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The Period of Organization of the International Latitude Service: 1889–1899

Published online by Cambridge University Press:  12 April 2016

E. Proverbio
E. Proverbio*
Affiliation:
Dipartimento di Fisica, Università di Cagliari Osservatorio Astronomico di Brera, Milano

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Around 1880, and for some time after that, the possibility of revealing a variation in latitude as a consequence of a separation of the instantaneous rotation axis from the Earth’s axis of inertia gave rise to much perplexity due to the complexity of the problem and the existence of non-negligible and hard-to-find systematic errors in observations of a personal and instrumental nature. These errors also depended on effects of refraction and imprecise knowledge of star declinations.

To this must be added the fact that the very idea that the rotational axis and the axis of inertia were distinct and in relative motions raised difficult problems of a physical and theoretical nature. At that time the idea of the Earth’s rigidity was still generally accepted and, even admitting the hypothesis of an Earth endowed with sufficient elasticity and plasticity, the theory of which had been partly examined by G.H. Darwin, it was then almost impossible, just as it still is today, to create a model of the movements of mass inside the Earth which could offer an explanation of possible aperiodic and secular variations. In reality, more than on the existence of periodic variations, the attention and interest of geodesists and astronomers was in those years focused on the problem of the existence or non-existence of secular variations in the Earth’s principal axis.

Type
Part 2. History of the International Latitude Service, Bureau International de l’Heure, International Earth Rotation Service and Polar Motion Applications
Information
International Astronomical Union Colloquium , Volume 178: Polar Motion: Historical and Scientific Problems , 2000 , pp. 121 - 138
Copyright
Copyright © Astronomical Society of the Pacific 2000

References

(1) In his research on the effects that movements of large masses could exert on the mobility of the Earth’s inertia axis, George Darwin took into consideration both the hypothesis of a rigid Earth (cf., Darwin, G.H., “On the influence of geological changes on the Earth’s axis of rotation”, Philos. Trans., 157, 1879, 271–312), and the hypothesis of a viscous Earth (cf., Darwin, G.H., “On the precession of a viscous spheroid and on the remote history of the Earth”, Philos. Trans., 170, 1879, 447–538).Google Scholar
(2) The hypothesis that the Earth was substantially rigid was then generally accepted. In the report to the special committee appointed by the Rome Conference to examine Fergola’s project presented by Schiaparelli, we find: “II ne faut pas se dissimuler, que dans le dernier temps il y a une tendence à considérer la Terre comme un corp doué d’une grande rigidité”. (cf., Comptes-Rendus des séances de la VII.me Conference Générale de l’Association Geodesique Internationale, Berlin, 1884, 208.Google Scholar
(3) Cf., Comptes-Rendus, cit. in the previous note, 157.The text of the proposal presented by Fergola to the Rome Conference is also given in: Proverbio, E., “L’organizzazione del Servizio Internazionale delle Latitudini: il contributo italiano”, Giornale di Fisica, Vol XXXVII (3), 1996, note 13.Google Scholar
(4) “Rapport sur le project ď operations propose par M. le professeur Fergola dans la séance du 16 octobre 1883 pour l’étude des mouvements de l’axe de rotation de la Terre dans son interieur, et des variations de latitudes qui en dépendent” (cf., Comptes-Rendus, ibid., 206-213). (4a) Cf., Comptes-Rendus des séances de la Conférence Générale de VAGI et de la Commission Permanente, reunies a Berlin du 27 octobre a 1 novembre 1886, Berlin, 1887, 75–78.Google Scholar
(5) Comptes-Rendus des séances de la Commission Permanente de VAGI, reunie a Salzbourg du 17 au 23 septembre 1888, Berlin, 1889, 29–30.Google Scholar
(6) Comptes-Rendus, ibid., 33–34.Google Scholar
(7) Comptes-Rendus des séances de la IX Conférence Générale de l’AGI et de la Commission Permanente, reunies a Paris du 13 au 19 octobre 1889, Berlin, 1890, 20–21, 32, Annèxe A.IX.Google Scholar
(8) Comptes-Rendus des séances de la Commission Permanente de l’AGI, réunie à Friebourg du 15 au 21 septembre 1890, Berlin, 1891, 61–68.Google Scholar
(9) Comptes-Rendus, ibid., 90–97.Google Scholar
(10) Comptes-Rendus des séances de la Commission Permanente de l’AGI, réunie a Florence du 8 au 17 octobre 1891, Berlin, 1892, 23-26, 29–31.Google Scholar
(11) Comptes-Rendus des séances de la Dixième Conference Generale et de la Commission Permanente de l’AGI, réunies a Bruxelles du 27 septembre au 7 octobre 1892, Berlin, 1893, 15–19.Google Scholar
(12) Chandler, S.C., “On the Variation of Latitudes”, Astron. Journal, 248, 1891, 59–61; 249, 1891, 65-70; 250, 1892, 75-79; 251, 1892, 83–86.Google Scholar
(13) Comptes-Rendus, cit. in Note 11, 37–39.Google Scholar
(14) Chandler, S.C., “On the Variation of Latitude”, Astron. Journal, 267, 1892, 17–22; 272, 56-62; 273, 65-72; 277, 97–101.Google Scholar
(15) Comptes-Rendus des séances de la Commission Permanente de l’AGI, réunie a Genève du 12 au 17 septembre 1893, Berlin, 1894, 13–18.Google Scholar
(16) C-R, ibid., 41.Google Scholar
(17) C-R, ibid. 42–47.Google Scholar
(18) Foerster, W., Denkschrift zur Begrundung der in dem ErtWurfe einer neuen Uberfeinkunf fur die Internationale Erdmessung vorgschlagenen Dotation-serhogung, Berlin, 1895.Google Scholar
(19) The Astronomische Gesellschaft was founded in Heidelberg in 1863. Although the Association was originally German, it was from the beginning open to astronomers of other countries and a promoter of international cooperative initiatives. The well-known A.G. Zone Catalogue of the boreal sky was organized by it in 1869. The statute of the Association established that members should come from different nations. At its first meeting there were participants from ten different countries.Google Scholar
(20) From the Comptes-Rendus, Note 15, 45, I cite the following passage which sums up quite well the orientation of the members of the Committee during the meeting held in Geneva in 1893 as concerns the question of cooperation with the Astronomische Gesellschaft: “En resumé M. Bakhuyzen est d’avis que cette interessant question [the determination and study of polar motion] est plutot de domaine de l’astronomie que de la géodésie, mais que la cooperation des deux sciences serà utile aussi au sein d’une Commission spéciale telle qu’on l’a proposée. M. Ferrero répond que l’Association Géodésique, qui a eu le mérite d’avoir la prenière attiré l’attention du monde scientifique sur la variation des latitudes, a aussi l’obligation de pursuivre et de mener à bonne fin ces importantes recherches. Du reste elle a sur la Société Astronomique, dont la coopération est sans doute désirable, l’avantage d’être une organisation officielle de vint-huit Etats et de jouir des ressources financières accordées par ceux-ci, ce qui lui permet de publier plus vite les résultats de ses travaux. M. Foerster appuie cette manière de voir par la considération que la Commission special, qu’on propose de nommer, pourra précisément se mettre sans dificulté en relation avec les Sociétés astronomique et géologique. Une entente avec les astronomes et les géologues fera certainement surgir de nouveaux points de vue autour de cette question”. The meeting of the Astronomical Society, during which the proposal for cooperation was to be presented, did not take place in 1893 as scheduled, and even relations with the geological societies in that year were no more than informal contacts (cf., C-R, ibid., 40).Google Scholar
(21) In the letter to Foerster dated 20th February 1894, which appeared in the Denkschrift, cit. in Note 18, Schiaparelli wrote: “Nous donnons notre intière adhesion au projet de lettre que vous avez proposé d’écrire à l’Astronomische Gesellschaft [...]”.Google Scholar
(22) As concerns the proposal to involve the Astronomical Society in the planning of the future latitude service, on 11th March 1894 Tisserand wrote to Foerster: “J’approuve votre idée de saisir la Société astronomique de l’important question de la variabilité des latitudes; j’ai toujours pensé en effet que cette question présentait plus d’importance pour l’astronomie que pour la géodésie. Mais je crois que la Société astronomique devrà s’occuper des méthodes d’observation, plutôt que de l’organisation ď un Bureau international venant s’ajouter a ceux que nous possédons déjà. La question n’est par mure ancore. Je ne crois pas que l’on puisse affirmer, comme cela est dite dans le projet de lettre, que toute théorie serà impuissant à prevoir les variation de la latitude. Ce serait, à mon avis, porter un jujement prématuré sue les recherches de M. Chandler, et sur les travaux théoriques de M. Newcomb” (cf., Denkschrift, cit. in Note 18).Google Scholar
(23) Cf., Foerster, , Denkschrift, cit. in Note 18, 10. Here is the text of the letter and the resolution: “Der Forstand der Astronomische Gesellschaft ist swar nicht in der Lage gewesen, die Einzel heiten des in Ihrer Denkschrift von 5 Mai 1894 dargelegten Organisation und Beobachtungplanes einer Prufung und begutachtung zu unterziehen, hat sich jedoch in Beschaftigung mit der betreffenden Angelegemheit in seiner Mehrheit folgendermaassen erklart: 1. Der Vorstand der Astronomische Gesellschaft spricht sich fur die Zweckmassigkeit der Errichtung eines regelmassigen Beobachtungsdienstes fur die Bestimmungen der Lagen-Aenderungen der Erdaxxe aus; 2. Der Vorstand der Astronomische Gesellschaft ist gerne berei in einer eventuell festzustellenden Weise auf Wunsch sich uber die Ausarbeitung der Planes zu aussern. Die Frage ob die Astronomische Gesellschaft sich eine fortlaufende Mitwirkung bei der Controle und der zweckmassigen Gestaltung der Berechnung und Veröffentlichungen zu sichern wunsche, wind verneint.” Hugo GyldénGoogle Scholar
(24) The text of the “New International Geodetic Convention” is published in Appendix IV to Comptes-Rendus des séances de la onzieme Conférence Générale del l’AGI et de la Commission Permanente, réunies a Berlin du 25 septembre au 12 octobre 1895, Berlin, Vol. I, 1896, 284–287.Google Scholar
(25) On the discussion dealing with Articles 6 and 7 of the new convention, see the C-Rs cited in the previous note, 234–238.Google Scholar
(26) ibid., 138.Google Scholar
(27) Comptes-Rendus des séances de la Commission Permanente de l’AGI, reunie à Laosanne du 15 au 21 octobre 1896, Berlin, 1897.Google Scholar
(28) “Bericht über den gegenwartingen Staud der Erfoschung der Breitenvariation”, in C-R cited in the previous note Beilage A.I, 127–129.Google Scholar
(29) “Uber der Wahl der Stationen fur den Internationalen Polhohendienst”, ibid., Beilage, A. II, 127–129.Google Scholar
(30) ibid., Beilage, A.V, A.VI and A.VII, 173-178, 179-203, 205–220.Google Scholar
(31) Comptes-Rendus des séances de la douzième Conférence Générale de l’AGI, reunie a Stuttgart du 3 au 12 octobre 1898, Berlin, 1899, Beilage, A. II: Helmert and Albrecht, “Bericht uber die Vorbereitungen fur die internationalen Polhohendienst”, 201–209.Google Scholar
(32) In the light of its historical importance, below is the unabridged resolution adopted unanimously by the special committee and presented to the Stuttgart Conference on 10th October 1898 (cf., ibid., 135): 1. La Conference décide que l’étude international de la variation du Pole, prévue au paragraphe 4 de l’Art. 6 de la Convention de 1896, serà entreprise à dater du 1899, sous la direction et la responsabilité du Bureau central e sous le control du Bureau de l’Association (voir Art. 7 de la Convention). 2. A cet effet, elle adopt le programme présenté par le directeur du Bureau central, qui prévoit six stations situées sous le meme parallèle, dont quatre seront entièrement au frais de l’Association et deux, celle de Tchardjui, en Russie, et celle de Cincinnati aux Etats-Unis, seront subventionnées par 1’ Association. Elle accepte avec une vive satisfaction le concours gracieusement offert par la Russie et les Etats-Unis pou ces deux dernières stations. 3. Les frais de cette entreprise seront prélevé sur la dotation prévue à l’alinéa 4 de l’Art. 6 de la Convention. 4. La Conférence décide que les observations a faire dans ce but seront continuées d’abord pendent une période de cinq années consécutives. A la fin de cette period, la Conférence Générale se prononcera sua la continuation éventuelle de ces observations, ainsi que sue le modifications que l’expérience aura suggérée, qunt aux méthodes à employer. 5. Pendent ces cinq années, les observations seront faites d’après la méthode de Talcott, en se conformant aux indications données par le Rapport sue les recherches préparatoires pour les déterminations de la variation du Pole, présenté à la Conference par le MM. Helmert et Albrecht. 6. Des recherches préliminaires ayant indiqué que la méthode des observations visuelles offre actuellement plus de garanties que la méthode photografique, et que cette dernière exigerait des dépenses dépassant les credits disponible, la Conférence décide que, pendent les cinq premières années d’observations, on se servira de la méthode visuelle. 7. Comme il est d’un grand intérêt, surtout pour la détermination de la variation périodique annuelle de la position de l’axe terrestre, l’éliminer autant que possible les erreurs systématiques annuelles par des observations faites dans une grand nombre de stations, la Conference décide que le Bureau invitera les onservatoires qui s’intéressent à cette entreprise à continuer ou à commencer les déterminations de la variation de la latitude, en leur laissant toute liberté dans 1’ emploi des méthode set des instruments. 8.La Conférence décide que le Bureau central est autorisé à procéder aussitôt que possible à l’organisation de l’entreprise. De même, le Bureau central est autorisé à régler les condition d’installation et de fonctionnement des stations de latitude, y compris les droits de propriété des appareils et des installations. Dans le cas où il y aurait lieu de s’entendre avec les Gouvernements, le Bureau de l’Association se chargera, d’après l’Art. 4 de la Convention, de la correspondance et de la ratification des traités.Google Scholar