Das Geheimnis des Kompass wurde erst sehr spät gelüftet: Im Jahr 1600 gab der englische Wissenschaftler William Gilbert als erster eine vernünftige Erklärung für die Eigenschaft der Kompassnadel, sich in Nord-Süd-Richtung auszurichten: Die Erde selbst ist magnetisch. Die Kompassnadel richtet sich ganz einfach nach dem Magneten Erde. Und hilft so dem Menschen bei der Orientierung.

Mit Kompass und Karte im Gepäck kann sich also niemand verirren – vorausgesetzt man weiß, wie ihr Zusammenspiel funktioniert. Der Kompass besteht aus einer magnetisierten Stahlnadel, die in ihrer Mitte frei beweglich auf einer Spitze sitzt. Ähnlich den Zeigern einer Uhr auf dem Zifferblatt ist diese Spitze auf einer Skala mit allen vier Himmelsrichtungen angebracht. Liegt der Kompass waagrecht und ruhig, richtet sich seine Magnetnadel nach den Feldlinien des Erdmagnetfeldes aus: Sie zeigt in Nord-Süd-Richtung. Legt man unter den Kompass eine Karte und dreht sie solange bis ihre eingezeichnete Nordrichtung in die gleiche Richtung wie die Kompassnadel weist, ist die Karte eingenordet. Die Richtung des Zielortes ist jetzt leicht zu erkennen.

Eine kleine Schwierigkeit gibt es aber doch: Weil die magnetischen Pole der Erde ständig wandern, stimmen Magnetpol und geographischer Pol nicht genau überein. Das führt zu einem Winkelunterschied zwischen den beiden Polen. Diese so genannte Missweisung muss man beim Benutzen eines Kompasses beachten und nicht überall auf der Erde ist sie gleich groß. Bei uns in Deutschland ist die Missweisung relativ gering und beträgt ungefähr zwischen 1° bis 3° in Richtung Osten.

Nicht nur Menschen, auch Tiere orientieren sich am Erdmagnetfeld. Viele Tierarten unternehmen im Verlauf des Jahres lange Wanderungen, zum Beispiel Zugvögel. Um den weiten Weg nach Süden zu finden, orientieren sie sich an der Landschaft, dem Stand der Sonne und bei Nacht an den Sternen. Zusätzlich besitzen sie einen eigenen Magnetsinn, der ihnen die Richtung vorgibt. Mit diesem „Kompass im Körper“ können sie auch bei schlechter Sicht den richtigen Weg finden.

Im Bereich seines Magnetfeldes übt ein Magnet Kraft auf andere Magnete aus, zum Beispiel auf eine Kompassnadel. Auch durch feine Eisenspäne lässt sich die Wirkung eines Magneten sichtbar machen: Sie ordnen sich um den Magneten an und zeigen in Richtung seiner beiden Pole. Ein linienartiges Muster entsteht, das die magnetischen Kräfte anzeigt. Die Linien dieses Magnetfeldes sind die so genannten Feldlinien.

Auch das Erdmagnetfeld besitzt solche Feldlinien. In der Nähe des Südpols treten sie aus der Erde aus, verlaufen außerhalb der Erde bis zum Nordpol und verschwinden dort wieder in der Erde. Sie sind also angeordnet, als würde sich mitten durch die Erde ein riesiger Stabmagnet ziehen.

Der Südpol dieses gedachten Stabmagneten weist in etwa zum geographischen Nordpol, sein Nordpol zum geographischen Südpol. Was zunächst verwirrend klingt, hat eine einfache Erklärung: Nord- und Südpol ziehen sich an. Darum zeigt der Nordpol der Kompassnadel zum magnetischen Südpol der Erde, der Südpol auf der Nadel zum magnetischen Nordpol.

Das Erdmagnetfeld dient aber nicht nur der Orientierung auf diesem Planeten. Es schützt uns zusammen mit der Atmosphäre auch vor Gefahren aus dem Weltraum. Eine dieser Bedrohungen ist ein geladener Teilchenstrom, den die Sonne ständig in alle Richtungen ausstößt. Dieser so genannte Sonnenwind wird vom Erdmagnetfeld abgelenkt. Wie eine Kapsel leitet das Erdmagnetfeld die geladenen Teilchen um, so dass sie an der Erde vorbeifliegen und für uns nicht mehr gefährlich sein können.