Greenwich: Liegt der Nullmeridian falsch?
Halten Sie ein GPS-Gerät über die Linie, die am Royal Observatory in Greenwich den Nullmeridian markiert, zeigt es nicht exakt die Länge Null. Liegt der wahre Meridian woanders?
Der originale Greenwich Meridian
©Daniel Case
GPS zeigt alternativen Meridian
Das Royal Observatory im Londoner Stadtteil Greenwich ist aus vielen Gründen einen Besuch wert. Die unbestrittene Hauptattraktion ist jedoch eine in den Boden eingelassene Linie im Meridian Courtyard der Sternwarte, die den wichtigsten Längengrad der Welt markiert: den Nullmeridian, die Länge Null, an der die westliche auf die östliche Erdhalbkugel trifft. Von dieser Linie werden alle Längengrade der Welt abgeleitet. Anhand der mittleren Sonnenzeit an diesem Ort, der Universal Time, berechnet man, zumindest indirekt, die Uhrzeit in allen Zeitzonen weltweit.
Seit jedoch viele Touristen mit GPS-Geräten oder GPS-fähigen Handys ausgestattet sind, breitet sich bei manchen Besuchern des Meridian Courtyard Enttäuschung aus: Hält man das Gerät über den offiziellen Nullmeridian, zeigt es nicht genau die Länge Null.
Wie kann das sein? Lockt das Royal Observatory seit Jahrzehnten Touristen an den falschen Nullmeridian?
Nicht falsch, nur anders
Jein. Zwar hat der Meridian, der durch das Observatory läuft, mittlerweile seine Gültigkeit als alleiniger Bezugspunkt für Längengrade weltweit eingebüßt. Navigationssysteme wie das GPS basieren heute auf dem Internationalen Referenzmeridian (IRM), welcher etwa 102 Meter östlich des berühmten Nullmeridians verläuft. Das bedeutet jedoch nicht, dass der originale Nullmeridian falsch liegt. Es handelt sich schlicht um einen anderen Nullmeridian.
Die Position des originalen Greenwich-Meridians wurde einst am Ort des Airy Transit Circles festgemacht, eines Teleskops, welches das Royal Observatory seit dem 19. Jahrhundert beherbergt. Dieses Instrument wurde damals dazu verwendet, den Durchgang bestimmter Sterne über Greenwich zu messen und damit ein astronomisches Koordinatensystem zu füttern, das seinerzeit als Basis für die globale Navigation und Zeitmessung fungierte.
Das Teleskop bestimmt also die Position des Nullmeridians. Er kann deswegen nicht falsch sein: Er ist immer dort, wo sich das Teleskop befindet.
Nullmeridian willkürlich festgelegt
Wie kann es also zwei verschiedene Nullmeridiane geben, und keiner von beiden ist falsch? Nun, es gibt keinen von der Natur vorgegebenen richtigen Ort für die Länge Null. Während sich Breitengrade am Äquator orientieren, dessen Verlauf durch die Position der Erdachse und die Drehung der Erde vorgegeben ist, werden Längengrade vom Nullmeridian abgeleitet, dessen Verlauf keiner ähnlichen natürlichen Logik folgt und dessen Position einst willkürlich festgelegt wurde.
Dies geschah bei der Internationalen Meridian-Konferenz im Jahr 1884 in Washington. Hier entschieden sich Vertreter aus 26 Ländern, darunter das Deutsche Kaiserreich, die Schweiz und Österreich-Ungarn, den Nullmeridian auf den Airy Transit Circle in Greenwich zu legen. Das Royal Observatory wurde somit gewissermaßen als Nullpunkt der globalen Navigation auserkoren. Andere Nullmeridiane, die zuvor als Bezugspunkte für verschiedene Zwecke fungierten, verloren weltweit an Bedeutung. Greenwich war nun auch das Zentrum der Weltzeit: An der Greenwich Mean Time (GMT) orientierten sich die Uhren der Welt, bis die koordinierte Weltzeit (UTC) sie in den 1960er Jahren als globaler Zeitstandard ablöste.
Was ist der Unterschied zwischen GMT und UTC?
Schräge Schwerkraft
Das Problem mit dem Greenwich-Meridian von 1884 war, dass er von den Messungen eines Instruments abhing, welches an einem bestimmten Ort auf der Erdoberfläche installiert war und somit die tatsächliche Form der Erde nicht berücksichtigte. Unser Planet ist keine perfekte Kugel, er ist an den Polen etwas abgeflacht. Zudem variiert seine Masse von Ort zu Ort. Deswegen gelten Messungen, die von einem Teleskop an einem bestimmten Ort ausgeführt werden, nicht unbedingt für andere Orte.
Zudem kam eine Studie 2015 zu dem Ergebnis, dass die königlichen Astronomen bei der Kalibrierung des Airy Transit Circle im 19. Jahrhundert winzige Ungenauigkeiten in Kauf nehmen mussten. Sie verwendeten dabei Quecksilber, um die genaue Richtung der Erdanziehungskraft und somit die Richtung des Erdmittelpunkts zu bestimmen. Dabei wurden jedoch die kleinen Verzerrungen der Anziehungskraft nicht berücksichtigt, die durch die Beschaffenheit des örtlichen Untergrundes verursacht wurden und die auch das Quecksilber beeinflussten. Durch diesen winzigen Messfehler wurde auch das Teleskop geringfügig falsch ausgerichtet.
Satelliten berechnen neuen Meridian
Meridian-Markierung am Royal Observatory in Greenwich.
©iStockphoto.com/stocknshares
Die Notwendigkeit einer Neuberechnung des Nullmeridians ging aus der fortschreitenden Vernetzung der Welt und der zunehmenden Abhängigkeit globaler Navigation und Zeitmessung von Satelliten in den 1980er Jahren hervor. Neue Technologien boten zudem genauere Methoden für die Vermessung der Erde.
Da sich die Flugbahn von Satelliten nicht an der Erdoberfläche, sondern am Schwerezentrum der Erde festmacht, war es nun möglich, die Form unseres Planeten viel genauer zu bestimmen – und dabei die örtlichen Ungenauigkeiten auszublenden, die den Astronomen bei der Kalibrierung des Airy Transit Circle damals zum Verhängnis wurden. Aufgrund dieser Messungen berechnete man dann eine Erdfigur, also eine mathematische Annäherung an die tatsächliche Form der Erde. Von dieser wurde schließlich die aktualisierte Position des Nullmeridians (IRM) abgeleitet.
Der IRM ist also ein Nullmeridian, der die tatsächliche Form und das tatsächliche Schwerezentrum der Erde besser widerspiegelt als der originale Nullmeridian von 1884.
Mülleimer markiert aktuellen Nullmeridian
Der aktuelle Nullmeridian (IRM) verläuft durch den Greenwich Park, in Sichtweite des Royal Observatory. Im Gegensatz zum Nullmeridian von 1884 bleibt er jedoch für Besucher ohne GPS-Gerät bislang gänzlich unsichtbar. Es gibt kein Schild, keine offizielle Markierung, nichts.
Findige GPS-Abenteurer haben immerhin einen Mülleimer ausfindig gemacht, der genau auf Länge Null liegt. Im Internet ist der “Prime Litter Bin” (abgeleitet von prime meridian, dem englischen Wort für Nullmeridian) immerhin zur Sehenswürdigkeit avanciert, das deutschsprachige Netz macht sich derweil über den “Müllmeridian” lustig.
Kontinentaldrift verschiebt Nullmeridian
Der Grund für die Abwesenheit eines sichtbaren Hinweises am IRM liegt tief im Erdinnern. Während der Nullmeridian von 1884 per Definition an einem Ort auf der Erdoberfläche fixiert ist, richtet sich der IRM stets an der Gesamtform der Erde aus.
Da sich jedoch die Erdoberfläche durch die Kontinentaldrift im Lauf der Jahre allmählich verschiebt, während der IRM in Relation zum Erdmittelpunkt gewissermaßen stillsteht, verschiebt sich über die Jahre auch der Meridian im Verhältnis zur Erdoberfläche. Die Kontinentalplatten bewegen sich in der Regel um ein paar Zentimeter pro Jahr, und mit dieser Geschwindigkeit bewegt sich auch der IRM. Brächte man also heute ein Schild im Greenwich Park an, das auf die Position des IRM aufmerksam macht, wäre es bereits nach wenigen Jahren am falschen Ort.
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Standards werden immer wieder aktualisiert
Der Nullmeridian ist nicht der einzige Standard, dessen Definition im Laufe der Jahre eine Aktualisierung erfahren hat. Auch andere Größen und Einheiten wurden angepasst, sobald die Entwicklung genauerer Messmethoden dies zuließ.
So war zum Beispiel die Sekunde ehemals definiert als der 86 400. Teil eines Sonnentages. Seit 1967 gilt jedoch: Eine Sekunde ist die Zeitspanne, in der ein Cäsium-Atom genau 9 192 631 770-mal seinen Energiezustand wechselt.