Ein aus ersten Daten des GRACE-Satellitenduos erstelltes Schwerkraft-Modell der Erde zeigt ausgeprägte Schwerkraft-Täler und -Gebirge.
Ein Beitrag von Michael Stein. Quelle: GFZ Potsdam.
(Grafik: CSR/TSGC)
Die beiden baugleichen Satelliten der deutsch-amerikanischen Forschungsmission GRACE wurden am 17. März 2002 vom russischen Kosmodrom Plesetsk aus in rund 500 Kilometer hohe polare Erdumlaufbahnen transportiert. Seitdem fliegen die Tom und Jerry genannten Satelliten in etwa 220 Kilometer Entfernung hintereinander her und messen dabei permanent ihren Abstand zueinander mit der kaum vorstellbaren Genauigkeit von einem hundertstel Millimeter. Ihre eigene Position ermittel das Duo dabei mit Hilfe des GPS-Ortungssystems. Wenn nun beispielsweise Tom eine Massekonzentration überfliegt, wird seine Flugbahn und eben auch der Abstand zu Jerry dadurch geringfügig verändert, was sich in den Messdaten niederschlägt.
Am 25. Juli ist nun das erste auf Basis von Daten der GRACE-Mission beruhende Schwerkraft-Modell unseres Heimatplaneten veröffentlicht worden. Nach Angaben der Wissenschaftler beim GeoForschungsZentrum Potsdam sowie beim Center for Space Research der University of Texas sind hierfür Messdaten benutzt worden, die an 39 Tagen im August und November letzten Jahres erhoben worden sind. Obwohl zu dieser Zeit die wissenschaftliche Phase der Mission noch nicht begonnen hatte ist schon dieses Modell des Erdgravitationsfeldes rund fünf Mal genauer als alle vorherigen Modelle, die im Rahmen der deutschen Forschungsmission CHAMP aufgestellt worden sind, und sogar 50 Mal genauer als Modelle, die vor diesen beiden Missionen aufgrund der Beobachtung von Flugbahnveränderung anderer Satelliten produziert worden sind – schon jetzt also hat die GRACE-Mission die in sie gesetzten Erwartungen voll erfüllt!
Das nun vorgestellte Gravitationsmodell der Erde deckt sich größtenteils mit bekannten geologischen Strukturen. So ist es beispielsweise wenig verwunderlich, dass die GRACE-Satelliten in der Himalaya-Region erhöhte Gravitationswerte gemessen haben: Diese gigantische Gebirgsformation stellt natürlich auch eine enorme Masseansammlung dar. Doch nicht alle Schwerkraftanomalien (d.h. erhöhte oder redzuierte Schwerkraftwerte) konnten von den Wissenschaftlern eindeutig geologischen Strukturen zugeordnet werden. Teilweise scheinen unterhalb der Erdkruste befindliche Ansammlungen dichteren oder leichteren Materials für die gemessenen Werte verantwortlich zu sein.
Die Wissenschaftler der GRACE-Mission erwarten, zukünftig noch genauere Modelle des Erdgravitationsfeldes aufstellen zu können, wenn im Verlauf der Mission immer mehr Messwerte zur Verfügung stehen und da die mathematischen Modelle und Algorithmen zur Auswertung dieser Messwerte ständig verbessert werden.
Auf den Missions-Seiten des GeoForschungsZentrum Potsdam können Sie Animationen herunterladen, die das Schwerkraftmodell für die gesamte Erde darstellen. Mehr zu dieser Forschungsmission können Sie in unserem GRACE-Artikel lesen.