Erdrotation

Schon seit vielen Jahrtausenden blicken die Menschen hinauf zu den Sternen. Der stete Wechsel von Tag und Nacht war für sie ebenso Teil ihrer Umwelt wie die nächtliche Wanderung der Sterne am Firmament. Die Sonne mit ihren lebensspendenden Strahlen war für die Menschen früher Kulturen ein göttliches Wesen. So glaubten die Alten Ägypter, dass der Sonnengott in einer Barke über den Himmel fuhr und jeden Morgen im Osten neu geboren wurde, um im Westen zu sterben und in die Unterwelt hinabzusteigen. Abbildungen von Sonnenbarken oder Sonnenwagen findet man bei vielen bronzezeitlichen Kulturen Europas.

Das sich in antiker Zeit entwickelnde Weltbild ist uns heute unter dem Namen „Ptolemäisches Weltbild“ bekannt. Bis in die frühe Neuzeit hinein gab es kaum Zweifel an der Richtigkeit dieses geozentrischen Weltbildes, das die von Sonne, Mond und Sternen umkreiste Erde ins Zentrum des Universums setzte. Heute wissen wir, dass die Bewegung der Gestirne am Himmel eine Folge der Erdrotation ist. Wie die anderen Planeten des Sonnensystems besitzt die Erde einen Drehimpuls. Misst man die Periode der Erdrotation an der Kulmination der Sonne, so benötigt die Erde für eine volle Umrehung 24 Stunden. Sie rotiert von West nach Ost - daher geht die Sonne im Osten auf und im Westen unter. Doch warum ändert sich die Tageslänge im Laufe eines Jahres? Bedeutet das, dass die Erdrotation im Sommer und Winter unterschiedlich schnell erfolgt? Mitnichten. Vielmehr besitzt die Achse der Erdrotation eine Neigung von 23,27 Grad. Dadurch geht die Sonne im Winter im Südosten auf und bereits im Südwesten wieder unter. Im Sommer hingegen liegt der Aufgangspunkt der Sonne im Nordosten. Sie steigt viel höher über den Horizont als im Winter und geht schließlich im Nordwesten unter. Die Tage sind somit länger.

Die Neigung der Erdachse ist eine auf den ersten Blick verblüffende Tatsache. Gemäß den Gesetzen der Himmelsmechanik müsste die Achse der Erdrotation nämlich senkrecht auf der Bahnebene stehen. Man vermutet daher, dass in der Frühzeit des Sonnensystems ein großer Himmelskörper mit der Urerde zusammenstieß. Dadurch, so die Theorie, wurde die Drehimpulsachse der Erde gekippt.

Überraschend mag zunächst auch die Behauptung erscheinen, dass die Tageslänge zur Zeit der Saurier kürzer war als heute. In der Tat nimmt die Geschwindigkeit der Erdrotation immer mehr ab. Verantwortlich dafür ist unser nächster Nachbar, der Mond. Die Gezeitenwechselwirkung zwischen Erde und Mond führt dazu, dass die Eigenrotation der Erde allmählich abgebremst wird. Ein Menschenleben ist allerdings viel zu kurz, um die Auswirkungen dieses Effekts zu spüren. Wir müssten viele Jahrmillionen warten, um eine merkliche Änderung der Rotationsperiode der Erde zu beobachten.

Die Erdrotation ist indes nicht nur verantwortlich für den Wechsel von Tag und Nacht, sondern auch für dynamische Prozesse in der Atmosphäre. Auch die Luft unterliegt der Erdrotation. Die höchsten Geschwindigkeiten treten dabei offensichtlich am Äquator auf. Strömt Luft vom Äquator in Richtung Norden, so nimmt sie diese höhere Geschwindigkeit mit und wird scheinbar nach Osten abgelenkt. Doch nicht nur Luft, sondern jede bewegte Materie erfährt auf der Nordhalbkugel eine Ostablenkung. Diese Erscheinung wird durch die Wirkung der sogenannten Corioliskraft beschrieben. Die Corioliskraft ist eine Scheinkraft, die nur in rotierenden Bezugssystemen auftritt. Sie bewirkt beispielsweise, dass Zyklone auf der Nordhalbkugel entgegen dem Uhrzeigersinn, auf der Südhalbkugel aber im Uhrzeigersinn rotieren. Die immer wieder aufgestellte Behauptung jedoch, dass die Corioliskraft für die Richtung des Badewannenstrudels verantwortlich ist, darf getrost ins Reich der Legende verwiesen werden.

Und die Zukunft? Die Gezeitenwechselwirkung zwischen Erde und Mond wird die Erdrotation weiter abbremsen bis, in Milliarden von Jahren, Erd- und Mondrotation perfekt synchronisiert sind. Wahrscheinlich aber wird es nie dazu kommen, da die Sonne bereits lange vorher zu einem Roten Riesen anwächst und dabei möglicherweise auch Erde und Mond verschluckt. Bis dahin wird die Erde fortfahren, sich um ihre eigene Achse zu drehen, werden Tag und Nacht sich ablösen.