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Die globalisierte Höhe

erstellt von timo_meyer zuletzt verändert: 17.11.2016 13:36 — abgelaufen

Am 3. August 1787 war klar, dass der Montblanc der höchste Berg Europas ist. Der Schweizer Horace Bénédict de Saussure ermittelte als erster die Höhe des „Weißen Bergs“. Und die ist keineswegs absolut – sie schwankt wie alle Höhenangaben je nach Referenzsystem. Das soll sich schon bald ändern.

Unter Alpinisten teilt man die Berge der Erde vorzugsweise in Tausenderschritten. Als Reinhold Messner 1986 als erster Mensch alle 14 Achttausender der Welt bestiegen hatte, war ihm die exakte Höhe der bestiegenen Gipfel vermutlich egal. Bei manchen Bergsteigern war aber gerade sie das eigentliche Motiv für den beschwerlichen Trip.

Als es noch kein GPS und keine Erdsatelliten gab, mussten Forscher persönlich die Messinstrumente auf den Berg bringen, wenn sie diesen vermessen wollten. So wie der Schweizer Professor für Philosophie Horace Bénédict de Saussure im August 1787. Fast genau ein Jahr nach der Erstbesteigung des Montblanc, die der Naturforscher aus Genf initiiert hatte, stieg er selbst auf den Granitriesen der Savoyer Alpen. Die 4.807 Meter, die er dort oben mittels barometrischer Höhenmessung errechnete, waren eine kleine Überraschung. Plötzlich stand fest, dass der Montblanc – zählt man den Elbrus mit seinen 5.642 Metern zu Asien – der höchste Berg Europas ist.

Montblanc-Panorama

 

Montblanc-Panorama von der Aiguille du Midi aus gesehen. Bild: Nicolas Sanchez, Wikimedia Commons

Dieser Rekord war gewiss, die genaue Höhe jedoch nicht. Die Angaben schwanken, und dass nicht nur aufgrund immer präzisere Vermessungen des Berges. Sie schwanken auch in Abhängigkeit von der Wahl der Höhe Null, die regional recht unterschiedlich definiert sein kann. Viele Länder koppeln den Bezugspunkt an Meerespegel. Dadurch und durch die Unterschiede in der theoretischen Höhendefinition gibt es allein auf dem europäischen Kontinent Abweichungen in den Bezugshöhen von bis zu 2 Metern.

Dabei kennt man schon seit längerem die Lösung für dieses Problem: die Wahl der Schwerebeschleunigung als eindeutigen Bezugspunkt und Grundlage für ein standardisiertes Bezugssystem. So kommt g, also jene Beschleunigung, mit der die Erdanziehung alle Körper nach unten zieht, bei der Höhenmessung bereits zum Einsatz.

Schon in den 1990er Jahren wurde das berühmt-berüchtigte „Normalnull“ in den Ruhestand geschickt und durch das „Normalhöhennull“ ersetzt, das auch gravimetrische Messungen beinhaltet. Das heißt, dass es die Tatsache berücksichtigt, dass das Schwerefeld der Erde Beulen und Dellen hat statt einer perfekten Kugelform. Diese ungleichmäßige Oberfläche, auch „Geoid“ genannt, setzt sich aus Punkten gleichen Schwerepotentials zusammen. Ihr würde die Erdoberfläche exakt folgen, wäre sie ausschließlich mit Wasser bedeckt und nur beeinflusst durch Gravitation und Zentrifugalkraft.

Noch ist die geodätische Höhenmessung kombiniert mit gravimetrischen Messungen aufwendig und mühselig. Über weite Entfernungen und große Abstände neigt sie zu systematischen Abweichungen. Abhilfe und weitaus detaillierte Daten könnte hier ein Satellit liefern, den das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die Europäische Weltraumbehörde ESA Mitte September in den Orbit schießen wollen. Der „Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer“, kurz GOCE, soll die Form des Geoids in bisher unerreichter Auflösung erfassen und damit die Umrechnung von GPS-Höhen in Meereshöhen wesentlich verbessern und vereinheitlichen.

An der Datenauswertung beteiligt sind Forscher aus der ganzen Welt, vor allem aber aus Deutschland. Mit insgesamt 17 Instituten vertreten zählt die Bundesrepublik zu den Hauptnutzern. Ein Beispiel ist das Projekt GOCE-GRAND II, die „GOCE Gravitationsfeldanalyse Deutschland II“, das auch die Daten von Vorgängermissionen integrieren und die Qualität der Schwerefeldmodelle aus den GOCE-Datensätzen kritisch untersuchen soll. Gefördert wird GOCE-GRAND II innerhalb des Forschungs- und Entwicklungsprogramms GEOTECHNOLOGIEN, das sich mit einem eigenen Förderschwerpunkt „Beobachtung des Systems Erde aus dem Weltraum“ neben dem Blick ins Erdinnere eben auch der Vermessung der Erdoberfläche widmet. Denn das GOCE-Geoid sagt nicht nur einiges aus über das Höhenprofil unseres Planeten, sondern auch über die eigentlich unsichtbaren Vorgänge unter der Erdoberfläche.

Wenn in naher Zukunft die vom Satelliten gewonnen Daten tatsächlich ein zentimetergenaues und global gültiges Höhenreferenzsystem ermöglichen und sich damit dann nicht nur die Gebirge verschiedener Kontinente exakt miteinander vergleichen, sondern auch Unklarheiten bezüglich mancher Bodenerhebungen beseitigen lassen, wird dies Ingenieure und Geodäten gleichermaßen freuen. Und vielleicht ja auch Reinhold Messner. Wie viele Höhenmeter es für ihn nun genau auf den Mount Everest waren, darüber gehen die Ergebnisse bisheriger Vermessungen nämlich weit auseinander. Sollte Messner es tatsächlich einmal ganz genau wissen wollen, muss er nun nur den Start von GOCE abwarten.

TM, iserundschmidt 08/2008


Weitere Informationen zum Satelliten GOCE finden Sie auch auf planeterde.

Mehr zum GEOTECHNOLOGIEN-Schwerpunkt „Beobachtung des Systems Erde aus dem Weltraum“ finden Sie hier.

Der französischen Sprache mächtige Leser finden ausführliche Hintergrundinformationen zu Horace Bénédict de Saussure auf dieser Seite.

Verweise
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