Der skandinavisch-russische Meridianbogen oder kurz Struve-Bogen, benannt nach dem deutschbaltischen Astronomen Friedrich Georg Wilhelm Struve (1793–1864), ist ein Meridianbogen, der aus einem gut 2821 km langen Netz geodätischer Vermessungspunkte besteht. Mit ihm wurde die Erdabplattung an den Polen (Erdellipsoid) bestätigt und vermessen. Der Struve-Bogen zählt zu den genauesten und größten Projekten der damaligen Erdmessung. Er gehört seit dem 15. Juli 2005 zum UNESCO-Welterbe und wird international unter Federführung der Fédération Internationale des Géomètres (Internationale Vereinigung der Vermessungsingenieure, FIG) betreut.
Namen und Koordinaten der Messpunkte in diesem Artikel entsprechen der Aufnahme in das Weltkulturerbe (bspw. Dorpat ).
Form und Größe Der Struve-Bogen reicht von Fuglenaes () in Hammerfest (Norwegen) am Europäischen Nordmeer bis nach Staro-Nekrassowka () bei Ismajil (Ukraine) am Schwarzen Meer. Er verläuft zwischen dem 23. und 28. Meridian von Nord nach Süd durch den Norden Norwegens, entlang der Schwedisch-Finnischen-Grenze, durch Finnland, Russland, Estland, Lettland, Litauen, Belarus, die Ukraine, die Republik Moldau und wieder in die Ukraine. In Nord-Süd-Richtung erstreckt er sich über insgesamt 2821,853 km (= 25° 20′ 08″, ca. 1/14 des Erdumfangs). Der Struve-Bogen war damit bis 1900 der längste Bogen seiner Art.
Der Struve-Bogen besteht aus einem Vermessungsnetz mit insgesamt 265 Vermessungspunkten, die 258 Hauptdreiecke bilden. Hinzu kommen über 60 Nebenvermessungspunkte. Bei den meisten Messpunkten handelt es sich um Obelisken, Steinhügel und Ähnliches. Einige Messpunkte befinden oder befanden sich auch in Gebäuden (bspw. in Kirchtürmen). Der mittlere Abstand zwischen den Messpunkten beträgt 27,1 km (Maximum: 81,7 km zwischen Mäki-Päälys (Russland) und Halljall (Estland); Minimum: 479,6 m zwischen Porlom I und Porlom II (beide Finnland)).
Vermessungsarbeiten Vorgeschichte Bereits im Jahr 1812 unternahm Struve erste Vermessungen bei Sangaste (Estland) und wurde im Zuge dessen von der Russischen Armee für kurze Zeit als vermeintlicher französischer Spion verhaftet und nach Klärung der Sachlage wieder freigelassen. 1813 bestand Struve die Eignungsprüfung zur Promotion in Geodäsie. Der erste Vorschlag zur Vermessung eines Meridianbogens durch das westliche Russland kam 1814 von Bernhard von Lindenau. Mit dem Zweck der Erstellung einer topographischen Karte unternahm Struve um 1815 dann die Vermessung des Gouvernements Livland (das den Süden des heutigen Estland und das nördliche Lettland umfasste) mit insgesamt 292 Messpunkten. Im Zuge dessen wurde er zum außerordentlichen Professor der Mathematik und der Astronomie an der Kaiserlichen Universität Dorpat bestellt. Die Karte selber wurde aufgrund von Widerständen lokaler Landbesitzer erst 1839 von Carl Gottlieb Rücker fertiggestellt. Von Struve geplante Nachmessungen führten jedoch letztlich zur Vermessung des eigentlichen Struve-Bogens. miniatur|Friedrich Georg Wilhelm von Struve (1793–1864) + Teilstücke der Vermessung des Meridianbogens Jahr Leitung Nördlicher Endpunkt Südlicher Endpunkt 1845–1850 Hansteen Fuglenaes Atjik 1845–1852 Selander Atjik Torneå 1830–1844 Struve Torneå Hogland, Z 1816–1831 Struve Hogland, Z Jakobstadt 1816–1828 Tenner Jakobstadt Belin 1835–1840 Tenner Belin Dnjestr 1844–1852 Tenner Dnjestr Staro-Nekrassowka
Vermessung des Struve-Bogens Die durch Triangulation versteifte doppelte Messpunktkette wurde von 1816 bis 1855 unter der Aufsicht Struves und des russischen Offiziers Carl Tenner (1783–1859) errichtet. Dies geschah mit dem Ziel der genauen Bestimmung der Erdfigur (Größe, Form, Abplattung) in Nord- und Osteuropa. Die Vermessung des Struve-Bogens erfolgte in vier Phasen:
Beginn (1816–1831): Zu Beginn der Vermessungen war nicht geplant einen derart langen Meridianbogen zu errichten. Stattdessen sollte aufgrund von Erfahrungen aus dem Russlandfeldzug Napoleon Bonapartes (1812) aus militärischen Gründen eine detaillierte topographische Karte des westlichen Russlands erstellt werden. Deswegen fanden unabhängig voneinander die folgenden zwei relativ zur endgültigen Länge lokalen Vermessungen innerhalb Russlands statt. Unter der Leitung von Tenner wurde im heutigen Lettland die Strecke zwischen den Messpunkten Bristen () und Belin () vermessen. Ab 1821 folgte unter der Leitung Struves die Strecke vom Messpunkt Jakobstadt () im heutigen Lettland durch das heutige Estland zum Messpunkt Hogland, Z () auf der russischen Ostseeinsel Gogland. Die Überquerung des Finnischen Meerbusens vom heutigen Estland nach Gogland beinhaltet mit über 80 km die längste Strecke zwischen zwei miteinander verbundenen Punkten des gesamten Struve-Bogens. Im Jahr 1828 trafen sich Struve und Tenner zum ersten Mal in Dorpat und beschlossen, die nur 32 km entfernten Endpunkte ihrer Messungen Bristen und Jakobstadt zu verbinden. Dafür mussten sie zunächst die von ihnen benutzten unterschiedlichen Längeneinheiten vereinheitlichen. Tenner verwendete das russische Sajène (ca. 2,134 m), Struve die französische Toise (ca. 1,949 m). Am Ende der ersten Phase hatten sie zusammen eine Nord-Süd-Strecke von 8° 2′ 30″ vermessen. Erste Erweiterung (1830–1844): Finanziert vom russischen Kaiser Nikolaus I., führte Struve mit Friedrich Woldstedt die Messungen von Gogland über den nördlichen Teil des Finnischen Meerbusens nach Norden weiter. Die Messungen fanden im von Russland abhängigen Großfürstentum Finnland statt. Ziel war der Messpunkt Torneå in der Kirche von Alatornio, um eine Verbindung mit dem Lappland Bogen von Pierre Louis Moreau de Maupertuis herzustellen. Parallel dazu führte Tenner die Vermessungen im Süden bis zum Fluss Dnister in der heutigen Ukraine fort. Zweite Erweiterung (1844–1851): Im Norden wurden die Messungen durch das nördliche Finnland, Schweden und Norwegen bis zum nördlichen Endpunkt Fuglenaes weitergeführt. Dafür mussten zunächst Vereinbarungen zwischen den drei beteiligten Ländern getroffen werden. Schweden und Norwegen waren administrativ getrennt, wurden aber in Personalunion von König Karl XIV. Johann bzw. ab 1844 von König Oskar I. regiert, der auf Anraten einer Schwedisch-Norwegischen Kommission am 13. Juli 1845 die Genehmigung zur Fortsetzung der Triangulation gab. Im schwedischen Teil (bis zum Punkt Atjik bei Kautokeino) wurden die Messungen von Nils Haqvin Selander geleitet. Parallel dazu war in Norwegen Christopher Hansteen verantwortlich. Der ursprüngliche Plan, den Meridianbogen weiter nördlich bis zum Nordkap oder der Insel Havøya zu führen, wurde vermutlich wegen häufig schlechten Wetters nicht weiter verfolgt. Am südlichen Ende führte wiederum Tenner die Arbeiten durch russisches Gebiet (heute Republik Moldau und wiederum die heutige Ukraine) bis zum Messpunkt Staro-Nekrassowka fort.
Fertigstellung (1852–1855): Neben einigen abschließenden Messungen wurden Staro-Nekrassowka als südlichster Punkt und Fuglenaes (1856) als nördlichster Punkt mit jeweils einem Denkmal ausgestattet.
Während der Entstehung des Struve-Bogens lagen alle Punkte in Norwegen, Schweden, Russland oder dem von Russland abhängigen Großfürstentum Finnland.
An insgesamt 13 Positionen entlang des Bogens wurden im Laufe der Zeit Breitenmessungen durchgeführt (von Nord nach Süd: Fuglenaes, Stuor-oivi, Torneå, Kilpi-Mäki, Mäki-päällys, Dorpat, Jakobstadt, Nemesch, Belin, Krementz, Ssuprunkowzi, Wodolui, Staro-Nekrassowka).
miniatur|Die Erdabplattung in übertriebener Darstellung nach dem WGS84 (1984).
Messergebnisse Mit Hilfe der Triangulation und der Breitenmessungen konnte die Ellipsenform der Erde mit bemerkenswerter Präzision bestimmt werden. Die Messgenauigkeit konnte im Mittel mit 4 mm pro km (in Norwegen 15 mm pro km) angegeben werden. Frühere Messungen u. a. von Charles Marie de La Condamine und Pierre-Louis Moreau de Maupertuis in Peru und Lappland (1736 bis 1745) ergaben eine Abflachung der Pole von 1/178 und einen Äquatorradius von 6396,800 km. Die Messungen des Struve-Bogens korrigierten dies zu 1/294,26 und einen Äquatorradius von 6378,3607 km. Aktuelle Messungen mittels Satellitentechnik (2005) ergaben ein Verhältnis von 1/298,257222101 und einen Äquatorradius von 6378,1368 km.
UNESCO-Weltkulturerbe Der Struve-Bogen ist neben seiner Bedeutung für die Geodäsie auch ein frühes Beispiel für die internationale wissenschaftliche Zusammenarbeit. Repräsentiert durch 34 seiner Messpunkte wurde er daher vom World Heritage Committee der UNESCO am 15. Juli 2005 in die Liste des Weltkulturerbes der Menschheit aufgenommen und ist damit das erste wissenschaftliche Instrument in dieser Liste. Der Struve-Bogen ist auch das erste transnationale Kulturerbe, das mehr als zwei Staaten umfasst. Von 2005 bis 2017 war es dasjenige mit den meisten Staaten.
Die folgenden Messpunkte, die Teil des Weltkulturerbes sind, wurden entsprechend ihrer Bedeutung ausgewählt. Sie sind gleichmäßig über den kompletten Bogen verteilt, repräsentieren alle beteiligten Länder, entsprechen den ursprünglich verwendeten Punkten, sind nur in geringer Weise gefährdet und können durch lokale Institutionen unterhalten werden.
Die Liste enthält die folgenden Daten: Staat Originaler Name (Koordinate – Derzeitiger Name – Kommune, Provinz oder Region) – Bemerkungen
miniatur|300px|Verlauf des Struve-Bogens. Rot markierte Messpunkte sind Teil des Weltkulturerbes.
Norwegen: Fuglenaes ( – Fuglenes – Hammerfest, Finnmark) – nördlichster Punkt Lille-Reipas ( – Raipas – Alta, Finnmark) – Hilfspunkt Lohdizhjokki ( – Luvdiidcohkka – Kautokeino, Finnmark) Bäljatz-Vaara ( – Baelljasvarri – Kautokeino, Finnmark) Schweden: Pajtas-Vaara ( – Tynnyrilaki – Kiruna, Norrbottens län) Kerrojupukka ( – Jupukka – Pajala, Norrbottens län) Pullinki ( – Pullinki – Övertorneå, Norrbottens län) Perra-Vaara ( – Perävaara – Haparanda, Norrbottens län) Finnland: Stuor-oivi ( – Stuorrahanoaivi – Enontekiö, Lappland) Avasaksa ( – Aavasaksa – Ylitornio, Lappland) Torneå ( – Kirche von Alatornio – Tornio, Lappland) Puolakka ( – Oravivuori – Jyväskylä (ehemals Korpilahti), Mittelfinnland) Porlom II ( – Tornikallio – Lapinjärvi, Uusimaa) Svartvira ( – Mustaviiri – Pyhtää, Uusimaa) Russland: Mäki-päälys ( – Mäkipällys – Kingissepp, Oblast Leningrad) Hogland, Z ( – Gogland – Tochka Z, Kingissepp, Oblast Leningrad) – Astronomischer Punkt Estland: Woibifer ( – Võivere – Avanduse, Kreis Lääne-Viru) – Hilfspunkt Katko ( – Simuna – Avanduse, Kreis Lääne-Viru) – Hilfspunkt Dorpat ( – Sternwarte Tartu – Tartu, Kreis Tartu) – Nullpunkt des Vermessungsnetzes Lettland: Sestu-Kalns ( – Ziestu – Sausnēja, Vidzeme) Jakobstadt ( – Jēkabpils – Jēkabpils, Republik-Stadt Jēkabpils) – Astronomischer Punkt Litauen: Karischki ( – Gireišiai – Panemunėlis, Rajongemeinde Rokiškis, Bezirk Panevėžys) Meschkanzi ( – Meškonys – Nemenčinė, Rajongemeinde Vilnius, Bezirk Vilnius) Beresnäki ( – Paliepiukai – Nemėžis, Rajongemeinde Vilnius, Bezirk Vilnius) Belarus: Tupischki ( – Tupishki – Aschmjany, Rajon Hrodna, Hrodsenskaja Woblasz) Lopati ( – Lopaty – Selwa, Rajon Selwa, Hrodsenskaja Woblasz) Ossownitza ( – Ossovnitsa – Iwanawa, Rajon Iwanawa, Breszkaja Woblasz) Tchekutsk ( – Chekutsk – Iwanawa, Rajon Iwanawa, Breszkaja Woblasz) – Hilfspunkt Leskowitschi ( – Leskovichi – Iwanawa, Rajon Iwanawa, Breszkaja Woblasz) Ukraine: Katerinowka ( – Katerinowka – Antonivka, Oblast Chmelnyzkyj) Felschtin ( – Felschtin – Hwardijske, Rajon Chmelnyzkyj, Oblast Chmelnyzkyj) Baranowka ( – Baranowka – Rajon Jarmolynzi, Oblast Chmelnyzkyj) Staro-Nekrassowka ( – Stara Nekrasivka – Stara Nekrassiwka, Rajon Ismajil, Oblast Odessa) – südlichster Punkt Moldau: Rudy ( – Rudi – Rudi, Rajon Soroca)