Manapság sokat lehet hallani a sarkifény-jelenségekről, amelyek sokszor nemcsak Észak-Európából, hanem akár hazánkból is megfigyelhetőek. Ennek az az oka, hogy változik a mágneses tér iránya, a mágneses pólus helyzete és az előforduló mágneses viharok nagysága is. A mágneses viharok pedig képesek lehetnek az elektronikán alapuló társadalmunknak komoly károkat is okozni: az általuk indukált feszültség tönkreteheti az ezt fenntartó eszközöket.

Ilyenek korábban is történtek, a legismertebb az 1859-es Carrington-esemény volt, egy óriási mágneses vihar, amelyet egy különösen erős napkitörés okozott, és amelyben olyan déli helyeken is látszott a sarki fény, mint Kuba vagy Görögország. A névadó egy brit csillagász, aki a kiváltó, nagyon fényes napkitörést leírta. Abban az időszakban civilizációnk mindennapi élete szinte teljesen nélkülözte az elektromosságot, így a kis szélességekig is igen látványos sarkifény-jelenségek nem okoztak olyan katasztrófát, amellyel ma szembesülnénk ilyen esetben. Ahol viszont már alkalmazásban voltak az áramkörök: a távíró-szolgáltatásban, ott viszont nagyon is "ütött" a mágneses vihar. Napokig nem működött a berendezések egy része, és a kialakuló feszültség pár helyen ívet húzott és meggyújtotta a távírók papírhengerét is. Ma nem úsznánk meg ennyivel: ez is mutatja, hogy egy történeti esemény vizsgálata fontos annak megbecslésére, hogy milyen nagyságú geomágneses viharok fordulhatnak elő akár manapság is.

A mágneses deklinációt a képen az "alfa" szög jelenti: ez a földrajzi észak (az álláspontunktól a forgástengelyhez húzott vonal) és a mágneses észak (ugyaninnen a mágneses pólushoz húzott vonal: amerre az iránytű mutat) közötti szög. Ez viszonylag gyorsan, egy évtized alatt több fokot is tud változni.

Pontosan ezért fontos a történeti mágneses mező vizsgálata, azaz információt szerezni arról, hogy milyen volt a mágneses tér iránya és nagysága adott időben és térben. Logikusan akkor is voltak mérések, és azok összegyűjtésével lehet korábbi modelleket készíteni. A legtöbb ilyen mérés a hajók fedélzetén végzett iránytűs mérés volt, és hogy a mágneses és a földrajzi északi irány szögét meghatározzák, már Halley idejében komoly felmérési programot jelentett, elsősorban a tájékozódás pontosabbá tétele érdekében. Ezeket a történeti méréseket dolgozza egybe a gufm1 modell is, amely 1590-ig visszamenőleg tartalmaz adatokat. Mivel a méréseket főleg a tengeri tájékozódás miatt végezték, így azok hazánkra és a Kárpát-medencére kevésbé pontosak. Korábbi mérések a Kárpát-medencéből csak nagyon kis számban vannak (leginkább a Buda visszavételében is jeleskedő hadmérnök, Marsigli adatai ezek). Ilyenkor másképpen kell információt szerezni: meg kell keresni azokat az indirekt mágneses adatokat, amelyek valamiképp mutatják az akkori mágneses mező irányát.

Halley 1702-es, a mágneses deklináció eloszlását bemutató térképének az Atlanti-óceánt bemutató része. A "Line of no variation" mentén a földrajzi és a mágneses észak egybeesett, de az argentin partok előtt a 20 fokos izogon már komoly eltérést mutat). Ebből készült a gufm1 történeti mágneses modell, amelyet a térképek analizálásával a Kárpát-medence térségére pontosítani lehetett.

A 18. század második felében a Habsburg Birodalom szinte teljes területéről elkészítették az Első Katonai Felmérést, ami egy nagy méretarányú (1:28800, kb. a mai katonai térképeknek megfelelő felbontás) országtérkép volt. Itt bizonyos országrészek szelvényhálózata a szokásostól eltérően nem a (földrajzi) északi irányban van felrajzolva, hanem több tartományban azzal nagyságrendileg 15°-os szöget zár be. A rendelkezésre álló, de a Kárpát-medencére nem igazán pontos mágneses modellek viszont pontosan ilyen mértékű deklinációt (a földrajzi és a mágneses észak iránya közötti eltérés) mutatnak a felmérés korára, az 1780-as évekre. Akkoriban tehát az iránytű nem északra mutatott, hanem 15°-os szöget zárt be azzal. Ez a szögkülönbség ma csak körülbelül 3°, ma tehát könnyebb iránytűvel tájékozódni.

Az Első Katonai Felmérés szelvénymozaikja a mai Szlovénia, a korabeli Déli-Staájérország területén. A mozaik a földrajzi észak felé forgatott, a szelvényhatárok (a szelvények rövidebb oldala az É-D-i irány) viszont a mágneses észak felé vannak irányozva.

Mindezt feltehetően azért csinálták, hogy az iránytűvel a terepen tájékozódó katonának könnyebben használható legyen a térkép. A mai kor tudományának ez egy nagyon hasznos adatot szolgáltat: pontosan a korabeli mágneses mező irányát adja meg! Utal emellett arra is, hogy a mágneses pólus melyik irányban és milyen távolságra tért el a földrajzitól, így a sarkifény-jelenségek földrajzi észlelései az akkori tényleges mágneses szélességhez igazíthatók és intenzitásuk jobban megbecsülhető. Ez pedig igen fontos azok mostani lehetséges méretének előrejelzésére, a felkészülésre és a rendszerek mágneses védelmének pontosabb kalibrálására. Röviden: jobban fel tudunk készülni egy esetleges "jövőbeli" Carrington-eseményre, ha tudjuk, hogy a korábbiak pontosan mekkorák voltak. Ennek pedig az adott korban érvényes, de egyébként viszonylag gyorsabb változó helyi mágneses deklináció fontos bemenő adata.

A bécsi Stephansdom az 1890-es években, Oscar Kramer fényképén. A matematikai elemzés ide adja ki a stájerországi (és a kapcsolódó horvátországi) felmérési hálózat vetületi kezdőpontját.

És mindezt hogyan lehet igazolni? El kell indulni visszafelé, azaz forgassuk vissza a térképet, és keressük meg a rá legjobban illő matematikai modellt, azaz lehetséges vetületi rendszert: azt, amit 250 évvel ezelőtt használtak és kitaláltak. Ha ennek a modellnek (vetületnek) a központja (kezdőpontja) egy logikus helyre esik (tartomány, birodalom központja környékén csillagvizsgáló vagy akkor is létező templomtorony), akkor igaz lesz az, hogy a mágneses észak irányába esik a forgatás, hiszen megtaláltuk azt a pontot, amiből kiindították a térképezést. Nyilván egy 250 éves adatrendszer és egy módszer komoly hibával terhelt, így nagyon fontos, hogy a kapott számításokat a leírt levéltári adatokkal össze tudjuk hasonlítani, azaz validálni tudjuk, így a több esetleges megoldásból megkaphatjuk a valódit.  Ez a munka nagyon szépen mutatja a tudományágak összefonódását, az "interdiszciplinaritást", hiszen egy térképészeti probléma geofizikai megoldásából számos történelmi kérdésre is választ kaphatunk amellett, hogy a jövőben bekövetkező mágneses viharok méretbecslése is megbízhatóbbá válik.

Koszta Benedek földtudományi alapszakos hallgató (ELTE TTK Geofizikai és Űrtudományi Tanszék)

A Kulturális és Innovációs Minisztérium EKÖP-24 kódszámú Egyetemi Kiválósági Ösztöndíj Programjának a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Alapból finanszírozott szakmai támogatásával készült.