„Wir können die Folgen des Klimawandels live dokumentieren“

Geoforscher Reinhard Hüttl über die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO und Veränderungen des Erdschwerefeldes, die die Folgen des Klimawandels bis auf einige Tausendstel Millimeter genau aufzeigen. Ein Interview mit bmbf.de.

Im Abstand von 220 Kilometer kreisen die Satelliten "Tom" und "Jerry" um die Erde – und erstellen monatliche Schwerefeldkarten der Erde. © AIRBUS

Bmbf.de: Herr Professor Hüttl, während andere Forscher sich beispielsweise ins ewige Eis begeben, um Klimaveränderungen zu dokumentieren, blicken Sie dafür aus dem All herab. In der Satellitenmission GRACE haben Sie von 2002 bis 2017 das Erdschwerefeld extrem präzise kartiert: Was hat die Schwerkraft mit dem Klimawandel zu tun?

Reinhard Hüttl: Die Masse in und auf unserem Planeten verteilt sich nicht überall gleich: Im Erdinneren fließt glühendes Gestein, auf der Erdoberfläche sind Wasser und Luft in stetiger Bewegung. Die Folge ist ein ungleichförmiges Gravitationsfeld – denn die Anziehung eines Körpers hängt von seiner Masse ab. Exakte Kenntnisse über das Erdschwerefeld helfen uns, dynamische Prozesse wie den Klimawandel besser zu beschreiben und zu verstehen.

Geoforscher Reinhard Hüttl ist Wissenschaftlicher Vorstand des GFZ Potsdam. © David Ausserhofer

Können Sie ein Beispiel dafür nennen?

In Grönland schmelzen jedes Jahr rund 270 Milliarden Tonnen Eis, in der Westantarktis sind es rund 120 Milliarden Tonnen Eis! Das haben wir mit unseren Satelliten herausgefunden.

… und dabei waren Sie so erfolgreich, dass jetzt eine Verlängerung der Mission ansteht: Am 22. Mai schicken Sie erneut zwei Satelliten in der Follow-On-Mission GRACE-FO ins All: Wie genau erkennen Sie Veränderungen wie in Grönland?

Wir lassen die Satelliten – Tom und Jerry – im Abstand von 220 Kilometer hintereinander um die Erde kreisen. Je nachdem, wie viel Masse sich unter ihnen befindet, werden sie mal stärker und mal schwächer angezogen. So verändert sich laufend der Abstand zwischen beiden Satelliten – und diese Veränderung können wir bis auf einige Tausendstel Millimeter genau messen. Aus den daraus monatlich erstellten Schwerefeldkarten können wir saisonale und langfristige Änderungen im System Erde ableiten.

Was erwarten Sie von der neuen Mission?

Noch exaktere Daten: Zuerst einmal natürlich die Verlängerung der mit GRACE-begonnenen Zeitreihe. Daneben haben wir die Hard- und Software noch einmal verbessert. Das schärft unseren Blick: Bezogen auf die Strecke zwischen Potsdam und Hannover können wir nun mit einem innovativen „Laser Ranging Interferometer“ eine Längenänderung erfassen, die dem Hundertstel des Durchmessers eines menschlichen Haares entspricht.

... abgesehen vom Eis: Was sehen Sie noch alles?

Ozeanströmungen, die Veränderungen des Meeresspiegels, der im Mittel ansteigt, in bestimmten Regionen aber auch sinkt, Dürren oder Veränderungen der Grundwasserstände: Und das alles, ohne Messungen vor Ort. Da die beiden Satelliten kontinuierlich die Erde umkreisen, sehen wir sowohl örtliche als auch zeitliche Veränderungen.

Welches Ziel haben Sie sich für die Mission gesteckt?

Wir wollen weiter monatliche Schwerefeldkarten für unseren Planeten Erde erstellen. So können wir die Folgen des Klimawandels live dokumentieren – und auch rekonstruieren. Ich glaube, uns erwarten viele neue Erkenntnisse über die Dynamik im System Erde.

Herr Hüttl, vielen Dank für das Gespräch.

GRACE-FO

GRACE-FO ist eine deutsch-amerikanische Satellitenmission zwischen der NASA und dem GFZ Potsdam an dem weitere Partner beteiligt sind. Die beiden GRACE-FO-Satelliten wurden von Airbus in Friedrichshafen gebaut. Der Missionsbetrieb erfolgt durch das Raumfahrtkontrollzentrum des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) im Auftrag des GFZ. Das Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut Hannover) hat zusammen mit dem NASA Jet Propulsion Laboratory als Technologiedemonstrator ein neues laserbasiertes System zur Entfernungsmessung (Laser Ranging Interferometer LRI) entwickelt. Dieses kann die Distanz zwischen den zwei Raumfahrzeugen noch genauer bestimmen als bisher: bis auf 80 Nanometer, was etwa dem Durchmesser eines Virus entspricht. Eine deutlich verbesserte Abstandsmessung zwischen den beiden Satelliten bedeutet, dass auch die erhobenen Schwerfelddaten nochmals genauer sind.