bull_08_03_Ozean

Ozean Gezeiten
07
Fotos Seite 4 und 6: Michael Marten (www.michaelmarten.com)
«Mein Tag müsste mindestens 30 Stunden haben, damit ich alles
erledigen kann.» Irgendwann in ferner Zukunft könnte der häufig
geäusserte Wunsch Wirklichkeit werden – allerdings erst nach sehr,
sehr langer Zeit. Daran arbeiten Tag für Tag die riesigen Ozeane
der Erde und der Mond.
Bekanntlich sind 71 Prozent der Erdoberfläche mit Ozeanen bedeckt.
Die grossen Wasservorkommen sorgen unter anderem dafür,
dass das Leben in der uns bekannten Form existieren kann. Doch
so merkwürdig es klingen mag, die Weltmeere beeinflussen auch
die irdische Tageslänge. Allerdings brauchen sie dazu die Hilfe des
Mondes. Dieser umkreist die Erde auf einer leicht elliptischen Bahn
und hat heute eine mittlere Entfernung von 384 000 Kilometern.
Dem Mond werden von den Menschen viele Einflüsse zugeschrieben.
Häufig wohl viel mehr, als er tatsächlich ausübt. Ein vom Mond
verursachtes Phänomen ist allerdings ganz offensichtlich und jeden
Tag zweimal zu beobachten – die Gezeiten. Zweimal am Tag steigen
die Ozeane an, um danach wieder auf ein tieferes Niveau zu fallen.
Ebbe und Flut zeigen sich als Folge der Umkreisung des Mondes
auf der ganzen Welt als immerwährender Rhythmus.
Die Gezeitenkräfte bewirken sogar, dass auch der feste Erdkörper
durch die Gravitationswirkung von Mond und Sonne eine
Defor mation erfährt, die in Äquatornähe etwa einen halben Meter
erreichen kann.
Mond und Ozeane bremsen die Erddrehung
Das regelmässige Spiel von Ebbe und Flut führt dazu, dass durch
die Reibung der Meere auf dem Erdboden die Erddrehung langsam,
aber sicher gebremst wird. Für die Verlangsamung der Erdrotation
sind jedoch nicht nur die Wasserozeane verantwortlich. Auch die
«inneren Ozeane», bestehend aus Magma, verursachen Reibungseffekte,
die zur Bremsung der Erddrehung beitragen.
Glücklicherweise ist der Verlust der Geschwindigkeit der Erdrotation
sehr gering. Zurzeit nimmt die Tageslänge auf der Erde in
Ein Tag hat 24 Stunden. Was auf den
ersten Blick sehr banal erscheint,
war nicht immer so und wird auch nicht
so bleiben. Denn der Mond bremst
mit Hilfe der Ozeane die Erddrehung,
womit der Tag langsam, aber sicher
länger wird.
Text: Andreas Walker
jedem Jahrhundert um etwa zwei Millisekunden zu. Auf ein Menschenleben
bezogen ist so eine Zeitspanne so gut wie nichts. Denkt
man allerdings in astronomischen Massstäben, sieht die Sache
anders aus. Tatsächlich hat diese geringe Zunahme bereits einen
Einfluss auf unseren Kalender. Denn so klein diese Abweichung
auch sein mag, sie führt dennoch dazu, dass diese Zeitverzögerung
regel mässig korrigiert werden muss. Aus diesem Grunde wurde
letztmals am Ende des Jahres 1998 eine Schaltsekunde eingeschoben.
Über sehr lange Zeiträume betrachtet, macht sich diese
Zeitverzögerung noch deutlich mehr bemerkbar.
Korallen speichern die Tageslänge
Untersucht man Korallen aus der Gegenwart, weisen diese im jährlichen
Skelettzuwachs über 360 Anwachslinien auf – was einer
Anwachslinie pro Tag entspricht. Forscher untersuchten die Wachstumsringe
von fossilen Korallen und fanden heraus, dass vor 400
Millionen Jahren ein Erdentag nur 22 Stunden dauerte und das
Jahr mehr als 400 Tage hatte.
Dreht man die Uhr noch weiter zurück, auf rund 900 Millionen
Jahre vor unserer Zeitrechnung, kommt man auf eine Tageslänge
von nur etwa 18 Stunden. Das damalige Jahr hatte rund 490 Tage.
Seither hat sich die Rotationsgeschwindigkeit der Erdkugel durch
die Gezeitenreibung auf die heutigen 365,26 Umdrehungen pro
Jahr verringert und damit zu unserem gewohnten und selbstverständlichen
24-Stunden-Tag geführt.
Früher glaubte man, dass die Nautilusschalen einen perfekten
Mondkalender aufzeichnen, indem sie bei jedem Mondumlauf einen
Anwachsring produzieren. Die beiden Forscher Peter Kahn und
Stephen Pompea machten mit einem Artikel Ende der Siebzigerjahre
Furore. Sie zeigten anhand der Nautilusschalen auf, dass sich
die Erde früher schneller drehte und der Mond unseren Planeten
in viel geringerem Abstand umkreiste. Aus ihren Untersuchungen
folgerten sie, dass sich der Mond seit Urzeiten etwa einen Meter
pro Jahr von der Erde entfernt hat. Neueste Messungen zeigen
jedoch, dass diese Zahl viel zu hoch geschätzt war.
Mondrotation gebremst
Die Gezeitenreibung hat die Drehung des Mondes um seine Achse
bereits so weit gebremst, dass er uns heute immer dieselbe Seite
zuwendet. Ausser den Apollo-Astronauten hat noch nie ein Mensch
direkt die Rückseite des Mondes gesehen. Die Gezeitenkräfte
zwischen Erde und Mond bewirken ausserdem im System Erde-
Mond, dass sich unser Trabant pro Jahr etwa um 3,8 Zentimeter
von der Erde entfernt.
In 15 Milliarden Jahren würde eine einzige Erddrehung rund 48
heutige Tage lang dauern. Ebenso bräuchte der Mond für eine Erdumdrehung
48 Tage. In dieser sehr fernen Zukunft würden sich
Erde und Mond immer die gleiche Seite zukehren.
Allerdings wird dies kein Mensch mehr erleben. Nach heutiger
Kenntnis wird sich unsere Sonne in etwa fünf Milliarden Jahren zu
einem roten Riesenstern aufblähen, der etwa 100-mal heller ist als
die heutige Sonne und der sich bis zur Merkurbahn ausdehnen wird.
Auf unserer Erde wird dann ein «Backofenklima» herrschen, in dem
die Ozeane verdampfen und die Erdoberfläche glühend heiss wird,
sodass alles Leben ausgelöscht wird. Danach kollabiert unsere
Sonne zu einem weissen Zwerg. Wenn die Sonne dieses Stadium
erreicht hat, besitzt sie noch etwa die halbe Masse der heutigen
Sonne, ist jedoch nur noch etwa so gross wie unsere Erde. <
Credit Suisse Bulletin 3/08