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Noch Fragen?

Frage Nummer 3000088352 ardiba-43

Hat Masseverschiebung durch Bautätigkeit Einfluß auf die Erdrotation?

Hallo zusammen,
folgende Frage bewegt mich schon länger: Durch die Bautätigkeit auf unserer Erde wird immer mehr Masse, bezogen auf den Erdmittelpunkt, nach außen gebracht. Hat das Einfluß auf die Erdrotation (Drehzahl)? Ich denke da z.B. an einen Eiskunstläufer, der sich zunächst mit ausgebreiteten Armen dreht und dann immer schneller wird indem er die Arme an den Körper anlegt. Bei meiner Frage handelt es sich zwar um den umgekehrten Vorgang, das Prinzip ist aber das gleiche.
Antworten (43)
StechusKaktus
Das hat sie. Aus den von dir genannten Gründen. Wenn du dir aber den Querschnitt der Erde ansiehst und betrachtest, wie tief die Bohrungen sind und über welche Entfernungen die Masseverschiebungen im Verhältnis zur Gesamtmasse vorgenommen werden, so dürfte der Einfluss homöopathisch sein.

Meine Vermutung ist, dass mit heutigen Messmethoden gar kein Einfluss fest gestellt werden kann.
Aber wer weiß, vielleicht hast du ja gerade herausgefunden, warum alle paar Jahre die Uhren neu kalibriert werden müssen...
Skorti
Hmm, ja das ist korrekt, aber im Gegensatz zu Stechus bin ich der Meinung, dass sich der Unterschied messen lässt.
Es bleibt zwar bei homöopathischen Abweichungen, aber mit den heutigen Messmethoden lässt sich sogar messen, dass die Erde sich schneller dreht, wenn auf der Nordhabkugel der Herbst beginnt.
Schon die Biomasse der abfallenden Blätter im Herbst hat eine messbare Auswirkung auf die Erdrotation.
Auch wenn es sich nur um eine tausendstel Sekunde handelt.
Da auf der Südhalbkugel viel weniger Landmasse und somit viel weniger Laubbäume stehen, ist der Effekt beim Herbst auf der Südhalbkugel nicht nachweisbar.

Bei den Hochhäusern haben wir aber das Problem, dass jemand vor ca. 100 Jahren, vor dem Bau der ersten Hochhäuser, eine ebenso genaue Messung hätte durchführen müssen, um den Wert vergleichen zu können.
Die Abweichung durch den Bau eines einzigen Hochhauses lässt sich eher nicht messen.
Hefe
Städte sind künstliche Gebirge. Ich frage mich, wie dadurch das Klima beeinflusst wird. Es ist bekannt, dass um Gebäude, die streng geometrisch gebaut, der Wind heftiger weht. Vielleicht sind das die neuen städtischen Frischluftanlagen.
Swan
@Skorti,
Wie erklärst du deine Ansicht »Schon die Biomasse der abfallenden* Blätter im Herbst hat eine messbare Auswirkung auf die Erdrotation«?

Ist die Biomasse der Blätter, nachdem sie abgefallen sind, höher oder geringer als dieselben Blätter, als sie noch am Baum baumelten?

*du meinst doch sicher die abgefallenen Blätter, oder gar die Blätter, die gerade abfallen und damit die Erde so richtig in Schwung bringen?
solitude32
Jeden Tag erfreut es mich aufs Neue, nicht so bekloppt zu sein. Do you know any Spiegel?
Dorfdepp
Swan,
du darfst Skorti gerne fragen, wie er das gemeint hat. Aber aus Unverständnis einen Vorschlag zu machen, was er gemeint haben könnte, steht dir nicht zu. Erkundige dich mal, was man unter dem Begriff "Trägheitsmoment" versteht.
Swan
Na gut,
dann gehe ich mal davon aus – nur als Beispiel – dass es seit 20 Millionen Jahren Bäume auf der Erde gibt.
Das Trägheitsmoment verlangsamt nach Skortis Angabe die Erdumdrehung um ein Tausendstel Sekunde in jedem Herbst.
Das sind 20.000 Sekunden oder 5 ½ Stunden um die sich die Erde langsamer dreht.

Wenn ihr das glaubt, ja warum nicht?
Swan
Es ist Unfug, und du weißt es, Dorfdepp, anzunehmen, die Erde würde sich langsamer oder schneller drehen, weil Blätter von den Bäumen fallen.

Wenn ein Zug mit einer Geschwindigkeit von 50 km/h fährt, und jemand mit einer Geschwindigkeit von 2 km/h darin spazieren geht, verringert sich die Geschwindigkeit des Zuges nicht, und beschleunigt sich auch nicht um 2 km/h.
Skorti
Der Zug rotiert nicht und der "Spaziergänger" verlagert das Gewicht nicht zur Rotationsachse, damit hat dein Beispiel nichts mit dem Thema zu tun.

Außerdem habe ich dir schon öfters gesagt, du sollst dem Pfleger, der dir vorliest besser zuhören, die Erde wird im Herbst schneller, nicht langsamer. Die Jahrmillionen haben keine Auswirkung, da die Erde sich im Frühjahr wieder verlangsamt, da sich das Gewicht wieder minimal von der Drehachse entfernt.
ing793
@skorti: gib ihm nicht zu früh zu gute Tips.
Ich bin nicht prinzipiell schadenfroh, aber ich finde es immer amüsant, wenn sich jemand, der sich für sooo wichtig hält, so sichtbar blamiert.
Swan
Das ist ja schön, dass du nun endlich herauskommst mit deiner Annahme, die Erde würde sich im nördlichen Herbst schneller drehen; bisher hast du nur geschrieben, es gebe eine messbare Auswirkung auf die Erdrotation.

Der Durchmesser der Erde beträgt 12.700 km. Die Blätter eines Baumes fallen ca. 4 m zu Boden, manche fallen tiefer.
Ja, du hast recht, da hat die Erde schwer dran zu schleppen und verlangsamt damit ihre Rotation.

Aber, Jubel! Im Frühjahr wird alles wieder grün, neue Blätter, welche die Erdrotation bremsen, wachsen.
Die erdbeschleunigenden Blätter liegen zwar noch auf dem Boden, aber was kümmert’s uns, liebe Kinder?

Die Kinder schütteln mit dem Kopf.
Swan
Hallo ing793,
auch wieder dabei?
Wer hat sich denn sichtbar blamiert, als er behauptete, mein Motorrad Honda CT110 würde bei jedem Gaswegnehmen in den Leerlauf schalten? … harharhar …

Und nun bringe doch mal etwas zu der Erdbeschleunigung ein. Und sei vorsichtig, da liegen noch Blätter auf dem Boden.
DerDoofe
Welche Auswirkung hatte der Weihnachts-Tsunami von 2004 auf die Erdrotation? Keine! Der Rest ist Physik.
Dorfdepp
Swan, ich schlage einen Kompromiss vor, der dir sicher vernünftig vorkommen wird. Nur die Nordhalbkugel ändert ihre Drehgeschwindigkeit, die Südhalbkugel nicht. Deswegen merkst du den Unterschied nicht.
ing793
@Swan: man "blamiert" sich nicht nur durch eine falsche Antwort. Ich habe hier schon öfter kompletten Unsinn geschrieben (natürlich nicht ganz so oft wie Du, aber immerhin ...). Irren ist einfach menschlich, so what.

Das "blamieren" kommt erst, wenn einem jemand Kompetentes sagt, dass man sich irrt und man das partout nicht einsehen will. Und Du willst es immer noch nicht.
Swan
Ja, Dorfdepp, der Vorschlag ist sehr vernünftig, und damit nehme ich ihn an.

In Afrika ist das ja so ähnlich, wenn die Affen von den Bäumen springen ...
dschinn
Die Masseverschiebung nicht direkt, aber die Bebauung!

Die Rotationsgeschwindigkeit der Erde steht proportional zur Stärke des elektrischen Stroms zwischen der Ionosphäre und der Erde selbst.
Eine Abnahme in der Stromstärke führt zu einer Abnahme der Lorentz Kraft und hat somit eine Abnahme der Erdrotationsgeschwindigkeit zur Folge.
Durch eine Bebauung wird die Staubbelastung (über der Bebauung) erheblich gesteigert.
Es verbinden sich die kleinen atmosphärischen Ionen mit diesen relativ großen Staubpartikeln und verlieren dadurch ihre Beweglichkeit.
Sie polarisieren sich um sich am vertikalen atmosphärischen Feld auszurichten, welches sich zwischen Oberfläche und Ionensphäre bildet.
Die Energie, die nötig ist, die Bewegung der Partikel zu induzieren ist gleich der Menge der kinetischen Energie, die unserem Planeten verloren geht.
Um so höher der elektrische Strömungswiderstand ist, um so stärker ist die Verlangsamung.

Nochmal in kanpp:
Durch die Bebauung gibt es erhöhte Staubbelastung, dieser Staub bindet Ionen welche sich ausrichten, Energie erzeugt elektrischen Strömungswiderstand, Erdrotation wird langsamer.

Das alles ist statistisch signifikant belegbar, durch viele wissenschaftlich beobachtete Sonnenstürme konnte ein Zusammenhang zur Veränderung der Erdrotation belegt werden.
Skorti
@Swan
Dann ist mal wieder bewiesen, du kannst nicht lesen.

Ich bin nicht nun endlich mit meiner Annahme herausgekommen, das es um schneller geht.

Ich zitiere aus meiner ersten Antwort: "... aber mit den heutigen Messmethoden lässt sich sogar messen, dass die Erde sich schneller dreht, wenn auf der Nordhabkugel der Herbst beginnt ..."

Lesen muss nicht immer bilden, aber manchmal hilft's.
solitude32
Dass Swan mit geistigen Gaben nicht gerade gesegnet ist, gehört zu Allgemeinwissen. Verwunderlich ist nur, dass sich m. E. intelligente User von diesem Ochse jedesmal aufs Neue provozieren lassen.
Swan
Ach Gottchen, Skorti,
wir haben hier doch längst ausgehandelt, dass nur die nördliche Halbkugel sich im Herbst schneller dreht, die südliche nicht.

Und da die Erde dann nicht mehr richtig ausgewuchtet ist, bekommt ihr im Norden Schluckauf.
ing793
das würde zumindest erklären, warum die von der Nord- auf der Südhabkugel gewechselten Leute in der Regel so zurückgeblieben wirken (besonders im Winter)
Swan
Die wirken so zurückgeblieben, weil sie es sind.
Vielleicht solltest du dich deutlicher ausdrücken, welchen Winter du meinst. Wenn ihr Winter habt, haben wir Sommer.

Und ich bin euch zeitlich 9 Stunden voraus, da könnt ihr noch tüchtig Blätter abwerfen. Rund 33 Millionen Jahre.
ing793
Ich mache in diesem speziellen Fall keine Unterscheidung, welcher Winter genau gemeint ist. Gefühlt ist immer irgendwo Winter. Ich hatte eigentlich gedacht, die kleine, durchaus beabsichtigte, Spitze würde einem Intellekt wie Deinem auffallen.
Swan
Nicht nur auffallen, sondern sogar gefallen. ❤️
ardiba-43
Mit meiner Frage, „Hat Masseverschiebung durch Bautätigkeit (messbaren) Einfluß auf die Erdrotation?“ wollte ich eigentlich keinen polemischen Wettstreit à la „Wer ist der Klügste im ganzen Land?“ auslösen, sondern eigentlich nur meinen Wissensdurst stillen!
Dorfdepp
Und? Deine Frage ist beantwortet worden. Nach der Pflicht kommt die Kür, so ist das hier.
rayer
Ich finde zwar nicht, dass die Frage hier abschließend beantwortet wurde, halte es aber mit Stechus. Der Einfluss wird homöopathisch sein, sonst würde bei jedem Vulkanausbruch die Drehung unserer Erde beeinflusst. Da ein Vulkan, im Gegensatz zu Gebäuden massiv ist, kommen da gewaltige Kubikmeter Gestein zusammen. Der Pinatubo soll 1991 rund 10 Kubikkilometer ausgeworfen haben, da kann man ein paar Städte bauen.
elfigy
ardiba, der wettstreit heißt nicht nur, wer ist der Klügste, er heißt sogar noch dazu " und wer der Dümmste im ganzen Land." Das ist ganz wichtig, weil man gleich noch sehr viel klüger erscheint, je dümmer der jeweils andere ist.
Es gibt sogar welche, die bewerben sich mit Fleiß und Eifer auf den Status des Dümmsten. Andere wiederum möchten gerne der kampfeslustigste User sein.
Vielleicht sind wir alle Teil einer VerhaltensStudie. Eines Tages werden wir gebeten, unsere Gehirnströme, den Blutdruck und das Adrenalin messen zu lassen, währenddessen die Antwortmöglichkeit gekappt wird. Da werden einige einen Notarzt brauchen.
Dorfdepp
Die Frage ist von Stechus und Skorti beantwortet worden: Es hat einen Einfluss, aber er ist sehr klein.

Um die Frage abschließend zu beantworten, müsste man meinem Hinweis folgen und die Massenträgheitsmomente der Erde mit und ohne Bebauung berechnen, von mir aus auch die Massenträgheitsmomente der Erde mit dem Laub auf den Bäumen und dem Laub auf dem Boden. Das geht nach der Formel: Massenträgheitsmoment = Masse x Quadrat des Abstandes. Das Massenträgheitsmoment ist bei rotierenden Körpern das Aquivalent zur Masse bei linear beschleunigten Körpern.

Nun ist es nicht schwierig, eine mittlere Bauhöhe von Gebäuden oder Bäumen in Abhängigkeit zur bebauten oder bewaldeten Fläche zu schätzen, wohl aber, die resultierende Gesamtmasse zu bestimmen.

Vielleicht fühlt sich Matthew von dieser Aufgabe herausgefordert, ich tue mir das nicht an.
rayer
Ich verlass mich da eher auf Aussagen von Menschen die von der Materie was verstehen. Wobei mir nicht klar ist, ob die Erde nicht doch eine Scheibe und keine Kugel ist.
Copy and Paste:
Die Erde dreht sich tatsächlich je nach Jahreszeit schneller oder langsamer, was mit Massenverlagerungen (Atmosphäre, Wasser, Erdinneres) zu tun hat. Aber dreht sie sich im Winter tatsächlich schneller, wenn das Laub von den Bäumen gefallen ist? Nein - es ist gerade anders herum - die Erde dreht sich im Sommer schneller, nicht im Winter. Doch warum ist das so? Zu diesen saisonalen Effekten tragen u.a. periodische Verlagerungen von Luftmassen bei.
Zwar vergrößern die Blätter an den Bäumen im Nordsommer das Trägheitsmoment der Erde (Pirouetteneffekt) und zudem gibt es auf der Nordhalbkugel mehr Bäume als auf der Südhalbkugel. Jedoch wird dieser sicherlich vorhandene Einfluss völlig durch größere entgegengesetzte Effekte überlagert. So ist die Tageslänge im Nordsommer am kürzesten, was gleichbedeutend ist mit der Aussage, dass sich die Erde dann schneller dreht.
In der Graphik http://www.iers.org/IERS/EN/Science/EarthRotation/LODgps.html wird das sehr deutlich. Hier ist die Änderung der Tageslänge für den Zeitraum 1995 bis 1998 angegeben, wobei man Sommer und Winter sehr gut unterscheiden kann.
Das Fallen des Laubes hat zwar theoretisch einen Einfluss auf die Erdrotation. Nach Berechnungen von Prof. Peter Brosche (Universität Bonn, Spezialist für die Theorie der Erdrotation) liegt die Änderung der Tageslänge durch fallendes Laub aber höchstens bei etwa 10 Nanosekunden. Das ist um etliche Größenordnungen unter dem, was gemessen werden kann (ca. zehntel Millisekunden). Die Laubmassen sind viel kleiner als die Massen, die sich ständig in der Atmosphäre, in den Ozeanen usw. bewegen und die einen wirklich messbaren Einfluss haben.ewegen und die einen wirklich messbaren Einfluss haben.

Bundesamt für Kartographie und Geodäsie
Richard-Strauss-Allee 11
60598 Frankfurt am Main
Germany
ing793
Wie man's nimmt ...
Erstens sagt der Professor mit vielen Worten nichts anderes als Stechus in der allerersten Antwort.

Zweitens: 10 Nanosekunden entspricht 10 hoch -8 Sekunden. Das liegt "weit unterhalb dessen, was gemessen werden kann"????
10 hoch -8 kann jeder Handy-GPS-Empfänger messen.
Die aktuelle Grenze liegt mindestens bei 10 hoch -15 Sekunden. Sowas träufelt mir immer Zweifel ein ...
rayer
@ing
Dann beschwer Dich bei dem Prof. Name und Adresse hab ich ja angegeben.
Dorfdepp
Drittens bringt der Professor weitere Effekte ins Spiel ,die hier nicht betrachtet wurden. Es ging bisher nur um Gebäude und Laub, nichts anderes. Und Modelle zu bilden, um einen Effekt herausarbeiten zu können, ist in Wissenschaft und Technik ein übliches Verfahren.
rayer
Solange morgen wieder die Sonne aufgeht, ist mir das Jacke wie Hose, ob sich die Erde eine Nanosekunde schneller oder langsamer dreht. Wichtig wäre noch am Rand nicht runter zu fallen.
elfigy
Wenn der Supervulkan im Yellowstone Park in die Luft fliegt, nützt Dir der Sonnenaufgang auch nix mehr.
rayer
Dann spring ich im Osten über den Erdrand.
umjo
rayer, bevor Du diesen Unsinn machst, ruf' bitte, bitte die 0800 1110111 an!

Die können Dir zwar auch nix über Erdrotation, die Drehzahl rotierender Eiskunstläufer, Nanosekunden und Masseverschiebungen sagen.

Aber den östlichen Erdrand und seine Gefahren habe die bestens im Griff!
Spock
Einfache Antwort:
Der Drehimpuls des Materials bleibt erhalten, weil ja niemand "anschiebt". Der nötige Drehimpuls erhöht sich aber bei Erhöhung der Winkelgeschwindigkeit, Masseänderung oder Erhöhung des Abstandes vom Drehmittelpunkt.
Das heißt: Material, das nach oben gebracht wird, nimmt seinen Drehimpuls mit, braucht aber mehr für die gleiche Geschwindigkeit, bremst also die Drehung des Gesamtsystems. Material das nach unten gebracht wird (z.B. Verwitterung von Gebirgen) beschleunigt. Masse, die hinzukommt (z.B. Meteoriten) bremst, wenn sie nicht durch einen schrägen Einfall entsprechend Drehimpuls "mitbringt".
Trotzdem ist die Frage unsinnig. Die größte Kraft auf die Erdrotation übt die Gravitation des Mondes aus, der die Erde seit Jahrmilliarden in der Rotation bremst und umgekehrt seine eigene Drehung durch die Gravitation der Erde mit der Umlaufzeit synchronisiert hat.
Also: Ja, theoretisch hat die Bautätigkeit Einfluß, aber praktisch sind auch Gegeneinflüsse da und der Mond übertrumpft alles. Du mußt also keine Angst haben, dass die Erde irgendwann stehen bleibt.
Gerdd
Einen konstruktiven Beitrag hätte ich noch: Man könnte den Effekt "signifikant" erhöhen, wenn man alle Bautätigkeit auf die Zone um den Äquator konzentrieren würde. Wenn man genug Beton mitbringt, kann man so auch dem hier zuvor postulierten "Schlupf" zwischen Nord- und Südhalbkugel entgegenwirken.
Dorfdepp
@ Spock

"Trotzdem ist die Frage unsinnig. Die größte Kraft auf die Erdrotation übt die Gravitation des Mondes aus, ..."

Da hast du ja so etwas von recht, mehr geht kaum. Nur leider komplett am Thema vorbei, genau wie rayers Professor.

Es ging bei der Frage nicht um den größten Effekt, sondern um einen einzigen, nämlich der Bebauung. Es ist legitim, diese Frage zu stellen und unabhängig von allen anderen Einflüssen zu betrachten. Auch wenn dieser Effekt sehr gering ist, gibt es Modelle, ihn zu beschreiben und zu berechnen.
Spock
@Dorfdepp
Also dann noch einmal ganz genau für Dich:
1.) Theoretisch bremst die Bautätigkeit die Erdrotation, solange nach oben gebaut wird und nicht etwa ein Tal oder Graben mit vorher höher liegendem Material verfüllt wird (dadurch würde die Erde beschleunigt).
2.) Praktisch bremst sie die Erdrotation nicht, weil die Verwitterung der Gebirge viel mehr Masse viel weiter nach unten bringt, als die Bautätigkeit nach oben und das beschleunigt. Deshalb bremst die Bautätigkeit nur einen Teil der Beschleunigung durch Verwitterung wieder weg.
3.) Tatsächlich spielt beides keine Rolle, weil sich die Erdrotation auf die Umlaufzeit des Mondes einstellen wird, was beim Mond schon heute der Fall ist. Dann wird ein Erdentag ebenso wie ein Mondtag und ein Mondumlauf gleich sein und ca. 653 heutige Stunden betragen. (Die Verlängerung der Umlaufzeit einmal außer Acht gelassen).
4.) Das war auch schon in der Vergangenheit so: Schätzungen ergeben, dass ein Erdentag vor der Entstehung des Mondes zwischen 6 und 14 Stunden lang war, vor 300 - 400 Millionen Jahren schon zwischen 20 und 21 Stunden, heute eben 24 und demnächst mehr.
5.) Die Aufaltung von Gebirgen durch die Plattentektonik, z.B. der Alpen, tut übrigens das gleiche, nämlich bremsen.
6.) Langfristig allerdings, so auf ein paar hundert Millionen Jahre, heben sich Auffaltung, Bau und Verwitterung auf und damit hat die Bautätigkeit letztendlich keinen dauernden Einfluss auf die Erdrotation. Deshalb bleibt der Mond (und die übrigen Gravitationswirkungen) als einziger dauernder Einfluß übrig.

Ein Tag 653 Stunden - was man da alles für Unsinn schreiben kann, oder? Es kommen herrliche Zeiten.
Aber Spaß beiseite: Ja, sie hat Einfluss, aber er wirkt sich nicht aus, weil er nur größere Einflüsse aus Verwitterung einbremst und vom Mond vollständig überlagert wird, dessen Einfluß als einziger von Dauer ist.
Gut so?
Zombijaeger
"Sie hat einfluss aber er wirkt sicht nicht aus"
Was ist das denn für ein quark? Ymmd
Smallersen
Jetzt verstehe ich auch, warum die Sonne immer so spät aufgeht wenn es in der Nacht heftig geregnet hat. Der Kubikkilometer Wasser der da runtergekommen ist hat gebremst.