Warum ist der Ortsfaktor am Nordpol höher als am Äquator?

Die Schwerkraft am Nordpol: Warum sie stärker zieht als am Äquator

Wir alle spüren sie täglich: die Schwerkraft. Sie hält uns auf dem Boden, lässt Gegenstände fallen und bestimmt die Bahnen der Planeten. Doch die Schwerkraft ist nicht überall auf der Erde gleich stark. Interessanterweise ist der Ortsfaktor – also die Beschleunigung durch die Schwerkraft – am Nordpol höher als am Äquator. Aber warum ist das so?

Die einfache Erklärung, die oft angeführt wird, lautet: Der Abstand zum Erdmittelpunkt ist am Nordpol geringer als am Äquator. Das ist im Prinzip richtig, aber die vollständige Erklärung ist etwas komplexer und berücksichtigt mehrere Faktoren:

1. Die Erdform: Keine perfekte Kugel

Die Erde ist keine perfekte Kugel, sondern ein sogenanntes Geoid. Durch die Rotation der Erde ist sie am Äquator leicht abgeflacht und “ausgebaucht”. Das bedeutet, dass der Radius der Erde am Äquator etwa 21 Kilometer größer ist als am Nordpol.

Nach dem Gravitationsgesetz von Newton ist die Anziehungskraft zwischen zwei Körpern umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen ihren Mittelpunkten. Je kleiner also der Abstand zum Erdmittelpunkt ist, desto größer ist die Anziehungskraft. Da man sich am Nordpol näher am Erdmittelpunkt befindet, ist dort die Anziehungskraft (und somit der Ortsfaktor) höher.

2. Die Zentrifugalkraft: Ein Gegenspieler am Äquator

Die Rotation der Erde erzeugt eine Zentrifugalkraft. Diese Kraft wirkt senkrecht zur Rotationsachse und versucht, uns von der Erde weg zu schleudern. Diese Kraft ist am Äquator am stärksten, da hier die Rotationsgeschwindigkeit am höchsten ist.

Die Zentrifugalkraft wirkt der Schwerkraft entgegen. Am Äquator wird die Schwerkraft also durch die Zentrifugalkraft ein wenig geschwächt, was zu einem geringeren Ortsfaktor führt. Am Nordpol hingegen ist die Zentrifugalkraft minimal, da man sich dort direkt auf der Rotationsachse befindet.

3. Die Massenverteilung im Erdinneren: Ein komplexes Zusammenspiel

Obwohl die Erdform und die Zentrifugalkraft die Hauptursachen für den Unterschied im Ortsfaktor sind, spielt auch die ungleichmäßige Massenverteilung im Erdinneren eine Rolle. Die Dichte des Gesteins ist nicht überall gleich und es gibt Anomalien in der Massenverteilung. Diese Anomalien können die Schwerkraft lokal beeinflussen, allerdings in deutlich geringerem Maße als die Erdform und die Zentrifugalkraft.

Zusammenfassend lässt sich sagen:

Der höhere Ortsfaktor am Nordpol im Vergleich zum Äquator resultiert hauptsächlich aus:

• Der geringere Abstand zum Erdmittelpunkt am Nordpol aufgrund der abgeflachten Erdform.
• Der fehlenden Zentrifugalkraft am Nordpol, die am Äquator die Schwerkraft schwächt.

Die Massenverteilung im Erdinneren spielt eine untergeordnete, aber dennoch vorhandene Rolle.

Obwohl der Unterschied im Ortsfaktor zwischen Nordpol und Äquator relativ gering ist (etwa 0,5%), ist er dennoch messbar und muss bei präzisen Messungen berücksichtigt werden. Diese Erkenntnisse sind wichtig für die Geodäsie (die Wissenschaft von der Vermessung der Erde) und die Navigation. Sie zeigen uns, dass die Erde ein komplexes System ist, in dem viele Faktoren zusammenspielen, um die Phänomene zu erzeugen, die wir täglich erleben.