Mithilfe des ESA-Satelliten wollen Forscher Unterschiede im Schwerefeld der Erde genauer bestimmen.

Gravitationsfeld der Erde

München - Die Gravitationskraft auf der Erde ist keinesfalls überall gleich groß. Die Erdrotation, die Höhenunterschiede der Erdoberfläche und die Beschaffenheit der Erdkruste bewirken deutliche Unterschiede im globalen Schwerefeld. Diese in bislang unerreichter Genauigkeit zu messen, ist die Aufgabe von GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer), der am 17. März 2009 in die Erdumlaufbahn geschossen wurde. Außerdem soll auf dieser Grundlage ein möglichst exaktes Geoid ermittelt werden. So heißt der virtuelle Meeresspiegel eines globalen, ruhenden Ozeans, der beispielsweise als Höhenreferenz bei Bauprojekten genutzt wird.

In den vergangenen Monaten haben Wissenschaftler des GOCE Gravity Consortiums, einer Gruppe von zehn europäischen Instituten aus sieben Ländern, Daten des Satelliten bearbeitet, um sie für die Modellberechnungen nutzbar zu machen. Vor allem im Himalaya, in Teilen Afrikas und in den Anden vermuteten die Wissenschaftler große Ungenauigkeiten bisheriger Berechnungen. Tatsächlich bestätigen die ersten Auswertungen der GOCE-Daten diese Hypothese. "Messungen, die von der Erdoberfläche aus in schwer zugänglichen Bereichen gemacht werden, bergen ein hohes Fehlerrisiko", erklärt Reiner Rummel von der TU München, Vorsitzender des Konsortiums. "Der Satellit hat damit natürlich kein Problem."

Die Wissenschaftler erwarten von der Mission ein besseres Verständnis für viele Prozesse in der Erde und an der Oberfläche. Da die Gravitation in direktem Zusammenhang mit der Masseverteilung im Erdinnern steht, kann eine detaillierte Kartierung dazu beitragen, die Dynamik in der Erdkruste besser zu verstehen. Warum und wo sich die Kontinentalplatten bewegen und Erdbeben verursachen, ist besonders für Regionen an den Plattenrändern wie den Himalaya und die Anden von großer Bedeutung. Die Forscher hoffen, dass die Mission langfristig zu einem Erdbebenwarnsystem beiträgt. Auch die Ozeanströmungen wollen sie mithilfe der neuen Daten detailgenau erfassen, da Veränderungen der Zirkulation und des Meersspiegels das Klima beeinflussen.

Ursprünglich sollte GOCE ab Oktober ein Jahr lang die eigentlichen Messungen vornehmen und dabei eine Pause nach sechs Monaten einlegen. Doch da GOCEs Energieversorgung gut arbeitet und seine Stabilität höher ist als gedacht, war diese Ruhephase nicht nötig war. "Unsere Hoffnung ist, dass wir sogar drei bis vier Jahre durchmessen können", sagt Rummel. GOCE fliegt in 255 Kilometern Höhe, wesentlich niedriger als andere Forschungssatelliten. Damit er nicht abstürzt, muss er ständig mit Ionentriebwerken nachgesteuert werden.