Geophysik: Sumatra-Erdbeben veränderte das Schwerefeld der Erde

Gravity Field and Ocean Circulation Explorer-Satellit (GOCE) — © ESA - AOES Medialab (Ausschnitt)

Das katastrophale Sumatra-Andaman-Erdbeben vom 26. Dezember 2004 hat das Schwerefeld der Erde verändert. Das ergab eine neue Studie der Europäischen Weltraumorganisation (Esa). Ein neuer, sehr empfindlicher Satellit soll nächstes Jahr starten und darüber genaue Informationen liefern.

Seismische Daten sprechen dafür, dass während des Bebens der Meeresboden im Indischen Ozean auf einer Länge von 1200 Kilometer um etwa sechs Meter angehoben wurde. Genaue Berechnungen von Roberto Sabadini und Giorgio Dalla Via von der Universität Mailand bestätigten nun, dass die dadurch entstandene Verlagerung immenser Massen auch das terrestrische Schwerefeld verändert hat.

Wissenschaftler beschreiben das Schwerefeld der Erde, indem sie theoretisch eine Figur der Erde schaffen, auf deren Oberfläche die terrestrische Schwerkraft überall den gleichen Wert hat. Diese Figur wird Geoid und die Fläche Äquipotenzialfläche genannt. Die Fläche fällt mit der Oberfläche der Ozeane zusammen, die sich unter dem Einfluss der Schwerkraft, rein theoretisch, überall auf der Erde auf ein Niveau einpendeln würde, da die Meere untereinander in Verbindung stehen.

Das Geoid | Überhöhte Falschfarbendarstellung des Erdkörpers, beruhend auf Satellitenvermessungen der Ozeanoberflächen. Die "Eindellungen" geben die Abweichung von einem idealen Referenzellipsoid wieder.

In Wirklichkeit ist das Schwerefeld der Erde aber nicht überall gleich, da es Gebirge, Tiefseegräben, Ebbe und Flut gibt, die es beeinflussen. Hinzu kommt, dass auch die Gesteine und Magmen im Erdinnern unterschiedliche Dichten aufweisen und sich ebenfalls auf das Schwerefeld auswirken.

Veränderungen des Geoids | Die auf- und abwärts gerichteten Verschiebungen des Meeresbodens, die durch das Erdbeben am 26. Dezember 2004 verursacht wurden, veränderten auch das Geoid. Der Versatz der Erdoberfläche betrug insgesamt sechs Meter und verschob das Geoid um 18 Millimeter. Die Aufwärtsbewegungen des Geoids sind in rot, die abwärts gerichteten Bewegungen in blau dargestellt.

Wenn sich nun Massen, beispielsweise Kontinentalplatten, auf der Erde in irgendeiner Weise dramatisch verschieben, beeinflusst das unweigerlich das bestehende Schwerefeld und die Form des Geoids. Sabadini und sein Kollege Dalla Via fanden nun heraus, dass sich das Geoid durch das Erdbeben im Indischen Ozean dort um 18 Millimeter verschob. Und das ist viel für ein Geoid.

2006 soll nun der "Gravity Field and Ocean Circulation Explorer"-Satellit (GOCE) starten. Dieser ist mit einem besonders empfindlichen Sensor ausgestattet, einem so genannten Gradiometer. Damit lassen sich Veränderungen des Schwerefelds und des Geoids mit hoher Genauigkeit messen. Unter anderem auch, inwieweit ein Klimawechsel die Meeresströmungen und damit das irdische Schwerefeld beeinflussen kann.