen die homonymen Pole denselben Abhang. Da der Haidberg eine gewisse Berühmtheit erlangte und man lange Zeit Proben seines Chlorit- und Serpentingesteins zugunsten der Schule für die Kinder von Bergleuten verkaufte, die ich in Steben eingerichtet hatte, wurde das sonderbare Phänomen der Verteilung der Magnetachsen von vielen Reisenden untersucht. Das endgültige Ergebnis ihrer Forschungen ist, daß der Parallelismus der Achsen am Nordost-Ende des Berges und in seiner Mitte konstant ist; daß er aber am Südwest-Ende wenig zu spüren ist, wo die Chlorit-, Hornblende- und Talkgesteine in echten Serpentinstein übergehen. Wenn man, sagt Herr Goldfuß, mit der Boussole in der Hand den Haidberg umrundet, um die Verteilung der Pole festzustellen, entdeckt man, daß die Indifferenzpunkte an den Nordost- und Südwest-Enden des Berges liegen (also an den Enden der Längsachse des Haidbergs, oder entlang der Linie, welche die Richtung der Schichten bestimmt). Daraus ergibt sich, daß sich die magnetischen Südpole alle am Nordwest-Abhang und die magnetischen Nordpole alle am Südost-Abhang des Gebirges befinden. Die Magnetachsen liegen senkrecht zur Richtung der Schichten. Am Südwestende des Haidbergs ist es fast unmöglich, den Parallelismus der Achsen zu bestimmen, weil sich schwach magnetische Massen (fast ohne jeglichen wahrnehmbaren polaren Magnetismus) dort mit Massen vermischt finden, die auf die Boussole keine Wirkung haben. Man kann dort nur mit abgelösten Proben Versuche anstellen. Da durch die Erschütterung die Position der Moleküle von Eisen, Kobalt und Nickel verändert wird, ändern sich auch ihre magnetischen Eigenschaften. Als ich die Lage der Magnetachsen des Haidbergs bekannt machte, äußerte ein berühmter Göttinger Physiker, Herr Lichtenberg, die Vermutung, daß diese Achsen durchaus auf Erdbeben zurückzuführen sein könnten, die während der großen Katastrophen unseres Planeten lange Zeit in derselben Richtung wirksam gewesen seien. Ich habe tatsächlich ein einziges Mal in Südamerika eine Veränderung der magnetischen Inklination in der Folge eines sehr heftigen Erdbebens zu sehen geglaubt. Die Intensität der Kräfte blieb die gleiche. Ich habe diese Art von Versuchen in Quito, in Riobamba und in Lima, wo die Erdbeben so häufig sind, oft wiederholt; doch ich habe nie eine erkennbare Veränderung der Inklination bemerkt. Auch Nordlichter verändern nicht immer die magnetische Deklination oder die Intensität der Kräfte. Es bleiben noch viele interessante Versuche zum Magnetismus dieses Berges zu unternehmen, auf welchen ich Ihre Aufmerksamkeit, mein Herr, lenken möchte. Ließe man Nadeln in bestimmten Entfernungen oszillieren, sähe man, ob die Intensität der Kräfte dieses kleinen Teils des Erdballs über eine lange Folge von Jahren hin gleich bleibt. Man wüßte auch gern, ob die Richtung der Magnetachse (ihr Winkel zum Meridian des Ortes) konstant ist, oder ob sie sich mit der Richtung des magnetischen Meridians der Umgebung verändert; es steht jedoch zu befürchten, daß die Vielzahl der homonymen Pole, die an den Nordwest- und Südost-Abhängen des Berges liegen, und die vegetabilische Erde, die das Gestein sehr ungleichmäßig bedeckt, eine exakte Bestimmung der Magnetachsen zu schwierig machen. Die Verschiebungen der Indifferenzpunkte, vor allem desjenigen gegen Nordost im Chloritschiefer, werden besser erkennen lassen, ob sich die Achse im Laufe der Jahrhunderte bewegt. Ich habe in meinen Werken oft auf eine in allen Zonen beobachtete geognostische Verbindung zwischen den talkerdehaltigen Felsarten und dem Magneteisen hingewiesen, das in diese Gebirgsarten eingesprengt ist und polaren Magnetismus besitzt; aber Massen, die in ihren kleinsten Bruchstücken eine so starke Polarität aufweisen wie die Chlorite des Haidbergs, sind viel seltener, als man meint. Man findet sie unter den Serpentinen (aus der Gruppe der Amphibolite), den Chlorit- und Talkschiefern, den Basalten und den Grünsteinen (Diabase oder Diorite, die Schichten im Übergangsschiefer bilden). Der polare Magnetismus der Gesteine, die einige eingesprengte Teilchen Magneteisen enthalten, ist oft viel stärker als der polare Magnetismus im Innern jener großen Massen von Magneteisenstein, die in den Urgebirgen Schichten bilden und nicht mit der Atmosphäre in Berührung stehen oder in der Nähe der Erdoberfläche liegen. Ich habe in den Kordilleren der Anden, in Quinche nahe Quito, schwarze und rote Obsidiane gefunden, die Pole hatten; und in der Nähe von Voisaco, zwischen Almaguer und Pasto, in 1.045 Toisen Höhe, einen Felsen aus Trachytporphyr, der im Kleinen fast die geichen Phänomene zeigt wie der Magnetberg in Franken. Dieser Porphyr von Voisaco (nördliche Breite 1° 24′) erhebt sich aus einem Terrain von Glimmerschiefer; er ist grau-grünlich und enthält wie die Übergangsporphyre Mexikos zwei Arten Feldspat, den gemeinen und den glasigen. Die Blätter des glasigen Feldspats sind von nadelförmigen Pyroxen-Kristallen durchzogen. Auch am Ostabhang des Chimborazo fanden Herr Bonpland und ich in 2.240 Toisen Höhe zwischen der Grenze des ewigen Schnees und dem kleinen Bergsee von Yanacoche eine Gruppe von Trachytporphyr in fünfeckigen Säulen, deren polarer Magnetismus in drei Fuß Entfernung auf einen kleinen Freiberger Grubenkompaß wirkte. Diese Porphyre enthalten nur wenige Teilchen Magneteisen. Besondere Umstände scheinen die ungleichmäßige Verteilung des magnetischen Fluidums zu beeinflussen, und ich denke, man kann keineswegs annehmen, die Intensität des polaren Magnetismus der Felsarten hänge einzig von der Menge an Magneteisen ab, das sich darin eingesprengt findet. Diese Frage der geognostischen Physik mag eines Tages würdig sein, mein Herr, Ihren Scharfsinn herauszufordern.
Paris, den 28. März 1824.
(Auszug aus einem Brief an Herrn Becquerel)