Geoid. Quelle: ESA

Die Erde hat keine Kartoffelform

Am 31. März hat ESA eine Meldung zum aktuellen Status der GOCE-Mission herausgegeben. In dem Bericht wurde ein schönes Bildchen, welches die Geoid-Gestalt der Erde darstellt, gezeigt. Seit dieser Meldung schreiben viele Zeitungen die Erde ist eine Kartoffel.

Ist das wirklich so oder haben unsere kompetenten (ja, seit Fukushima-Unglück wissen wir es…) Wissenschaftsjournalisten von einander abgeschrieben bzw. ohne einer Recherche irgendwas nachgeplappert?

Hier ist das schöne Bild:

Geoid. Quelle: ESA
Geoid. Quelle: ESA

Nun, was sieht man hier drauf? Was bedeuteten die Höhenunterschiede und die Farben? Welche Skala wurde da angelegt?

Jeder Schüler weiß, dass ein Koordinatensystem bzw. ein Graph ohne Achsenbeschriftung und Skaleneinteilung nichts Wert ist und in der Klausur sicherlich nur mit 0 Punkten zu bewerten ist. Aber anscheinend interessiert es niemanden: die ESA hat kaum Infos dazu raus gegeben und die (meisten) Journalisten, deren Aufgabe es wäre sich kritisch mit dem Thema auseinander zu setzen, haben wohl nicht nachgefragt…

Erdkugel. 1px = 10km. Die Umrandung entspricht der ungefähren Dicke der Erdkruste.
Erdkugel. 1px = 10km. Die Umrandung entspricht der ungefähren Dicke der Erdkruste.

Nun gut, fangen wir erst mal ganz von Vorne an.

Die Erde ist ein Haufen Gestein mit etwas Wasser und einer dünnen Atmosphäre drauf. Unter dem Einfluss der Gravitationskraft formt sich so ein Gesteinshaufen automatisch zu einer Kugel, da die Gravitation eine richtungsunabhängige Kraft ist. Man könnte auch sagen die Kugelgestalt ist die energetisch “günstigste” Form.

Die Erde wäre also eine Perfekte Kugel, wenn da nicht die Eigenrotation wäre. Durch die Drehung um die eigene Achse werden die Erdmassen, die weiter von der Rotationsachse entfernt sind, stärker nach Außen beschleunigt als die, die näher an der Erdachse sind. Durch diese Zentrifugalkraft (die keine echte Kraft ist, aber das ist eine andere Geschichte) wird die Äquatorregion nach außen gedrückt, so dass die zuerst perfekte Kugel etwas platt gedrückt wird.

Zweidimensional betrachtet ist die Erde ein Kreis. Wird er platt gedrückt, so entsteht eine Ellipse. Wenn man diese rotieren lässt, so entsteht ein Rotationsellipsoid, was nichts anderes als eine etwas plattgedrückte Kugel ist.

Erde. Rotationsellipsoid durch Abplattung.
Erde. Rotationsellipsoid durch Abplattung.

Diese Abplattung beträgt bei der Erde nur etwa 0,3%, was aber einen Unterschied von 21 km zwischen Äquator- und Polradius ausmacht.
Zeichnen wir diese Abplattung mal ein. Huch, da sieht man aber nicht viel…

Nun ist die Erde kein kalter Steinbrocken, sondern ein harter Kern umrundet mit flüssigen Gesteinsschichten auf denen eine dünne Erdkruste schwimmt. Diese Kruste besteht aus vielen einzelnen Abschnitten – den Kontinentalplatten, die ständig zusammenstoßen und zu Erdbeben, aber auch zum Bergwachstum führen. So ist auch der Himalaya – das höchste Gebirgssystem der Erde – durch den Zusammenprall der eurasischen und indischen Kontinentalplatten entstanden.

Zeichnen wir mal den Himalaya ein. Gewaltig…

Erde. Rotationsellipsoid mit Mount Everest.
Erde. Rotationsellipsoid mit Mount Everest.

Irgendwie sieht es für mich nicht nach einer Kartoffel aus.

Gut. Aber was ist jetzt mit dem schönen bunten Bildchen?

Was man da auf dem Bild sieht, ist die Äquipotentialfläche der Gravitationskraft. Man kann es sich so vorstellen: Man hat ein Gravimeter – ein Messinstrument, welches die Gravitationsbeschleunigung misst. Man stellt ihn auf einen festen Wert ein, z.B. 9,81 m/s². Anschließend legt man fest, dass das Gerät sich auf der Höhe von 0 m befindet. Nun bewegt man sich mit dem Gerät und stellt fest, dass die Gravitationsbeschleunigung sich (aufgrund verschiedener Dichteverteilungen im Erdinneren) ändert, dies will man aber vermeiden. Dazu ändert man die Höhe des Gravimeters so lange bis der Ortsfaktor wieder 9,81 m/s² beträgt (weil er von 1/r² abhängt). Auf einer Karte notiert man die Höhe bezüglich der ursprünglichen 0-Meter-Marke. Durch diese Vorgehensweise bekommt man eine Karte (große Analogie mit einem Rasterkraftmikroskop), die durch die “Landschaftshöhe” die Stärke der Gravitationsbeschleunigung angibt: Berge bedeuten größere und Täler kleinere Gravitationsbeschleunigung (man mache sich das selbst mit dem hoch und runter bewegen des Gravimeters klar).

So eine eine weltumspannende Karte stellt auch das oben dargestellte Geoid dar. Auf jedem Punkt des Geoids ist die Gravitationsbeschleunigung gleich groß, das heißt, dass die Höhen den statischen Wasserspiegel widerspiegeln (das Wasser kann ja nicht wegfließen, weil die Gravitationsbeschleunigung überall gleich ist).

Damit man die Abweichung zum festgelegten 0-Meter-Marke besser wahrnimmt wurden die “Landschaft” mit einem Farbverlauf belegt ( blau für niedrigere und rot/gelb für höhe Werte) und was noch viel wichtiger ist: die Höhenunterschiede wurden um tausendfachen Faktor verstärkt. Das tiefste Tal und der Höchste Berg sind auf 100 m skaliert. Würde man es maßstabsgetreu darstellen, also wie ich es oben gemacht habe, so würde man das Gleiche erleben, wie mit dem Mount Everest.

Demnach stellt das Geoid nicht die Erdgestalt dar, sondern die stark übertriebenen Schwankungen des Erdgravitationsfeldes dar. Dies hat auch ein BILDblog-Autor erkannt und die Überschriftengeilheit der Medien dokumentiert.
Für das menschliche Auge ist und bleibt die Erde kugelförmig.

Die Erde aufgenommen von Apollo 17.
Die Erde aufgenommen von Apollo 17.

Ist sie nicht schön?

7 Gedanken zu „Die Erde hat keine Kartoffelform“

  1. Das übliche. Ich glaube, wer BILD liest und darin Fakten sucht, dem ist eh nicht mehr zu helfen. Trotzdem toll, dass du das so ausführlich erklärt hast – das braucht letztlich schon etwas mehr Aufwand als ein dahingeworfenes „lolBILD“, ist dafür aber auch interessanter.

  2. Haha, wieder einmal großartig was die BILD da rausgelassen hat…. Das wirklich traurige ist ja aber, dass die BILD soviele Leser erreicht, denn dadurch entsteht im wortwörtlichen Sinne ein Dominoeffekt, bei dem am Ende unzählige Leute glauben,sie hätten sich über die Bild geBILDet…

    Daumen Hoch, dass du das wissenschaftlich fundiert und klar erklärt hast!

  3. Das Traurige ist meiner Meinung nach, nicht so sehr die Zeitung, denn von der erwartet man sowieso nichts wahres, sondern die andere Medien, die auf den Zug aufspringen, ohne die Informationen vorher zu überprüfen bzw. einen Fachmann um einen Rat zu fragen. Man muss ja nur bei Google „Erde Kartoffel“ eingeben und schon sieht man, wer recherchiert und wer nicht.

  4. Die meisten Leute haben ihre Bildung aus der Bild :D Naja so solls ja auch sein. Wenn das Volk verdummt haben die Mächtigen mehr macht. Schon alleine das BIld von Apollo 17 ist doch Beweis genug, was stellt man da noch solche Theorien auf? Vielleicht wäre die Erde eine Kartoffel, wenn alle physikalischen Einflüsse nicht da wären – sind sie aber. Vielleicht soll das ein Bild von der Entstehung sein… kann aber auch nicht sein denn die Kontinentalplatten sind ja schon angedeutet, obwohl sie einst eine andere Form hatten, nicht?

    Völliger Humbug, weg damit! Danke für den Artikel, war sehr interessant zu lesen!

  5. Da habe ich ja nochmal Glück nicht auf einer Kartoffel-Erde zu leben. Aber naja, was würde das ändern :)
    Trotzdem eine interessante Ansicht von der Äquipotentialfläche der Gravitationskraft.
    Du hast recht wenn Du sagst, dass manche Reporter nicht kritisch genug hinterfragen. Vorallem bei Bild, eventuell beschränkt sich die Redaktion dort auf Bilder :) Wer weiß.

    ADMIN EDIT: Nur mal so: Mein Blog ist ein Nofollow-Blog ;)

  6. ….und ich hatte mir doch gestern schon einen Kartoffel-Globus gewünscht. Wie schade! :-(

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