Wir wissen nicht sicher, wo und wann der Kompass das Licht der Welt erblickte. Das Phänomen des Magnetismus war in der Altzeit wohlbekannt, sowohl in China als auch im Westen. Aber die ersten Berichte über eine sich frei drehende magnetische Nadel sind nur wenig älter als 900 Jahre. Es scheint, als waren - wie so oft - die Chinesen die Ersten. In chinesischen Aufzeichnungen um das Jahr um 1090 n. Chr. herum finden sich die ersten Berichte über einen Kompass. Hundert Jahre später taucht der Kompass in Europa auf, wir wissen aber nicht, ob die Idee des Kompasses hier selbständig entstand oder ob sie von Osten kam. Im übrigen ist es interessant, sich zu merken, dass mit der gleichen Selbstverständlichkeit, mit der wir sagen, dass die Kompassnadel nach Norden zeigt, diese bei den Chinesen nach Süden wies.

In Europa bekannt wurde der Kompass während der wirklichen Renaissance der europäischen Naturwissenschaft. Im 12. Jahrhundert kam eine wahre Flut von Übersetzungen arabischer und griechischer Texte aus der Altzeit ins Lateinische, ergänzt durch jüngere arabische Schriften. Die Gedanken von Archimedes, Aristoteles, Euklid usw. inspirierten die gelehrten Kreise und machten dieses und das darauffolgende Jahrhundert zu einer spannenden Zeit. Eine der aufsehenerweckendsten naturwissenschaftlichen Schriften aus dieser Epoche handelt just von Magnetismus. Sie hat die Form eines langen Briefes (darum wird sie oft Epistola de magnete - Brief über den Magneten - genannt) und wurde im Jahre 1269 von dem Armeeingenieur Petrus Peregrinus an einen Kollegen während Kriegsoperationen in Italien geschrieben. Darin werden Theorie und Experimente im Zusammenhang mit Magnetismus sowie wichtige Begriffe wie magnetische Pole, Anziehung und Abstoßung zwischen solchen behandelt. Sie wurde jahrhundertelang studiert. Übrigens vertrat Petrus die Auffassung, das die Kompassnadel auf den Polarstern zeigt, während die allgemeine Auffassung jener Zeit darin bestand, dass es am Nordpol einen Berg aus Magneteisenstein geben müsse.

Der Kompass als Navigationsinstrument kam vermutlich im 14. Jahrhundert zur breiten Anwendung, und man nahm allgemein an, dass er tatsächlich gegen Norden zeigt. Aber im folgenden Jahrhundert wurde allmählich klar, dass das nicht so ganz perfekt war; es gab eine Abweichung von Norden, eine Missweisung. Der Kompass zeigte in Europa einige Grad nach Osten. Die ersten sicheren Zeichen dafür finden wir in tragbaren Sonnenuhren aus dem 15. Jahrhundert. Sie waren konstruiert als eine Kombination aus Sonnenuhr und Kompass, weil sie korrekt ausgerichtet werden mussten, wenn sie aufgestellt wurden. Die Ausführung einer solchen in der Mitte des Jahrhunderts in Deutschland hergestellten Uhr zeigt deutlich, dass man eine Missweisung des Kompasses kannte. Ebenso finden wir die Missweisung angegeben in deutschen Wegekarten aus demselben Jahrhundert. Entgegen der üblichen Auffassung, dass Christoph Kolumbus die Missweisung bei seiner ersten Fahrt nach Amerika im Jahre 1492 entdeckte, war das Phänomen demzufolge in Zentraleuropa früher bekannt als unter den Seeleuten.

Die Kompassnadel zeigt also ein wenig abseits des geografischen Nordpols, und diese Abweichung variiert abhängig davon, wo auf der Erde man sich befindet. Die Kartierung der Missweisung wurde wichtig für Seeleute, und die Portugiesen entwickelten dafür in den Jahren nach 1530 eine Technik, die auf Beobachtungen der Sonne basierte. Der Pionier dieser Technik war der Seeoffizier João de Castro (1500 - 1548). In seinen ungewöhnlich präzisen und inhaltsreichen Logbüchern gibt es aus den Jahren 1538 bis 1541 eine Reihe von Missweisungsmessungen hoher Qualität. Das Verfahren wurde danach auf zahlreichen Reisen über alle Meere angewendet, und dank dieser Kartierungen, ergänzt mit einem Teil landbasierter Messungen, können wir uns ein einigermaßen gutes Bild vom Magnetfeld der Erde bis ins 16. Jahrhundert zurück machen. Indirekt können wir auch abschätzen, wo die magnetischen Pole gelegen haben müssen.

In der zweiten Hälfte des 16. Jahrhunderts gewann man Klarheit über eine weitere Besonderheit der Kompassnadel: Wenn man ihr erlauben würde, sich um eine waagerechte Achse zu drehen statt um eine senkrechte (wie in einem Kompass), so würde sie schräg zum Boden zeigen. Eine entsprechende unmagnetische Nadel würde das nicht tun. Nun lagen ausreichend viele Fakten auf dem Tisch: die Missweisung, die Neigung der Magnetnadel und die wechselseitigen Kräfte, die zwischen Magneten wirken. In einem Buch, welches in London im Jahre 1600 herauskam, wird die Schlussfolgerung gezogen: Die Erde ist ein großer Magnet! Das Buch ist bekannt unter dem Namen De magnete - Über den Magneten - (der eigentliche Titel ist viel länger) und wurde geschrieben von dem Engländer William Gilbert (1540 - 1603). Er war ein bekannter Arzt in England unter Königin Elisabeth I., und er wurde im Jahre 1601 zu deren Leibarzt berufen, bevor ihn die Pest zwei Jahre später dahinraffte.

In De magnete nimmt Gilbert den Faden von Petrus Peregrinus' Epistola auf , geht Magneten und deren Eigenschaften durch, behandelt magnetische Pole, beschreibt Missweisung und Neigung und schließt damit, dass die Erde dieselben Eigenschaften hat wie ein kugelförmiger Magneteisenstein (Abbildung unten). Das Buch erweckte beträchtliches Aufsehen und wurde von Galilei und Kepler gelobt, während kirchliche Kreise nicht ganz so begeistert waren, weil Teile davon als Stütze der Theorie des heliozentrischen Weltsystem vereinnahmt werden konnten. Heute wird De magnete als die erste moderne naturwissenschaftliche Abhandlung angesehen, und sie repräsentiert den Beginn des Geomagnetismus als systematisches Fach. In De magnete wird der Erde eine neue Eigenschaft gegeben. Bisher hatte man nur die Form und Größe gekannt. Nun hatte sie zwei neue Pole, die magnetischen. Diese Pole mussten irgendwo in der arktischen und antarktischen Gegend liegen. Aber wo genau, konnte niemand sagen.

Gilberts Zeichnung, die zeigt, wie Magnetnadeln sich auf einer magnetischen Kugel aufstellen. Am magnetischen Äquator liegen sie längs der Oberfläche, mit der Entfernung vom Äquator neigen sie sich mehr und mehr, bis sie am Pol senkrecht stehen	Eine moderne Version von Gilberts Model mit einem Magneten im Erdinneren als Quelle des Magnetfeldes. Die Magnetnadeln sind ersetzt durch Feldlinien, die von Pol zu Pol gehen.

Gilbert hatte das Fundament gelegt, und die aufbauende Arbeit konnte beginnen. Das Magnetfeld der Erde wurde langsam, aber sicher kartiert. Die erste Karte über die Missweisung kam 1701 nach einer umfassenden wissenschaftlichen Seereise des englischen Astronomen Edmond Halley (1656-1742) heraus. Nicht ganz zufällig war dies eine Karte über den Atlantik. Gute Navigation war für die Großmacht England von zentraler Bedeutung, ökonomisch wie auch militärisch. Es zeigte sich im Laufe des 17. Jahrhunderts, dass das Magnetfeld nicht konstant war; die Missweisung änderte sich langsam von Jahr zu Jahr. Und so wurde es wichtig, diese nicht nur zu kartieren, sondern auch die Karten aktuell zu halten. Das Wissen über die Polargebiete wuchs ebenfalls beträchtlich in dieser Zeit, und Messungen des Feldes in diesen Strichen wurden zugänglich. Damit war die Grundlage gegeben für begründete Ideen bezüglich der Position des magnetischen Nordpols. Halley meinte, dieser läge an einer Stelle nördlich von Spitzbergen.

In 1811 schrieb Det Kongelige Danske Videnskapers Selskab (Die Königliche Dänische Gesellschaft der Wissenschaften) eine Preisaufgabe aus: "Kann das Magnetfeld der Erde durch eine Magnetachse beschrieben werden, oder sind dafür mehrere erforderlich?" Einer derjenigen, die eine Lösung einsandten, war der junge Norweger Christopher Hansteen (geb. 1784). Seine Antwort erweckte Aufsehen und trug stark dazu bei, dass er im Jahre 1816 zum Professor an der Universität zu Christiana (heute Oslo) berufen wurde. Hansteen wurde bald eine bedeutende Figur in der norwegischen und internationalen Wissenschaft, leistete darüber hinaus einen umfassenden Beitrag in vielen Bereichen in der norwegischen Gesellschaft bis zu seinem Tod im Jahre 1873. Die Beantwortung der Preisaufgabe kam 1819 in erweiterter Form als Buch heraus unter dem Titel Untersuchungen über den Magnetismus der Erde. Hierin sammelt er den größten Teil der Magnetfeldbeobachtungen, die bis dahin gemacht wurden, zeichnet er Karten und versucht, ein mathematisches Modell aufzustellen, mit dem das beobachtete Feld mit Hilfe von Magneten im Inneren der Erde beschrieben werden kann. Er zeigt, dass ein Magnet nicht ausreichend ist, um die Form des Feldes zu erklären, sondern zwei dafür erforderlich sind, und dass in der Konsequenz die Erde vier magnetische Pole hat statt zwei. Die zwei neuen, schwachen Pole platzierte er nördlich von Sibirien und im südöstlichen Stillen Ozean. Die alten, starken legte er weit in den Norden Amerikas und in die östliche Antarktis. Die magnetischen Verhältnisse in Sibirien übrigens interessierten Hansteen stark, und er ging auf eine lange Reise dorthin in den Jahren 1828 - 1828. Leider wurden seine magnetischen Messungen von dieser Reise niemals ausgewertet.

Ein wichtiger Aspekt von Hansteens Buch war der Versuch, ein mathematisches Modell des Magnetfeldes aufzustellen. Mittels eines solchen Modelles könnte man im Prinzip die Missweisung, die Neigung und die Stärke des Feldes an jedem beliebigen Punkt der Erde berechnen. Hansteens Beschreibung hatte indes keinen langen Bestand. Der große deutsche Mathematiker Carl Friedrich Gauß (1777 - 1855) griff das Problem mit der gewohnten Eleganz auf und präsentierte im Jahre 1838 eine mathematische Beschreibung, die heute noch verwendet wird. Gauss spekulierte nicht darüber, was im Erdinneren sein müsste; er entwickelte lediglich ein Modell, welches die beobachteten Daten bestmöglich beschrieb. Dem Problem, wie das Erdmagnetfeld gebildet wird, begann man sich erst hundert Jahre später zu nähern. Im Modell von Gauß waren die zwei zusätzlichen Pole von Hansteen entfallen, sie fanden sich nur als signifikante Unregelmäßigkeiten in einem dominierenden Zweipolfeld wieder.

Der Seeweg nach Osten nördlich um Amerika herum war über Jahrhunderte ein Traum für Handelsleute und Geografen. Allmählich wurde diese nördlichen Küsten kartiert. Einer der vielen Kartografen war der Engländer John Ross (1777-1856), ein erfahrener Polarreisender, der 1829 zu einer Expedition aufbrach, um die nördliche Seeroute zu finden. Wie so viele zuvor fuhren sie sich in einem Irrweg fest in den schwierigen Gewässern des nördlichen Kanadas. Vier Jahre lang blieben sie dort, bevor sie sich nach Hause retten konnten. Der Vizebefehlshaber der Expedition war James Clark Ross (1800-1862), ein Neffe von John Ross. Als sie nun im Packeis festlagen, nutzte er die Gelegenheit, die Position des magnetischen Nordpols zu bestimmen,als sie meinten, in dessen unmittelbarer Nähe zu sein. Messinstrumente für das Erdmagnetfeld hatten sie - wie gewöhnlich auf Expeditionen jener Zeit - mitgebracht. Und es gelang. Bei 70°5' Nord, 96°47' West stand das Magnetfeld so senkrecht zur Erde, wie es die Genauigkeit der Messgeräte zu messen nur zuließ. Die geografische Position des magnetischen Nordpols war zum ersten Mal bestimmt. Vom eigentlichen Ziel der Reise, der Nordwestpassage, waren sie weit entfernt, aber der magnetische Nordpol als Trophäe war auch nicht wenig, und sie ernteten bei ihrer Heimkehr großen Ruhm. John Ross wurde geadelt, und die Halbinsel, auf der der magnetische Pol lag, wurde Boothia Felix benannt, nach dem Gin-Produzenten Felix Booth, dem Sponsor der Expedition. James Clark zog auf neue Abenteuer hinaus, unter anderem in die Antarktis, wo er versuchte, den südlichen magnetischen Pol zu finden. Das ohne Glück, aber er konnte seinen Namen in den Karten verewigen in Form des Rossmeeres, und nach seiner Heimkehr durfte auch er seinem Namen das "Sir" hinzufügen. Die Vorstöße zur Nordwestpassage setzten sich fort und erreichten einen dramatischen Höhepunkt mit der Franklin-Katastrophe in den 1840-er Jahren, als 129 Menschen in der Tundra am magnetischen Pol den Tod fanden.

Eingangs des 20. Jahrhunderts war der größte Teil der Nordwestpassage einigermaßen kartiert, und Roald Amundsen mit seiner bescheidenen Jacht Gjøa konnte mit der Reise 1903-1905 die Ehre der ersten Durchsegelung für sich beanspruchen. Aber Amundsens Expedition hatte einen doppelten Zweck. Er schreibt in seinem Buch über die Nordwestpassage: "Ich möchte meinen Kindheitstraum von der Nordwestpassage verbinden mit dem an und für sich wissenschaftlich weit wichtigeren Ziel: die gegenwärtige Position des magnetischen Nordpols zu bestimmen." Ross kam zu Ehre, indem ihm der magnetische Nordpol in die Hände fiel. Amundsen sicherte seinen Plan mit Wissenschaft ab. Er nahm die wissenschaftliche Aufgabe ernst und ging systematisch und gründlich zu Werke. Er studierte zusammen mit dem Maschineningenieur Gustav Juel Wiik Geomagnetismus bei den weltführenden Experten in Deutschland und bekam dort auch spezialangefertigte Messinstrumente. Zusammen mit Axel Steen vom Norwegischen Meteorologischen Institut reiste Amundsen im Sommer 1902 entlang Norwegens, um praktische Übung mit den Messgeräten zu erlangen. Weiter in der Nordwestpassage wählte er einen Überwinterungshafen auf King William Land nahe des magnetischen Pols. Die Neigung des Feldes betrug ganze 89,4 Grad. Dort richtete man das komplette geomagnetische Observatorium ein, mit welchem man zusammenhängend über 19 Monate hinweg Messdaten erfasste. Eine wirklich beeindruckende Leistung, wenn man bedenkt, dass die Erfassung auf fotografischem Papier erfolgte, welches täglich ausgetauscht und entwickelt werden musste. Das Frühjahr 1094 wurde Feldmessungen gewidmet, um die genaue Lage des Pols zu bestimmen, so präzise es überhaupt nur möglich war. Das war nicht einfach und erforderte Geduld; die magnetischen Störungen mit der Sonne als Quelle - oft Magnetsturm genannt - zogen rund um das Gebiet am Pol, so dass die Aufgabe der Jagd nach einem Gespenst in der Tundra glich. Aber es gelang Amundsen, und er fand heraus, dass sich der Pol gegenüber der von Ross festgestellten Position nach Norden verschoben hatte. Amundsens Expedition ist überhaupt zu rühmen für die Durchführung seiner wissenschaftlichen Aufgaben im Hinblick auf den Geomagnetismus.

Im Sommer 1905 brach man ab und segelte das letzte Stück weiter in bekannte Fahrwasser, jedoch musste man noch einmal an der Nordküste von Alaska überwintern. Dass die wissenschaftliche Aufgabe ernst genommen wurde, wurde hier ein weiteres Mal demonstriert, indem das magnetische Observatorium noch einmal aufgestellt und den Winter über betrieben wurde. Leider fand Wiik hier sein Grab.

Schließlich, im Frühjahr 1906, konnte man Triumph feiern. Nach 400-jähriger Anstrengung war die Nordwestpassage durchsegelt. Magnetische Beobachtungen und anderes wissenschaftliches Material wurden verpackt und nach Norwegen geschickt. Amundsen war bald zugange mit neuen kühnen Projekten und überließ die langwierige wissenschaftliche Bearbeitung anderen. Diese zog sich hin. Erst 1929 kamen die wissenschaftlichen Ergebnisse heraus; der magnetische Pol hatte sich von 1831 bis 1904 um 50 Kilometer nach Norden verschoben.

Das nächste Mal, dass der Pol bestimmt wurde, war 1948. Die Zeit der großen, jahrelangen Expeditionen war vorüber. Mit dem Flugzeug konnte der magnetische Pol innerhalb von Stunden erreicht werden. Der Pol, der nunmehr in Kanada liegt, wird von den Kanadiern alle paar Jahre vermessen. Seit den Tagen von Amundsen und Ross hat der Pol auf seiner Wanderung deutlich Fahrt aufgenommen und bewegt sich heute mit 11 Kilometern pro Jahr nordwärts.

Wo war der magnetische Pol früher und wohin wandert er? Ziehen wir alle Observationen vom 16. Jahrhundert bis heute heran und wenden das Gauß'sche Modell an, stellen wir fest, dass der Pol von Norden her durch Kanada wanderte und nun wieder auf dem Weg zum Polarmeer ist.. Geologen finden Spuren des Magnetfeldes der Vorzeit in vielen Gesteinsarten und können uns erzählen, dass der magnetische Pol seit Millionen von Jahren rund um das Polgebiet umherwandert. Das wird sich wohl fortsetzen. Jedoch manchmal geschieht etwas überraschendes. Faktisch ist der gegenwärtige Nordpol ein Südpol in magnetischem Sinne. Das hat zwar historische Ursachen, aber das ist nicht immer so gewesen. Ab und zu tauschen die Pole ihren Platz! Im Laufe der letzten 5 Millionen Jahre kam das ca. 25 Mal vor, das letzte Mal ist ungefähr 720000 Jahre her. Und es wird mit Sicherheit wieder geschehen, wir wissen nur nicht, wann. Der Dynamo im Erdinneren ist unstabil, manchmal wird das Feld schwach, verliert seinen Zweipolcharakter und entsteht wieder mit entgegengesetzten Polen. Man nahm an, dass der Übergang einige tausend Jahre dauert, aber seit kurzem erheben sich Stimmen, die meinen, dass es viel kürzer dauert. Was für eine Verwirrung wird das geben, wenn sich die Kompasse auf der ganzen Welt um einen halben Kreis drehen!

Erstpublikation in: "Ultima Thule", Ravnetrykk no. 7, Universität zu Tromsø, 1996 Übersetzung aus dem Norwegischen durch Ralph Leucht, Deutschland, 2012