A földmágnesség és kísérő jelenségeinek oki magyarázata már kívüle esik a mathematikai földrajznak, mely csak a tüne
mények leírását köteles adni, de teljesség szempontjából nem mellőzzük ezt sem.
Minden nép meséjében szerepelnek mágneses tömegek, melyek a mondottak folytán ugyan nem atfractive, hanem csak irányítólag hatnak. Az ezekbe vetett hit oly erős volt, hogy Ptolomaeus is szükségesnek tartotta ezek helyzetének meg
határozását ; szerinte Taprobane sziget közelében találhatók.
Ily tömegek tényleg vannak; mellőzve az előbbi fejezetben mondottakat, gondoljunk csak Magnesia városára és az újab
ban Lapplandban Luleá-ban talált óriási méretű mágnes vas- érczhegyre. A hóvíz üledékében is fordulnak elő apró vas- gömböcskék gyenge mágneses hatással, és Nordenskiöld és Tissandier az északi hómezőkön található mágnesgömböcské- ket kosmikus eredetűnek ismerik fel. Fracastor és Normann
tehát a declinatiótűt irányító pontot a Földbe helyezte, és ugyanígy járt el Gilbert és Ga l il e i, a kik a Földet valóságos mágnesnek tekintették. Columbüs, Paracelsus és Cortez azon- f bán azt hitték, hogy a mágneses pólus az égen van, közel a világpólus szomszédságában. Igen eredeti felfogása van Ha lle y- nak, melyet sokkari később Steinháuser német physikus men
teni és felújítani iparkodik. Eszerint a Föld kérge által bezárt üregben egy intratellurikus mag forog, egy valóságos belső bolygó, melynek a Föld kérgéhez való különböző állásából keletkeznek a mágneses ingadozások; a tengelyforgás ideje mintegy 440 évet venne igénybe. Ugyanezen hypothezis már a ŰAUSS-féle elmélet után is felelevenedett még egyszer. Ha a
* belső magot az újabb felfogás értelmében a felületi sebesség
nek csak -^--ával kisebb sebességgel forgatnék, ez Ra ulin
szerint már elegendő volna az eddig megfigyelt saeculáris változás magyarázatára.
Ismeretes physikai törvényekre támaszkodnak a követ
kező feltevések:
Ampére szerint a Földet számtalan elemi elektromos áram futja körül, a melyek a mágnességen kívül egyszersmind a Föld belső melegét is adnák. E hozzátevés nélkül az Ampére- féle nézet meglehetős általánosan elfogadott, de az ismeretlen ok most az áramok okára van áthárítva.
Wettstein és Gringmuth szerint a Föld egyes részei kü
lönböző szögsebességgel mozognak — különösen állna ez a Föld belsejét tevő gázm agra— a mi által elektromos áramok keletkezhetnek.
Perry és Ayrton a Földet statikai elektrom ossággal meg- töltöttnek gondolja, mely term észetesen csak a felületre oszlik el. Ha statikai elektrom ossággal megtöltött vezetőt mozgatunk, akkor az elektrom osság az áramló elektrom osság minden saját
ságát mutatja, mint ezt RowLAND-nak Helmholtz laboratóriu
mában eszközölt kísérletei m utatják. A reciprocitás elve folytán ugyanis mechanikailag tovavitt elektrom osság éppen úgy visel
kedik, mint áramló elektrom osság. A Föld forgása kö vetk ez
tében az E mennyiségű statikai elektrom osság tehát elektro-sin ©
mágneses hatást nyer, melynek potentiálja f c o E—— ahol oj
a forgás szögsebessége és <p a hely geographiai szélessége, míg p annak vezérsugara. Ezen felfogás esetleg a GAüss-féle elmé
letnek m élyítésére is szolgálhat, különben ism ét találkozunk vele Siemens neve alatt is.
Faraday a földmágnesség székhelyét a légkör oxygéniu- mában látja, Parker mágnességet és gravitatiót egyesít, de kosmikus faktoroknak is enged befolyást, és Sk a lw e it a va- riatiókat csak mágneses faktorokra szeretné visszavezetni.
Kissé magasabb tudományos színvonalon állanak azon hypothezisek, melyek a földi áramokból indulnak ki. Lamont
szerint a Nap s a bolygók állandó elektromos töltéssel bírnak, melyek a Föld elektromosságára tengerjárásforma hatással lehet. A földi áramok ugyanazon kutató szerint a földfelületi statikai elektromosságnak kiegyenlítődése, a miből azon tény is magyarázható, hogy villámcsapások a közelben ez áramokat mindig erősítik.
Zöllner a Nap felületén észlelhető és a Föld belsejében meglévő áramlásokat fekteti alapul. Ez anyagátvitelek vagy driftáramlások elektromos áramokat, az úgynevezett
convectió-áramokat, váltják ki. Ha ugyanis két egyenlő anyagú lemezt valamely folyó gyorsabban és lassabban folyó vizébe mártunk s ezeket vezetőleg összekötjük, akkor tisztán az áramlás miatt, eltekintve minden chémiai hatástól is, elektromosságot kapunk, melynek iránya túlnyomóan a folyadék áramlásirányába esik.
A Föld felületén, még pedig annak északi félgömbjén, a felső passát ily folyadékáramlás, mely déltől nyugotra tartó áramot létesít; a Föld belsejében ennek következtében az áram kör
útja észak-kelet irányban bezárul, s ezen belső áram az, melyre a földmágnesség visszavezethető. Egy támpont már az is, hogy a GAüss-féle elmélet értelmében a mágnesség székhelye főleg a Föld belsejében keresendő. A belső áramlás lassú változása, mely számára még elmélettel nem szolgál a tudomány, a sae- culáris változás oka lehetne. Támogatja e hypothezist azon körülmény is, hogy az isoklinok, isodynamok és egyensúlyi görbék mind az erősen nyűgöt felé eltérített tengeri vagy lég
köri aequatoráramlatok jellegével bírnak.
ZöLLNER-rel egyidőben beszél ily felfogásról Menzer is, sőt ő a szárazföldek configuratiójából meg is határozza a földi áramnak mindenkori irányát, s ez alapon meghatározza a Föld mágneses északi pólusát; ez Menzer szerint 289° 37' 28".5 E ferrói hosszúság és + 69° 11' 53".8 szélesség alatt fekszik, míg Hansteen ugyanezen számokat 290° 21' és -f- 69° 30'-ben álla
pítja meg. A megegyezés mindenesetre feltűnő nagy. Ezen felfogásból igen egyszerűen adódik azután az összefüggés mág
neses háborgás és földrengés vagy vulkánikus kitörés között, különösen pedig az is, hogy a háborgások a napi variatiókat erősítik, és adódik e háborgások tovaterjedési módja parallel- és meridiánkor mentén. Továbbá azonban nagyon érthetővé teszi azon összefüggést is, mely a mágneses görberendszer és a földkéreg tektonikus szerkezete között fennáll. Minden tekto
nikus vonal természetszerűen eltéríti a földi áramokat, a mi nem maradhat látható mágneses hatás nélkül a földfelületen.
De ez elmélet még többet is tesz, a mennyiben a szük
séges kosmikus okokat is ugyanezen alapon hozza be. A Nap ugyanis ugyanazon oknál fogva mágneses test; ha ugyanis a folyadék a Napon éppen úgy viselkedik, mint a Földön, akkor a Nap és a Föld mágneses pólusai ellentétesen fekvők. A Nap ugyanis nem bír még, mint a Föld szilárd kéreggel, tehát más
irányú áramlás jön létre, inig' a tengelyforgás iránya mindkét égi testnél ugyanaz. A Napon tehát a Földével megfelelő helyen negatív pólus jön létre, ha a Földön positiv pólussal van dol
gunk. Egészen általánosan mondhatjuk tehát, hogy minden tengelyforgással bíró égi test mágneses pólusokkal bír, melyek az árameltérítés miatt nem esnek össze a forgás pólusaival.
A hűlés folyamán a polárosság jelváltást mutat, úgy hogy izzó folyós világtest polárossága ellentétese a már elkérgese- dettnek. A mágnesség elenyészik kétszer: a jelváltás idejében, tehát a változó csillagok állapotában és a teljes megszilárdulás után, ha ugyan esetlegesen mágneses érczek jelenlétét nem tételezzük fel.
A napfoltmaximum alkalmával az áramlások kimutatha- tólag sebesebbek és több súrlódással is járnak, a belőlük ke
letkező convectióáramok erősebbek és a Nap mágnessége is az. így tehát a kapcsolat a foltok számával és a mágneses variatiókkal megvan, sőt ugyanazon okra van visszavezetve, melyre a földmágnességet egyáltalában fektettük. Az északi fény szintén kapcsolatba hozható így a napfoltok gyakoriságá
nak periódusával, ha ezt mágneses inductió által magyaráz
zuk. Ez érthetővé teszi azon már említett körülményt is, hogy Hornstein a tű variatiójából képes volt levezetni a Nap ten
gelyforgását.
E hypothezis, mely lényegbe nem vágó módozatokkal tekintélyes elterjedésnek örvend, kissé más alakban Siemens
WERNER-nél is előfordul, a ki ily módon a Nap mágnességét William fivérének a Nap energiájának megmaradása elméleté
vel kapcsolja össze. A Nap forgási tengelye mentén — a hol csak tömegvonzó erő van, de centrifugális erő nincs — a világ
űrből behatolnak az ott lebegő dissociált anyagok. A bejutott anyag sűrűsödik, elég, és a pólusoktól az aequator felé nyo
mul ; eközben surlódik a forgó Nap testéhez, elektromossá válik és az aequatori centrifugális erő által ismét a térbe szóródik. Innen a Nap magas elektromos potentiálja, melynek feltételezését az üstökösök jelenségei is teszik szükségessé.
A földmágnesség eszerint tehát talán nem más, mint elektro- dynamikai következménye a Föld elektromos töltésének és tengelyforgásának a Nap befolyása alatt. A Nap influáló hatása természetesen nagyobb a Nap felé fordult oldalán és leginkább
a cseppfolyó izzó, tehát jól vezető földalatti tömegek felületén található. Ugyanezt állította más szavakkal — mint láttuk — Lamont is, és innen érthető a Nap okozta napi variatió is tel
jesen. Miután Kreil megfigyelései szerint a Hold is hasonló hatással bír, a felhozott okok minden valószínűség szerint o reá is vonatkoznak.
E helyen czélszerűnek tartom megemlíteni, hogy pul- kowai megfigyelések szerint az egyes bolygók mágneses be
folyását is sikerült kimutatni a mágnestűre.
Az északi fényre vonatkozólag is számos hypothezisünk van, a melyekből természetesen eleve is kizárandó minden, a mi a mágnestűre való hatást figyelmen kívül hagy. Az északi fény is, miként a mágnesség, általános kosmikus jelenség, és azon phosphoreskáló fény, mely a Vénus-bolygó sötét oldalán látszik az alsó conjunctió ideje körül, újabb vizsgálódások sze
rint minden valószínűséggel északi fény nyel azonosítható. Ezen gondolatnak már Kant is adott kifejezést, midőn mondja, hogy a Földnek van egy jelensége, mely az üstökösök csóvájának kiterjedésével azonosítható, t. i. az északi fény. Ebben legalább implicite a tünemény elektromos volta már kifejezést talál.
Halley és utána Celsius állította először, hogy az északi fény mágneses jelenség: Ussher felfedezte a vonatkozást a sarki fény egyes részei és a mágneses erő között, hogy a fényív a mágneses meridiánban terjed, a korona a mágneses zenith körül képződik s sugarai az inclinatiótűvel párhuzamosak. Humboldt
meg éppen odáig ment, hogy az északi fényt és a mágneses zivatart egymástól elkülöníthetetlennek tartotta. Elektromos természetére Arago következtetett azon tapasztalatból, hogy a sarki fény a táviratozást gátolja, még pedig legjobban a mágneses meridiánra merőleges vezetékekben. A zivatarok napi periódusa azonban független a sarki fényétől; az évi periódusok úgy vágnak össze, hogy az egyik jelenség maxi
muma a másik minimumának felel meg.
Halley felfogásában a földmágnességet gerjesztő intra- tellurikus bolygó mágneses folyadéka kisugárzik a póluso
kon. Canton az elektromos tojással való analógiából indul ki, Priestley, Lichtenberg és Franklin a póluson felhalmozott elektromosság lassú kiegyenlítődésére gondolnak. De la Rive
hypothezise szerint a felső passat positiv elektromosságot
visz a negatív töltési! poláris levegőréteghez, s ezen gondolat alapján sikerült neki mesterséges északi fényt is létesíteni, sőt annak koronáját és mozgását is utánozni. Hogy a sarki fényben szereplő elektromosság forrása a passát súrlódása, azt Mayer Róbert, Secchi és Kellet is gondolták s Fritz
szerint ennek s a zivatar elektromosságának egy és ugyan
azon forrása van.
Elektromágneses vagy áramló elektromossággal operáló feltevések a következők: Muncke szerint a Föld nagy thermo- elemnek tekinthető, melyre a Nap melege hatást gyakorol.
Faraday felfedezését az unipoláris inductióra vonatkozólag Edlund használta föl Weberegy kísérlete alapján: ha ugyanis valamely mágnest gyorsan forgatunk tengelye körül, akkor pólusa és aequatora között elektromos áram keletkezik, mely
nek iránya a forgás irányától függ. A Föld tényleg ily forgó mágnes, melyet jól vezető kéreg, és alsó rétegeiben rosszul, felső rétegeiben ellenben igen jól vezető levegő borít. A positiv elektromosság a magasba száll, s az emelkedés erélye leg
nagyobb az aequator alatt, elenyésző a póluson. Tehát ismét a de la RivE-féle elmélethez állunk közel, persze most egészen más alapon. Alacsony szélességek alatt a kiegyenlítődés min
dig szikra alakjában, zivatar útján történik, s ezért a zivatart aequatorfénynek is lehetne nevezni. De minél kedvezőbb a lassú kiegyenlítődés feltétele, annál inkább közeledik a jelen
ség a GEissLER-féle cs.őben észlelhető fénytüneményhez. Köze
pes szélességek alatt a kisülés mindkét alakja előfordulhat, mint zivatar és mint Szt.-Ilona tüze. A sarki fény maximális övének fekvése az elméletben természetesen a mágnes pólus helyzetétől függ, és ez nagyjában véve Lemström és Tromholt
nézete is, ki a földi áramokat is természetszerűen most már unipoláris inductióra vezeti vissza.
Látnivaló tehát, hogy a lényegesebb hypothezisekben az egyetlen külömbség csak az elektromosság keltésének módjá
ban áll. Egészen eredeti és tisztán kosmikus hypothezist dol
gozott ki Baumhauer, Ohnstedt és Töpler. Csillagászati okok
ból és Nordenskiöld egyenes megfigyelései alapján fel kell tételeznünk, hogy az egész bolygórendszer üre úgynevezett kosmikus porral van megtöltve, melynek sűrűségét is sikerült meghatározni, s mely határozottan mágneses
tulajdonságok-kai bír. A vasmeteorrészecskék természetesen a mágneses pólus felé vonzatnak, és mivel a forgási tengely mentén eltá
volító centrifugális erő nincs, a vonzás tehát egészen a vég
telenségig háborítatlanul terjedhet, a részecskék e tengely szomszédságában a Föld felületére lejuthatnak. A gyors esés közben természetesen izzóvá válnak, mint a Földre lehulló hulló
csillagok is. Ha az erőket ismerjük, kiszámíthatjuk azon tölcsér- alakú nyílás helyét és alakját is, mely a mágnesrészecskére ható erők egyensúlyi felületén marad, s mely a Nordenskiöld- féle pont körül nyíló parabolikus tölcsérrel azonosítható. Ha ezen át az izzó mágneses meteorrészecskék beáramlanak, s a beáramlás éppen az erők működése folytán csak a két pólus körül lehetséges, akkor a megfigyelő helyzete szerint más és más lesz a kép, melyben a tünemény észlelhető, és tényleg előállíthatok ily módon azon főbb alakok, melyeket a sarki fény ölt. Förster az elektromos hypothezisek megtartása mel
lett ezen feltevésnek is enged tért, s szabatosan kifejezve tehát a sarki fényt eredetileg terrestrikus jelenségnek mond
hatjuk, melyre kosmikus okok is gyakorolnak befolyást.
Mesterséges északi fény előállításában Lemström még sok
kal nagyobb sikereket ért el, mint de la Rive. Miután több
ször azt tapasztalta, hogy sarki fény hegyormok felett a felhő- takarón innen is képződik, kísérletileg oly erős intenzitású feszültségeket iparkodott létrehozni, melyeket lassú kisülések maguktól is követnek. Az északi Finnország két, 800 és 1100 m. magas hegyén, melynek háta magas plateaut képez, volt a kísérleti állomás, melyen többszáz, félméter távolságban egymástól vertikálisan állított fémrúd alkalmaztatott. Ezek egy a föld színe felett 2 m. magasan kifeszített sodrony hálóra v o l
tak erősítve, mely fémsodrony segítségével a villámhárítók módjára a Földbe le volt vezetve. Az egész berendezés tehát nem egyéb, mint nagymérvű villámhárító rendszer. Ha a drót
hálót vezető összeköttetésbe hozták a földdel, folytonos, vál
tozó erejű áramok voltak észlelhetők, s az elektroskop a föld felé áramló positiv elektromosságot árult el. A Szent-Ilona tüzéhez hasonló nagy terjedelmű fényjelenség keletkezett, mely a sarki fény jellemző spektrumvonalait is mutatta. Lemström
és Tromholt újabb kísérletei hasonló sikerrel jártak.
Csillagászati Földrajz. 50