Ein einzigartiges Instrument für die Geophysik

Westlich von München inmitten von Feldern und Äckern nahe der Stadt Fürsten­feld­bruck steht ein weltweit einzig­artiges Beobach­tungs­gerät. Das Fach­magazin „Science“ schwärmt, es sei das „welt­weit raffi­nier­teste Gerät“ seiner Art. Der Ringlaser ROMY – die Abkürzung steht für „Rotational Motions in Seismo­logy“ – erlaubt es, die voll­ständigen Rotations­bewegungen der Erde erstmals hoch­genau an der Erd­ober­fläche direkt zu messen. Jetzt rräsen­tiert eine Forscher­gruppe von Geowissen­schaftlern um Heiner Igel von der Uni München und Ulrich Schreiber von der TU München Ergebnisse der ersten Präzisions­messungen des Ringlasers.

Die Forscher nennen es den „Proof of Concept“, und ROMY hat ihn mit Bravour bestanden. „Es ist das welt­weit genaueste Instru­ment, um Boden­rotationen zu messen“, sagt Igel. Diese Bewegungen seien vor allem auch für das Entkoppeln hoch­präziser Mess­ein­richtungen für Gravitations­wellen von seismischem Rauschen von Bedeutung, also auch für die Grund­lagen­forschung.

Schon der Bau von ROMY sei eine riesige Heraus­forderung gewesen, sagt Igel. Der Beto­nblock, in dem ROMY aufgebaut wurde, musste mit Millimeter­genauig­keit gebaut werden. Igel hat das ROMY-Konzept zusammen mit Schreiber entwickelt. Dass der Ringlaser nun so gut funktioniert, begeistert den Geowissen­schaftler. „Wir können sowohl die Orientierung der Rotationsachse der Erde im Raum messen, sowie deren Drehrate beobachten“, erklärt Igel.

Der enorme Vorteil gegenüber dem bislang gängigen System VLBI, einem auf einem welt­weiten Netz von Radio­teleskopen basierenden Verfahren, ist die schnelle Auswertung. ROMY liefert seine Informa­tionen praktisch unver­züglich, VLBI-Beobach­tungen können erst nach mehreren Stunden ausge­wertet werden.

Die hochgenauen Ergebnisse von ROMY sollen in der Zukunft die VLBI-Auswertungen ergänzen und stellen zentrale Basis­werte für die Geodäsie und Seismo­logie dar. „Die Messungen haben wissen­schaft­liches Potenzial sowohl für die Erdbeben­physik wie auch für die seismische Tomo­graphie“, sagt Igel. „Für die Seismo­logie konnten wir bereits sehr wert­volle Daten von Erdbeben und ozean­erzeugten seismischen Wellen beobachten.“

LMU / RK

Weitere Infos

• Originalveröffentlichung
  A. Gebauer et al.: Reconstruction of the Instantaneous Earth Rotation Vector with Sub-Arcsecond Resolution Using a Large Scale Ring Laser Array, Phys. Rev. Lett. 125, 033605 (2020); DOI: 10.1103/PhysRevLett.125.033605
• Seismologie, Geophysik, Dptm. für Geo- und Umweltwissenschaften, Ludwig-Maximilians-Universität München
• Geodätisches Observatorium Wettzell, Astronomische und physikalische Geodäsie, Fklt. für Luftfahrt, Raumfahrt und Geodäsie, Technische Universität München
• ROMY – Rotational Motions in Seismology, Ludwig-Maximilians-Universität München