"Potsdamer Kartoffel"

Die „Potsdamer Kartoffel“ ist keine besondere Sorte Erdapfel, sondern ein dreidimensionales Computermodell. Es zeigt die Form an, die das Schwerefeld der Erde hätte, wenn man es sehen könnte. Stellt man dieses kugelähnliche Modell, Geoid genannt, unserem Globus gegenüber, fällt sofort ein gravierender Unterschied auf. Während die Erde an den Polen abgeflacht ist und am Äquator etwas fülliger, zeigt sich das Schwerefeld annähernd kugelförmig, mit Erhebungen an den Polen sowie über hohen Gebirgen und einem auffälligen langgezogenen Graben im Indischen Ozean. Würde man vom Erdmittelpunkt lauter Vektoren in Richtung Erdoberfläche einzeichnen, deren Länge jeweils die Stärke der lokalen Gravitation anzeigt, bekäme man genau die Potsdamer Kartoffel. Ihr Fehler: Bisher ist sie recht ungenau. Unbefriedigend besonders für die Geologen, die damit rechnen wollen – zum Beispiel, um Szenarien für die Folgen der Erderwärmung und des Abschmelzens der Polkappen vorauszusehen.

Um das Geoid genauer zu bestimmen, startet am Dienstag, 17. März, die ESA-Mission „GOCE“. Der Name steht für „Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer“ – und genau das ist das Programm: GOCE wird das Schwerefeld der Erde auf ein bis zwei Zentimeter genau bestimmen und damit auch die Höhe der Meeresoberfläche. Denn diese ist ebenfalls von der Schwerkraft beeinflusst und nicht an jedem Punkt gleich. „Ein zwei Kilometer hoher unterseeischer Berg zieht beispielsweise Wasser über ihm an und bewirkt eine Wölbung der Meeresoberfläche von zwei Metern Höhe über eine Breite von etwa vierzig Kilometern. Gleichermaßen bewirkt die geringere Gravitationskraft über einem tiefen Graben im Meeresboden eine reduzierte Anziehung von Wassermassen, so dass die Wasseroberfläche hier entsprechend niedriger ist“, heißt es in einer Erklärung der ESA. Normalnull, die Oberfläche des Meeres im Ruhezustand, ist also gar keine feste Referenzgröße, sondern variiert von Punkt zu Punkt.

Wichtig für Klima- und Erdbebenforscher

Auf Basis des verbesserten Geoids können insbesondere Fragen zum Klimawandel wesentlich genauer beantwortet werden. So lassen sich etwa Veränderungen im Gezeitenpegel und bei den Meeresströmungen aufzeigen, die wiederum einen starken Einfluss auf unser Wetter ausüben. Da die Schwerkraft zudem stark durch Massevariationen beeinflusst wird, lassen sich sogar Aufschlüsse über Zustände und Vorgänge im Inneren unseres Planeten gewinnen, etwa große Erdölvorkommen oder Ursprünge von Erdbeben.

Um diese Daten zu erlangen, bedient sich GOCE einer hochpräzisen und -komplizierten Messmethode, der Gradiometrie. Dafür befinden sich an Bord drei Paare hochsensibler Beschleunigungsmesser, die in dreidimensionaler Form angeordnet sind und auf winzige Variationen in der Anziehungskraft reagieren, während GOCE die Erde umfliegt. Um hier ein gleichmäßiges, möglichst genaues Signal zu erhalten, muss die Sonde auf einer extrem niedrigen Umlaufbahn gehalten werden: In einer Höhe von nur 263 Kilometern fliegt sie sogar noch unterhalb der ISS und ist damit einer starken atmosphärischen Reibung ausgesetzt, die das Ionentriebwerk ständig ausgleichen muss.

Starten wird GOCE jetzt voraussichtlich am Dienstag mithilfe einer ganz speziellen Rakete: Die russische Rockot war ursprünglich als Interkontinentalrakete entwickelt und wurde nach dem Abrüstungsabkommen zwischen USA und der Sowjetunion zum Launcher umgebaut.


Carolin Konermann arbeitet als Technikjournalistin in Köln.


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