Die Erde – ein riesiger Magnet
Um zu verstehen, wie ein Kompass funktioniert, sollten wir uns zu Beginn den grössten und wichtigsten Magneten, unsere Erde, anschauen. Tief im Inneren unseres Planeten befindet sich ein Gemisch aus flüssigem Eisen und Nickel. Das Magnetfeld, das durch die Bewegung der Flüssigkeiten entsteht, reicht weit über die Erdoberfläche hinaus bis ins Weltall und schützt uns alle vor gefährlicher kosmischer Strahlung. Dieses Magnetfeld nutzen die Menschen schon seit mehreren tausend Jahren, um sich auf der Erde zu orientieren. Auch viele Pfadis lernen heute noch fleissig mit Kompass und Karte umzugehen.
Wie funktioniert ein Kompass?
Ein gewöhnlicher Kompass, wie wir ihn heute kennen, besteht aus einer feinen Nadel mit zwei Magnetpolen. Die beiden Nadelenden werden jeweils vom Nord- und Südpol der Erde angezogen, wo die unsichtbaren Magnetfeldlinien direkt aus dem Boden kommen. Wusstest du, dass diese magnetischen Pole zwar nahe bei den geographischen Polen liegen, aber ein kleines Stück verschoben sind? Dies wird magnetische Deklination genannt und macht in der Schweiz ca. drei Grad aus. Wenn man sich unseren Planeten als Uhr vorstellt, wäre die Entfernung gleich wie ca. eine halbe Minute. Ausserdem wandert der magnetische Pol jeden Tag ein winziges Stück weiter, weshalb ein Kompass nie ganz genau nach Norden zeigt.
Wie ortet uns unser Handy?
Seit einigen Jahrzehnten können wir unseren Standort sogar auf wenige Meter genau mit dem Handy bestimmen. Möglich machen das die globalen Navigationssatellitensysteme. Sie arbeiten mit Satelliten, die etwa in 20’000 Kilometer Entfernung durch den Weltraum um die Erde kreisen.
Ab Mitte der 1970er-Jahre wurden solche Systeme aufgebaut und immer weiterentwickelt. Heute gibt es mehrere davon, welche von verschiedenen Ländern betrieben werden. GPS (das steht für «Global Positioning System») wurde vom Verteidigungsministerium der USA aufgebaut, GALILEO wird von der Europäischen Union betrieben, GLONASS gehört zur russischen Föderation und BeiDou stammt aus China. Jedes dieser Systeme benötigt mindestens 24 Satelliten, um Positionen auf der ganzen Erdoberfläche erreichen zu können.
Mittlerweile dürfen alle Menschen auf der Erde diese Systeme kostenlos benutzen. Damit wir herausfinden können, wo wir gerade sind, braucht es ein Empfangsgerät, zum Beispiel ein Handy. Dieses misst, wie lange die Signale von mehreren Satelliten bis zu ihm unterwegs sind. Weil wir wissen, wie schnell sich diese Radiowellen bewegen und weil jeder Satellit seine eigene Position mitschickt, lässt sich unser Standort auf der Erde mathematisch ausrechnen. Online-Karten bestimmen selbst, welches der Systeme sie auswählen oder ob sie sogar eine Kombination verwenden.Der Begriff GPS wird mittlerweile umgangssprachlich für Ortungssysteme jeglicher Herkunft verwendet.
Was machen eigentlich die Tiere?
Ohne die Erfindung von Kompass und GPS hat sich auch die Natur faszinierend angepasst. Viele Tiere besitzen einen inneren Kompass, der ihnen bei der Orientierung hilft. Das bekannteste Beispiel sind die Zugvögel, welche jeden Winter lange Strecken in den Süden fliegen. Aber auch Ameisen, Bienen und Schildkröten können sich im Magnetfeld orientieren. So wie wir uns an einen Ort durch seinen Geruch, sein Aussehen oder seine Geräusche erinnern, können sich Vögel eine Art innere Magnetkarte merken. Diese bauen sie aus der Stärke und der Richtung des Magnetfelds auf.
Wie dieser innere Magnetsinn genau funktioniert, hat die Wissenschaft noch nicht ganz klären können. Eine Vermutung ist, dass sich bestimmte Eiweisse (Proteine) in der Netzhaut des Auges am Magnetfeld ausrichten und diese Information dem Auge weitergeben. Eine andere Vermutung ist, dass winzige eisenhaltige Kristalle im Schnabel, im Innenohr oder in den Organen Signale senden.
Bewährtes und Neues – warum wir beides brauchen
Wozu brauchen wir die alte Technik überhaupt noch und lernen in der Pfadi noch fleissig mit Kompass und Karte unseren Weg zu finden? Auch wenn der Kompass uns nur die Richtung nach Norden zeigen kann, hat er einen grossen Vorteil: Er funktioniert ohne Batterien. Damit bleibt er in Extremsituationen wichtig, im Sturm, in der Dunkelheit, in grosser Kälte, bei Bergnotrettungen oder auf Expeditionen. Ausserdem gibt es Orte tief unter der Erde oder unter Wasser, welche die Radiowellen der Satelliten gar nicht erreichen und so keine genauere Standortbestimmung möglich ist. Wer also mit dem Handy und dem Kompass navigieren kann, ist klar im Vorteil und damit auch allzeit bereit.
Bau deinen eigenen Kompass
Einen Kompass kannst du ganz einfach selbst bauen.
Du brauchst dafür:
- eine Schüssel mit Wasser
- eine Nähnadel
- ein Stück Backpapier
- einen Magneten
Reibe ein Ende der Nadel mehrmals am Magneten.
Stich die Nadel dann so zweimal durch ein kleines Stück Backpapier, dass dieses auf dem Wasser schwimmt.
Weil sich die Nadel jetzt frei bewegen kann, richtet sie sich im Magnetfeld der Erde aus.
Kurz & knapp! – Einfach erklärt
In der Pfadi lernen wir mit dem Kompass den Weg zu finden. In diesem Text erklären wir dir, wie ein Kompass funktioniert. Zuerst musst du aber wissen, dass die Erde magnetisch ist. Die magnetische Kraft ist über die Erdkugel unterschiedlich stark verteilt. Die Kompassnadel dreht sich immer dorthin wo die Erde am magnetischsten ist. Weil das Magnetfeld der Erde am Nordpol am Stärksten ist zeigt die Kompassnadel immer nach Norden.
