Der Mond und seine Facetten der Umlaufbahn im Zusammenspiel mit der Sonne und der Erde sind nicht nur am Himmel zu beobachten. Auch auf der Erde ist seine Anwesenheit spürbar. Gleich mehrere Phänomene beruhen auf dem Einfluss des Erdtrabanten!

Nachdem im Thema des Tages vom Freitag (10. Februar) schon zahlreiche Informationen und Fakten über den "Mond" weitergegeben und erklärt wurden, soll in den folgenden Abschnitten der Einfluss des Mondes auf das Leben auf der Erde im Focus stehen. Das wohl bekannteste Phänomen, bei dem der Erdtrabant seine Muskeln spielen lässt, sind wohl die Gezeiten. Neben Ebbe und Flut in den Meeren ist dabei jedoch auch die Hebung und Senkung des Erdmantels aufgrund der Gravitation (Schwerkraft) des Mondes zu berücksichtigen.

Unter Gravitation oder auch Schwerkraft wird dabei die gegenseitige Anziehung von Massen verstanden, die mit zunehmender Entfernung dieser abnimmt. Auf der Erde bewirkt die Gravitation, dass alle Körper nach unten fallen, sofern sie nicht durch andere Kräfte daran gehindert werden. Um eine Aussage über die Stärke der Gravitation des Mondes zu erlangen, muss zunächst die Mondmasse bekannt sein. Eine gute Näherung der Mondmasse erhält man bei Betrachtung des Erde-Mond-Systems als reines Zweikörpersystem, welches um einen gemeinsamen Schwerpunkt kreist. Nach Definition des Schwerpunktes entspricht das Massenverhältnis von Mond zu Erde genau dem Verhältnis der Entfernung (Radien) zum Schwerpunkt. Die Masse des Mondes beträgt schließlich mit 7,34 x 1022 kg etwa 1/81 der Masse der Erde.

Die deutlich größere Erdmasse erzeugt im Vergleich zum Mond daher eine deutlich größere Schwerkraft und somit Anziehung. Dies führte schließlich dazu, dass sich der Mond nicht mehr um sich dreht, sondern der Erde nur noch eine Seite zuwendet.

Die erheblich kleinere Mondschwerkraft verlangsamt zwar auch die Erdrotation, ein Stillstand der Erde im System Erde-Mond ist jedoch noch in weiter Ferne. Um jedoch an der Materie der Erde zu zerren und sie somit in Bewegung zu setzen reicht die Anziehungskraft des Mondes allemal. Allerdings besitzt die Mondgravitation nicht über die gesamte Erdausdehnung der Erde dieselbe Stärke. In Bezug zum Erdmittelpunkt ist die Anziehungskraft des Mondes auf der dem Mond zugewandten Seite der Erde stärker und auf der dem Mond abgewandten Seite schwächer. Während die Erdkruste diesem Kräfteunterschied kaum nachgibt, bewegt sich das Wasser der Ozeane zum Mond hin und bildet einen Flutberg.

Auf der entgegengesetzten Erdseite verhält es sich genau umgekehrt. Da dort die Anziehungskraft des Mondes schwächer als im Erdmittelpunkt ist, sorgen dort die durch die Erdrotation hervorgerufenen Fliehkräfte dafür, dass sich das Wasser zu einem zweiten Flutberg von der Erde weg bewegt. Zwischen den beiden Flutbergen tritt aufgrund des weggezogenen Wassers "Ebbe" auf (vgl. allgemein Graphik 1).

Zusammenfassend kann also gesagt werden, dass der Mond den Ozean verformt. Ohne die Erddrehung als zusätzlichen Faktor würden jedoch die Flutberge sowie auch die Regionen mit Niedrigwasser stationär immer am gleichen Ort der Erde verharren. Ebbe und Flut würde es also nicht geben. Erst dadurch, dass sich der Mond in 27,3 Tagen um die Erde dreht und somit um 27,3 Mal langsamer als die Erde um sich selbst, kommt Bewegung in das starre Konstrukt. Entgegen der menschlichen Wahrnehmung bewegen sich jedoch nicht die Flutberge, sondern lediglich die Erde, die unter den Flutbergen hinweg in östliche Richtung kreist. Durch die Kombination von Erdrotation und der Rotation um den gemeinsamen Schwerpunkt von Erde und Mond braucht ein Flutberg etwas länger als einen Tag, um wieder die Ausgangsposition einzunehmen. Dies führt schließlich dazu, dass die Tiden Tag um Tag zu einer anderen Uhrzeit auftreten.

Neben dem Mond hat auch die Sonne noch einen kleinen Anteil an den Gezeiten. Je nachdem, wie Sonne, Mond und Erde zueinander positioniert sind, verstärkt die Sonne die Gezeiten oder schwächt sie ab. Bei den sogenannten "Springtiden", bei denen Flut und Ebbe besonders stark ausgeprägt sind, stehen alle drei Himmelskörper auf einer Linie (Neumond, Vollmond), sodass sich die Anziehungskräfte von Mond und Sonne überlagern. Bei Halbmond hingegen, wo Mond und Sonne im rechten Winkel zur Erde stehen, gleichen sich beide Einflüsse zum Teil aus und es kommt zu den sogenannten "Nipptiden".

Neben den Gezeiten hat der Mond aber noch weitere wichtige Einflüsse auf das Leben. So nutzen beispielsweise Zugvögel oder auch einige Arten von Insekten die tägliche Bewegung des Mondes und die darin enthaltene Information zu den Himmelrichtungen zur Navigation. Signifikante positive Zusammenhänge zwischen den Mondphasen und dem Auftreten von Schlafstörungen oder Verkehrsunfällen konnten jedoch noch nicht nachgewiesen werden.

Dipl.-Met. Lars Kirchhübel

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 13.02.2017

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