Wissenschaftler stehen vor Rätsel

Warum dreht sich die Erde plötzlich schneller?

von Kai Stoppel

ARCHIV - 16.06.2016, ---: Eine NASA-Aufnahme zeigt die östliche Hemisphäre der Erdkugel. (zu dpa «Mond, Mars, Menschen - Wie Deutschland im Weltall punkten will» vom 31.01.2019) Foto: -/Nasa/Goddard Space Flight Center/dpa - ACHTUNG: Nur zur redaktio
Planet Erde

Ein Tag ist in 24 Stunden aufgeteilt. Doch die Erde hält sich nicht an diese Vorgabe - manchmal dreht sie sich um eine Winzigkeit langsamer oder schneller. Auffällig ist, dass sie sich in den letzten Jahren immer schneller dreht. Doch warum ist das so?

"Seit 2016 hat die Erde begonnen, sich zu beschleunigen"

Die Erde dreht sich zuletzt immer schneller. Und damit nimmt die Tageslänge ab. Der 29. Juni 2022 war der kürzeste Tag seit den 1960er-Jahren. Damals hatte man begonnen, mittels Atomuhren die Tageslänge präzise zu ermitteln. Der 29. Juni 2022 war demnach 1,59 Millisekunden kürzer als der durchschnittliche Tag. Dieser hat eine Länge von 86.400 Sekunden oder eben 24 Stunden. Am 26. Juli wurde schließlich ein neuer Rekord nur knapp verpasst - der Tag war 1,5 Millisekunden kürzer.

Und es zeichnet sich ein Trend ab: "Seit 2016 hat die Erde begonnen, sich zu beschleunigen", sagte Leonid Zotov von der Moskauer Staatsuniversität Lomonossow dem US-Sender CBS. "In diesem Jahr dreht sie sich schneller als in den Jahren 2021 und 2020." Dabei wurde schon im Jahr 2020 wurde die durchschnittliche Tageslänge 28 Mal unterschritten. Aber warum beschleunigt sich die Erdrotation?

"Die Ursache ist nicht geklärt", sagt Ulrich Köhler, Planetengeologe am Institut für Planetenforschung beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) zu ntv.de. "Aber es hat sicher damit zu tun, dass es zu Massenverlagerungen in oder auf der Erde kommt." Denn die Erde drehe sich immer dann schneller, wenn Masse näher an ihren Mittelpunkt rückt. "Man kennt das von einer Eiskunstläuferin, die eine Pirouette macht. Zieht sie die Arme näher an den Körper heran, dreht sie sich schneller", erklärt Köhler. Man spricht daher vom Pirouetten-Effekt.

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Klimawandel ein möglicher Grund

Aber welche Masse ist es, die im Fall der Erde zuletzt näher an den Mittelpunkt rückte? Die Antwort auf das Rätsel könne im flüssigen, äußeren Erdkern liegen, so Köhler. Durch Strömungen könnten sich dort die Anteile der Elemente Eisen und Nickel verschoben haben. So ist Nickel ein wenig schwerer als Eisen. Steigt sein Anteil in der Nähe des Erdmittelpunkts, beschleunigt das die Rotation. Allerdings sei dies von außen nicht messbar, sondern lediglich modellierbar, so Köhler.

Aber auch zahlreiche andere Effekte können Einfluss auf die Rotationsgeschwindigkeit haben. So sorgte das Erdbeben, welches 2004 den zerstörerischen Tsunami im Indischen Ozean auslöste, für ein Absinken von Gestein und damit eine Beschleunigung der Erdrotation. Die Tageslänge nahm dadurch um 2,7 Mikrosekunden ab. "Auch das Abschmelzen von Gletschern auf der Erdoberfläche in Folge des Klimawandels könnte eine Ursache sein", so Köhler. Die beschleunigte Erddrehung aber allein auf den Klimawandel zu schieben, hält er für "sehr gewagt".

Die Einflüsse auf die Erdrotation seien so zahlreich, dass es schwierig sei, die genaue Ursache zu finden, vermutet Köhler. "Auch eine Veränderung des Jetstreams hat Einfluss auf die Tageslänge. Und Starkwinde, die etwa auf die Rocky Mountains oder die Anden als Hindernis prallen, können die Erdrotation ein wenig bremsen." Vulkanausbrüche verlagern Masse vom Inneren der Erde nach außen. "Dies wiederum hat einen gegenteiligen Effekt und verlangsamt die Drehung der Erde ein wenig."

Auf lange Sicht wird Rotation langsamer

Doch die jüngste Beschleunigung dürfte ein zeitlich begrenztes Phänomen bleiben. Denn auf lange Sicht gesehen, nimmt die Geschwindigkeit der Erdrotation kontinuierlich ab. Die Tage wurden im Laufe der bisherigen Erdgeschichte somit immer länger - pro Jahrhundert im Schnitt um 1,78 Millisekunden. Zur Zeit der Dinosaurier dauerte ein Tag statt 24 Stunden lediglich 23 Stunden und 30 Minuten. Vor 1,4 Milliarden Jahren waren es sogar weniger als 19 Stunden.

Ein Grund ist der Mond. Er sorgt mit seiner Anziehungskraft für Meeresgezeiten auf der Erde. Diese wiederum bremsen die Erdrotation. Auch deswegen wurden 1972 offiziell Schaltsekunden eingeführt. Sie werden entweder Ende Juli oder Ende Dezember hinzugezählt und sollen der Erde die Möglichkeit geben, wieder etwas aufzuholen. Bereits 27 Mal war das seit den 1970ern der Fall - zuletzt allerdings im Jahr 2016. Auch in diesem Jahr wird es keine Schaltsekunde geben. Wegen der jüngsten Beschleunigung der Erde könnte bald sogar eine negative Schaltsekunde nötig werden - es wäre eine Premiere.

Übrigens: Der auf lange Sicht verringerte Drehimpuls der Erde überträgt sich durch die bremsende Wirkung der Gezeiten zurück auf den Mond. Dieser wird dadurch schneller und entfernt sich mit der Zeit von der Erde. Jedes Jahr sind es im Schnitt etwa vier Zentimeter. (ntv.de)