Dynamische Abplattung


Dynamische Abplattung

Unter dynamischer Abplattung versteht man bei Himmelskörpern – insbesondere der Erde – jene Abplattung (Abflachung der Kugelgestalt), die sich aus der Präzession der Rotationsachse errechnen lässt.

Dieser Zyklus der Präzession – eine langsame Achsverlagerung entlang eines Kegelmantels – entsteht durch etwas unsymmetrische Anziehungskräfte anderer Himmelskörper bei jedem nicht-kugelförmigen Planeten und dauert bei der Erde etwa 25.800 Jahre.

Die dynamische Abplattung unterscheidet sich geringfügig von der geometrischen Abplattung eines Himmelskörpers, wenn er ungleichförmige Massenverteilung in seinem Inneren hat. Dies ist bei der Erde hauptsächlich durch ihre deutliche Schichtung in Erdkruste, Erdmantel und Erdkern der Fall. Die Unregelmäßigkeiten an der Oberfläche (Ozeane, Kontinente, Gebirge) fallen demgegenüber kaum ins Gewicht.

Als erster Wissenschaftler hat Immanuel Kant aus der auf Sternwarten feststellbaren Präzession die dynamische Abplattung der Erde berechnet – und das, ohne angeblich ein einziges Mal seine Stadt Königsberg zu verlassen. Er modellierte die Störkräfte, die Sonne und Mond auf den „Äquatorwulst“ der Erde (größerer Äquator- als Polradius) ausüben und die sich langfristig wie eine sanfte Kraft auf die Achse des „Kreisels Erde“ auswirken. Unter solchen Kräften weicht eine Kreiselachse bekanntlich um 90° seitlich aus, wie man schon an einem Kinderkreisel testen kann.

Die dynamische Abplattung der Erde beträgt nach neueren astronomisch-geodätischen Forschungen 1:305, die geometrische Abplattung hingegen 1:298,257 (Längenunterschied der Halbachsen des Erdellipsoids von 21.384,7 m dividiert durch die Länge der großen Halbachse von 6378.137 m). Daraus kann man mit modernen Mitteln errechnen, dass der Eisen- bzw. NiFe-Kern der Erde 2900 km tief liegen muss. Dieser Wert konnte mit Methoden der Geophysik – vor allem der Seismologie – auf 2898 km verfeinert werden.

Die tatsächliche Abplattung der Erde ist größer als die dynamische, weil der Erdkern aus physikalischen Gründen kugelähnlicher als ihre Oberfläche ist. Bei der Erdabplattung sind aber (streng genommen) noch zwei Details zu unterscheiden:

Letztere errechnete man in der Zeit vor der Raumfahrt aus Störungen der Mondbahn mit Werten zwischen 1:297 und 1:300. Doch bereits nach dem zweiten US-Satelliten des Vanguard-Projekts konnte man die auf 1:298,2 bis 1:298,3 eingrenzen, weil sich die Form der Erde auf so nahe Satelliten 100-mal stärker auswirkt als auf den Mond.

Heute bestehen nur mehr geringe Differenzen zwischen geometrischer und statischer Abplattung, weil die Erdmodelle inzwischen auch Dichte-Anomalien im Erdmantel und die Plattentektonik berücksichtigen.

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