Wie du die Schumann-Resonanz messen kannst
Um die Schumann-Resonanz zu messen, brauchst du drei Dinge: einen Magnetfeld-Sensor, der äußerst empfindlich bei extrem niedrigen Frequenzen ist (ELF, unter 50 Hz), eine sehr ruhige elektromagnetische Umgebung weit entfernt von Stromleitungen und Motoren, und eine digitale Signalverarbeitungskette, die Signale von einigen Zehntel Pikotesla auflösen kann. Professionelle Stationen arbeiten mit Induktionsspulen-Magnetometern, üblicherweise als Paar, eines nach geografisch Nord ausgerichtet und eines quer dazu (Németh und Bozóki 2025). Ein engagierter Hobbyist kann die grundlegende Messung mit einer handgewickelten Spule, einem rauscharmen Operationsverstärker-Vorverstärker, einem Audio-Interface und kostenloser Software nachvollziehen, allerdings ist es schwierig, außerhalb einer Stadt saubere Spektren zu bekommen.
Ausführlich mit Quellen und Messreihen: was die Schumann-Frequenz ist.
Diese Anleitung führt dich durch drei Stufen: professionell, fortgeschrittener Amateur und DIY.
Was du misst
Das magnetische Schumann-Signal an der Oberfläche ist winzig. Eine Arbeitsgruppe, die eigens einen Empfänger dafür gebaut hat, beschreibt die Feldamplituden als einige Zehntel Pikotesla (Tatsis et al. 2015). Zum Vergleich liegt das statische Erdmagnetfeld an der Oberfläche je nach Ort zwischen 22.000 und 67.000 Nanotesla (British Geological Survey). Zwischen dem, was du suchst, und dem Feld, in dem du stehst, liegen damit rund acht Zehnerpotenzen.
Was das für Hardware bedeutet, zeigt ein Blick auf die Profis: Die Magnetometer, mit denen an den Gravitationswellen-Detektoren gemessen wird, arbeiten im Band von 3 bis 300 Hz mit einer Empfindlichkeit von etwa 0,015 Pikotesla pro Wurzel-Hertz bei 14 Hz (Coughlin et al. 2018). Dein Sensor muss Schwankungen in diesem Bereich von den viel stärkeren Umgebungsgeräuschen trennen.
Diese Frequenzen suchst du im Spektrum. Eine kanonische Tabelle gibt es hier nicht: drei Stationen liefern drei leicht verschiedene Reihen, und die Moden wandern im Tages- und Jahresgang. Glatte Vielfache der Grundmode sind sie nicht:
| Mode | Frequenz | Notizen |
|---|---|---|
| Grundmode | ~7,83 Hz | Immer vorhanden |
| 2. Mode | ~14 Hz | Leicht zu erkennen |
| 3. Mode | ~20 Hz | Oft sichtbar |
| 4. Mode | 26 bis 27 Hz | Empfindlich gegenüber der Ionosphäre |
| 5. Mode | 32 bis 33 Hz | Oft verrauscht |
Du suchst nach schmalen Peaks bei diesen Frequenzen über einem breitbandigen Rauschuntergrund. In der Fachliteratur tauchen dieselben Moden gerundet als 8, 14, 21, 27 und 32 Hz auf (Coughlin et al. 2018), das ist dieselbe Sache in gröberer Auflösung.
Stufe 1: Professionelle Stationen
Die besten Schumann-Observatorien der Welt teilen sich eine ähnliche Architektur:
- Induktionsspulen-Magnetometer, Spulen aus feinem Draht auf hochpermeablen Kernen. Jede Station betreibt ein Paar davon, eines nach geografisch Nord ausgerichtet, das andere quer dazu, damit beide horizontalen Magnetfeld-Komponenten erfasst werden (Németh und Bozóki 2025). Zur Größenordnung: ein publizierter Aufbau nutzt 40.000 Windungen auf einem Mu-Metall-Stab von 300 mm Länge und 25 mm Durchmesser, mit einer relativen Permeabilität in der Größenordnung von 100.000 (Tatsis et al. 2015).
- Ruhige Standorte, oft weit von Städten entfernt, in Wäldern, Wüsten oder polaren Regionen. Die Hylaty-Station liegt im polnischen Bieszczady-Gebirge (Coughlin et al. 2018), die Tomsk-Station in Sibirien.
- Rauscharme Vorverstärker mit sorgfältig abgeschirmten Kabeln und Erdungsisolation. Ein dokumentierter Aufbau fährt eine Gesamtverstärkung von 118 dBV (Tatsis et al. 2015).
- Hochauflösende Analog-Digital-Wandlung. In einer Übersicht über 15 Stationen reichen die Abtastraten von 100 bis 887 Hz (Németh und Bozóki 2025).
- Software-Pipelines, die 24-Stunden-Spektrogramme von Leistungsspektren berechnen.
Eine Bestandsaufnahme von 2025 zählt 15 ELF-Stationen, betrieben von sechs Forschungseinrichtungen (Németh und Bozóki 2025). Wer sie betreibt, wird oft durcheinandergebracht, deshalb hier sortiert:
- Das HeartMath-Institut betreibt sechs Stationen: Alberta (Kanada), Baisogala (Litauen), Boulder Creek (USA), Hluhluwe (Südafrika), Hofuf (Saudi-Arabien) und Northland (Neuseeland).
- Hylaty (Polen), Hugo (Colorado) und Patagonia (Argentinien) gehören zum World ELF Radiolocation Array und werden von der Krakauer ELF-Gruppe betrieben. Die Polnische Akademie der Wissenschaften betreibt eine andere Station, nämlich Hornsund auf Spitzbergen. Diese beiden werden häufig verwechselt.
- Eskdalemuir in Schottland läuft beim British Geological Survey.
- Vernadsky liegt in der Antarktis und gehört dem Institut für Radioastronomie der Nationalen Akademie der Wissenschaften der Ukraine.
- Die finnische Pulsations-Magnetometerkette mit Kevo, Kilpisjärvi und Sodankylä läuft beim Sodankylä Geophysical Observatory.
- Dazu kommt das Space Observing System in Tomsk, das ein Sonogramm der ELF-Feldamplitude bis 40 Hz veröffentlicht. Wichtig dabei: die Amplitudenachse dieser Kurven trägt keine Einheit. Es sind Skalenwerte, keine Pikotesla. Die alte Adresse sosrff.tsu.ru verweist inzwischen auf sos70.ru.
Eine italienische „Lerici“-ELF-Station, die in älteren Fassungen dieses Artikels stand, ließ sich bei der Überprüfung nicht bestätigen. Sie ist deshalb hier nicht mehr aufgeführt.
Für einen tieferen Blick auf das Instrumenten-Design siehe die wissenschaftlichen Instrumente zur Messung der Schumann-Resonanz.
Stufe 2: Fortgeschrittene Amateur-Setups
Ernsthafte Amateur-Weltraum-Wetter-Beobachter können bemerkenswert saubere Schumann-Daten mit handelsüblichen Teilen erreichen. Ein typischer fortgeschrittener Amateur-Aufbau umfasst:
- Luftkern- oder Ferritkern-Induktionsspule, gewickelt mit Tausenden von Windungen aus feinem Magnet-Draht. Als Referenzwert aus der Fachliteratur: ein publizierter Empfänger nutzt 40.000 Windungen auf einem Mu-Metall-Stab (Tatsis et al. 2015). Der Longwave Club of America veröffentlicht in seinem Magazin The LOWDOWN Material zu Antennen und Empfängerbau. Sein Schwerpunkt liegt bei Langwelle und VLF, also rund vier Größenordnungen über dem Schumann-Band. Schumann-spezifische Bauanleitungen haben wir dort nicht gefunden, und ob sich das Antennen-Material auf ELF übertragen lässt, ist offen. Für 8 bis 34 Hz brauchst du ein Induktionsspulen-Magnetometer mit hochpermeablem Kern, was ein anderes Bauteil ist als eine Langwellen-Antenne.
- Differenzverstärker mit einem rauscharmen Operationsverstärker wie dem LT1115 oder AD797. Verstärkung in der Größenordnung von 80 bis 100 dB.
- Bandpass-Filter zentriert um 5 bis 40 Hz, um die 50/60-Hz-Netzfrequenz zu unterdrücken. Auch professionelle Aufbauten kommen an dieser Stelle nicht ohne Hilfsmittel aus und setzen zusätzlich einen Kerbfilter in Hardware gegen den 50-Hz-Ton aus dem Hausnetz (Tatsis et al. 2015).
- Audio-Interface mit hoher Eingangsimpedanz, Abtastung bei 96 kHz, dezimiert und in Software verarbeitet.
- Abgeschirmtes Koaxialkabel mit ordnungsgemäßer Erdung und einem Faraday-abgeschirmten Gehäuse für den Spulenkopf.
- Software: Spectrum Lab oder Audacity + Custom Scripts für FFT-Spektrogramme.
Die Standortwahl ist der limitierende Faktor. Selbst ein ländlicher Bauernhof kann zu verrauscht sein, wenn er in der Nähe von Hochspannungsleitungen liegt. Hütten in Bergwäldern funktionieren in der Regel am besten. Wir besprechen Umwelteffekte in wie Gebirgsketten die elektromagnetische Resonanz der Erde beeinflussen.
Stufe 3: Ein DIY-Aufbau für Anfänger
Wenn du deinen eigenen ersten Nachweis versuchen möchtest, hier ist ein minimaler brauchbarer Aufbau:
Stückliste
| Bauteil | Notizen |
|---|---|
| Spulenkern | 50 cm Länge aus Mu-Metall oder Transformatorenstahl-Stab |
| Magnet-Draht | 30 bis 34 AWG, etwa 10.000 Windungen |
| Operationsverstärker | OP07, NE5532 oder LT1028 |
| Stromversorgung | Zwei 9V-Batterien (keine netzbetriebenen Netzteile) |
| Audio-Interface | Jedes anständige USB-Interface mit Line-Eingang |
| Kabel | Abgeschirmt, verdrilltes Paar |
| Software | Spectrum Lab (Windows), Audacity oder Python mit NumPy/Matplotlib |
Schritt für Schritt
- Wickel die Spule. Wickel den Magnet-Draht ordentlich entlang des Kerns. Je mehr Windungen, desto höher die Empfindlichkeit. Strebe mindestens 8.000 Windungen an.
- Baue den Vorverstärker. Verwende eine nichtinvertierende Operationsverstärker-Schaltung mit einer Verstärkung von etwa 1.000. Füge einen Hochpassfilter bei 1 Hz und einen Tiefpassfilter bei 50 Hz hinzu.
- Schirme die Kopfeinheit ab. Platziere die Spule und den Vorverstärker in einem geerdeten Metallgehäuse. Batteriebetrieb vermeidet Masseschleifen.
- Verbinde mit deinem Audio-Interface. Verwende ein kurzes abgeschirmtes Kabel. Stelle das Interface auf Line-Level, Mono, 44,1 kHz oder höher ein.
- Finde einen ruhigen Standort. Fahre weg von der Stadt. Schalte dein Telefon, dein Auto und idealerweise alle Elektronik in einem Umkreis von 50 Metern aus.
- Nimm mindestens 30 Minuten auf. Lange Aufnahmen ermöglichen es dir, Übergangssignale auszumitteln.
- Berechne das Spektrum. Verwende FFT in deiner bevorzugten Software. Suche nach schmalen Peaks bei 7,83, rund 14, 20, 26 bis 27 und 32 bis 33 Hz.
- Interpretiere. Ein deutlicher Höcker bei 7,83 Hz über dem Rauschuntergrund ist dein erster Schumann-Nachweis. Herzlichen Glückwunsch.
Häufige Fehler
- 50 oder 60 Hz Netzbrumm ist im Vergleich zum Schumann-Signal riesig. Filtere es aggressiv.
- Stromleitung-Harmonische bei 100, 120, 150, 180 Hz können durch Nichtlinearitäten durchsickern. Batteriebetrieb hilft.
- Mikrophonics: jede Vibration der Spule erzeugt Signal. Befestige die Spule und vermeide windige Tage.
- Geomagnetische Mikropulsationen unter 1 Hz können unkalibrierte Eingänge überlasten. Ein Hochpassfilter ist unverzichtbar.
- Solarinterferenz: In der Nähe befindliche Photovoltaik-Wechselrichter können das Spektrum ruinieren. Trenne sie ab oder gehe weiter weg.
Wie du deine Messung validierst
Kreuze ab gegen:
- Das Diagramm des Space Observing System in Tomsk.
- Das NOAA Space Weather Prediction Center für den Kp-Index, um zu sehen, ob dein verrauschter Tag geomagnetischen Ursprungs ist. Der Kp läuft von 0 bis 9, wird aus 13 Magnetometer-Stationen zwischen 44 und 60 Grad geomagnetischer Breite gebildet und gilt ab 5 als geomagnetischer Sturm.
- Unser Home Page Dashboard und unsere Erklärung zu was ist die aktuelle Schumann-Resonanz-Frequenz heute.
Wenn deine Peaks zeitlich mit denen einer Referenzstation zusammenfallen, ist das ein starkes Indiz, dass du das globale Signal siehst und keine lokale Störung. Zwei Einschränkungen bleiben ehrlicherweise stehen. Erstens vergleichst du damit Zeitpunkte, keine Feldstärken, denn dafür müsste dein Aufbau kalibriert sein. Zweitens ist die Zeitsynchronität selbst zwischen professionellen Stationen nicht selbstverständlich, eine Prüfung über 15 Stationen fand an einer davon deutliche Zeitabweichungen (Németh und Bozóki 2025).
Warum es sich lohnt
Selbst bescheidene Amateur-Messungen produzieren etwas wirklich Befriedigendes: eine Frequenz, die von deiner handgemachten Spule in deinem abgelegenen Feld aufgegriffen wird, die mit einem Signal übereinstimmt, das am selben Tag in Sibirien aufgezeichnet wurde. Es ist eine greifbare Erinnerung daran, dass der Planet tatsächlich schwingt, und du kannst zuhören.
Für Umweltkontext zu deinem Aufbauort, siehe wie städtische Umgebungen unsere Verbindung zur Frequenz der Erde stören und wie Höhe deine Verbindung zur Frequenz der Erde beeinflusst.
Häufig gestellte Fragen
Kann ich die Schumann-Resonanz mit meinem Telefon messen? Nein. Telefonmagnetometer sind um Größenordnungen nicht empfindlich genug. Du suchst Zehntel-Pikotesla (Tatsis et al. 2015) in einem Erdfeld von 22.000 bis 67.000 Nanotesla (British Geological Survey).
Wie lange muss eine Aufnahme sein? Dreißig Minuten ist das praktische Minimum für ein sauberes Spektrum. Für die oberen Moden ist länger besser.
Warum zeigt mein Spektrum 50-Hz-Spitzen? Netzstörungen. Gehe weiter weg von Gebäuden, stell auf Batteriebetrieb um und füge Kerben-Filterung hinzu.
Muss die Spule in eine bestimmte Richtung zeigen? Für ein Single-Coil-Setup ist Nord-Süd Standard. Ein orthogonales Zwei-Spulen-Setup ist besser.
Was ist der billigste realistische Aufbau? Etwa 80 bis 150 USD für Teile, plus ein Audio-Interface, das du möglicherweise bereits besitzt. Diese Spanne ist eine Schätzung aus Bauteilpreisen, belastbare Erhebungen dazu gibt es nicht.
Wo kann ich meine Daten teilen? Citizen-Science-Foren und Amateur-Weltraum-Wetter-Discord-Gruppen sind aktiv und willkommen.
Quellen
- Coughlin, M. W. et al. (2018): Measurement and subtraction of Schumann resonances at gravitational-wave interferometers. Physical Review D 97, 102007. DOI 10.1103/PhysRevD.97.102007. Frei zugänglich als Preprint arXiv:1802.00885, das ist die Fassung, die für diesen Artikel gelesen wurde. Belegt hier die Empfindlichkeit professioneller ELF-Magnetometer von etwa 0,015 Pikotesla pro Wurzel-Hertz bei 14 Hz im Band 3 bis 300 Hz, die gerundeten Modenfrequenzen 8, 14, 21, 27 und 32 Hz, die Lage der Hylaty-Station im Bieszczady-Gebirge und die Paarung der Spulen in Nord-Süd- und Ost-West-Richtung.
- Németh, K. und Bozóki, T. (2025): Assessing Time Synchronization in Global ELF Station Networks Based on ELF Transients. Geophysical Observatory Reports 2023 bis 2024, 106 bis 111. DOI 10.55855/gor2024.7. Frei zugänglich. Belegt die Liste der 15 ELF-Stationen samt Betreibern und Abtastraten von 100 bis 887 Hz, das Spulenpaar je Station und den Befund, dass die Zeitsynchronität zwischen Stationen nicht selbstverständlich ist.
- Tatsis, G., Votis, C., Christofilakis, V., Kostarakis, P., Tritakis, V. und Repapis, C. (2015): A prototype data acquisition and processing system for Schumann resonance measurements. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics 135, 152 bis 160. DOI 10.1016/j.jastp.2015.11.001. Frei zugänglich als Preprint arXiv:1707.03573, das ist die gelesene Fassung. Belegt die Feldamplituden von einigen Zehntel Pikotesla, die 40.000 Windungen auf einem Mu-Metall-Stab von 300 mm mal 25 mm mit relativer Permeabilität um 100.000, die Verstärkung von 118 dBV, den Kerbfilter gegen den 50-Hz-Ton aus dem Hausnetz und die Eigenmoden bei ungefähr 7,8, 14, 21, 27 und 33 Hz.
- British Geological Survey, Geomagnetism, The Earth’s magnetic field. Abgerufen am 29.08.2026. Wörtlich: „At the Earth’s surface the total intensity varies from 22,000 nanotesla (nT) to 67,000 nT.“
- NOAA Space Weather Prediction Center, Planetary K-index. Abgerufen am 29.08.2026. Belegt die Skala 0 bis 9, die 13 beitragenden Magnetometer-Stationen zwischen 44 und 60 Grad geomagnetischer Breite und die Sturmschwelle ab Kp 5.
- Space Observing System, Tomsk, sos70.ru. Abgerufen am 29.08.2026. Zeigt das Sonogramm der ELF-Feldamplitude bis 40 Hz. Die Amplitudenachse trägt dort keine physikalische Einheit.
- Longwave Club of America, lwca.net. Abgerufen am 29.08.2026. Verein für Langwelle, VLF und Part-15-Funk, gibt das Magazin The LOWDOWN heraus und veröffentlicht Antennen- und Empfängermaterial. Schumann-spezifische Bauanleitungen waren dort nicht auffindbar.
Was hier nicht belegt ist. Die Bauteilkosten, die konkreten Windungszahlen und Bauteiltypen im DIY-Abschnitt und die Aussage, dass 30 Minuten Aufnahmezeit das praktische Minimum sind, stammen aus der Bastelpraxis und nicht aus geprüften Quellen. Sie sind als Startpunkt gemeint, nicht als Messvorschrift. Wenn dein erster Versuch nur Rauschen zeigt, liegt das fast immer am Standort.
