Die Erde dreht sich plötzlich schneller

Bild von der Erde im Weltall

Jetzt wird’s rasant: Unsere Erde dreht sich plötzlich schneller – und die Wissenschaftler sind ratlos. Was das für uns bedeutet und weshalb unser Planet plötzlich den Turbo einlegt, erfahrt Ihr in diesem Beitrag. 

Unsere Erde dreht sich in 24 Stunden einmal um sich selbst. So lernt es jedes Kind. Aber ist das so? Vor Kurzem ist etwas sehr Seltsames passiert. Am 29. Juni drehte sich die Erde um 1,59 Millisekunden weniger als 24 Stunden um sich selbst. 1,59 Millisekunden – nicht viel, aber absoluter Rekord. 

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Seit Beginn der Messungen der Rotationsgeschwindigkeit unseres Planeten mit Atomuhren war der 29. Juni der kürzeste Tag überhaupt. Damit hat die Erde ihren eigenen Geschwindigkeitsrekord gebrochen, den sie erst 2020 aufgestellt hatte. Sehr mysteriös, denn eigentlich ging man davon aus, dass unsere Erde sich im Laufe der Zeit immer langsamer bewegt. Man nahm an, dass diese allmähliche Verlangsamung unseres Planeten vor allem auf den Mond zurückzuführen ist, dessen Umlaufbahn und Schwerkraft um die Erde eine Gezeitenreibung erzeugt, die die Rotation sowohl der Erde als auch des Mondes allmählich verlangsamt. Diese nun plötzliche Beschleunigung stellt die Wissenschaftler vor ein großes Rätsel. Warum wird die Erde schneller, obwohl sie langsamer werden müsste? 

Die Erde und die Zeit

Schnellere Drehung: Die Pole sind schuld

Eventuell könnten die Pole verantwortlich sein. Genau genommen der geographische Nord- und Südpol, also nicht die magnetischen Pole. Die geografischen Pole sind fix an Ort und Stelle, die Erdachse bildet eine Linie durch sie hindurch, also eine Achse, um die der Planet rotiert. Aber sie rotiert nicht perfekt. Wie ein Spielzeugkreisel wackelt sie, wenn sie sich dreht. Man bezeichnet dies als das Chandler-Wackeln, benannt nach dem amerikanischen Astronomen Seth Carlo Chandler. Am Nordpol kommt es durch das Wackeln zu einer Verschiebung von rund sechs Metern. Es handelt sich um einen periodischen Effekt, das heißt, dass es 433 Tage dauert, bis ein Wackeln vollständig abgeschlossen ist. Das Chandler-Wackeln ist also ein winziger Effekt, der in unserem Alltag keine große Rolle spielt.

Das Chandler-Wackeln: Die Erde wackelt wie ein Kreisel

Für Astronomen hingegen ist es wichtig, diesen Effekt zu kennen, da man ansonsten beispielsweise Teleskope längerfristig nicht perfekt auf einen Punkt am Himmel ausrichten kann. Der Wissenschaftler Leonid Zotov beschäftigt sich schon lange mit dem Phänomen und beschreibt es so: “Das Chandler-Wackeln ist eine Komponente der momentanen Drehachsenbewegung der Erde, der sogenannten polaren Bewegung, die die Position des Punktes auf der Erdkugel verändert, an dem die Achse die Erdoberfläche schneidet.”

Was erzeugt das Chandler-Wackeln?

Die Ursache für das Chandler-Wackeln ist nach wie vor nicht ganz klar. Mittlerweile sind sich die meisten Wissenschaftler einig, dass es durch ein Zusammenspiel von vielen Effekten entsteht, die auf unseren Planeten wirken. Schwankungen des Drucks auf dem Meeresboden sowie des atmosphärischen Drucks, die Bewegung der gewaltigen Wassermassen der Weltmeere sowie der Einfluss der Gravitation des Mondes und selbst Erdbeben werden als Erklärungen für möglich gehalten. Es spricht viel dafür, dass all diese Prozesse zusammen das Chandler-Wackeln erzeugen. Und das ist ein gutes Zeichen, denn es zeigt, dass unsere Erde vital und in Bewegung ist. Leonid Zotov sagt: “Die Pole bewegen sich, weil die Erde kein toter Planet ist. Die polare Bewegung wird durch geophysikalische Prozesse im Erdsystem verursacht, insbesondere durch Strömungen im Ozean, Winde in der Atmosphäre und interne Prozesse im Inneren der Erde. Aber niemand hat erwartet, dass die Erde sich beschleunigen würde.”

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Es noch viele Unklarheiten, aber als einigermaßen sicher kann man wohl Folgendes zusammenfassend festhalten: Überraschenderweise beschleunigt sich die Rotation der Erde und das kann wohl am Chandler-Wackeln liegen, einem Effekt der veränderten Bewegung der Pole. 

Keine Schaltsekunde mehr

Das Ganze könnte tatsächlich gravierende Auswirkungen auf die Art und Weise haben, wie wir die Zeit messen. Denn die Rotationsgeschwindigkeit der Erde um sich selbst ist ein wesentlicher Faktor für die Zeitbemessung. Seit 1962 werden Unregelmäßigkeiten in der Rotationsgeschwindigkeit der Erde genau gemessen und zwar mit Atomuhren. Was regelmäßig vorkam war, dass die Erde etwas länger als 24 Stunden für eine Rotation benötigte und daher müssen manchmal Schaltsekunden hinzugefügt werden, um die langsamere Drehung auszugleichen. Zuständig für sowas ist der Internationale Dienst für Erdrotation und Referenzsysteme, kurz IERS. 

Arbeiten an einer Atomuhr

Seit 1972 wurden 28 Mal Schaltsekunden hinzugefügt. Und es wurde schon bestätigt, dass es für Ende diesen Jahres keine Schaltsekunde geben wird, was ja auch nicht wirklich überraschend ist, da die Erde sich ja beschleunigt. Es könnte nun zum ersten Mal überhaupt dazu kommen, dass der Trend in die andere Richtung geht und dass wir eine negative Schaltsekunde brauchen. Das gab es noch nie und wird nun vom IERS geprüft. Schon in den nächsten Tagen soll es dazu eine Pressemitteilung geben und es kann gut sein, dass wir die ersten Menschen sein werden, die im Zeitalter der negativen Schaltsekunde leben. Wie wahrscheinlich ist es, dass es so kommt? Leonid Zotov sagt: “Ich hoffe, dass die Erdbeschleunigung aufhört und wir keine negative Schaltsekunde einführen müssen, aber wer weiß? Die Vorhersage von Schwankungen der Erdrotation ist fast so schwierig wie die Vorhersage von Aktienkursen.”

Wenn es so kommt, dass die Uhren, die auf den Atomuhren basieren, eine Sekunde überspringen müssen, dann ist das keine Kleinigkeit. Viele von euch, die beruflich mit IT-Systemen zu tun haben, können sich sicherlich vorstellen, was das für erhebliche Komplikationen in vielen technischen Abläufen hervorrufen könnte. Die ganze Sache erinnert ein wenig an die Weltuntergangstheorien, die 1999 vor Beginn des neuen Jahrtausends in die Welt gesetzt wurden, dass die gesamte Technik des Planeten durch den Sprung auf die Jahreszahl 2000 abstürzen würde. Das ist offensichtlich nicht geschehen und auch die negative Schaltsekunde würde nicht zum Weltuntergang führen, aber eben doch eine Herausforderung für die IT-Systeme der Welt darstellen.

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Verrücktes Erdmagnetfeld: Die Wanderung der Pole

Polsprung auf der Erde

Das Erdmagnetfeld spielt verrückt. Einige Forscher befürchten, dass dies ein Anzeichen für einen kommenden Polsprung sein könnte. Potentiell gefährlich für die Menschheit? Lest weiter!

Ein Dankesgruß an unser Erdmagnetfeld? Sollte man schon mal in seinen Tagesablauf einbauen. Denn es ist unser alltäglicher Beschützer vor dem gefährlichen Sonnenwind, ein energiereicher Partikelstrom, den unser Stern aussendet und der die Erde in sehr abgeschwächter Form trifft. Eines von vielen Resultaten: Polarlichter.

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Aber warum sorgt der Sonnenwind überhaupt für die meistens harmlosen Polarlichter? Das liegt daran, dass dieser Sonnenwind vom Erdmagnetfeld eingefangen wird. Es leitet ihn gezielt in Richtung Nordpol und Südpol, wo er die Atmosphärenschichten energetisiert und zum Leuchten bringt. Hätten wir kein planetares Magnetfeld, würde der Sonnenwind uns permanent frontal treffen und so zur großen Bedrohung für Satelliten und das Stromnetz werden. 

Das Magnetfeld wandert

Dass das Magnetfeld bestehen bleibt, ist also von großem Interesse für uns – aber jetzt die schlechte Nachricht: Schon mehrfach in der Erdgeschichte kam es zu heftigen Umbrüchen im Magnetfeld. Bei einem sogenannten Polsprung kehren sich magnetischer Nordpol und magnetischer Südpol um. Die magnetischen Pole sind übrigens nicht identisch mit den geographischen Polen. Unten seht Ihr, wie sehr der magnetische Nordpol in den letzten Jahren gewandert ist. 

Der magnetische Nordpol bewegt sich derzeit mit 40 Kilometern pro Jahr. Der Geologe Ciaran Beggan vom British Geological Survey sagt: “Der magnetische Nordpol ist in den letzten 350 Jahren immer um denselben Teil Kanadas gewandert. Doch seit den 1980er Jahren ist die Geschwindigkeit, mit der er sich bewegt, von zehn km pro Jahr auf knapp 50 km angestiegen. Bis 2040 werden wahrscheinlich alle Kompasse östlich des wahren Nordens ausgerichtet sein.” Die kuriose Bewegung des magnetischen Nordpols ist also ein Indiz, dass die Pole zu einem Sprung ansetzen könnten. 

Wanderung des magnetischen Nordpols

Was passiert bei einem Polsprung?

Wenn ein solcher Polsprung geschieht, hat das heftige Auswirkungen auf den ganzen Planeten. Vor 42.000 Jahren etwa kam es zu einer Polumkehr und anhand der Analyse von konservierten Baumstämmen aus dieser Zeit konnten Forscher ermitteln, dass es zu einer globalen Klimaveränderung kam sowie erhöhter Strahlung, vor allem in den Gebieten, über die die magnetischen Pole bei ihrem Tausch wanderten. Denn – wir erinnern uns – dort wo die magnetischen Pole sind, wird der Sonnenwind über die Magnetfeldlinien hingeleitet. 

Wenn also der magnetische Nordpol nun beschließen würde, seine Position zu tauschen und dabei über Europa wandern würde, käme es nicht nur zu jeder Menge Polarlichtern hier bei uns, sondern im Zweifelsfall auch zu einem massiven Anstieg gefährlicher Strahlung. Es käme dann vermutlich zu einer Art Strahlungsbombardement, das die Ozonschicht schädigen würde, was schließlich die Wärmeabsorption von UV-Licht in großen Höhen reduziert. Dadurch kommt es zu einer Abkühlung in großer Höhe, was dann die Windsysteme beeinflusst, was wiederum drastische Klimaeffekte nach sich ziehen würde. 

Ein Polsprung würde einen Dominoeffekt an eher unschönen Effekten auslösen. Tatsächlich gehen einige Wissenschaftler davon aus, dass ein Polsprung zeitlich gesehen überfällig ist. Häufig kündigte sich eine solche Polumkehr außerdem durch ein Abschwächen des Erdmagnetfelds und das Auftreten riesiger Anomalien an. Aktuell gibt es eine solche Magnetfeld-Anomalie im Südatlantik, wie Ihr unten auf der Darstellung seht. Das globale Erdmagnetfeld ist außerdem in den letzten 180 Jahren um zehn Prozent schwächer geworden.

Was ist da los? Die südatlantische Anomalie

Steht der Polsprung bevor?

Um herauszufinden, ob der Polsprung unmittelbar bevorsteht, hat ein schwedisches Forscherteam eine der bisher größten Untersuchungen zu dem Thema durchgeführt. Dafür haben sie geomagnetische Daten und archäologische Magnetdaten der letzten 9.000 Jahre ausgewertet. Das ist ohne Zeitmaschine natürlich nicht ganz so einfach, deswegen haben sie unter anderem gebrannte Tonobjekte, Lava und Sedimente, deren Material die damals aktuellen Feldstärken und Ausrichtungen konserviert haben, analysiert. Aus diesen Daten rekonstruierte das Team die Entwicklung des Erdmagnetfelds und seiner globalen und regionalen Veränderungen. 

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Der beteiligte Forscher Andreas Nilsson sagt: “Wir haben dafür eine neue Modellierungstechnik entwickelt, die diese indirekten Daten aus verschiedenen Zeitperioden und Orten zu einer globalen Rekonstruktion des Magnetfelds der letzten 9.000 Jahren vereint.” Die Forscher haben dabei Erstaunliches herausgefunden: Das Erdmagnetfeld scheint des öfteren einfach mal etwas launisch zu sein. Anomalien und Schwächeperioden treten zyklisch auf und führen in den seltensten Fällen zu einer Polumkehr. Laut den schwedischen Forschern kam es im Laufe der letzten Jahrtausende etwa alle 1.300 Jahre zu einer exzentrischen Phase des Erdmagnetfelds. Auch die Südatlantik-Anomalie scheint nichts Außergewöhnliches zu sein. Eine ganz ähnliche Anomalie konnten die Forscher für das Jahr 600 vor Christus datieren. 

So sieht unser Erdmagnetfeld aus

Der Ursprung solcher Anomalien liegt in der Wechselwirkung zwischen Erdkern und Erdmantel. Andreas Nilsson sagt: “Basierend auf den Ähnlichkeiten mit früheren Anomalien sagen wir voraus, dass die Südatlantik-Anomalie wahrscheinlich schon in den nächsten 300 Jahren wieder verschwinden wird.” Insgesamt bedeutet das,,dass das derzeitig auffällige Verhalten des Erdmagnetfelds wieder nur eine periodische Schwächephase ist und nicht zwingend auf einen baldigen Polsprung hindeuten muss. Aber: Eine komplette Entwarnung ist das nicht. Denn einige Phänomene des Erdmagnetfelds sind nach wie vor ungeklärt. Vor allem die rasante Wanderung der magnetischen Nordpole, die derzeit stattfindet, konnten auch die schwedischen Forscher mit ihrer neuen Untersuchung nicht erklären. Dies scheint kein normales periodisches Verhalten zu sein, sondern ist schon selbst über lange geomagnetische Zeiträume gesehen bemerkenswert. Außerdem wissen wir, dass es irgendwann zu einem Polsprung kommen wird – es ist keine Frage des ob, sondern eine Frage des wann. 

Die neue Studie zeigt, dass wir uns vermutlich kurzfristig keine Sorgen machen müssen und “kurzfristig” in geologischen Zeiträumen reicht vermutlich aus, um ein solches Ereignis für unsere Lebensspanne auszuschließen. Aber irgendwann – sei es in 200, 2.000 20.000 Jahren – werden die magnetischen Pole noch mal ihren Walzer aufführen und die Plätze tauschen. 

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