Von der Gestalt der Erde

Die Station II. Ordnung auf der Opitzhöhe

Kaum einer der heute sein GPS Gerät sein Navigationsgerät oder althergebracht die papierne Landkarte in die Hand nimmt denkt daran das dies nicht selbstverständlich ist, sondern das Ergebnis der Durchführung der wissenschaftlichen Landesvermessung Ende des 19 Jh..

Archimedes äußerte sich mit dem Ausspruch: „Gebt mir einen festen Punkt und ich werde die Erde bewegen. Seit Pythagoras wird von einer Kugelform der Erde ausgegangen.“

Die Menschheit hat schon immer bewegt, welche Gestalt die Erde hat und wie weit man auf ihr gehen kann.

Der Weg zum Wissen über die Gestalt der Erde war weit. Und auch heute noch lernen wir dazu. Wir lernten in den letzten Jahren, dass die Erde ihre Gestalt verändert und sich verformt durch die Kräfte ihrer Rotation und des Erdmagnetfeldes. Zur Stunde wissen wir das sie sich zwischen einer eher kugelförmigen und einer eher Apfelsinnenförmigen Gestalt hin und her bewegt. Man muss sich das wie ein Stück Gummi welcher dem Druck nachgibt vorstellen – so unglaublich das auch klingt. Das aber war im 19. Jahrhundert noch unvorstellbar, man diskutierte ob die Erde eher rund (wie ein Apfel) oder ein Ellipsoid (wie eine Apfelsine ) ist.

Bevor ich auf die wissenschaftlichen Landesvermessung und die Mitteleuropäische Gradmessung eingehe möchte ich einen oft kolportierten Mythos ausräumen.

Die Gelehrten des Mittelalters waren niemals überwiegend der Meinung das die Erde eine Scheibe sei! Als Beispiel sei hier Beda Venerabilis „De natura rerum“ angeführt. Beda sagt klar aus das die Erde Kugelförmig sei.

Ja es gab Leute (z.B. der ägyptische Mönch Kosmas) welche die Erde rechteckig beschreiben, nur sind das ausdrücklich keine Beschreibungen der Natur sondern theologisch-mystische Schriften.

Wie kommt es dann zu der Behauptung? Seit der Antike geht man von einer Einteilung der Erde in Zonen aus. Zwei (nördliche sind zu kalt und eine südliche ist zu warm, um darin zu leben. Dazwischen liegen zwei „gemäßigte“ Zonen in den Menschen leben können. Das hat z.B. auch Isidor von Sevilla so dargestellt. Wenn nun der Mainzer Erzbischof Hrabanus Magnus „den Raum in dem Menschen leben“ radförmig beschreibt, so bezieht es sich eben auf die gemäßigten Zonen und setzt das Verständnis das die Erde eine Kugel ist, voraus. Dieses Verständnis war ihm so selbstverständlich, das er es gar nicht näher erläutert. Nur indirekt lässt sich das erschließen. Im Zeitalter der Aufklärung war man auf der Suche nach Belegen des „Finsteren Mittelalters“ nicht dannach was die Vorfahren wußten und ein katholischer Erzbischof war da per se verdächtig. Da war der Begriff des Rades eine Steilvorlage für die unangemessene böswillige Interpretation. Es ist im Übrigen das Zeitalter was sich die „Eiserne Jungfrau“ baute, um so richtig das finstere Mittelalter vorführen zu können. Für die „Eiserne Jungfrau“ gibt es nicht ansatzweise einen Beleg.

Doch zurück zur Vermessung.

Ende des 19. Jahrhunderts war die Frage das die Erde rund ist nicht strittig, aber ob sie eher Apfelsinenförmig oder apfelförmig ist, war hochstrittig. Die Gestalt einer Kugel kann man geometrisch beschreiben, wenn man die Oberfläche in gleichmäßige Dreiecke zerlegt (Triangulirung). Damit war es mit den Mitteln der Geodäsie möglich die Gestalt der Erde zu bestimmen. Das dabei zum Einsatz kommende „Universalinstrument“ (Theodolit) war die High-Tec des 19. Jahrhunderts. Zusätzlich gab es eine Reihe praktischer Notwendigkeiten. Um Karten herzustellen muss man die Erdkrümmung glätten. Das führt zu Verzerrungen. Während bei lokalen Karten man dieses Problem durch Triangulierungsmessungen gut ausgeglichen bekam, war es bei überregionalen Karten ein großes Problem. Die Abweichung zwischen Karte und Wirklichkeit betrug bei einer gedachten Linie Berlin – Triest ca. 20 Meilen! Karten waren aber die Basis jeder militärischen und wirtschaftlichen Planung. Insbesonders die ingenieurtechnischen Großprojekte der damaligen Zeit (z.B. Eisenbahnlinien, der Nord-Ostsee-Kanal) verlangten präzise Planungen und diese waren nur mit präzisen Karten möglich. Die erforderliche Netzausgleichsbemessung war aber mangels exakter, die Oberfläche der Erde beschreibender Vermessungsdaten nicht möglich.

 Das mathematische Rüstzeug jedoch bestand. Winkel sind im Gelände leichter zu messen als Strecken. Sind alle Winkel eines gleichschenkligen Dreiecks bekannt dann reicht eine Strecke um die anderen zu kennen. Da aber Sichtpunkte auf die man zur Winkelbestimmung peilt unterschiedlich hoch sind (Berge, Kirchtürme etc sind nunmal nicht gleich hoch) sind Ausgleichsbemerechnungen erforderlich. Der dabei ermittelte Gradbogen gibt Auskunft über die Gestalt/Krümmung der Erde.

1861 veröffentlichte der Generalleutnant in der preußischen Armee Johann Jacob Bayer (5.11.1794 – 10.9.1885) eine Schrift „Ueber die Grösse und Figur der Erde“ und unterbreitete seinem König einen Vorschlag zu einer europäischen Gradmessung. Dies ist die Geburtsstunde der wissenschaftlichen Landesvermessung. Damit war der Grundstein für eine Internationale Erdmessung gelegt, welche heute unter der Schirmherrschaft der IUGG (International Union of Geodesy and Geophysic) steht und fast alle Staaten der Erde einschließt.
1864 fand die 1. Konferenz der Mitteleuropäischen Gradmessung in Berlin statt. Aus der Mitteleuropäischen wurde 1867 eine Europäische und 1886 eine Internationale Gradmessung. Man muß sich vorstellen: im Europa miteinander konkurrierender Großmächte einigte man sich auf eine Vermessung nach einheitlichen Maßstäben und gestattete dem „Erbfeind“ oder auch dem Verbündeten (wie im Falle Sachsens und Österreichs) auf dem eigenen Teritorrium Vermessungspunkte zu errichten! Z.B. errichtete Baden auf dem Planche des Belles Filles im Belforter Gebiet einen Vermessungspunkt und Sachsen auf dem Jeschken im Isargebirge.

In Sachsen waren es  Prof. Julius Weisbach (1806-1871)von der Bergakademie Freiberg, Carl Christian Bruhns (1830-18819 von der Sternwarte Leipzig  und Christian August Nagel (1821-1903) von der Technische Bildungsanstalt Dresden – heute TU Dresden, welche sich der Sache als Gradmessungskommissare annahmen.

Sachsen war eines der ersten Länder die auf Bayers Aufruf reagierte. Schon 1862 entwarf Nagel ein Dreiecksnetz, das sich über ganz Sachsen erstreckte und 158 Punkte („Stationen“) umfasste. Davon waren 36 Punkte Stationen I. Ordnung der sächsischen Landestriangulation und zugleich Stationen der Mitteleuropäischen Gradmessung. 122 Punkte wurden als Stationen der „Königlich Sächsischen Triangulirung“ (Stationen II. Ordnung) genutzt. Da teilweise eine direkte Sichtbeziehung (als Voraussetzung der Einmessung, nicht bestand wurden Hilfspunkte vermessen und markiert, die wiederum Dreiecke bildeten, so dass es teilweise auch ein Netz von „Stationen III Ordnung“ gibt. Jede dieser Punkte waren mit einem markanten Stein gekennzeichnet der – unabhängig von seiner tatsächlichen Gestalt – oftmals als „Nagelsche Säulen“ bezeichnet wird. Diese ermöglichten eine exakte Messung via Sichtpeilung zu mindestens zwei anderen Punkten der Triangulirung. Mit den durch diese Vermessung (und der exakten Höhenbestimmung der Vermessungspunkte) gewonnen Daten war es möglich die Netzausgleichsberechnung durchzuführen. Alle Punkte der ersten Ordnung hat Nagel selber eingemessen. Auch nach dem Tod seiner beiden Mitstreiter hat Nagel die Arbeit bis zum Ende (ca 1890) fortgesetzt. Die Nagelschen Säulen wurden bis ca. 1970 für die Vermessung als Bezugspunkte genutzt.

Mit dem – im Vergleich zu anderen beteiligten Ländern – besonders dichten und frühen Vermessung hat Sachsen einen wichtigen Beitrag zur Vermessung der Erde geleistet. Einige der hier gewonnen Erkenntnisse dieser Vermessung waren für den Erfolg des Gesamtprojektes entscheidend.

Um 1890, nachdem die Kolonialmächte die Vermessung in die Welt getragen haben, war die Frage beantwortet: die Erde ist apfelsinenförmig!

 

Am 17. Mai 2021 jährt sich zum zweihundertsten Mal die Geburt von Christian August Nagel. Zeit für ein Gedenken.

An Johann Jacob Bayer erinnert im ehemaligen Preußen nichts mehr. Sein Gedenkstein auf dem Telegraphenberg in Potsdam wurde vor einigen Jahren entfernt (Militär, Preuße – also in dieser Zeit die Verkörperung des Leibhaftigen). In Sachsen erinnert die Bayerhöhe, die höchste Erhebung des Meißner Hochlandes an den Mann der den Anstoß zur wissenschaftlichen Landesvermessung gab.

Das Erbe Nagels ist in Sachsen noch wach und wird von der Interessengemeinschaft Nagelsche Säulen und vom Staatsbetrieb „Geobasisinformation und Vermessung Sachsen“ bewahrt.

Autor: Angtarion

"Si hortum in bybliotheca habes, deerit nihil" Marcus Tullius Cicero

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