Entdeckungs-Reise in die Süd-See und nach der Berings-Straße. Band I

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Physikalische Beobachtungen

Eine der interessantesten physikalischen Untersuchungen betrifft einen Gegenstand der nicht nur für die Kenntniß unsers Erdkörpers wichtig ist, sondern dessen nähere Erforschung unter gewissen Umständen der Schifffahrt nützlich werden kann. Es ist dieses die merkwürdige Eigenschaft der Magnetnadel, auf der nördlichen Hälfte der Erdkugel ihr nördliches Ende, auf der südlichen das südliche niederzusenken. Da diese Neigung mit der Entfernung vom Aequator zunimmt, so hat man sich schon längst bemüht, durch eigens dazu bestimmte Werkzeuge (Inclinatorien, engl: Dipping needle), dieselbe auf verschiedenen Stellen der Erde zu messen. So wenig nun freilich die Beweglichkeit des Schiffs zu solchen Beobachtungen geeignet scheint, so ist dagegen der Vortheil des Seefahrers, die entlegensten Gegenden der Erde besuchen zu können, für diesen Gegenstand von solcher Wichtigkeit, daß auch unvollkommenere Bestimmungen für die Wissenschaft ein Gewinn sind. Die Schwankungen des Schiffs sind jedoch nicht das einzige Hinderniß, das der wahren Kenntniß der Neigung im Wege steht. Ein viel bedeutenderes liegt in der Schwierigkeit, Inclinations-Nadeln zu verfertigen, welche im nicht magnetischen Zustande bei allen Umkehrungen genau im Gleichgewichte stehen, von keiner andern Kraft als nur der des Magnetismus vexirt werden, und die dabei für die leisesten Abstufungen dieser Kraft empfindlich sind; das letztere hat man dadurch zu bewerkstelligen gesucht, daß man die Axe der Nadel auf Frictionsräder laufen ließ, eine Vorrichtung die jedoch von den neuesten Beobachtern Humbold, Biot und Tobias Mayer, als unnütz weggelassen und mit sehr feinen Axen, die in agatnen Höhlungen laufen, vertauscht worden ist. Die Einwirkung einer unvollkommenen Abgleichung der Nadel zu beseitigen, rieth Cavendish an, sie mit beweglichen Gewichten zu versehen, durch deren angemessene Entfernung vom Mittelpunkt, die Nadel durch die bloße Wirkung der Schwere so ziemlich in derjenigen Neigung zur Ruhe käme, welche der magnetischen Kraft für diese Breite zukäme, damit der Magnetismus die übrigen Hindernisse desto leichter überwinden könnte. Allein nicht gerechnet, daß man bei einer solchen Einrichtung in den Verdacht kömmt, die Erscheinung die man beobachten will, selbst construirt zu haben; so ist auch das Abgleichen jener Momente bei jeder bedeutenden Breitenänderung kein Geschäft für den Seefahrer, und besonders ist die nachlässige Art mit welcher jene Momente befestigt und jeder zufälligen Störung Preis gegeben worden sind, verwerflich. Unter diesen Umständen gibt es keine allgemeine und zuverlässige Methode die wahre Inclination der Magnetnadel zu finden, als, indem man die Nadel über quer umwendet, und dann auch, mit Hülfe eines starken Magnets, ihre Pole umkehrt, und so die Neigung in vier verschiedenen Lagen beobachtet; die beiden erstern Beobachtungen geben die Lage des Schwerpunktes der Nadel in der vertikalen Richtung (in der Breite der Nadel), die letztern seinen Abstand vom Mittelpunkt in der horizontalen Richtung (nach der Länge der Nadel) zu erkennen. Hat der Künstler die Nadel so genau abgeglichen, daß der Schwerpunkt in jeder Richtung äußerst wenig vom Mittelpunkt entfernt ist, was sich aus der nahen Uebereinstimmung der vier Beobachtungen erkennen läßt, so ist es, zumal bei geringen Neigungen hinreichend, das Mittel aus demselben für die wahre Neigung anzunehmen. Wenn sich aber beträchtliche Unterschiede ergeben, so ist es nöthig für die unrichtige Lage des Schwerpunktes noch besondere Rechnung zu tragen. Das Verfahren bei der Beobachtung selbst, ist folgendes:

1. An Tagen wo die Bewegung des Schiffs geringe ist, setze man das Inclinatorium auf einem besondern Gestelle auf das Verdeck, so viel möglich entfernt von den beträchtlichen Eisenmassen des Schiffes. (Für Beobachtungen auf dem Schiffe ist eine Aufhängung des Instruments zwischen beweglichen Ringen, nach Art des Compasses nicht undienlich), dann drehe man nach dem Compasse das Inclinatorium in die Richtung des magnetischen Meridians, lege die Nadel ein, und beobachte die verschiedenen Grade auf welche die Extreme ihrer Schwingungen fallen. Das Mittel dieser Schwingungen, in sofern sie nicht durch eine zufällige störbare Schwankung des Schiffes, während der Beobachtung geändert werden, gibt die erste Beobachtung, bei welcher wir die Einteilung als nach Osten gekehrt annehmen, sie heiße A. Nun drehe man das Instrument um seine vertikale Axe, um 180 Grade, so daß der Theilungskreis nach Westen front mache, so wird die Nadel sich umwenden, und ihre untere Kante nach oben zu liegen kommen; das Mittel ihrer Schwingungen in dieser Lage gibt die zweite Beobachtung, die wir a nennen wollen.

2. Nach diesem nehme man die Nadel heraus, lege sie auf ein hölzernes Brett, in welchem sie in eine Vertiefung, welche die Axe der Nadel beschützen soll, genau eingepaßt wird. Den Nordpol eines starken Magnets setze man auf die Mitte der Nadel und fahre in gerader Richtung mit ziemlichem Druck über das nördliche Ende der Nadel hinaus, (damit man beim Streichen von der geraden Richtung nicht abgleite, ist es dienlich zur Seite der Nadel ein Linial oder Leiste auf dem Brette zu befestigen). Dieses Streichen wird mehreremal nach einander wiederholt, wobei man sich hüten muß, niemals rückwärts von den Enden der Nadel zur Mitte und auch nicht jenseits der Axe auf die andere Hälfte der Nadel zu gleiten. Auf eben diese Weise bestreiche man auch mit dem Südpol des Magnets das südliche Ende der Nadel, so werden die Pole derselben umgewendet seyn. Ob sie hinreichend magnetisirt worden ist, erkennt man daran, daß sie nach dem Hereinlegen ins Inclinatorium eine Neigung annimmt, die sich durch späteres wiederholtes Streichen nicht weiter vermehren läßt.

3. Mit der bis zur Sättigung magnetisirten Nadel von umgewendeten Polen, wiederhole man die in No. 1. angezeigten Beobachtungen, indem man die Theilung des Instruments das eine Mal nach Osten das andere Mal nach Westen kehrt. Das Mittel der einen Beobachtung heiße B das der andern b; so ist wenn die vier Beobachtungen nur um wenige Grade von einander abweichen, die wahre Neigung = I = A + a + B + b; sind sie aber bedeutend verschieden, so muß man die wahre Neigung durch folgende Formel suchen. Vom Prof. Tob. Mayer in den Comment. societatis reg. scient. Goett. Math. Tom. III.

Hierbei ist angenommen, daß man unter Neigung der Nadel ihren Abstand von dem nächsten Horizontalpunkte verstehe, so daß die Neigung = 0º ist; wenn jene horizontal liegt und dagegen das Maximum oder 90º erreicht hat, wenn jene vertikal steht.

Im Hafen St. Peter und St. Paul in Kamtschatka, wurden mit einer Inclinations-Nadel von welcher die (nach Cavendish angebrachten) Balancier Kügelchen abgenommen worden waren, folgende Beobachtungen gemacht:

So sicher diese Methode zum Ziele führt, so wenig wäre es rathsam sie bei jeder neuen Inclinationsbestimmung vollständig anzuwenden, indem das öftere Umkehren der Pole nicht nur für den Seefahrer umständlich, sondern auch der Nadel selbst nicht zuträglich seyn dürfte. Besser ist's sich einer Nadel zu bedienen, welche in ihrer Länge und Breite so gut abgeglichen ist, daß ihr Schwerpunkt entweder genau oder doch so nahe als möglich mit der Mitte der Axe zusammentrifft. Es kömmt also jene Operation eigentlich dem Künstler zu, indem dieser ohne dieselbe seine Nadel aus der Ursache schwerlich abgleichen kann, weil den Wirkungen der Schwere sich immer die eines schwachen Magnetismus beimischen, der jedem bearbeiteten Stück Eisen oder Stahl inhärirt. Auf langen Seereisen möchte es dienlich seyn, das Umkehren der Pole je nach einer Breitenänderung von 10 oder 20 Graden vorzunehmen, die zwischenliegenden Beobachtungen aber verhältnißmäßig zu corrigiren. Auf einer Reise nach dem Nordpol wird es hinreichen, jene Operation, wo möglich auf dem Anfangspunkt der Reise und bei der nördlichsten Beobachtung zu bewerkstelligen. Sehr zweckmäßig ist es auch, zwei oder mehrere Nadeln mitzunehmen, und mit jeder derselben, die beiden in No. 1. bemerkten Beobachtungen vorzunehmen.

Noch gibt es eine andere Methode, die Neigung der Magnetnadel durch Schätzung der magnetischen Kraft der Erde in verschiedenen Breiten mit dem Inclinatorium zu bestimmen, indem man die Schwingungen zählt, welche die Nadel zuerst im magnetischen Meridian und dann auch in der Richtung von Ost und West in einer bestimmten Zeit, z. B. in 10 Minuten, macht. Die Zahl der erstern heiße M die der letztern P, so ist nach Laplace Fin I = P ₂/M ₂. Gesetzt, man hätte in Kamtschatka die Zahl der Schwingungen welche die Inclinations-Nadel in der Richtung des magnetischen Meridians macht, oder M in 10 Minuten = 250 gefunden, die Menge der Schwingungen welche sie in einer auf den magnetischen Meridian senkrechten Richtung in eben der Zeit ausgeführt oder P = 238; so ist der Sinus der Neigung I = 2502/2382 und die Rechnung steht also:

Zu den allgemeinen Beobachtungen, welche für die Nautik nicht weniger wichtig sind als für die Physik, gehören auch vorzüglich die Erforschungen der Atmosphäre, in Absicht auf Schwere und Temperatur; die ganz besondere Einfachheit, Präcißion und Bequemlichkeit der beiden hierzu nöthigen Werkzeuge, des Barometers und Thermometers, macht sie auch für den Gebrauch zur See ganz geeignet, und die damit angestellten Beobachtungen dienen sowohl dem aufmerksamen Seefahrer zur nützlichen Vorhersehung künftiger Witterung, als auch dem Meteorologen und dem Physiker zur nähern Kenntniß des Ganges der Witterungsveränderungen im Großen, und der von der geographischen Lage abhängenden Eigenthümlichkeiten unserer Atmosphäre.

Was das erstere dieser Instrumente, das Barometer betrifft, so ist die Art seiner Beobachtung durch die wohlberechnete Aufhängung desselben und die Verminderung der Bewegung des Quecksilbers, sehr erleichtert worden. Doch erfordert es noch eine ziemliche Uebung, den genauen Stand desselben zu erkennen. Es reicht dabei nicht hin nur die Maxima und Minima der Schwenkungen des Quecksilbers zu betrachten, sondern man muß oft mehrere Minuten lang vor dem Barometer stehen, um einen Moment wahrzunehmen, wo die irrationalen Schwingungen des Schiffes und des Instruments sich gegenseitig zerstört, wodurch denn die Quecksilber-Säule für einen Augenblick stationair wird. Die Zahl der Beobachtungen ist willkührlich, doch sollte man derselben täglich wenigstens 3 bis 4 machen. Z. E. des Morgens um 6 oder 8 Uhr, im Mittage und Abend um 4 oder 6 und allenfalls noch um 10 Uhr. Am wichtigsten ist die Mittags-Beobachtung. Auch unterlasse man nicht vor oder nach der Reise, den Stand des Seebarometers mit einem guten Hebebarometer oder einem andern wohlberichtigten tragbaren Barometers zu vergleichen; weil ohne diese Vergleichung ein Hauptresultat der barometrischen Beobachtungen die Bestimmung der absoluten Höhe des Barometers in hohen Breiten verloren ginge. Zugleich ist es nöthig, bei jeder Beobachtung auch die Wärme des Barometers, durch ein daran befestigtes oder doch in seiner Nähe im Zimmer hängendes Thermometer anzugeben, so wie auch die Temperatur der äußern Luft. In Absicht dieser Letztern ist besonders darauf zu sehen, daß das Thermometer an einem der freien Luft vollkommen zugänglichen, doch weder directen noch reflectirten Sonnenstrahlen ausgesetzten Orte aufgehängt werde, und im Falle beide Bedingungen sich nicht vereinigen ließen, möchte es nicht undienlich seyn, zwei derselben an verschiedenen Orten aufzuhängen. Es ist nützlich auf solchen Reisen mehrere Thermometer zu haben, nicht nur des Zerbrechens wegen, sondern auch um etwa an entlegenen Orten, ein solches Instrument, dessen Beobachtung so leicht und doch für die Climatologie so gewinnreich ist, in die Hände eines fleißigen Beobachters übergeben zu können. Zusammenhängend mit den atmosphärischen Veränderungen, ist die bewegende Kraft alles Seefahrens, die Winde. Da die Beobachtung derselben ohnehin das stündliche Geschäft des Seefahrers ausmacht, so ist es überflüssig daran zu erinnern; doch möchte die Richtung des Windes in verticaler Beziehung in Acht genommen werden, um zu erfahren, ob wirklich, wie Einige bemerkt haben wollen, gewisse Winde mehr von unten herauf, andere mehr niederwärts niederströmen. Ebenso sollte die Stärke des Windes häufiger gemessen werden, was vermittelst eines Windmessers nach Bouguer oder Woltmann auszuführen wäre.

Der eigentliche Schauplatz der physikalischen Arbeiten des Seefahrers, ist jedoch das Element selbst, auf welchem er schifft. So weit und breit von so viel tausend Schiffen auch der Ocean befahren worden ist, so wissen wir doch über die Menge der interessanten Erscheinungen, die diese ungeheuren zwei Drittheile der Erde bedeckende Wassermasse uns darbietet, noch so wenig, daß gerade dieses Gebiet ein Hauptgegenstand jeder der Erweiterung der Wissenschaft gewidmeten Seereise seyn muß. Es ist daher der Mühe werth, die einzelnen Merkwürdigkeiten desselben, der Ordnung nach herauszuheben, um sie der Aufmerksamkeit des Seefahrers zu empfehlen.

Wir fangen bei denjenigen Erscheinungen an, welche nicht nur für die Geologie, sondern auch für die Schifffahrt von besonderer Wichtigkeit sind; bei den großen mechanischen Phänomenen, der Ebbe und Fluth und der Strömungen.

Auf dem Schiffe läßt sich die Ebbe und Fluth zwar nicht beobachten, denn auch auf einem vor Anker liegendem Schiffe lassen die beständigen Drehungen und Ortsveränderungen desselben, keine genaue Messung mit dem Loth zu. Desto mehr aber verdienen diese Anschwellungen des Meers an den Küsten, mit Sorgfalt beobachtet zu werden. Das einfachste Mittel hierzu ist, an einer möglichst ruhigen Stelle des Ufers wo keine Brandung ist, eine in Fuße und Zolle eingetheilte (am besten eine so bemalte) Stange oder Latte aufrecht zu befestigen, dergestallt, daß auch beim niedrigsten Wasserstand der Fuß derselben, nie trocken werde. Zuweilen läßt sie sich so anbringen, daß man auch vom Schiffe aus, den Stand des Wassers durch ein Fernrohr bemerken kann. Was die Beobachtungen selbst betrifft, so kann man ihrer besonders anfangs nicht leicht zu viele machen, (bei den starken Fluthen in Japan, wurden sie zuweilen alle 10 Minuten und noch öfters notirt. Krusensterns Reise, 3r Band S. 296-309.) man bemerke dabei genau die wahre Zeit, die Stärke des herrschendes Windes, und so viel möglich auch die Richtung des Ebbe- und Fluthstromes. Vorzügliche Aufmerksamkeit verdienen die Beobachtungen zur Zeit des Voll- und Neumondes; die oft bestrittene, theilweise bewährte, Behauptung von einer Abnahme oder Fortschreiten der mittleren Meereshöhe, an verschiedenen Orten der Erde, ist ein so höchst merkwürdiges Factum, daß der Seefahrer dringend eingeladen ist, auf solche Wahrnehmungen ein sorgfältiges Augenmerk zu haben, welche der einen oder andern Behauptung mit Grund zum Nutzen dienen könnten.

Die zweite große Bewegung des Meeres, die Strömungen, ist auf die Schifffahrt selbst von dem bedeutendsten Einflusse, und nicht minder merkwürdig in physischer Beziehung. Diese Strömungen sind entweder blos örtlich und partiell, entweder konstant oder periodisch oder zufällig und unregelmässig. Die erstern hängen entweder von localen Beschaffenheiten, Verengungen der Küsten, von dem Ebb- und Fluthstrom, zuweilen von unerkannten physischen Ursachen ab; die letztern gehören mehr in die Oeconomie der Natur im Großen, und sind zum Theil Folge herrschender Winde, vielleicht auch Folge der Umdrehung der Erde, des Umtausches der Wärme und Kälte, der Ausdünstung und andern noch unerkannter Ursachen. Die zufälligen Strömungen können auch von benachbarten Stürmen herrühren. Ebenso wie in der Atmosphäre, so scheinen auch im Meere die Strömungen zuweilen in verschiedenen, meistens entgegengesetzten Richtungen über einander zu gehen. Am Lande geben sie sich durch ihre Beschleunigung an den Küsten hinreichend zu erkennen. Schwieriger ist ihre Erforschung auf dem beweglichen Schiffe, das mit ihnen fortgerissen wird. Da gibt es keinen festen Punkt zur Abmessung dieser Bewegung, und das gewöhnliche Mittel, durch welches der Seefahrer seine Ortsveränderungen bestimmt, das Log, ist für die oft mächtigen Meeresströme unempfindlich. Nur durch die Verbindung der astronomischen Ortsbestimmung mit der gewöhnlichen Schiffsrechnung läßt sich erkennen, wie viel das Schiff vom Lande fortgetrieben, wie viel es von dem Strom entführt worden sey. Es ist daher eine tägliche Vergleichung der Resultate beider Methoden, ein nothwendiges Geschäft für jeden Seefahrer der mit den nöthigen Hilfsmitteln zur astronomischen Ortsbestimmung, d. h. mit guten Sextanten und Chronometern und der Geschicklichkeit sie zu gebrauchen, ausgerüstet ist, das früher vorgeschlagene Mittel ein Boot an ein in die Tiefe heruntergelassenes Lot gleichsam vor Anker zu legen, ist theils umständlich, theils nicht immer anwendbar, und besonders auch deßwegen unzuverlässig, weil man dadurch nur eine sehr kleine Wirkung des Stromes erfährt, und selbst diese nicht vollständig, indem es höchst unwahrscheinlich ist, daß die Fortbewegung des Meeres nur auf eine geringe Tiefe stattfindet.

Graf Rumford hat durch theoretische Spekulationen es wahrscheinlich gemacht, daß es im Ocean zwei große Hauptströmungen gebe, von denen eine an der Oberfläche vom Aequator zu den Polen, die andere in der Tiefe von den Polen zum Aequator hintreibt. Es ist der Aufmerksamkeit des Seefahrers werth, die Erscheinungen in Acht zu nehmen, welche dieser Vermuthung zur Bestätigung oder Widerlegung dienen können, so wie auch diejenigen Thatsachen festzuhalten, welche mit den Bewegungen des Meeres zusammenhängen, die das Eis überall an die Ostküsten der Länder anlegen.

Ein noch zu wenig benutztes Mittel die größern Meeresströmungen kennen zu lernen, ist das Auswerfen von wohlverschlossenen starken Bouteillen, auf welchen nebst dem Datum auf einem Zettel die damalige Länge und Breite des Schiffes angegeben ist; die durch Schnelligkeit und Entfernung merkwürdigen Fahrten die einige dieser Depeschen gemacht haben, machen die Vervielfältigung dieses Versuchs sehr wünschbar und der Seefahrer sollte dazu mehrere solcher Flaschen besonders bereit halten, um z. B. etwa bei jedem 5ten Grade der Breite, eine oder ein paar derselben dem Meere zur Fortbringung zu übergeben.

Ein anderes Phänomen der Bewegung des Meeres, sind die Wellen desselben; die Theorie dieser Bewegung ist noch so unvollkommen, und der Gegenstand selbst so flüchtig und schwer zu erfassen, daß auch nur allgemeine Bestimmungen über Länge, Breite und Höhe und Geschwindigkeit dieser Wassermassen, die sich denn doch verschiedentlich gestalten, ein nützlicher Beitrag zur mathematischen Physik würde.

Mit den übrigen nautischen Verrichtungen zusammenhängend und für die physikalische Erdbeschreibung vorzüglich wichtig ist auch die Untersuchung der Tiefe des Meeres; freilich ist für solche Bestimmungen das gewöhnliche Maximum der Lotungen der Seefahrer (von 200 Klaftern) noch sehr unzureichend, daher denn auch bis jetzt nur ein paar Messungen bekannt sind, Von Phipps (Lord Mulgrave) und von Peron. welche eine Tiefe von einigen 100 Klaftern erforscht haben. Die Seltenheit dieser Versuche scheint vorzüglich in den Schwierigkeiten ihrer Ausführung den Grund zu haben; eine der vornehmsten liegt in der ungemein starken Reibung, welche die mit Wasser durchzogene Lothleine auf einer so ausgedehnten Länge erfährt, wodurch die Last des Heraufziehens beträchtlich vermehrt wird. Da hauptsächlich die Reibung des Wassers am Wasser, nicht die an dem festen Körper bedeutend ist, so dürfte vielleicht eine dünnere jedoch starke und glatte Schnur, welche um das Naßwerden zu verhindern, mit Oel, Talg oder Wachs oder einer Mischung dieser Art ganz durchzogen wäre, vortheilhaft seyn; vielleicht könnte man sich auch eines Messingdrathes zu diesem Ende bedienen, der an einigen Orten z. B. bei Teneriffa zur Angelfischerei gebraucht wird. Eine bequemere Vorrichtung zum Herausziehen, z. B. der Gebrauch einer Art Haspel von beträchtlichem Durchmesser, möchte auch zur Erleichterung dieses sehr interessanten Versuches noch einiges beitragen.

Diesen und andern Schwierigkeiten der Tiefenmessung abzuhelfen, hat man schon lange Werkzeuge ausgedacht, welche unter dem Namen Bathometer bekannt sind. Die meisten derselben sind im Grunde weiter nichts als eine Wiederholung des ersten Vorschlags von Dr. Hook, der hauptsächlich in folgendem besteht. An einer langen Stange von leichtem Holze, wird ein schweres Gewicht, z. B. eine Kanonenkugel dergestalt befestigt, daß es im Niederwärtsgehen die Stange immer mit sich fortzieht, so wie es aber auf den Boden stößt durch Auslösung eines Hackens die Stange entläßt, welche dann wieder durch ihre specifische Leichtigkeit in die Höhe steigt. Anfänglich wollte man aus der Zeit, wie lange die Stange unter Wasser blieb, auf den von derselben durchlaufenen Weg schließen, allein später, da dieß erst schwierige Versuche voraussetzte und der Moment des Wiedererscheinens der Stange leicht verfehlt werden konnte, so hielt man für zweckmäßiger, eine Art Wegmesser (Hodometer), dergleichen auch statt der gewöhnlichen Logs vorgeschlagen worden waren, daran zu befestigen, dessen Räderwerk bei erfolgter Auflösung sogleich festgehalten wurde. Dieser an sich sehr sinnreichen Idee läßt sich nichts weiter entgegensetzen, als die Schwierigkeit die von den Strömungen vielleicht weit entführte Stange bei ihrem Wiederemporkommen auf dem weiten Ocean bald wahrzunehmen; doch auch diesem hat man durch daran befestigte Flaggen ( flamme de reconnoissance) zu begegnen gesucht. Gleichwohl ist noch kein, wenigstens kein gelungener Versuch mit einer solchen Maschine gemacht worden. Man sehe die Vorschläge von Greenstreet in dem Repertory of arts and manufactures, und eine besondere Schrift von Ciprian Luiscius über diesen Gegenstand.

Zu den besondern Eigenthümlichkeiten des Meeres gehört auch vor allem seine Salzigkeit; diese durch chemische Analyse zu prüfen, möchte auf dem Schiffe schwerlich angehen. Allein da die Stärke der Salzauflösungen im Wasser mit der Gewichtszunahme desselben genau gleichen Schritt hält, so gibt die Bestimmung des specifischen Gewichts des Seewassers ein bequemes Mittel an die Hand, das relative Quantum des in demselben enthaltenen Seesalzes zu bestimmen. Man bedient sich dazu am vortheilhaftesten eines Aräometers (einer Art Brandweinprobe, Péseliqueur) welches man in einem Gefäß in das Seewasser einsenkt. Ein solches Instrument ist zum Gebrauch am besten, wenn es so eingerichtet ist, daß es mit einem daran befestigten constanten Gewicht im reinen (destillirten) Wasser bei einer bestimmten Temperatur auf jene Marke sich einsenkt. Die zuzulegenden Gewichte selbst müssen genau aliquote Theile vom Gewicht des ganzen Aräometers ausmachen. Man hat denn bei jeder Beobachtung nur die Werthe der zugelegten Gewichte zu zählen, um die specifische Schwere des Seewassers zu erhalten. Da jedoch das Seewasser für jeden Grad Wärme des 80theiligen (Reaumürschen) Thermometers um 0,00034 = 34/100 000 leichter wird, so muß man nicht versäumen, ein gutes nach der Reaumürschen Scale eingetheiltes Thermometer in das Wasser zu bringen und die beobachtete Schwere nach beistehendem Täfelchen zu verbessern. Bei der Beobachtung selbst muß man genau Acht haben, daß keine bedeutende Luftblasen sich an das Aräometer anhängen und diese entweder durch Herausziehen des Instruments, oder durch Abwischen mit einem Pinsel wegzuschaffen suchen.

In einem noch nicht genug untersuchten Zusammenhange mit der Salzigkeit des Meeres, steht die sehr wichtige Frage über das Quantum der täglichen Ausdünstung der ungeheuren Wasserfläche. Die Untersuchungen hierüber lassen sich am bequemsten mit dem Aräometer anstellen, indem man in einem cylindrischen Gefäße eine Portion Wasser irgendwo im Freien aufhängt, deren specifisches Gewicht man von Zeit zu Zeit untersucht. Hierbei muß die Oberfläche des Wassers bekannt seyn, und die Temperatur des Wassers und der Luft zwischen den Messungen oft untersucht werden. Man darf jedoch nicht mehrere Tage lang das nämliche Wasser aufheben, weil die Ausdünstung abnimmt je dichter die Soole wird, so daß man hieraus auf die Verdünstungen des Meeres keinen Schluß ziehen könnte.

Von ganz besonderer Wichtigkeit für die allgemeine Climatologie unsers Erdkörpers, ist die Erforschung der Temperatur des Meeres an der Oberfläche sowohl, als in der Tiefe. Eine zusammenhängende Reihe in gleicher Jahreszeit und in gleicher Tiefe gemachter Temperaturbeobachtungen des Meeres von 5 zu 5 Graden, vom Aequator bis zu den Polen, würde uns weit schneller und sicherer zu allgemeinen Angaben über die mittlere Erwärmung der Erde verhelfen, als die abgemessensten theoretischen Spekulationen und die mühsamsten und langwierigsten Thermometer-Beobachtungen auf dem Lande, wo die mittlere Temperatur durch so viel zufällige Einwirkungen verändert wird. Hiervon sind die Versuche über die Temperatur der Quellen am Lande auszunehmen, deren Beobachtung, wenn sich etwa Gelegenheit dazu fände, ein nicht zu versäumendes Mittel ist, die Temperatur der Erde zu bestimmen. An der Oberfläche ist die Wärme des Wassers leicht durch ein gewöhnliches Thermometer zu bestimmen, das einige Fuß tief hineingesenkt und schnell herausgezogen wird. Es versteht sich, daß hier, wie überall, die Thermometer-Beobachtungen in Graden und deren Zehntheilen anzugeben sind. Für die Erforschung der Temperatur in der Tiefe, hat man verschiedene Methoden angegeben, welche meist alle darauf hinauslaufen, daß man Thermometer mit großen Kugeln, welche eine Aenderung der Temperatur nur langsam annehmen, anwenden, die allenfalls noch mit hölzernen Kapseln und andern, die Wärme schlecht leitenden, Substanzen umgeben, dabei aber das Instrument lange in der Tiefe lassen solle. Allein weit bequemer für solche Versuche sind die Thermometrographen, und unter diesen namentlich derjenige, welcher nach seinem Erfinder Sixthermometer genannt wird, und das Maximum einer vorhergegangenen Temperatur-Aenderung anzeigt. Es ist ein Weingeist-Thermometer, in welchem eine von der Ausdehnung oder Zusammenziehung des Weingeistes fortgeschobene Quecksilbersäure, ein Paar durch Reibung in der Röhre festsitzende Kölbchen von Eisendraht verschiebt, welche dann beim Zurücktreten des Quecksilbers an ihrer Stelle bleiben. Vor jeder Beobachtung müssen sie durch ein vorsichtiges Schütteln mit dem Quecksilber in Berührung gebracht werden. Dieses Thermometer wird in einem nach vorne zu offenen, allenfalls durch ein Drahtgitter verschlossenes Kästchen, etwa eine Klafter hoch über dem Bleylot an der Lotleine angebunden und dann in jede beliebige Tiefe gelassen; eine halbe Viertelstunde reicht hin um ihm die umgebende Temperatur mitzutheilen, ein schnelleres oder langsameres Heraufziehen hat da auf die Beobachtung keinen Einfluß. Vor und nach jeder Beobachtung ist es rathsam, dasselbe nebst einem andern guten Thermometer ins Wasser zu stecken, um es mit jenem zu vergleichen. Es ist zu wünschen, daß ein Seefahrer der mit einem solchen Instrumente ausgerüstet ist, keine Windstille vorbeigehen lasse, ohne dieses Instrument auf verschiedene und große Tiefen niederzulassen. Besonders sollte man sich bemühen diejenige Tiefe ausfindig zu machen, bei welcher, wie frühere Beobachtungen vermuthen lassen, die constante Temperatur von -1º, 7 R, welche dem Gefrieren des Seewassers vorangeht, eintritt, und dann auf unbestimmte Tiefen sich fortsetzt.

Berühmte Physiker ( Franklin und Humboldt), haben zum Theil auf Versuche hin, behauptet, daß in der Nähe von Sandbänken und Untiefen das Meer kälter sey als in der freien Tiefe, und daß mithin das Thermometer ein Warnungsmittel für den Seefahrer werden könne. Die Fähigkeit des Wassers, die Erwärmung von oben schneller und tiefer fortzupflanzen und dagegen die Langsamkeit, mit welcher die Erde eine äußere Erwärmung annimmt, scheint dieser Behauptung wenigstens für die Frühlings- und Sommermonate günstig zu seyn, im Winter möchte jedoch das Gegentheil statt finden. Auf jeden Fall verdient sie durch möglichst häufige Beobachtungen noch näher geprüft zu werden, wozu man in dem Sixthermometer ein so brauchbares Werkzeug besitzt.

Zu den Thatsachen, betreffend die Temperatur des Meeres, gehört auch das Phänomen der Eisbildung auf dem Meere im Großen. Allererst liegt hier dem Seefahrer ob, die Größe der schwimmenden Eismassen, von deren Umfang die Berichte früherer Seefahrer uns die erhabensten Begriffe gegeben haben, auf jede mögliche Weise zu bestimmen. Zu dem Ende ist es nöthig, durch Versuche an Ort und Stelle das specifische Gewicht dieses Eises gegen das Meerwasser zu bestimmen. Am besten ist es, hierzu sich ein länglichtes Stück Eis von prismatischer oder cylindrischer Gestalt zu verschaffen, welches in ein Gefäß voll Seewasser eingetaucht wird. Die Länge des eingetauchten Theiles mit der des über dem Wasser befindlichen verglichen, gibt das Verhältniß an, nach welchem die sichtbare Eismasse vergrößert werden muß, um das wahrscheinliche Quotum des Ganzen zu erhalten. Getreue Zeichnungen von solchen Eisbergen, welche sich durch die Aufthürmung und das Uebereinandergleiten der Eisschichten erzeugt haben, sind ebenfalls wünschenswerth, so wie die Messungen der Dicke der Eisschichten, welche das Resultat eines einzigen Frostes zu seyn scheinen. Von den äräometrischen Versuchen in der Nähe des neugebildeten Eises, ist oben schon geredet worden. Da verdiente Naturforscher, Higgins, und in den neuesten Zeiten Parrot durch Versuche im kleinen geleitet, die Behauptung der Seefahrer von Forbisher und Davis bis auf Cook, daß das Meereis kein Salz enthalte, bestritten haben, so ist eine neue Untersuchung dieses Gegenstandes an Ort und Stelle zu wünschen, indem man ein hinreichendes Quantum festen Meereises nach vorheriger Abwaschung desselben, in süßem Wasser schmelzt und sein specifisches Gewicht mit dem Aeräometer untersucht. Zu besserer Ueberzeugung möchte es noch dienlich seyn, ein paar Flaschen mit solchem Eise zu füllen, damit das Wasser desselben chemisch untersucht werden könne.

Endlich verdienen noch die äußern dem Auge auffallenden Eigenschaften des Meerwassers, die Aufmerksamkeit des Seefahrers, die Farbe desselben und seine Durchsichtigkeit, und dann das Leuchten des Meeres bei Nacht. In Absicht der erstern, ist darauf zu achten, in wiefern die auffallende oder veränderte Farbe des Meeres von einer Veränderung der Tiefe, von der Farbe des Meergrundes, oder von der des Himmels und der Wolken, vom Sonnenlicht oder auch von, auf der Oberfläche des Wassers befindlichen fremdartigen Stoffen herrühre. Die Durchsichtigkeit des Meerwassers wäre am leichtesten durch Hinunterlassen einer an der Lotleine horizontal befestigten weißbemalten Fläche, worauf sich schwarze oder auch verschiedentlich gefärbte Streifen oder Buchstaben befänden, zu prüfen. In Ermangelung derselben, könnte man sich auch eines irdenen weißen Tellers oder eines mit weißem Zeuge überzogenen Brettes bedienen. Die Tiefe bei welcher die Fläche selbst unsichtbar oder die auf derselben befindlichen Zeichen in verschiedenen Gewässern undeutlich werden, gibt die relative Durchsichtigkeit dieser letztern zu erkennen.

Da über das Leuchten des Meeres noch so verschiedene Meinungen herrschen, indem einige es von electrischen Wirkungen, andere von faulichten Substanzen und entwickeltem phosphorischen Stoff, andere von lebendigen meist mikroskopischen Thieren ableiten, einige sogar alle drei Ursachen des Leuchtens annehmen: so ist es der Mühe werth, auch diesen Gegenstand durch fortgesetzte Untersuchungen mehr ins Klare zu bringen. Am meisten verdient das blaßere Leuchten der See, das man für eine electrische oder phosphorische Lichtentwickelung aus dem Wasser selbst angesehen hat, näher untersucht zu werden, und besonders ist hier darauf zu sehen, ob nicht auch in diesem Licht lebendige leuchtende Thierchen, vielleicht nur von kleinerer Art und in geringerer Anzahl als bei dem starken Leuchten, als Ursache des Lichtes vorhanden seyen. Dieß möchte am besten geschehen, indem man ein hinreichendes Quantum von solchem blaßleuchtenden Wasser filtrirt, da es dann, wenn das Licht im Wasser selbst steckt, auch nachher leuchten muß, wenn es aber von Thierchen herkommt, diese bei einer kleinen Erschütterung im Filtrum leuchten werden. Ob das Licht was man auf todten Fischen vor dem Eintritt der Fäulniß bemerkt, auch (was höchst wahrscheinlich ist) von lebendigen Thierchen herrühre, hat der Physiker auf dem Zimmer mit dem Mikroskop zu untersuchen. Die Natur der (zuweilen stark leuchtenden) Weichthiere im Meere, der Medusen, Beroen u. dgl. über welche Mitschell in dem Medical Repository, of Newyork. Vol. IV. so interessante Beobachtungen in dieser Hinsicht bekannt gemacht hat, zu analysiren, kommt mehr dem physiologischen Naturforscher und dem Chemiker, als dem Seefahrer zu.

Noch haben wir der leuchtenden Erscheinungen zu erwähnen, welche in der Luft sich wahrnehmen lassen; diese sind das Nordlicht und die Feuerkugeln und Sternschnuppen. An den erstem hat der Beobachter die Höhe des umgebenden Bogens, entweder mit dem Sextanten oder wenn dieses die Dunkelheit des Horizontes nicht zuläßt, vermittelst der Sterne zu bestimmen, welche zwischen demselben durchscheinen, wobei die wahre Zeit anzugeben ist. Die Ausdehnung desselben auf dem Horizont, die Schnelligkeit mit welcher es über den Horizont auf verschiedenen Höhen sich erhebt, sind ebenfalls Gegenstände seiner Beobachtung. Eine umständliche Beschreibung desselben und allenfalls eine Zeichnung, die sich auf dunkelblauem Papier mit schwarzer und weißer Kreide nicht übel darstellen läßt, sind nicht zu verachtende Beiträge zur Geschichte der Meteore. Die Einwirkungen welche diese Erscheinung auf die Magnetnadel äußern soll, so wie der Zusammenhang derselben mit der herrschenden Witterung, sind ebenfalls zu beachten. Die schon längst widerlegte Sage, als ob sich bei Nordlichtern ein Zischen oder Knistern hören lasse, ist kaum mehr der Aufmerksamkeit werth. In Ansehung der Sternschnuppen und Feuerkugeln suche man die Stelle, wo ein solches Meteor zerplatzt und verschwunden ist, auch, wo es angeht, seinen scheinbaren Lauf auf einer Sternkarte zu verzeichnen, woraus man dann, mit Zuziehung der wahren Zeit und der Breite des Lotes der Beobachtung, die scheinbare Höhe und das Azimuth desselben, und daraus, etwan mit Zuziehung einer anderswo gemachten Beobachtung, seine Entfernung von der Erde berechnen kann.

Dieses sind im Allgemeinen die Gegenstände, auf welcher der Seefahrer sein Augenmerk zu richten, die Methoden nach welchen er sie zu beobachten hat. Zu mancher Beobachtung wird die erforderliche Bequemlichkeit fehlen, und hinwiederum werden Erscheinungen sich aufdringen, deren hier entweder gar nicht oder nur unvollständig gedacht ist. Das Beste muß hierbei die Forschbegierde des Seefahrers selbst thun; seine eigenen Kenntnisse, seine Erfindsamkeit und ein ruhmwürdiges Bestreben alle seine Bemühungen den Wissenschaften nutzbar zu machen, wird ihn hierin besser leiten, als keine Instruction es thun kann.

Entdeckungs-Reise in die Süd-See und nach der Berings-Straße zur Erforschung einer nordöstlichen Durchfahrt.

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Physikalische Beobachtungen