4.9.2011
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Die Entwicklung der Erdmodelle geht stets mit den
Erkenntnissen der Physik, der Astronomie und Kosmologie
einher.
Die Erde als Kugel
Die Griechen entwickelten aufgrund der
Kreisbewegung der Sterne mit einem geozentrischen Weltbild
stereometrische Erdmodelle. Thales (624- 546 v. Chr.) wähnte
die Erde noch flach als eine Insel in einem unendlichen Meer. Sein
Schüler Anaximander (610-547 v.Chr.) vertrat den Zylinder als
Erdmodell, Pythagoras (um 570- 497/96) oder Parmenides
erwähnten als erste die Kugel als Erdmodell (um 550 v. Chr.).
Bei Platon und Aristoteles war die Kugel als Erdmodell bereits
etabliert. Erathostenes (276-195 v. Chr.) bestimmte zum ersten mal
den Erdradius. [Bialas 1972], [Burkert 1996], [Hathaway 1998,
S.61]
Kleomedes (2. Jh. n. Chr.) schreibt dazu
beispielsweise:
"Erstlich
verändert sich mit dem Standpunkt der Horizont, ferner sieht
man nicht von jedem vor dem Süden und Norden die gleichen
Gestirne; weiter ist nicht die Polhöhe, die Größe
des Polarkreises, die Länge des Tage und Nächte die
gleiche. Alles dieses sei deutlich, daß die Erde
kugelförmig ist. ... Wenn wir uns weiter auf dem Meere dem
Land nähern, so sehen wir zuerst die Bergspitze des Landes,
während uns alles übrige durch die Krümmung der
Wasserfläche verborgen ist. Dann erst, wenn wir über die
Höhe der Krümmung gefahren sind, sehen wir die Täler
und dem Fuß der Berge." in [Bialas 1972, S.
1]
Die Erde als Ellipsoid
Die wissenschaftliche Diskussion um die Figur der
Erden entbrannte wieder im 17. Jh. und wurde ein internationaler
Streit um die Figur der Erde, insbesondere zwischen den
Physikern und den Geodäten, sowie zwischen Frankreich und
England. Aufgrund von verbesserten astronomischen Beobachtungen und
Erkenntnissen, z.B. der Abplattung des Jupiters an den Monden (J.
D. Cassini (I), 1666).
Isaac Newton (1687) sowie Christian Huygens
(1690) postulierten aufgrund der Zentrifugalkraft durch die
Erdrotation, jedoch unter Verwendung unterschiedlicher
physikalischer Modellen, die Erde als an den Polen abgeplattet.
Newton sprach sich für ein Rotationsellipsoid aus, Huygens
für ein Polynom 4. Grades für den Meridianbogen.
Durch astronomisch- geodätische
Berechnungen, jedoch schlechter Genauigkeit, postulieren die
französischen Geodäten Cassini (I) und (II) ein an den
Polen aufgewölbtes Ellipsoid, welches jedoch stark kritisiert
wurde.
Durch zwei Expeditionen, finanziert durch die
französische Akademie der Wissenschaften, nach Lappland
(1736/37 mit Maupertuis, Clairaut, Le Monnier, Camus sowie Celsius
und Outhier) und nach Peru (1735- 44/45 mit La Condamine, Bouguer,
Godin sowie den Spaniern J. Juan und A. Ulloa) erhärtete sich
das abgeplattete Ellipsoid.
Clairaut gelang es 1743 in seinem Buch
"Théorie de la Figure de la Terre" dein Modell zu entwickeln,
welches zur Bestimmung des Ellipsoides sowohl geodätische wie
physikalische (Schwere-) Messungen berücksichtigt.
Die Erde als Geoid
Zu Beginn es 19.J.h (Laplace 1902, Legendre1806,
Gauß 1828 und Bessel 1837) wurde die geometrische
Unzulänglichkeit des Rotationsellipsoides als Erdfigur
bemängelt. Das neue Modell wird Geoid genannt. Der Begriff
wird 1872 von J.B. Listings eingeführt und 1880 durch F.R.
Helmert etabliert, woraufhin die folgenden Jahren die Geodäsie
als die Hauptaufgabe ansah, Geoidbestimmungen
durchzuführen.
Die Topographie als Erdmodell
Seit ca. 1945 etablieren sich Methoden der
Luftbildphotogrammetrie und, später auch jene der
Fernerkundung als direkte Methoden zur Bestimmung der
Erdoberfläche und deren Morphologie.
Geozentrische Erdmodelle
Durch die Starts von künstlichen
Erdsatelliten den 50er Jahren des 20. Jahrhunderts wurden neue
Möglichkeiten der Bestimmung der Figur der Erde erschlossen.
Dabei war es zum ersten mal möglich, Messungen in einem
weltweit einheitlichen, auf den Erdschwerpunkt bezogenen System,
durchzuführen und globale Erdmodelle aufzubauen wie z.B. das
WGS72, WGS84 und die neuesten Systeme ITRS89, welche als Erdmodell
ein Rotationsellipsoid verwenden, welches aus astronomischen,
geodätischen und gravimetrischen Messungen abgeleitet
ist.
