Gezeiten in Wettzell. Ohne Meer?

Bis zu 60 Zentimeter hebt und senkt sich täglich der Erdboden unter Bad Kötzting – ganz unbemerkt. Verantwortlich dafür sind die Gezeitenkräfte, die vor allem durch Mond und Sonne entstehen. Wie diese Kräfte wirken, wie man sie misst und welche Prozesse im Erdinneren sie beeinflussen, erläuterte Dr. Eva Schroth vom Geodätischen Observatorium Wettzell am Donnerstag, den 27. November, in der Aula des Benedikt-Stattler-Gymnasiums.

Zu Beginn erklärte Schroth, wie die Gezeiten überhaupt entstehen. Erde und Mond kreisen gemeinsam um ihren gemeinsamen Schwerpunkt. Durch diese Bewegung wirkt auf jeden Punkt der Erde eine Fliehkraft, die von der Mondseite wegzeigt. Gleichzeitig zieht die Gravitationskraft des Mondes die Erde an. Aus der Überlagerung beider Kräfte entsteht die sogenannte Gezeitenkraft – und weil der Abstand zum Mond je nach Ort verschieden ist, wirkt sie überall etwas anders. Auf der dem Mond zugewandten Seite der Erde sowie auf der gegenüberliegenden Seite zeigt die resultierende Kraft nach außen. Dort wölbt sich die Erdoberfläche leicht nach oben. An den seitlichen Bereichen hingegen wirkt die Kraft mehr nach innen, was zu einer Absenkung führt. Da sich die Erde ständig dreht, durchlaufen wir alle einmal pro Tag dieses wechselnde Kraftfeld. Dadurch hebt und senkt sich die Erdoberfläche, einschließlich der Meere, zweimal täglich. Bei einem Erddurchmesser von rund 12.000 Kilometern ist dieser Effekt jedoch so gering, dass wir ihn an Land kaum wahrnehmen können.
Mit modernen, extrem präzisen Messinstrumenten lässt sich die Deformation des Erdkörpers dennoch exakt erfassen. In Wettzell dafür unter anderem Relativgravimeter wie die Supraleitgravimeter zu Einsatz.

Die Erde ist insgesamt recht elastisch und ihre Form ändert sich entsprechend der Gezeitenkräfte im Laufe des Tages. Doch es gibt viele Faktoren, die den halbtäglichen Zykus von Hebung und Senkung durch Verstärkung oder Dämpfung leicht stören. So bringt zum Beispiel der flüssige Erdkern eine eigene Dynamik in die Änderung der Erdrotation, die sich in einer täglichen Schwingung bemerkbar macht und den Gezeitenzyklus überlagert. Auch andere Störeffekte, wie die Jahreszeiten, Meeresströmungen oder die lokale Topographie verursachen eine messbare Veränderung der Gezeiten.

Die große Herausforderung der Forschung besteht darin, all diese Einflüsse voneinander zu trennen und in Computermodellen abzubilden. Gelingt das, lassen sich daraus wertvolle Rückschlüsse auf den Aufbau der Erde und die Dynamik der Ozeane gewinnen. Bislang gibt es jedoch noch kein Modell, das alle Effekte vollständig erklären kann – genug Aufgaben also für kommende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern.