Potsdamer Kartoffel

Ein neues Bild der Erde

Aus dem Weltraum gesehen wirkt unsere Erde auf den ersten Blick wie eine Kugel. Aus geodätischen Messungen, die auch schon vor dem Satellitenzeitalter durchgeführt wurden, weiß man aber, daß die Erde abgeplattet ist. Diese Abplattung ergibt sich durch die Rotation der Erde, die sich dabei wie ein zähflüssiger Körper verhält. Die Resultate sind eine Verkürzung des Erdradius um 21 km an den Polen und ein „Äquatorwulst“, die mit menschlichem Auge aus dem Weltraum allerdings kaum sichtbar sind. Damit hat die Erde in erster Näherung die Figur eines Rotationsellipsoids.

Aber auch die Abplattung der Erde ist nicht perfekt. Es gibt weitere Abweichungen, da die Verteilung der Erdmassen – und damit das gestalt-prägende Schwerefeld – räumlich ungleichförmig sind. Die Darstellung der schwerkraft-bedingten Abweichungen der Erdgestalt gegenüber dem regelmäßigen Ellipsoid ist als „Potsdamer Kartoffel“ bekannt geworden.

Grundlage dieser Abbildung ist ein am Geo- ForschungsZentrum Potsdam (GFZ) berechnetes Modell der Schwere. Wissenschaftlich wird die dargestellte Fläche als „Geoid“ bezeichnet. Dabei sind die Abweichungen von maximal ± 100 m gegenüber dem Rotationsellipsoid stark überhöht dargestellt, um gegenüber dem mittleren Erdradius von 6371 km sichtbar zu werden. Gedanklich ergäbe sich das Geoid als Gleichgewichtsfigur der Erde, wenn ihre Oberfläche vollständig mit in Ruhe befindlichem Wasser bedeckt wäre, d.h. Wasser, das allein der Fliehkraft durch die Erdrotation und der Schwerkraft ausgesetzt ist und auf das keine Gezeiten, Meereströmungen und Winde einwirken. Das Geoid bildet damit als Gleichgewichtsfigur die physikalisch begründete Referenzfläche für alle topographischen Höhen („Normal Null“).

Die Beulen und Dellen, die dem Geoid das kartoffelartige Aussehen verleihen, werden durch Anomalien der Schwere hervorgerufen, die ihrerseits durch Dichtevariationen im Aufbau des Erdkörpers entstehen. Solche Variationen ergeben sich einmal durch konvektive Prozesse im Erdinnern, die über geologische Zeiträume zu temperatur- und materialbedingten Dichtevariationen und damit letztlich zu den Unregelmäßigkeiten im Schwerefeld führen. Im Bereich der Erdkruste sorgt die ungleichmäßige Verteilung der topographischen Massen auf den Kontinenten und dem Meeresboden für weitere Variationen des Schwerefeldes, die sich in der Gestalt des Geoids einprägen. Schließlich bewirken anhaltende geophysikalisch und klimatisch bedingte Prozesse jahreszeitliche und langfristige Änderungen der Schwerkraft auf grund von Massenverlagerungen in der Atmosphäre (Luft), Hydrosphäre (Wasser) und Kryosphäre (Eis).

->Quelle und mehr: www.gfz-potsdam.de; GFZ-PR-Faltblatt-Kartoffel-Geoid