Þrjár greinar um norðurljósaleiðangra til Íslands á árunum 1883-1910 Sameiginlegur formáli Hér verður ekki farið mikið út í eðli norðurljósa almennt eða sögu rannsókna á þeim. Margar bækur eru til um þau mál, t.d. (1,2) en ekki ber þeim alltaf saman um þróun mála, svo sem það hver hafi sett fram hvaða hugmynd um þau fyrstur eða hvernig beri að túlka niðurstöður athugana. Það er þó greinilegt, að norðurljósin eru meðal þeirra rannsóknasviða í eðlisfræðum þar sem norrænir vísindamenn hafa lagt mikið að mörkum, og koma nokkrir þeirra hér við sögu.

Á þessu stórfenglega náttúrufyrirbrigði voru ýmsar skýringar settar fram gegnum aldirnar. Flestar voru þó byggðar á ágiskunum, jafnvel frá einstaklingum sem þekktu norðurljósin einungis af afspurn. Upp úr 1850 lá fyrir nægilegt magn áreiðanlegra athugana á tíðni norðurljósanna á ýmsum stöðum á jörðinni og tímabilum, til þess að menn gætu farið að gera sér vísindalegar hugmyndir um eðli þeirra og vensl við önnur fyrirbrigði. Fram kom meðal annars að tíðni norðurljósa fylgdi sveiflum í fjölda sólbletta, og B. Stewart í Edinborg setti fram þá kenningu að bæði segultruflanir og norðurljós stöfuðu frá rafstraumum í efstu lögum gufuhvolfsins.

(1) A. Brekke og A. Egeland: Nordlyset. Gröndahl og Sön’s Forlag, Oslo 1979. (2) W. Schröder: Das Phänomen des Polarlichts. Wissenschaftliche Buchgesellschaft,

Darmstadt 1984. Norðurljósaathuganir Sophusar Tromholts í Reykjavík 1883-84 (Að hluta úr grein L.K. og Trausta Jónssonar í Jökli 46, 1988). Inngangur Tilraunir til að kanna eðli norðurljósa voru miklum erfiðleikum háðar meðan ljósmynda- og fjarskiptatækni var skammt á veg komin. Höfðu hæðarmælingar t.d. gefið niðurstöður allt milli 1 km og 1600 km; greinargóðar lýsingar voru til á ljósum sem náðu niður undir sjávarmál, sjá t.d. frásögn í (2). Ýmsir töldu því lengi vel norðurljósin tengjast að einhverju leyti atburðum neðst í lofthjúpi jarðar; einn áhangandi slíkra sjónarmiða var hinn sænsk-finnski eðlisfræðingur K.S. Lemström sem líkti þeim við hrævarelda eða hægfara eldingar. Birti hann upp úr 1870 teikningar af þesskonar ljósagangi sem hann kvaðst hafa séð yfir fjöllum.

Annað sem ruglaði vísindamenn í ríminu, var það að sýnilega ljósið frá norðurljósunum var að mestu af öðrum bylgjulengdum en það ljós sem þekktar lofttegundir gáfu frá sér í loga eða rafneista.

Um 1880 voru menn farnir að átta sig á því, að til rannsókna á ýmsum atriðum í náttúru heimskautasvæðanna dygðu ekki athuganir stakra leiðangra: þar væru að verki hnattræn ferli sem yrði að kanna á mörgum stöðum samtímis. Varð þetta kveikjan að alþjóða heimskautaárinu 1882-83: þá voru settar upp tólf stöðvar til rannsókna á veðurþáttum, norðurljósum, segulsviði og ýmsu öðru.

Tromholt Meðal þeirra sem tóku þátt í athugunum heimskautaársins nyrst í Noregi, var danskur kennari að nafni Sophus Tromholt (1851-1896); hann dvaldi um árabil þar í landi vegna áhuga síns á norðurljósunum. Mælingar Tromholts þar á hæð norðurljósa (110-150 km) voru nærri réttu lagi, og er talinn hafa verið fyrstur manna til að ná ljósmynd af norðurljósum þótt gæði hennar væru ekki mikil. Tromholt ritaði m.a. alþýðlega bók um rannsóknadvöl sína nyrðra og aðra bók um almenna stjarnfræði; þær urðu vinsælar og komu einnig út á fleiri tungumálum. Hann birti að auki mikið af blaða- og tímaritagreinum, þýddi bækur úr ensku, tók mikinn fjölda ljósmynda af Sömum sem þykja merk heimild, og samdi kver með eldspýtnaþrautum og öðrum leikjum fyrir börn.

Engin mælingastöð var á Íslandi á heimskautaárinu 1882-83, en Tromholt aflaði styrkja til að búa á Ísland allan hinn næsta vetur og kanna norðurljós hér. Birtust nokkrar athuganir hans í tímaritinu Nature (1). Meðal annars hafði hann áhuga á að setja upp búnað uppi á fjalli til að framleiða norðurljós með útstreymi rafmagns, eins og fyrrnefndur Lemström hafði spáð að væri mögulegt. Gerði hann tilraunir með það fyrst á Skólavörðuholti, en svo á kolli Esju ofan Mógilsár í febrúar 1884 (1,2). Vírspólu sem umlukti um fjögur þúsund ferfet og á voru yfir eitt þúsund mjóir gaddar, var haldið uppi með 31 staur sem hann fékk mannsöfnuð til að hjálpa sér að koma fyrir. Síðan lá einangraður vír úr henni langleiðina niður eftir fjallinu og var tengdur þar í einfaldan rafhlöðubúnað. Tromholt kveðst hafa fylgst með fjallinu í kíki öðru hvoru eftir þetta, en ekki séð neina jákvæða svörun.

T.v.: Þýðing á fyrirlestri eftir S. Tromholt, 1884. T.h.: Tromholt, úr heimild (3) Meðan Sophus Tromholt var hér í bænum vetrarlangt, fylgdist hann með norðurljósum en fannst þau fremur í daufara lagi. Um vorið ferðaðist hann um til að skoða goshveri og fleira. Hann flutti erindi fyrir almenning um tunglið, og var efni þess gefið út sérprentað í litlu kveri, 43 bls. Bók sem hann ritaði um Íslandsför sína (2) er mjög skemmtileg aflestrar. Tromholt hélt áfram lengi enn norðurljósarannsóknum, og að honum látnum kom út á bók 1902 ítarleg samantekt hans um þau norðurljós sem sést höfðu í Noregi 1722-1878.

Lemström-kenningin um rafútleiðslu frá fjöllum hefur ekki alveg gleymst, þótt raunvísindamenn gefi sjálfsagt lítið fyrir hana. Á ferðinni var hér á landi fyrir nokkrum árum (3) þýskur listamaður sem leitaði slíkra fyrirbrigða til að taka ljósmyndir af. Heimildir

(1) S. Tromholt: greinar um norðurljós o.fl. á Íslandi. Nature 29, 409-412, 420 og 537-538; 30, 80-81, 1884.

(2) S. Tromholt: Breve fra Ultima Thule. C. Gravenhorst, Randers, 1885, 344 bls. Kafli um þá rannsókn sem nefnd er í (1), birtist í íslenskri þýðingu í jólablaði Alþýðublaðsins 1954.

(3) Aðalbjörn Sigurðsson: “Útstreymisapparat” á toppi Esjunnar. Morgunblaðið 29. apríl 2001.

Danski norðurljósaleiðangurinn til Akureyrar, veturinn 1899-1900 (Grein upphaflega birt í Fréttabréfi Eðlisfræðifélags Íslands 1985 og í Heima er best 1986. Hér er aukið við myndefni, kaflaheitum, og viðbæti) Adam Paulsen og kenning hans Adam F.W. Paulsen var fæddur 1833 í Nyborg í Danmörku. Hann lauk magistersprófi í eðlisfræði 1866 og var um tíma kennari, en tók að sér að stýra dönskum leiðangri til rannsókna í veðurfræði o.fl. við Godthaab á Grænlandi á alþjóðlega heimskautaárinu 1882-83. Paulsen var stuttu síðar ráðinn forstjóri dönsku veðurstofunnar (Meteorologisk Institut) og gegndi því embætti við góðan orðstír til dauðadags 1907 (1,3,4).

Adam Paulsen Dan Barfod la Cour Meðal annars voru smíðuð á veðurstofunni undir stjórn Adams Paulsens margvísleg sjálfritandi mælitæki til nota í veður- og hafrannsóknum, og voru einhver þeirra sett upp á Íslandi. Hann ritaði einnig bækur um eðlisfræði og veðurfræði; er þekktust þeirra “Naturkræfterne” (6) sem fyrst kom út 1875-79. Í Grænlandsleiðangrinum hafði Paulsen fengið mikinn áhuga á norðurljósum og fyrirbrigðum tengdum þeim. Árið 1894 setti hann fram eigin kenningu um tilurð þeirra (2,5,6). Í stuttu máli byggðist hún m.a. á þeirri tilgátu að í efri loftlögum væru neikvætt

hlaðnar jónir sem sendu frá sér stuttbylgju-ljósgeisla svipaða katóðugeislum (sem mönnum varð ekki ljóst fyrr en 1897 að væru rafeindir). Þessir “norðurljósageislar” áttu að fá sameindir loftsins til að ljóma (fluorescere), þ.e. losa sig við orku sem þær hefðu áður fengið úr sólarljósinu. Við ljómunina yrði loftið rafleiðandi. Studdi Paulsen kenningu sína ýmsum athugunum varðandi hæð og hreyfingar norðurljósanna, skýjamyndun, breytingar á lóðréttu rafsviði niður við jörð, og flökt áttavitanálar meðan á ljósunum stóð.

Kenning Paulsens varð fljótlega fyrir gagnrýni, ekki síst frá Norðmönnunum K. Birkeland og C. Störmer, sem töldu norðurljósin vera af völdum rafeinda sem sólin sendi frá sér. Sú kenning hefur reynst haldbetri en kenning Paulsens, sem þó hefur ekki verið fráleit á sínum tíma og gæti m.a. að nokkru átt við annað ljósfyrirbrigði í lofthjúpnum, svokallaða “airglow” (11).

Norðurljós í Godthaab 15. nóv. 1882. Mynd þessi er fremst í 2. útg. Naturkræfterne (6). Leiðangurinn Adam Paulsen taldi nú þurfa nýjar og ítarlegri athuganir á norðurljósunum, og varð úr að hann réðist í leiðangur til Akureyrar síðsumars 1899, við fjórða mann. Var hann þá orðinn 66 ára og sjóndapur, en stýrði leiðangrinum af dugnaði og tók mikinn þátt í erfiðum störfum hans. Aðal-mælitækin voru nýjar franskar litrófssjár með kvarslinsum, til ljósmyndunar útfjólublárra geisla frá norðurljósunum. Settu þeir félagar um haustið upp fimm smáhýsi við Akureyri (7,17) auk eins á Vaðlaheiði (sem þó fauk fljótlega) og annars á Súlum. Húsin við Akureyri voru tengd saman með málþræði eða ljósmerkjum til þess að hægt væri að finna hæð norðurljósanna með samtíma hornamælingum. Sömuleiðis var fylgst með segultruflunum, og mælt rafsvið í loftinu. Til þess notaði Paulsen með góðum árangri geislavirk efni sem hann hafði fengið frá Pierre Curie í París (8, bls. 48). Voru slík efni þá alveg nýuppgötvuð. Meðal afreka leiðangursins og íslenskra manna sem hann aðstoðuðu, var að fara með búnað á tíu hestum upp á Súlutind í október 1899. Sátu svo leiðangursmenn þar við litrófssjána í tjaldi vikum saman og hefur líklega ekki veitt af, því að ljósmyndaplötur

voru þá ekki eins næmar og síðar varð. En strax í janúarlok 1900 gat Adam Paulsen sent danska Vísindafélaginu niðurstöður um bylgjulengdir og hlutfallslegan styrk margra litrófslína sem ekki voru áður fundnar í norðurljósum (10). Eftir lok leiðangursins í apríl 1900 voru gerðar nákvæmar samanburðarmælingar í rannsóknastofu í Potsdam (9) og því slegið föstu að þarna væri um að ræða litróf köfnunarefnis. Mun Paulsen hafa verið einna fyrstur manna til að fá þessa niðurstöðu (15) og var hún staðfest frekar við leiðangur veðurstofunnar til norður-Finnlands veturinn eftir.

Byrjun á grein Paulsens í Comptes Rendus 1900 (11). P. Pellin var þekktur tækjasmiður í París, og E. Mascart hafði m.a. gert mælingar á litrófslínum útfjólublárrar geislunar sólar. Í leiðangrinum veturinn eftir var notað silfurbergsprisma í stað kvarsprisma. Framhaldið Adam Paulsen gat nú hafist handa við að bæta norðurljósakenningu sína. Kom ný gerð hennar út 1906 (12), þar sem hann tók m.a. upp kenningu Birkelands að hluta en gagnrýndi einnig margt í kenningum Birkelands og annarra. Notfærði Paulsen sér þá niðurstöðu úr Akureyrarleiðangrinum, að sum norðurljós næðu allt að 400 km hæð, til að gera ráð fyrir að efri löftlögin gætu hitnað mjög og þanist upp á við við viss skilyrði. Sömuleiðis taldi hann að þar uppi myndaðist mjög virk blanda loftsameinda og jóna, sem borist gæti niður í veðrahvolfið eða til suðlægari svæða með vindum og valdið norðurljósum þar. Adam Paulsen lést hinsvegar árið eftir og lauk ekki við bók um norðurljósin sem hann hafði í smíðum. Norðurljósarannsóknir lögðust að mestu af í Danmörku næstu tvo áratugi (1), og úrvinnslu gagnanna frá Akureyri og Finnlandi varð heldur aldrei full-lokið. Hugmyndir Paulsens og niðurstöður viku smám saman fyrir öðrum haldbærari, og sýndi Störmer þannig fram á það upp úr 1913 að hæð norðurljósa var langoftast um 100 km. Þó átti kenning Paulsens nokkru fylgi að fagna fram yfir 1920 (2). Danski norðurljósaleiðangurinn hefur líklega verið fyrsta skiptið sem eðlisfræðimenntaðir menn komu til Íslands gagngert til rannsókna í fræðigreininni. Er óhætt að segja að leiðangurinn hafi náð tilgangi sínum og orðið til nokkurra framfara á sviði norðurljósa-rannsókna. Það virðist þó strax hafa orðið einkenni slíkra leiðangra, að hversu vel sem þeir séu skipulagðir, eigi úrvinnsla mæliniðurstaðna í vök að verjast vegna annarra aðkallandi verkefna, fjárskorts, eða breytinga á starfsliði stofnana. Getur því mestur hluti niðurstaðnanna oft lent í glatkistunni. Þátttakendurnir

Einn þeirra þriggja ungu manna sem fylgdu Adam Paulsen í Akureyrar-leiðangrinum, var Harald Moltke greifi og listmálari. Gerði hann, bæði í þessari ferð og í Finnlands-leiðangrinum 1900-01, mörg málverk af norðurljósunum. Hafa þau síðan þótt bestu myndir sem til eru af þessu undri náttúrunnar, og fóru eftirprentanir þeirra víða. Áttu þær eflaust þátt í að vekja áhuga ýmissa eðlisfræðinga á rannsókn norðurljósa.

Þriðji þátttakandinn í leiðangrinum var Dan B. la Cour sem lauk magistersnámi í eðlisfræði 1902 og varð veðurstofustjóri Dana 1923-42 (1, 3). Hann var merkur vísindamaður og t.d. hannaði hann ýmsar tegundir segulsviðsmæla sem voru í notkun víða um heim í áraraðir, þar á meðal í segulmælingastöð Raunvísindastofnunar Háskólans í Mosfellsbæ. Dan la Cour var einn helsti stjórnandi hins alþjóðlega heimskautaárs 1932-33, og starfaði þá Poul sonur hans við athuganastöð sem sett var upp við Snæfellsjökul (14).

Sá fjórði, Ivar B. Jantzen stud. polyt., var í móðurætt frá Grenjaðarstað (7). Hann var síðar lengi forstjóri seðlaprentsmiðju Dana og brautryðjandi í rekstrarhagfræði. Viðbætir 2006 Nýlega hefur birst grein um Adam Paulsen og norðurljósarannsóknir hans eftir tvo starfsmenn dönsku veðurstofunnar (15). Telja þeir hann hafa sett fram ýmsar hugmyndir fyrstur manna varðandi eðli norðurljósanna, sem enn standist. Hafi þær verið staðfestar löngu síðar af mælingum með eldflaugum og gervihnöttum, en framlag Paulsens þá verið að mestu gleymt.

Myndir H. Moltkes af norðurljósunum við Akureyri og víðar eru aðgengilegar á Internet-vefsetri Meteorologisk Institut. Allavega hafa a.m.k. þrjár þeirra birst í íslenskum ritum (16, 17, 18). Í ævisögu Moltkes (Livsrejsen, útg. 1936), er lýst verunni á Akureyri. Í bók Gylfa Gröndals, “Fólk í fjötrum” (Rvk. 2003, bls. 97) er þess getið að Olgeir Júlíusson (faðir Einars alþingismanns) hafi keypt timburhús af frönskum norðurljósaleiðangri um aldamótin, og innréttað sem íbúðarhús á Barði (Eyrarlandsvegi 25) við Akureyri. Sjálfsagt var þarna um leiðangur Paulsens að ræða, og e.t.v. hefur nafnið la Cour villt fyrir heimildarmönnum Gylfa varðandi þjóðernið. Þakkir Ég þakka dr. Þorsteini Sæmundssyni, Birnu Ólafsdóttur og Ottó J. Björnssyni gagnlegar ábendingar um heimildir. Heimildir

(1) K. Andersen (ritstj.) Meteorologisk Institut gennem hundrede År. Det Danske Meteorologiske Institut, Kbh. 1972.

(2) E. Andreen og H. Holst. Elektriciteten. XXV. Kapítuli: Norr- och södersken. 3je upplagan. Fröléen og Co., Stockholm 1920. (3) Dansk Biografisk Leksikon. Gyldendal, Kbh. 1982. (4) D. La Cour: Adam Frederik Wivet Paulsen. Fysisk Tidsskrift, 5, 85-86, 1906-07. (5) A. Paulsen: Sur la nature et l’origine des aurores polaires. Kgl. Danske Vidensk. Selskab, Oversigt 1894, 2, 148-168, 1894. Einnig í Ciel et Terre 16, 1896-96.

(6) A. Paulsen: Naturkræfterne I-II. Í 2. útgáfu á vegum P.G. Phillipsens Forlag, Kbh. 1893-95 er CIII. kapítuli: Nordlysets natur. Sjá og A. Paulsen: Nordlysets Straalingsteori. Nyt Tidsskr. Fysik og Kemi 1, 161-172, 1896 og P. Freuchen: Nordlys. Naturen og Mennesket 16, 298-305, 1896.

(7) Stefnir, Akureyri: 21. ág., 19. okt., 29. nóv. og 8. des. 1899; 9. jan., 10. feb. og 5. mars 1900. Sjá einnig Árbók Ferðafélags Íslands 1991, bls. 113.

(8) Marie Curie: Pierre Curie. Ensk þýðing eftir C. og V. Kellogg. Dover Books, New York, 1963.

(9) A. Paulsen: Resultats de quelques mesures faites par M. Scheiner de parties correspondantes des spectres de l’aurore polaire et de la lumière cathodique de l’azote. Kgl. Danske Vidensk. Selskab Oversigt 1901, 1, 91-93, 1901. (10) A. Paulsen: Sur le spectre des aurores polaires. Comptes Rendus Acad. Sci. Fr. 130, 655-656, 1900. Einnig: Études spectrographiques de l’aurore boréale. Kgl. Danske Vidensk. Selskab Oversigt 1900, 2, 143-145 og 3, 243-248, 1900. (11) J.W. Chamberlain: Physics of the Aurora and Airglow. Academic Press, New York, 1961. (12) A. Paulsen: Sur les récentes théories de l’aurore boréale. Kgl. Danske Vidensk. Selskab Oversigt 1906, 2, 109-144, 1906. (13) P.B. Freuchen: Om Nordlys. Fysisk Tidsskrift 5, 89-95, 1906-07. (14) Leó Kristjánsson og Trausti Jónsson: Alþjóða-heimskautaárin tvö og rannsóknastöðin við Snæfellsjökul 1932-33. Jökull 46, 35-47, 1998. (15) T.S. Jörgensen og O. Rasmussen: Adam Paulsen, a pioneer in auroral research. Eos Trans. Am. Geophys. Union 87(6), 61 og 66, 2006. (16) Þorvaldur Thoroddsen: Landfræðissaga Íslands, IV. bindi endurútgáfu, Ormstunga, Rvk. 2006, bls. 209. (17) F. Ponzi: Ísland á 19. öld. Almenna bókafélagið, Rvk. 1986. Steindór Steindórsson: Akureyri – höfuðborg hins bjarta norðurs. Örn og Örlygur, Rvk. 1993. Í báðum bókunum eru einnig myndir tengdar veru leiðangursins á Súlutindi. (18) Sigurður Ægisson: Norðurljós. Morgunblaðið 7. jan. 2001, bls. B10-B14.

Norðurljósarannsóknir í Dýrafirði 1902-03 og 1910 (Grein þessi birtist fyrst í Fréttabréfi Eðlisfræðifélags Íslands 1985 og í Heima er bezt 1986. Hér eru gerðar á henni nokkrar breytingar, m.a. á myndefni) Inngangur Í fyrri grein höfundar var sagt frá leiðangri Adams Paulsens og samstarfsmanna frá dönsku veðurstofunni til norðurljósarannsókna við Akureyri veturinn 1899-1900. Taldi Paulsen sig hafa í leiðangrinum aflað ýmissa gagna er styddu kenningu hans um þetta náttúrufyrirbrigði. En eins og þar kom einnig fram höfðu Norðmenn undir forystu Kristians Birkeland prófessors í Kristianiu, allt aðrar hugmyndir um uppruna norðurljósanna og tengdra fyrirbrigða. Birkeland stóð einmitt þann sama vetur fyrir leiðangri til Kaafjord í Norður-Noregi, í svipuðum tilgangi og Paulsen. Rannsóknir Birkelands 1902-03

Birkeland hafði (eins og áður er nefnt varðandi heimskautaárið 1882-83) áttað sig á því að rannsóknir frá einni einstakri stöð væru alls ekki nógar til þess að skilja mætti orsakir norðurljósanna. Árangursríkara yrði að skrá samtímis athuganir á mörgum stöðum bæði í norðurljósabeltinu (sem er kringum segulskaut jarðar og liggur m.a. um Ísland) og sunnar. Einnig þyrfti að bera niðurstöðurnar saman við eðlisfræðileg líkön. Veturinn 1902-03 var ráðist í slíkt átak, og var það kostað að hluta af norska ríkinu en að hluta úr eigin vasa Birkelands og nokkurra efnamanna. Í fyrsta lagi voru reknar um veturinn fjórar nýjar mælingastöðvar: ein í Kaafjord og aðrar á Novaya Zemlya, á Axelsey við Svalbarða og á Íslandi. Í öðru lagi aflaði Birkeland sér gagna úr 21 segulmælingastöð víðsvegar um heiminn frá tilteknum tímum þennan vetur. Í þriðja lagi var mjög endurbætt aðstaða Birkelands til að framleiða “norðurljós” í lofttæmdum rafstraums-klefa með segulmagnaðri kúlu í miðju og glugga á: var klefinn fyrst 70 lítrar að stærð, svo 300 lítrar og loks 1000 lítrar. Í fjórða lagi gerðu Birkeland og kollega hans C. Störmer margháttaða nýja útreikninga, bæði á brautum agna frá sólinni kringum jörðina og á segulsviðsáhrifum slíkra agnastrauma við yfirborð jarðar. Íslenska stöðin Rannsóknastöð Norðmannanna á Íslandi var sett upp hjá hvalveiðistöð norska Victor-félagsins á Framnesi við bæinn Höfða norðan Dýrafjarðar, og starfaði frá því í nóvember 1902 til miðs apríl 1903. Um mælingarnar sá Sem Sæland, amanuensis í Kristianiu sem tekið hafði þátt í fyrrnefndum Kaafjord-leiðangri. Sæland til aðstoðar var ungur Íslendingur, Lárus Björnsson verkamanns við hvalstöðina Magnússonar. Mælitækin voru aðallega fullkomið sett síritandi þýskra segulmæla, en einnig veðurathugunartæki, mælar til að kanna rafleiðni í andrúmslofti (af völdum geimgeisla o.fl.), nákvæm klukka og teodolit til stjörnuathugana. Tveir kofar voru byggðir og stóðu segulmælitækin í öðrum, á súlum úr niðursöguðu skipsmastri. Mælingarnar í Dýrafirðinum tókust ágæta vel, en veður var þar óvenju óstöðugt þennan vetur svo að skýjaþykkni háði lengst af norðurljósaathugunum. Segultruflanirnar á Íslandi skiptu miklu máli við útreikninga Birkelands á straumkerfum í háloftunum. Minna gagn varð af rafmælingunum, enda eru alls ekki til staðar þau nánu orsakatengsl sem í þá tíð voru álitin vera milli þessara fyrirbrigða í andrúmsloftinu og segulsviðstruflana. Norðurljósarannsóknum var einnig haldið áfram af öðrum, og meðal annars gaf Svíinn S. Arrhenius (3) út samantekt um tíðni norðurljósa á Íslandi og Grænlandi. Þar segir hann gögn sín frá Íslandi vera byggð á einni athugunarstöð 1873, tveim 1874-1883 og fjórum 1884-1903. Ekki segir Arrhenius hvar þær voru, en að líkindum voru það aðal-veðurathugunarstöðvarnar sem danska veðurstofan setti upp í öllum landsfjórðungum: í Stykkishólmi, Berufirði, Vestmannaeyjum og Grímsey. Af hugmyndum Birkelands Niðurstöður hins mikla átaks Birkelands og samstarfsmanna komu út í tveim þykkum bindum (1) og er eintak þeirra á Landsbókasafni. Fleiri bindi voru ráðgerð, en komu ekki út. Er um þetta rit sagt í síðari heimild, að meðal merkra ályktana Birkelands hafi verið

skipting segulstorma á jörðu (sem orsakast af stórum gosum á sólinni) í mismunandi gerðir, og er ein kölluð “substorms”. Meðfylgjandi mynd sýnir dæmi um upphaflegar hugmyndir Birkelands um lárétta rafstrauma í háloftunum, en 1908 stakk hann upp á að straumarnir lægju samsíða kraftlínum jarðsegulsviðsins (sem hallast meira en 70° frá láréttu á okkar slóðum). Í heimildum frá síðasta áratug er sagt, að eftir 1963 hafi gervihnettir staðfest hugmyndir hans um slíka strauma í efstu lögum andrúmsloftsins og þeir heiti nú eftir honum.

T.v.: Hluti mælingastöðvarinnar í Dýrafirði. T.h: Útreiknaðir straumar í háloftunum sem orsökuðu meiriháttar segultruflanir í Dýrafirði og á fleiri stöðvum 15. des. 1902.

Birkeland hafði samkvæmt formála í (1) á prjónunum að setja upp enn fleiri rannsóknastöðvar í heimskautahéruðunum, þar eð hann taldi rannsóknirnar varpa ljósi á mörg meginatriði í eiginleikum sólarinnar, geimefnis, og efri loftlaga jarðar. Meðal þess sem hann reyndi einnig að skýra með kenningum sínum og tilraunum, voru hringir Satúrnusar, halar halastjarna, og uppruni alheimsins. Birkeland taldi mjög líklegt, að halastjarna Halleys (sem hefur umferðartíma 76 ár á mjög aflangri braut sinni) mundi geta haft áhrif á lofthjúp jarðar og á agnastrauma frá sólu, er hún væri í næsta nágrenni okkar í maímánuði 1910. Ritaði hann greinar og dreifibréf með hvatningu til jarðvísindamanna um að gera sem ítarlegastar athuganir á segultruflunum, jarðstraumum, ljósfyrirbrigðum í andrúmsloftinu og öðrum atburðum sem tengja mætti halastjörnunni. Gerði Birkeland síðan sjálfur athuganir á fjallstindi ofan við Kaafjord í maí og júní 1910. Áhugi hans beindist svo næstu árin að hinu daufa ljósskini frá geimryki (“zodiacal light”) sem aðeins sést á suðlægari slóðum, en hann lést á ferðalagi heim frá Egyptalandi og er talinn hafa ofreynt sig við rannsóknir sínar þar.

T.v.: Mynd Kr. Birkelands (1867-1917) er á norskum 200 króna seðli. Verkfræðingur að nafni S. Eyde nefndi við hann upp úr 1900 fyrirætlun sína um að nota langa háspennu-rafneista til að framleiða saltpétur úr andrúmslofti. Með hjálp tækja Birkelands þróaðist úr þeirri hugmynd stóriðja í vatnsvirkjunum, áburðarframleiðslu o.fl. í Noregi (Norsk Hydro). T.h.: Hluti töflu úr grein Arrheniusar (3) um vísitölur sólbletta í fremri dálki og fjölda norðurljósa sem sáust hvert ár á Íslandi í þeim aftari. Nokkur fylgni er þar á milli. Angenheister kemur til sögunnar Einn þeirra vísindamanna sem fengu áhuga á halastjörnunni, var Gustav Angenheister, þá aðstoðarkennari í jarðeðlisfræði við háskólann í Göttingen. Angenheister hélt með mælitæki (2) til Íslands vorið 1910, þar eð búist var við sérstaklega miklum áhrifum halastjörnunnar í norðurljósabeltinu. Voru tæki hans til segul- og rafsviðsmælinga heldur meiri og betri en útbúnaður hins fyrra leiðangurs Birkelands. Að auki hafði hann m.a. einfalt tæki til að mæla skautun dagsljóssins frá himninum. Angenheister og samstarfsmaður hans, A. Ansel, gerðu stans í Reykjavík á leið sinni vestur og könnuðu þar málefni silfurbergsnámunnar í Reyðarfirði fyrir þýska sjóntækjaframleiðendur. Þann 27. apríl komust þeir til Þingeyrar og settust að í hvalstöðinni á Framnesi sem þá var yfirgefin. Mælingar hófust 4. maí og biðu þeir Angenheister þess að jörðin færi gegnum hala halastjörnunnar að morgni hins 19. maí. Höfðu aðrir reyndar spáð heimsendi af hennar völdum, og varð ýmsum ekki svefnsamt um nóttina. Fátt sást þó til halastjörnunnar þar vestra þegar til kom, og komu engar óeðlilegar breytingar fram á mælum Þjóðverjanna þessa daga. Að vísu var segulsviðið órólegt þá, en þær truflanir stóðu greinilega í sambandi við mikinn fjölda virkra bletta á sólu.

T.v. : Úr frétt um halastjörnu-málið í vikublaðinu Vestra á Ísafirði, 30. apríl 1910. T.h.: Gustav H. Angenheister (1878-1945).

Af þessum og öðrum athugunum í maí 1910 hafa menn væntanlega getað dregið þá ályktun að stjörnuhalinn væri allt of þunnur til að hafa mælanleg áhrif á jörðu niðri. Lauk mælingunum í Dýrafirði um mánaðamótin, en gerðar voru nokkrar segulmælingar á viðkomustöðum á heimleið (sjá grein mína í Jökli 43, 1993). Stuttu eftir Íslandsleiðangurinn varð Angenheister prófessor að nafnbót, og tók hann 1914 við stjórn rannsóknastöðvar á Samoa. Eftir heimkomu 1921 settist hann að í Potsdam um skeið, en varð svo forstöðumaður jarðeðlisfræðideildar Göttingenháskóla 1928 og gegndi því embætti uns hann lést í stríðslok (4). Þekktastur er Angenheister fyrir rannsóknir á yfirborðsbylgjum frá jarðskjálftum. Tengsl við síðari leiðangra og atburði Síðan 1910 hefur margt merkra niðurstaðna um segulsviðstruflanir, háloftarannsóknir og norðurljós aflast á Íslandi, bæði af erlendum leiðöngrum, íslenskum vísindamönnum, og varanlegum stöðvum sem m.a. Japanir og Evrópumenn hafa sett upp hér. Ekki voru þær rannsóknir þó í beinum tengslum við hinar sem hér hafa verið taldar upp, en að lokum má til gamans rekja nokkra atburði í óbeinum tengslum við leiðangrana 1902-03 og 1910.

Sem Sæland varð síðar eðlisfræðiprófessor og fyrsti rektor Tækniháskólans í Þrándheimi, þingmaður um skeið og lengi rektor Oslóarháskóla. Í afmælisgrein um Björn Guðmundsson skólastjóra á Núpi í Dýrafirði sextugan (í tímaritinu Viðar , 4 árg. 1939) er sagt að hann hafi kynnst Sæland (þá væntanlega 1902-03) og farið til Noregs og Danmerkur í kennaranám 1907-08, að hluta fyrir hvatningu hans. Ekki hef ég vitneskju um örlög Lárusar Björnssonar aðstoðarmanns Sælands. Að líkindum voru tvö skyldmenni A. Ansels hér við þyngdarsviðsmælingar í merkum leiðangri O. Niemczyk o.fl. til rannsókna á jarðsprungum 1938. Síðan var Gustav Angenheister, sonur og nafni hins fyrrtalda, prófessor í jarðeðlisfræði við háskólann í München 1957-84. Starfsmenn þaðan gerðu segulsviðsmælingar í jarðfræðilegum tilgangi hér um 1970, og stóðu framarlega í miklu fjölþjóða jarðsveiflu- og jarðstraumaverkefni á Íslandi 1977 (RRISP-verkefnið). Nokkrir Íslendingar hafa dvalið við nám eða rannsóknir í jarðeðlisfræðideild Münchenarháskóla á undanförnum áratugum, og fengið þar hina bestu fyrirgreiðslu. Má því segja, að halastjörnu-rannsóknirnar í Dýrafirði 1910 hafi á endanum orðið íslenskum jarðvísindum að talsverðu gagni. Í tengslum við endurkomu Halley-halastjörnunnar 1986 könnuðu bandarískir jarðvísindamenn gömul segulmælingagögn (5), og töldu vel hugsanlegt út frá þeim að einhver röskun á efstu loftlögum jarðar hafi orðið af völdum hennar 1910. Heimildir

(1) K. Birkeland: The Norwegian Aurora Polaris Expedition 1902-1903. Volume 1: On the Cause of Magnetic Storms and the Origin of Terrestrial Magnetism. First Section, 1908, Second Section, 1913. H. Aschehoug & Co., Christiania, alls 801 bls. og 42 kort.

(2) G. Angenheister og A. Ansel: Die Island-Expedition im Frühjahr 1910. Nachr. Königl. Gesellsch. Wissensch. Göttingen 1912, Math. Phys. Klasse, Heft 1, 42-111 og nokkur kort, 1912.

(3) S. Arrhenius: Die Nordlichter in Island und Grönland. Medd. från Kungl. Vetenskapsakademiens Nobelinstitut 1(6), 1-27, 1906.

(4) O. Förtsch: Gustav Heinrich Angenheister. Gerlands Beitr. Geophys. 61(4), 291-295, 1950.

(5) C.T. Russell o.fl.: Effect of possible passage through Halley’s magnetic tail on geomagnetic activity. J. Geophys. Res. 92, 11195-11200, 1987. Geomagnetic activity during the passage of the Earth through Halley’s tail in 1910. Nature 333, 338-340, 1988.