Denne saken ble først publisert i 2019.
Norske geologer – et tilbakeblikk
Dette er en artikkel i serien om norske geologer som har satt markante spor etter seg. De har ikke som formål å være faglig-historiske bidrag. I stedet er de ment som et forsøk på å se på de gamle geologene med geologiske øyne. Jeg har prøvd å lage en enkel fremstilling uten referanser til underliggende kildemateriale.
Christopher Hansteen (1784-1873) ble tidlig (1816) professor i astronomi og anvendt matematikk ved Det Kongelige Fredriks Universitet i Christiania, men i løpet av karrieren gjorde han like fullt store oppdagelser innen geovitenskap.
Hovedarbeidet hans var innen oppmåling og forståelse av jordens magnetfelt, og i 1819 utga han boka Untersuchungen über den Magnetismus der Erde med et tilhørende magnetisk atlas. Det er altså 200 år siden.
Boka, som representerte det første større vitenskapelige arbeid ved universitetet, ga internasjonal anerkjennelse både til det nye universitetet og den nye, norske nasjonen.
En ren tilfeldighet
Christopher Hansteen var født i Christiania i 1784 nær Akershus festning. Faren var dansk prestesønn og moren var født Treschov. Han skulle egentlig bli sjøoffiser, men faren døde tidlig og han fikk plass på Katedralskolen hvor morens fetter – filosofen, professoren og politikeren – Niels Treschov var rektor.
I 1802 tok han examen artium, og i 1803 begynte han å studere jus ved universitet i København. Der ble han ble kjent med den kjente danske fysikeren Hans Christian Ørsted (1777-1851), og interessen for jusen avtok.
På grunn av farens tidlige død så hadde familien dårlig råd, og Hansteen tok ansettelse som matematikklærer på latinskolen i Fredriksborg på Sjælland. Hans interesse for magnetisme ble der tent ved en tilfeldighet. Da han i 1807 ble sendt til Helsingør for å hente to globuser som var donert til skolen, la Hansteen merke til at det på en av dem var avmerket magnetiske linjer og to punkter nær sydpolen som kompassnålen skulle rette seg mot. Disse magnetiske punktene var beregnet etter James Cooks andre oppdagelsesreise fra 1772 til 1775.
Professor – 32 år gammel
Hansteen var nå fanget. Han studerte alle reisebeskrivelser fra den nordlige halvkule for å teste teorien om at det fantes to magnetiske dipoler som styrte Jordens magnetfelt, og i 1810 ble det utlyst en prisoppgave ved universitetet som tok opp spørsmålet om det fantes flere magnetiske akser på jorden. Hansteen samlet da all tilgjengelig litteratur fra 1600- og 1700-tallet og konkluderte med at det fantes to magnetiske akser. Han kunne også vise at både deklinasjonen og inklinasjonen hadde forandret seg fra 1600-tallet. Hansteen vant forskningsprisen.
Universitetet i Christiania ble opprettet i 1811, og i 1813 ble det opprettet et lektorat i anvendt matematikk for Hansteen slik at han kunne kvalifisere seg til et professorat. Han ble professor i 1816, 32 år gammel.
Bergseminaret på Kongsberg var en fagutdanning, ikke bare et akademisk studium, og overføringen til Universitetet i Kristiania preget det nye universitetet. Det gjorde geologien til et mer spesielt fag der Jens Esmark (1762-1839; GEO 07/2017: «Den avgjørende fjellturen») hadde oppgaven med å undervise geologi i tillegg til de andre bergfagene.
Hansteen ble tidlig en drivkraft på det nye universitetet, og sammen med Baltazar Mathis Keilhau (1797-1858), Christian Boeck (1798-1877) og Niels Henrik Abel (1802-1829) etablerte han i 1819 et «literairt selskab» i Christiania. I 1823 ble det til den Physiographiske forening som overtok utgivelsen av Magazin for Naturvidenskaberne. De unge vitenskapsmennene ble hyllet av Henrik Wergeland som representanter for Norges framtid.
De var på den tiden like mye utforskere som forskere. Naturen var ukjent. Keilhau hadde sitt store prosjekt om å kartlegge geologien i Norge inkludert Bjørnøya og Svalbard, og Hansteen prioriterte den magnetiske kartleggingen. Det var selvsagt at Keilhau også brukte Hansteens instrumenter og foretok magnetiske målinger på sine reiser.
På første halvdel av 1800 tallet kom også bærbare barometre som kunne brukes til høydebestemmelser av fjelltopper. Det førte til en sterk konkurranse om å finne Norges høyeste fjell.
Hansteens magnetometer
I 1817 bestilte Hansteen et magnetisk helningsapparat fra instrumentmaker Reichenbach i München. Han ville bruke et svingningsinstrument til å måle magnetisk intensitet eller styrke. Dette ble senere kalt «Hansteens magnetometer». Det var lite, lett og sammenleggbart og derfor velegnet til feltmålinger. Det ble dessuten masseprodusert og ble etter hvert en standard som andre forskere tok i bruk.
Hansteens magnetometer. En magnetisk nål var montert i en tynn silketråd noen millimeter over instrumentets bunn. Ved å måle hvor lang tid den brukte på 300 svigninger, fikk man et mål for magnetfeltets intensitet.
I 1819 fikk han gjort ferdig boka Undersøkelser av jordens magnetisme som ble oversatt til tysk under tittelen Untersuchungen über den Magnetismus der Erde. Trykkingen av et tilhørende atlas med 7 forskjellige kart var krevende både teknisk og økonomisk. Hansteen søkte derfor – og fikk – 1500 speciedaler fra Kong Karl Johan til trykking og utgivelse av bokverket. Både gravering og trykking av atlaset måtte gjøres i Stockholm.
Boka på 680 sider ble trykket som et samarbeid mellom tre boktrykkere i Christiania. Han reiste til Tyskland for å få innpass i den vitenskapelige diskusjonen i Sentral-Europa. Den kjente naturvitenskapsmannen og forskeren Alexander von Humbolt (1769-1859) var imponert og overrasket over at et lite og fattig land tok seg råd til å utgi et så praktfullt bokverk.
Magnetiske målinger i Christiania
Hansteen ville sammenstille Humboldts målinger fra Sør-Amerika (1799-1804) med måleseriene til de britiske polarekspedisjonene i Nord-Amerika (1818-1819). Han brukte således det nye magnetometeret til å gjøre målinger i London og Paris og kunne dermed kalibrere de to måleseriene. Hansteen var derfor passasjer på seilskuta fra Oslo over Nordsjøen til London i juli 1819.
Grunnlaget for Hansteen internasjonale berømmelse ble lagt på denne reisen. Studiet av jordmagnetisme hadde en praktisk anvendelse for navigasjon og bestemmelse av lengdegrader.
Hansteens målinger med det nye instrumentet viste høsten 1819 at den magnetiske intensiteten i Christiania varierte i løpet av døgnet. Han oppdaget også at målingene varierte fra sted til sted, noe som skyldtes magnetiske bergarter i undergrunnen. Hansteen kalte disse variasjonene for lokalmagnetiske anomalier av «første orden» og la dermed også grunnlaget for kartframstilling av magnetfeltet for tredimensjonale studier av berggrunnsgeologi. Dette er i moderne tid blitt et viktig verktøy i framstillingen av geologiske kart i kyst- og havområder og areal med betydelig løsmasseoverdekke slik som for eksempel i Oslo-området. Mere enn 140 år senere la magnetiske målinger til havs grunnlaget for platetektonikken som representerte et paradigmeskifte innen geovitenskapen.
Kart over deklinasjon og inklinasjon (1660-1770) fra «Atlas gehörig zur Magnetismus der Erde»
Teorien var gal
Hansteen var en drivende kraft i naturforskermiljøet i Oslo, og han var aktivt med i det nordiske naturforskersamarbeidet
Observatoriet, med det formelle navn Det astronomiske observatorium, som ligger i Observatoriegata like ved Universitetsbiblioteket i Oslo på Solli plass (!) er et monument over Hansteens innsats og gjennomslagskraft. Bygget sto ferdig i 1833 og er det eldste bygget ved UiO. Det er nå restaurert og tilbakeført til sin opprinnelige arkitektur. Hansteen hadde sin leilighet i bygget, som også ble et møtested for det naturvitenskapelige miljøet i Oslo.
Selv om det senere skulle vise seg at hans teori om to magnetiske akser og fire magnetpoler var feil, var han likevel en ledende forsker innen fagfeltet utover 1800-tallet. Hans ekspedisjon til Sibir i 1828 bidro til denne anerkjennelsen.
Hansteen oppdaget at ujevne variasjoner i magnetfeltet kunne måles samtidig over store avstander på nordlige breddegrader og at de dessuten samvarierte med opptreden av nordlys. I 1858 påviste han dessuten at variasjonene hadde en periode på omtrent 11 år noe som stemte godt med opptreden av solflekker fastlagt av Heinrich Samuel Schwabe noen år tidligere.
Christopher Hansteens historie viste hvordan koblingen av nye målinger og nye ideer brakte vitenskapen framover. Karrierene til hans etterfølgere Waldemar Brøgger, Johan H.L. Vogt og Victor Goldschmidt var basert på tilsvarende kombinasjoner av nye teknikker, instrumenter og tanker.
Skrevet av Arne Bjørlykke og Odleiv Olesen, GEO 03/2019