Thüringer Erdgezeiten-Forscher untersuchen in Moxa, wie sich die Erdoberfläche hebt und senkt

Keine Zauberei - ein Kugel schwebt in einem Magnetfeld! Der Jenaer Geophysiker Dr. Thomas Jahr zeigt an einem Modell, wie das supraleitende Gravimeter im Inneren funktioniert.
Moxa: Geodynamisches Observatorium |

„Der Erdboden bewegt sich in Mitteleuropa jeden Tag unter unseren Füßen etwa 40 Zentimeter nach oben und nach unten – ohne dass wir davon etwas spüren. Da es keinen Bezugspunkt im Verhältnis zur Erdoberfläche gibt, können wir es nicht sehen “, erklärt Geophysiker Dr. Thomas Jahr von der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Der Thüringer Wissenschaftler beschäftigt sich seit vielen Jahren intensiv mit dem täglichen auf und ab, hervorgerufen durch die Anziehungs- und Fliehkräfte im System Erde, Mond und Sonne. Denn nicht nur die Meere unterliegen den Gezeiten, sondern auch die feste Erde.

Durch Messungen mit einem Gravimeter lassen sich die sogenannten Erdgezeiten nachweisen. Das hochempfindliche Messgerät registriert allerkleinste Veränderungen bei der Erdanziehungskraft, was wiederum Aufschluss über die Deformation des Erdkörpers gibt.
Die modernsten Gravimeter sind supraleitend. Weltweit gibt es nur 30 solcher Messgeräte. Eines steht in Thüringen, im Geodynamischen Observatorium in Moxa.

Gut abgeschirmt und verankert steht es in Moxa in einem separatem Messraum - ein vollkommen stoß- und schwingungsfreier Ort. Von außen sieht das Gerät eher unscheinbar aus, wie eine große, blaue Metallröhre. Nur die vielen angeschlossenen Kabel lassen erahnen, dass im Inneren Hightech im Spiel ist. Dort befindet sich eine Spule in flüssigem Helium, die ein starkes, stabiles Magnetfeld erzeugt. Sie ist auf minus 270 ° Celsius abgekühlt – supraleitend - denn elektrische Leiter verlieren bei dieser Temperatur ihren Widerstand. Das Magnetfeld der Spule hält eine Hohlkugel in der Schwebe. Schon allerkleinste Schwankungen in der Erdanziehungskraft lenken die Kugel aus. „Das Gravimeter ist so empfindlich, das ein 200 Gramm schwerer Vogel der draußen vorbeifliegt, schon einen geringen Ausschlag verursacht.“

Die Erdanziehung wirkt auf alles gleich. Der Apfel, der vom Baum fällt wird genauso stark beschleunigt wie ein herunterfallendes Blatt oder ein Regentropfen - mit der Erdbeschleunigung von 9,81 m/s². Der Luftwiderstand sorgt dafür, dass nicht alles gleichschnell fällt. „ Die 9,81 m/s² stimmt immer so ungefähr. Wir kümmern uns um die Stellen danach, messen Abweichungen von weniger als einem Milliardstels der mittleren Schwerkraft“, sagt Dr. Thomas Jahr.

Derart kleine Schwereänderungen werden für Untersuchungen der Bewegung unserer Erde im Weltraum genutzt. „Die Gestalt der Erde ähnelt bei genauer Betrachtung eher einer Kartoffel als einer Kugel. Wir sprechen vom Geoid“, erklärt der Wissenschaftler. „Für diese Kartoffel gibt es eine Figurenachse. Zusätzlich rotiert die Erde, das heißt es gibt auch eine Rotationsachse. Beide Achsen bewegen sich umeinander. Schaut man auf den Nord- oder Südpol sieht man die Rotationsachse im Abstand von einigen Metern um den Pol kreisen. Diese Bewegung wird als Polbewegung bezeichnet und sie kann als sehr kleine Schwereänderung überall auf der Erde, also auch in Moxa gemessen werden.“

Das supraleitende Gravimeter ist für Langzeitbeobachtungen im Einsatz. Die Daten aus Moxa sind nicht nur für die Forscher in Jena interessant, sondern gehen zur Auswertung auch an große internationale Datenarchive. So lassen sich nach und nach die Geheimnisse der Erde von den Geophysikern entschlüsseln. Für sie steht fest: Die Erdgezeiten sind eine langsame Schwingung und keine schnelle Bewegung, wie bei einem Erdbeben. Sie haben keinen Einfluss auf Erdbeben oder Vulkanausbrüche – auch wenn es täglich 40 Zentimeter auf und ab geht.

Hintergrund:
- Moxa ist ein kleiner Ort im Thüringer Schiefergebirge. In einem Seitental befindet sich das Geodynamische Observatorium der Friedrich-Schiller-Universität Jena, mitten im Wald.
- Im weltweiten Vergleich ist es eines der störungsärmsten Observatorien.
- Dr. Thomas Jahr ist Dozent für Geophysik an der Friedrich-Schiller-Universität Jena und wissenschaftlicher Leiter im Geodynamischen Observatorium Moxa.
Geophysikalische und seismologische Geräte messen weltweite Erdbebenwellen, Deformation des Erdkörpers und Massenverlagerungen im System Erde.


Weiterlesen auf unserem Portal: Erdbebenforschung in Moxa

Weitere Infotmationen: Geodynamisches Observatorium Moxa
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1 Kommentar
Ines Heyer aus Saalfeld | 12.10.2015 | 08:55  
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