14
Aus dem Archiv der Deutschen Seewarte — 1889 No. 3 —
Gültigkeit unberechtigt ist, sobald man ohne sie, allein auf die beobachteten Thatsachen gestützt, zum
Ziele gelangen und damit gleichzeitig ihre Richtigkeit prüfen kann. Solcher Hypothesen kommen zwei in
Betracht: die Annahme, dass ein erdmagnetisches Potential existire und die zweite, dass die Ursache
desselben ihren Sitz ausschliesslich im Innern der Erde habe.
Besitzt der Erdmagnetismus überhaupt ein Potential? Diese Frage ist durchaus nicht unbedingt zu
bejahen. Soweit die magnetischen Kräfte von elektrischen Strömungen herrühren, haben sie in der That
innerhalb des von diesen durchflossenen Raumes kein Potential. Ein solches ist nur ausserhalb der
Strömungsgebiete und insoweit magnetische Massen wirksam sind, vorhanden; wenigstens gilt dies nach
unseren bisherigen physikalischen Erfahrungen. Die Möglichkeit, dass auch in diesen Fällen eine gering
fügige, bis jetzt nur wegen ihrer Kleinheit unbemerkt gebliebene Abweichung vom Potentialgesetz stattfinden
könnte, ist indessen wohl nicht ausgeschlossen. Die durch die Rotation der Erde bedingte Ver
schiedenheit in der Bewegung ihrer einzelnen Theile, eine nicht ganz vollkommene oder erst in messbarer
Zeit erfolgende Wirkung der magnetischen Kraft durch den Erdkörper hindurch — alles dies könnte
vielleicht einen Einfluss der angedeuteten Art ausüben. Jedenfalls erscheint es also geboten, die
Existenz des Potentials nicht von vornherein anzunehmen. Gauss, dem dies nicht entgangen ist, zeigt,
wie man auf Grund der Beobachtungen die Richtigkeit der Annahme eines Potentials prüfen kann, und
führt in einem Beispiel die Prüfung näherungsweise durch. Dieselbe beruht auf dem Satz, dass das über
irgend eine geschlossene Kurve erstreckte Integral
J T cos 6 ds
in dem T die Intensität der magnetischen Kraft und 6 den Winkel ihrer Richtung mit der des Kurven
elements ds bezeichnet, dann und nur dann den Werth Null annimmt, wenn überall auf der Kurve ein
eindeutiges Potential besteht. Ergiebt sich für jenes Integral ein von Null verschiedener Werth, so kann
man aus demselben, soweit er nicht auf Rechnung der Beobachtungsfehler zu setzen ist, einen Schluss auf
die Ursachen der Abweichung ziehen. Nimmt man den bisherigen. Erfahrungen entsprechend an, dass
solche Ursachen ausschliesslich elektrische Ströme sein können, so lässt sich nämlich die Gesammtintensität
der Strömung, welche irgend eine durch jene Kurve begrenzte Fläche durchdringt, bestimmen. Wird
dieselbe, in elektromagnetischen Einheiten gemessen, durch J bezeichnet, so ist
(2) J? 7 cos 8 ds — 4 n J.
Die positive Richtung von J ist nach derjenigen Seite der Fläche gewendet, von der aus gesehen die Kurve
bei der Integration entgegengesetzt der Bewegung des Uhrzeigers durchlaufen wird. Ausser der Gesammt
intensität lässt sich aus der Vertheilung der magnetischen Kräfte auf der Kurve nichts Wesentliches über
die Beschaffenheit der Strömung erkennen. Eine vollständige Bestimmung derselben innerhalb eines räum
lichen Gebiets ist nur möglich, wenn in dessen sämmtlichen Punkten die magnetische Kraft nach Richtung
und Grösse bekannt ist.
In Betreff der zweiten vorher erwähnten Hypothese ist Folgendes zu bemerken. Derjenige Theil der
erdmagnetischen Kraft, welcher ein Potential besitzt, möglicherweise also die ganze Kraft, kann aus dem
Potential in bekannter Weise berechnet werden, und umgekehrt ist dieses aus den Kraftkomponenten
bestimmbar. So lange letztere, wie es gegenwärtig der Fall ist, nur an der Erdoberfläche genau beobachtet
werden können, sind auch die Potentialwerthe nur für die Punkte dieser Fläche zu berechnen. Dies kann
nun unter Benutzung einer der horizontalen Komponenten ohne jede weitere Annahme in aller Strenge
geschehen. (Nur muss, wenn Y benutzt wird, ausserdem X für alle Punkte einer die beiden Pole ver
bindenden Linie bekannt sein.) Mit Hülfe der vertikalen Komponente allein ist das Gleiche jedoch nur
dann möglich, wenn man entweder weiss, dass der Sitz der erdmagnetischen Kraft nur innerhalb oder dass er
nur ausserhalb der Erdoberfläche zu suchen sei. Durch geeignete Benutzung aller drei Komponenten ist man
dagegen in der Lage, nicht nur zwischen diesen beiden Möglichkeiten zu entscheiden, sondern auch, wenn
ein Theil der erdmagnetischen Kraft im innern, ein anderer im äusseren Raume seinen Ursprung hat, diese
Theile gesondert darzustellen. Für die Untersuchung der periodischen Schwankungen des Erdmagnetismus