Eine anhaltende Gravitationsanomalie unter der Antarktis bietet Wissenschaftlern einen einzigartigen Einblick in das Innenleben des Planeten. Dieses „Schwerkraftloch“, offiziell bekannt als Antarctic Geoid Low, ist keine physische Leere, sondern ein langfristiger Abdruck langsamer, kraftvoller Bewegungen im Erdmantel – Prozesse, die unseren Planeten über Dutzende Millionen Jahre hinweg umgestalten.
Ein Fenster in die Dynamik der tiefen Erde
Forscher der University of Florida haben die Entwicklung dieser Schwerkraftanomalie in den letzten 70 Millionen Jahren rekonstruiert und ihre dauerhafte Präsenz bestätigt. Die Studie zeigt, dass es sich bei diesem Merkmal nicht um eine zufällige Fluktuation handelt, sondern um eine konsistente Signatur tiefer Erdströmungen, die sich Tausende von Kilometern unter der Eisdecke der Antarktis bewegen.
Die Anomalie spiegelt wider, wie die Masse innerhalb des Planeten verteilt ist. Heißeres, schwimmfähiges Mantelgestein steigt auf, während kältere, dichtere Platten absinken. Diese langsamen, aber massiven Bewegungen verändern das Schwerkraftfeld der Erde auf subtile Weise. Wo die Schwerkraft schwächer ist, wie in der Antarktis, liegt die „ebene Oberfläche“ des Ozeans (das Geoid) näher am Zentrum des Planeten. Dadurch entsteht ein breites, sanftes Tief im Schwerkraftfeld der Erde – das tiefste langwellige Tal auf dem Planeten.
Das Unmerkliche messen
Die Auswirkungen dieser Anomalie auf den Menschen sind vernachlässigbar: Eine 198 Pfund schwere Person würde in dieser Region nur etwa 5 bis 6 Gramm weniger wiegen. Doch wissenschaftlich gesehen ist es tiefgreifend. Es zeigt, wie Material tief im Inneren der Erde angeordnet ist und wie sich diese Verteilung im Laufe der geologischen Zeit entwickelt hat. Wissenschaftler rekonstruieren die Vergangenheit, indem sie physikalische Modelle mithilfe seismischer Bilder des heutigen Erdmantels in der Zeit rückwärts laufen lassen.
Die überraschende Konsistenz dieser Funktion ist der Schlüssel. Das Gravitationstief hielt während eines Großteils der letzten 70 Millionen Jahre an und verstärkte sich etwa zu der Zeit, als die Antarktis vor etwa 34 Millionen Jahren in einen dauerhaft eisbedeckten Kontinent überging. Dieser Zeitpunkt deutet auf einen möglichen Zusammenhang hin: Veränderungen im Schwerkraftfeld der Erde könnten den regionalen Meeresspiegel subtil beeinflussen und so die Bildung der Eisdecke beeinflussen.
Implikationen für die Klima- und Planetenwissenschaft
Heute führt das antarktische Geoidtief dazu, dass die durch die Schwerkraft definierte Meeresoberfläche etwa 394 Fuß (120 Meter) unter dem globalen Durchschnitt liegt. Über Millionen von Jahren könnten solche Gravitationsverschiebungen die Randbedingungen des Eisschildes beeinflusst haben. Während die Vereisung durch mehrere Kräfte, darunter CO₂-Werte und Meeresströmungen, vorangetrieben wurde, zeigt diese Studie einen Prozess im Inneren der Erde auf, der zum richtigen Zeitpunkt und im richtigen Ausmaß stattfand, um möglicherweise die Meeresoberfläche zu beeinflussen.
Die Erde ist nicht der einzige Planet mit Schwerkraftanomalien. Langwellige Variationen auf Mars und Venus weisen auf innere Strukturen und antike geologische Aktivitäten hin. Die Erde ist jedoch einzigartig, da Schwerkraftmessungen mit Seismologie und geologischen Aufzeichnungen abgeglichen werden können, sodass Wissenschaftler rekonstruieren können, wie sich diese Merkmale im Laufe der Zeit entwickelt haben.
„Unsere Studie zeigt, wie tiefgreifende Erddynamiken das Schwerkraftfeld im Laufe der geologischen Zeit verändern können“, sagt der Co-Autor der Studie, Alessandro Forte. „Ob dies zu einem messbaren Einfluss auf Klima/Eis führte, ist eine separate Frage, die zusätzliche gekoppelte Modellierung und Beweise erfordert.“
Das Verständnis dieser Prozesse tief in der Erde bietet entscheidende Einblicke in die Planetenentwicklung. Das anhaltende Schwerkrafttief in der Antarktis ist eine starke Erinnerung daran, dass die Kräfte, die unseren Planeten formen, weit über die Oberfläche hinausreichen und das Schwerkraftfeld der Erde kontinuierlich auf eine Weise verändern, die Wissenschaftler gerade erst zu verstehen beginnen.
