Hast du dich schon einmal gefragt, warum die Erde auf Bildern immer vollkommen rund aussieht, obwohl sie das streng genommen gar nicht ist? Mir fiel dieser Unterschied erstmals auf, als ich zwei Angaben zum Erdumfang miteinander verglich. Beide stammten aus seriösen Quellen, unterschieden sich aber um mehr als 60 Kilometer. Zunächst hielt ich das für eine Ungenauigkeit. Tatsächlich steckt dahinter eine interessante Eigenschaft unseres Planeten: Die Erde ist an den Polen etwas abgeflacht und am Äquator breiter.
Diese Abweichung ist mit bloßem Auge kaum zu erkennen. Trotzdem beeinflusst sie geografische Berechnungen, Satellitennavigation und sogar die Schwerkraft. Wer verstehen möchte, warum verschiedene Messungen der Erde unterschiedliche Ergebnisse liefern, muss sich deshalb ihre tatsächliche Form genauer ansehen.
Die Erde Ist Keine Perfekte Kugel
Ein gewöhnlicher Globus vermittelt den Eindruck einer gleichmäßig geformten Kugel. Für den Schulunterricht reicht dieses Modell völlig aus. Bei präzisen Messungen wird es allerdings problematisch, denn der Abstand vom Erdmittelpunkt zur Oberfläche ist nicht überall gleich.
Am Äquator beträgt der mittlere Radius ungefähr 6.378,137 Kilometer. An den Polen sind es dagegen nur rund 6.356,752 Kilometer. Der Unterschied liegt somit bei etwa 21,4 Kilometern. Gemessen an der gesamten Größe unseres Planeten erscheint das wenig, doch für wissenschaftliche Berechnungen ist diese Abweichung erheblich.
Geografen beschreiben die Erde deshalb näherungsweise als abgeplattetes Rotationsellipsoid. Das klingt komplizierter, als es ist: Man kann sich eine Kugel vorstellen, die an ihren beiden Polen leicht zusammengedrückt wurde. Der Äquator bildet dabei die breiteste Stelle.
Wie Die Erdrotation Den Planeten Verformt
Die Ursache liegt hauptsächlich in der Drehung der Erde um ihre eigene Achse. Während sich unser Planet dreht, entsteht im mitrotierenden Bezugssystem eine nach außen gerichtete Zentrifugalwirkung. Sie ist am Äquator am stärksten und verschwindet an den geografischen Polen.
Über sehr lange Zeiträume hat diese Wirkung zusammen mit der Schwerkraft dazu geführt, dass sich die Erde ihrer heutigen Gleichgewichtsform angenähert hat. Besonders die beweglichen Wassermassen und das über geologische Zeiträume verformbare Erdinnere spielen dabei eine Rolle.
Interessant finde ich den Vergleich mit einem rotierenden Körper aus weichem Material. Dreht er sich schnell genug, kann er sich seitlich ausdehnen. Bei der Erde geschieht etwas Ähnliches, allerdings unter völlig anderen physikalischen Bedingungen und in einem wesentlich größeren Maßstab.
Die Abplattung beträgt ungefähr 1 zu 298,257. Das bedeutet, dass die Differenz zwischen Äquatorradius und Polradius nur einen kleinen Bruchteil des Äquatorradius ausmacht. Deshalb fällt die Verformung auf gewöhnlichen Weltraumaufnahmen praktisch nicht auf.
Warum Der Erdumfang Nicht Überall Gleich Ist
Aus der unterschiedlichen Entfernung zur Erdachse ergibt sich eine weitere Besonderheit. Der Umfang entlang des Äquators beträgt ungefähr 40.075 Kilometer. Ein vollständiger Weg entlang eines Meridians über beide Pole ist dagegen rund 40.008 Kilometer lang.
Wer sich mit der Frage beschäftigt, wie viele Kilometer der Erdumfang tatsächlich misst, stößt deshalb auf unterschiedliche Zahlen. Entscheidend ist, entlang welcher Linie gemessen wird. Die Abweichung beträgt etwa 67 Kilometer und ist kein Messfehler, sondern eine direkte Folge der Erdform.
Auch bei geografischen Koordinaten macht sich dieser Unterschied bemerkbar. Ein Längengrad entspricht am Äquator einer wesentlich größeren Entfernung als in Polnähe. Richtung Nordpol laufen die Meridiane schließlich zusammen. Deshalb lassen sich geografische Gradangaben nicht ohne Weiteres in feste Kilometerwerte umrechnen.
Welche Bedeutung Hat Die Abplattung Im Alltag?
Bei einer gewöhnlichen Autofahrt spielt die Form der Erde praktisch keine Rolle. Anders sieht es bei der Satellitennavigation, der Landvermessung und der Berechnung großer Entfernungen aus. Dort müssen mathematische Erdmodelle möglichst genau zur tatsächlichen Form passen.
Das weltweit verwendete Referenzsystem WGS 84, auf dem viele GPS-Anwendungen beruhen, nutzt beispielsweise ein definiertes Erdellipsoid. Dadurch können geografische Positionen einheitlich berechnet werden.
Besonders anschaulich wird der Unterschied beim Vergleich verschiedener Orte:
- Am Äquator ist der Abstand zum Erdmittelpunkt am größten.
- An den Polen liegt die Oberfläche näher am Erdmittelpunkt.
- In mittleren Breiten verändert sich der Abstand kontinuierlich mit der geografischen Breite.
Hinzu kommt, dass die tatsächliche Erdoberfläche keineswegs glatt ist. Gebirge, Tiefseegräben und regionale Unterschiede in der Massenverteilung sorgen für weitere Abweichungen. Das sogenannte Geoid beschreibt eine physikalische Bezugsfläche, die sich am Schwerefeld der Erde orientiert und nicht exakt mit dem mathematischen Ellipsoid übereinstimmt.
Eine Kleine Abweichung Mit Großer Aussagekraft
Was mich an der Erdform besonders fasziniert, ist das Verhältnis zwischen Ursache und Wirkung. Eine Rotation, die wir im Alltag nicht unmittelbar wahrnehmen, verändert die Gestalt eines ganzen Planeten. Gleichzeitig bleibt diese Veränderung so gering, dass unser vertrautes Bild einer runden Erde weiterhin sinnvoll ist.
Die Erde muss also nicht perfekt kugelförmig sein, damit wir sie als rund bezeichnen können. Erst wenn wir genauer messen, zeigt sich, wie viel Bewegung und Physik hinter dieser scheinbar einfachen Form stecken.
