Hvað ætlaði Alfred Wegener að mæla með stöplinum á Arnarneshæð 1930?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Hvað ætlaði Alfred Wegener að mæla með stöplinum á Arnarneshæð 1930?
Upprunalega var spurningin svona:

Hvað ætlaði Alfred Wegener að mæla með stöplinum á Arnarneshæð sem hann reisti þar árið 1930 og enn stendur? M.ö.o hvernig átti stöpullinn ásamt fleiri hliðstæðum (sem gaman væri að vita hvar voru/eru staðsettir) að sýna fram á rek meginlandanna og sanna kenningu Wegeners?

Grænlandsfar Wegeners, Diskó, kom við í Reykjavík í apríl 1930 til að taka um borð þrjá Íslendinga og 25 hesta. „Skipið stóð stutt við, tvo eða þrjá sólarhringa. Það nægði þó til þess að Wegener gat lagt drög að viðamiklum fastmerkjum til mælinga á landreki, og stendur eitt þeirra enn á Arnarneshálsi.“^[1] Stöplinum var sem sagt ætlað að vera fastur mælipunktur á Íslandi og annar sambærilegur hefur sennilega verið reistur í Kamerúkfirði á vesturströnd Grænlands.^[2]

Fyrir daga staðsetninga með útvarpsbylgjum (LORAN) og í seinni tíð með gervitunglum (GPS) urðu menn að ákvarða hnattstöðu til dæmis skips á hafi úti, eða mælipunkts á Íslandi, með vísan til himintungla. Hnattstaða er gefin í gráðum (°) með tveimur hnitum, breidd og lengd – fyrir Reykjavík eru hnitin 64,13°N 21,84°V – þar sem N er norður frá miðbaug, V er vestur frá núll-lengdarbaugnum sem liggur um Greenwich á Englandi. Breiddina er tiltölulega auðvelt að ákvarða með hornamælingu, á norðlægum slóðum sérstaklega miðað við Pólstjörnuna sem snúningsmöndull jarðar vísar beint á. Samkvæmt því væri hornið milli Pólstjörnunnar og sjóndeildarhringsins á breiddarbaug Reykjavíkur 64,13° (á norðurpólnum væri þetta horn 90°, stjarnan lóðbeint fyrir ofan).

Um lengdina gegnir öðru máli því vegna snúnings jarðar er enginn fastur viðmiðunarpunktur á himni. Hins vegar er fyrirsjáanlegur viðmiðunarpunktur því jörðin snýst um möndul sinn með jöfnum hraða 360° á hverjum sólarhring. Þannig er sól í hádegisstað á sama tíma hvarvetna eftir tilteknum lengdarbaug á 24 tíma fresti, og tímamunurinn milli hádegisstöðu sólar á tveimur lengdarbaugum gefur hornið milli þeirra. Ákvörðunin byggist sem sagt á tímamælingu og árið 1714 stofnaði breska ríkisstjórnin til samkeppni um smíði nákvæmrar skipsklukku (sjóúr, e. marine chronometer) sem gengi rétt þrátt fyrir sjógang, seltu, bleytu, breytingar í hita og þrýstingi og svo framvegis. Sá sem vann keppnina hét John Harrison (1693-1776) og um 1740 voru slík úr komin í framleiðslu. Þaðan í frá var hægt með aðstoð sjóúrsins að ákvarða lengdarstöðu á sjó og landi miðað við Greenwich-núllbauginn. Einni öld síðar lagði skipið H.M.S. Beagle af stað frá Plymouth til Suður-Ameríku með Charles Darwin og 20 sjóúr innanborðs – skipstjórinn FitzRoy taldi ekki minna duga til að tryggja öryggi og nákvæmi strandmælinga við Suður-Ameríku sem var tilgangur ferðarinnar.

En aftur til Wegeners sem ætlaði að nota þessa aðferð til að mæla hnattstöðu (og breytingu á hnattstöðu) punkta á Íslandi og Vestur-Grænlandi miðað við meginland Evrópu, það er núll-lengdarbauginn um Greenwich sem öll sjóúr eru stillt eftir. Þvermál jarðar telst vera d = 12.742 km og ummálið um miðbaug því (pí sinnum þvermál) πd = 40.030 km, eða 111,2 km per gráðu. Á breiddargráðu Reykjavíkur (64,13°N) er ummálið samsíða miðbaug (það er hornrétt á snúningsás jarðar) = 40.030 x cos 64,13° = 17.466 km (= 48,52 km per gráðu). Einn sólarhringur er 86.400 sekúndur þannig að á hverri sekúndu færist hápunktur sólar á breiddarbaug Reykjavíkur 202,15 metra, eða 20.215 cm/sek. Greinilega þyrfti mjög nákvæma tímamælingu á báðum stöðum, Arnarneshæð og Vestur-Grænlandi, til að meta tímamun og þar með breytingu á horninu milli lengdarbauga Greenwich og hinna tveggja. Samkvæmt nútíma vitneskju gliðnar Atlantshafið um 2 cm á ári í um það bil A-V stefnu á breiddargráðu Íslands. Hefði Wegener enst ævi til að endurtaka þessar mælingar 20 árum síðar, á 70. aldursári sínu, hefði bæði Arnarneshæð og Grænland verið 40 cm vestar miðað við Greenwich-núllbauginn en árið 1930. Það svarar til 2/1000 hluta sekúndu.

Ég heyrði einhvers staðar, man ekki hvar, að staðarákvarðanir Wegeners frá 1930 hafi verið endurteknar löngu síðar, og að rek Grænlands hefði reiknast 15 metrar (!) á tímanum milli mælinga. Arnarneshæð og Vestur-Grænland eru á Norður-Ameríku-flekanum, þannig milli þeirra hefur engin breyting orðið, en hins vegar 40 cm á 20 árum milli meginlands Evrópu og hinna tveggja.

Á 4. áratug 20. aldar deildu jarðfræðingar um eðli og orsakir jarðskorpuhreyfinga, um landrekskenningu Wegeners, myndun fellingafjalla og fleira. Meðal annars stakk F. Bernauer, prófessor við tækniskólann í Berlín, upp á því að gliðnun yrði um gosbeltin á Íslandi og sprungusveima þeirra sem sýndir eru á jarðsprungukorti Þorvalds Thoroddsen frá 1905.^[3] Til að prófa þessa hugmynd setti flokkur þýskra jarðvísindamanna árið 1938, undir stjórn O. Niemczyks og Bernauers,^[4] upp þríhyrningamælinet milli Akureyrar og Grímsstaða, þvert yfir gosbeltið norðan við Kröflu, sem síðan skyldi mæla aftur nokkrum árum síðar. Íslenskur leiðsögumaður þeirra var Tómas Tryggvason jarðfræðingur. Stríðið setti strik í þessar áætlanir, Bretar jafnt sem Íslendingar grunuðu þýsku mælingamennina um græsku og eyðilögðu, eða jafnvel fluttu til, mælistöðvar þeirra. Eftir stríð, árið 1965, tókst Tómasi að hjálpa Þjóðverjum að staðsetja margar þeirra og endurtaka mælinguna – án þess þó að finna merkjanlega breytingu. Í ljósi síðari vitneskju hefði þess þó ekki verið að vænta: í Kröflueldum 1975-84 kom í ljós að öll gliðnun 250 ára frá Mývatnseldum 1724-29 hafði orðið „í einum rykk“ frá 1975 til 1984.

Tilvísanir:

1. ^ Árni Hjartarson 2012. Alfred Wegener og samskipti hans við Íslendinga. Náttúrufræðingurinn 82. árg. 1-4 hefti bls. 126-134.
2. ^ Úr þeim firði nálægt 71°N, norðan við eyna Disco, lagði leiðangurinn upp á Grænlandsjökul.
3. ^ Þorvaldur Thoroddsen 1905. Die Bruchlinien Islands und ihre Beziehungen zu den Vulkanen. Petermanns Mitt. 1905, S. 49—53.
4. ^ Oskar Niemczyk 1943. Spalten auf Island. Verlag von Konrad Wittwer. Stuttgart, 1943.

Myndir:

• Photos at Alfred Wegener pillar - Garðabær. Höfundur myndar Halldór Jörgensson. (Sótt 23. 11. 2017).
• Harrison's Chronometer H5.JPG - Wikimedia Commons. (Sótt 23. 11. 2017).

...