Die Erde dreht sich nicht gleichmäßig – eine Erkenntnis, die weit mehr bedeutet als nur eine wissenschaftliche Kuriosität. An der Ludwig-Maximilians-Universität München startet eine Forschungsgruppe, die mit hochpräzisen Lasergeräten die Schwankungen der Erdrotation messen will.
Die Erde dreht sich nicht gleichmäßig – eine Erkenntnis, die weit mehr bedeutet als nur eine wissenschaftliche Kuriosität. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert die Forschungsgruppe „RING: Rotationsbewegungen in der Physik, Geophysik und Geodäsie“ mit vier Millionen Euro. Sprecher ist Heiner Igel, Professor für Geophysik und Seismologie an der LMU.
Die Erde lässt sich sich wie ein Kreisel denken, dessen Rotation aber nicht vollkommen konstant ist. Diese Rotation wird etwa durch Hochdruckgebiete in der Atmosphäre, die Verlagerung von Wassermassen durch Ebbe und Flut sowie das Abschmelzen der Eisschilde an den Polen beeinflusst. Genau diese Schwankungen stehen im Mittelpunkt der neuen Forschungsgruppe.
Um bislang kaum messbare Veränderungen der Erdrotation sichtbar zu machen, setzt die Forschungsgruppe auf Ringlaser. Diese optischen Messinstrumente erfassen Drehbewegungen mithilfe des sogenannten Sagnac-Effekts, bei dem gegenläufige Laserstrahlen eine frequenzabhängige Verschiebung zeigen, die direkt mit der Rotationsrate zusammenhängt.
Die Forschungsgruppe baut auf ihrer langjährigen Expertise mit der Technologie auf und will sowohl große stationäre Ringlaser - wie den Ringlaser ROMY bei Fürstenfeldbruck oder den Ringlaser am Geodätischen Observatorium Wettzell - als auch portable Sensoren technologisch weiterentwickeln. "Unser Ziel ist, extrem empfindliche Rotationsmessungen mit einem hohen Maß an kurz- und langlebiger Stabilität zu entwickeln, die sowohl in der Geodäsie als auch in der Geophysik eingesetzt werden können", sagt Igel. Auf diese Weise wollen die Forschenden sowohl neue Einblicke in Prozesse gewinnen, die die Erdrotation beeinflussen, als auch genauere Analysen von Erdbeben und der dadurch ausgelösten seismischen Wellen ermöglichen. Präzise Daten zur Erdrotation sind zudem eine wichtige Grundlage für Navigationssysteme und Satellitentechnologie.
Die neue Forschungsgruppe setzt sich aus insgesamt sechs Teilprojekten zusammen, an vier davon sind Forschende der LMU beteiligt. Neben der LMU als Antragsteller beteiligt sind die Universität Bonn und das Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG). Weitere Partner sind die TU München, das GFZ Potsdam, das KIT Karlsruhe, die Universität Hamburg sowie die Hamburger Sternwarte, die Universität Hannover, die TU Berlin sowie das BKG-Observatorium Wettzell. DFG-Forschungsgruppen ermöglichen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, sich aktuellen und drängenden Fragen ihrer Fachgebiete zu widmen und innovative Arbeitsrichtungen zu etablieren. Sie werden bis zu acht Jahre lang gefördert.