Was die Welt im Inneren zusammenhält

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Arme Mutter Erde. Dr. Herbert Wilmes, der Leiter der Messstation, veranschaulicht die Anziehungskräfte, die an unserem Planeten herumzerren.

Bad Homburg - In einem alten Apfelkeller des Bad Homburger Schlosses erforschen Wissenschaftler mit sensiblen Messgeräten die Kräfte der Erdanziehung. Von Reinhold Gries

Sie fahren sporadisch, „aber gern“ von ihrer Dienststelle in der Frankfurter Villa Mumm ins Bad Homburger Schloss, um „die Datenlage zu checken“. Den Wissenschaftlern Dr. Herbert Wilmes und Dr. Reinhard Falk vom „Bundesamt für Kartographie und Geodäsie“ in Sachsenhausen geht es aber nicht um eine Besichtigung der Residenz des Prinzen von Homburg und Kaiser Wilhelms II. In den erschütterungsarmen Massivgewölben des alten Homburger Apfelkellers betreibt ihre dem Innenministerium unterstellte Behörde seit 1979 eine der weltweit sensibelsten High-Tech-Stationen für Gravitationsmessung.

Frankfurter ist zu unruhig für Messungen

Dr. Reinhard Falk vor seinem teuersten Messgerät, dem Absolutgravimeter - hierin bewegt sich die Messkugel auf und ab.

Die „Geodäten“ finden dort die nötige Ruhe und Stabilität für Langzeitbeobachtungen. „Frankfurt mit seinem Schwerlastverkehr, seinen U- und S-Bahnen ist für unsere Zwecke unbrauchbar“, sagt Wilmes, der Leiter des Observatoriums. „Absolutgravimeter“ und „supraleitendes Gravimeter“ nennt er die bis zu 400.000 Euro teuren Messgeräte, welche die sich ständig verändernden „Erdanziehungskräfte“ aufzeichnen, bis zu zehn Stellen hinter dem Komma genau. Diese enorme Präzision ist nötig, um über Gravitationsfelder geowissenschaftliche Rückschlüsse über die jeweilige Beschaffenheit des Erdinneren zu gewinnen. Derlei gravimetrische Daten sind wichtig, um größere Flächen- und Tiefbauarbeiten sowie Landgewinnungsprojekte vorzubereiten, um Bodenschätze und Grundwasservorräte zu erschließen oder um die Stabilität von Salzstöcken zu beurteilen.

Messgeräte sind kleine technische Wunder

Falk und Wilmes in der Messstation im Apfelkeller beim Transport wissenschaftlicher Geräte.

Wir messen die Kraft, die die Welt im Inneren zusammenhält“, bringt das Geodät Falk auf einen hintersinnigen Nenner. Gespannt beobachtet Falk die „evakuierte Fallkammer“ des Absolutgravimeters „FG 5“, in der ein Glaskörper wie in einem magisch gesteuerten Fahrstuhl auf- und abfährt. Das genau berechnete Fallen hinterlässt ein schleifendes Geräusch. Das Messinstrument ermöglicht Zeitjustierungen bis auf eine Milliardstel Sekunde und Streckenmessungen bis auf das Zehntausendstel eines Menschenhaares. Vom vibrierenden roten Laser-Lichtpunkt des Okulars geht es zu einer Art blauer „Thermoskanne“, deren inneres Heliumbad auf minus 269 Grad Celsius heruntergekühlt ist. In dessen Magnetfeld schwebt eine supraleitende Kugel, die auf feinste Schwereänderungen reagiert und mit elektrischen Messsignalen Gezeiten und seismische Erschütterungen des Erdkörpers wiedergibt. Da ist nur noch zu ahnen, wie nahe dieser „Apfel“ von dem Baum fällt, dessen fallende Früchte 1665 einen Isaac Newton zu wegweisenden Entdeckungen zur Schwerkraft inspirierten. Newtons Formeln halten immerhin Einsteins Relativitätstheorie stand.

Bad Homburg idealer Standort

Das Gravimeter muss auf fester und absolut ebener Unterlage stehen. Der verborgene Instrumentenpark im Schlosskeller ermöglicht Zeitjustierungen bis auf eine Milliardstel Sekunde und Streckenmessungen bis auf das Zehntausendstel eines Menschenhaares.

Aber wie „Schwere“ oder „Gravitation“ zustande kommen, ist nicht bis ins Letzte geklärt. Immerhin sind sie da, diese Kräfte der Massenanziehung, deren Veränderungen je nach Ort und Zeit erheblich differieren. „Die Erdkruste ist nicht starr. In Bad Homburger Nächten hebt sich die Erdoberfläche je nach Stellung des Mondes im `Gezeitenwechsel` bis zu 30 Zentimeter. Selbst ein Gewitter im nahen Taunus verändert den 1,25 Meter über den Schlosspfeilern gemessenen Homburger Gravitations-Normalwert von 9,81055084 Metern pro Quadratsekunde bis in die 6. Stelle“, erklärt Wilmes. Und preist den Standort: „Auf dem wasserundurchlässigen Grünschiefer des Homburger Schlossbergs mit seinem relativ weit entfernten Straßenverkehr finden wir ideale Bedingungen, zumal das Bad Homburger Gravitationsfeld sehr homogen ist“. Bad Homburg als Hort lotrechter Stabilität - das hätte man angesichts gewisser politischer Verwerfungen nicht erwartet.

High-Tech verbirgt sich hinterm Apfelbaumhain

Überrascht war man schon beim Besteigen des stabilen Schlossbergs. Beim Gang durch den Apfelbaumhain des Schlossparks, vorbei am Weiher und an exotischen Gehölzen von „Goethes Ruh“ hatte man hier alles andere als High-Tech vermutet. Bis sich eine unscheinbare Holztür hinter meterdicken Mauern auf einen Nummerncode öffnete. Umgeben von festungsartigen Unterwelten fand man die „die Erdgestalt messenden“ Geodäten im Container eingehaust. Doch weit ab von TV-Containern oder Dr. Fausts teuflisch befördertem Grübeln geht´s diesen Menschen um objektive Daten. „Unsere Meßgeräte, unser Absolutgravimeter wie unser supraleitendes Gravimeter, sind unbestechlich. Sie lügen nicht“, meint Dr. Wilmes. Deshalb waren auch schon Geowissenschaftler wie Douglas Smylie aus Kanada oder der Ex-Offenbacher Geophysik-Professor Gerhard Jentzsch aus Jena angereist, um sich auf den neuesten Stand der Messtechnik zu bringen.

Daten gehen in die Welt

Die Daten des verborgenen hessischen High-Tech-Standortes sind weltweit ebenso gefragt wie deren mobile „High-Tech-Wünschelruten“, die schon auf der antarktischen Halbinsel, in Chile, im Kaukasus, in Afrika und China im Einsatz waren. Denn das Koordinatensystem der Schweremesspunkte soll global immer enger geknüpft werden. Knowhow wird ausgetauscht, und Gravimeter in San Diego werden exakt nach Frankfurter Konstruktionswünschen gebaut. „Das ist jetzt normal“, schränkt der Ex-Potsdamer Falk ein, „in der DDR waren Schwere-Daten Staatsgeheimnis“.

Sie wirken auf ruhige Art, unbeirrbar. Die Mitarbeiter des Instituts für Geodäsie geben sich bescheiden: „Wir sind bloß Ingenieure“. Weniger bescheiden äußert sich Geophysiker Jentzsch: „Diese Leute in Frankfurt haben Pionierarbeit geleistet und schon Ende der 80er Jahre den gravimetrischen Nachweis geführt, wie unsere Erdrotationsachse schlingert.“

Sie wissen, wie fit die Erde ist

Das klingt für Laien beinahe so furchterregend wie die Beschreibung der Polveränderung oder die grafische Darstellung der starken Hebung Skandinaviens und entsprechender Veränderungen des Meeresspiegels. Und dann zieht Wilmes auch noch lächelnd eine Karikatur zur verformten Mutter Erde hervor, an der die benachbarten Himmelskörper gleich von zwei Seiten zerren. Wilmes und Falk, „die ganz genau, geradezu penibel wissen wollen, wie unsere Erde in Form ist“, versuchen zu beruhigen. Und zu erklären, wie unsere Erde ohne diese Anziehungskräfte der Massen längst aus ihrer Umlaufbahn um die Sonne herausgeschleudert und auseinandergefallen wäre.

Jules Vernes Reise zum Mittelpunkt der Erde war also wissenschaftlich sinnlos. Das erkennen auch manche Interessierte und Schulkassen, die sich aber eher selten im historischen Homburger Apfelkeller über die Gravimetrie und ihre Nutzanwendung informieren. „Bitte nicht so oft, wir brauchen hier Ruhe“, wirbt Dr. Wilmes um Verständnis für die Zurückgezogenheit.

Quelle: op-online.de

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