Die fliegende Kartoffel

Auf den ersten Blick gleicht unser Planet tatsächlich einer wohl geformten Kugel, die durchs All rauscht. Doch das täuscht gleich mehrfach. Denn zum einen ist die Erde ein so genannter Geoid: An den Polen ist sie abgeflacht, am Äquator dagegen etwas ausgewölbt – und die Erde also eher eine gedrückte Kugel.

Und noch etwas anderes stört die reine Form, wie der ESA-Satellit GOCE nach nur zwei Jahren in der Umlaufbahn zusammengetragen hat. Seine Daten ermöglichten es, das Schwerefeld der Erde mit bisher unerreichter Genauigkeit zu kartieren, denn die Gravitation wirkt nicht an jedem Ort gleich stark. Sie hängt unter anderem davon ab, wie dicht das Gestein im Erdmantel ist. Auch die Verteilung der Wassermassen im Ozean drückt dem Schwerefeld seinen Stempel auf – und lässt die Werte regional variieren.

GOCE misst diese Abweichungen, die im Bild 10 000-fach überhöht wurden, so dass die Erde ziemlich zerknautscht wirkt. Beulen (rote und orange Töne) befinden sich beispielsweise im Nordatlantik, über Neuguinea und den zentralen Anden. Im Indischen Ozean südlich von Indien "klafft" dagegen ein riesiges Loch im Schwerefeld (Blautöne).

Der künstliche Trabant befindet sich auf der für einen Erdbeobachtungssatelliten bisher niedrigsten Umlaufbahn, um die bestmöglichen Messdaten über das Schwerefeld der Erde zu erstellen. Das stellt die Sonde allerdings auch vor gewisse Probleme, denn sie fliegt hart an der Grenze zu den äußersten Atmosphärenschichten, die sie abbremsen. Dehnen sie sich nur leicht aus – etwa durch erhöhte Sonnenaktivität – verstärkt sich die Reibung. Noch hat GOCE aber genügend Treibstoffreserven, um wieder in höhere Bahnen geschickt zu werden, sollte dies nötig sein.

Mit Hilfe dieses neuen Modells der Erde können die Forscher nun beispielsweise die Dynamik der Weltmeere besser verstehen, da der Satellit die Topografie- und Strömungsmuster der Ozeane mit unerreichter Qualität und Auflösung bereitstellt. Geotektonische Naturkatastrophen wie das Erdbeben in Japan wirken sich ebenfalls auf das Schwerefeld der Erde aus: Sie lassen sich durch die Beobachtung aus dem All zwar nicht verhindern, doch gewinnen die Geologen immerhin generelle neue Einsichten in die Vorgänge des Erdinnern. (dl)