Ob Manganknollen, Massivsulfide, Gashydrate oder Schwermineralseifen: Mineralische Rohstoffe am Grund der Ozeane gibt es fast wie den sprichwörtlichen „Sand am Meer“. Doch neben der Suche nach ergiebigen Lagerstätten hat sich vor allem der technische Abbau in mehreren Kilometern Wassertiefe als bislang extrem schwierig und vor allem zu teuer erwiesen. Vor der Küste Papua Neuguineas haben nun jedoch Vorbereitungen begonnen, erstmalig eine besonders viel versprechende Lagerstätte von Metall-Schwefelverbindungen kommerziell zu erschließen.
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Kupfer, Zink und Gold sind wichtige metallische Rohstoffe und für die industrielle Produktion unverzichtbar. Doch die Vorkommen an Land sind begrenzt und könnten schon in einigen Jahrzehnten knapp werden. Eine Lösung bieten möglicherweise marine Lagerstätten, die allerdings aufgrund niedriger Rohstoffpreise und vor allem wegen technischer Schwierigkeiten bislang als nicht wirtschaftlich galten. Nun hat sich jedoch die Nautilus Minerals Inc. aus Kanada dazu entschlossen, in einem ihrer Schürfgebiete im pazifischen Bismarck Archipel so genannte Massivsulfide abzubauen. Neueste Untersuchungen versprechen dort eine hohe Ergiebigkeit der metall- und schwefelhaltigen Erze, so dass die Förderung bis in eine Wassertiefe von rund 2.000 Meter Tiefe rentabel erscheint.
Durchschnittlich 13 Gramm Gold pro Tonne Erz sowie fünf Prozent Kupfer und 20 Prozent Zink enthielten die ersten Erkundungsbohrungen im potenziellen Schürfgebiet. Was sich zunächst wenig anhört ist Anreiz genug, das 15.000 Quadratkilometer große Gebiet durch den Tiefseebergbau zu erschließen. Für Dezember sind weitere 40 Probebohrungen geplant, die unter anderem durch die kanadische Firma Placer Dome finanziert werden. Diese ist allerdings nur an den Goldvorkommen interessiert und überlässt alle weiteren Metallfunde der Nautilus Minerals zur Verwertung.
„Tagebau“ unter Wasser – schwierig aber machbar
Technisch sollen beim Abbau die Offshore-Erfahrungen aus dreißig Jahren Öl- und Gasförderung sowie bei der Verlegung von Tiefseekabeln einfließen. Am Grund des Meeres, so eine Machbarkeitsstudie, werden zwei eigens angepasste Maschinen aus der Kohleindustrie ihren Dienst verrichten. Auf Schienen fahrend zertrümmern sie unter sich mittels spezieller Schneidegeräte das poröse Gestein. Diese Bruchstücke werden dann über ein 30 Zentimeter breites Aufstiegsrohr zu einer Plattform gepumpt und dort entwässert. Große Erzladeschiffe bringen den Rohstoff dann zunächst zu einer küstennahen Trocknungsstation und anschließend zur Weiterverarbeitung nach Asien.
Nach Angaben der Wissenschaftler sollen auf diese Weise jedes Jahr rund zwei Millionen Tonnen Erze und Abraum vom Meeresgrund gehoben werden – dies entspricht immerhin einem Volumen von 200 mal 200 Metern bei einer Mächtigkeit von 20 Metern.
Black Smoker – Rohstofflieferanten der Tiefsee
Dank zahlreicher Tiefseeexpeditionen, unter anderem auch mit deutscher Beteiligung wie durch das Forschungsschiff Sonne, sind weltweit inzwischen zahlreiche Lagerstätten von Massivsulfiden bekannt. Sie entstehen vor allem an geologisch aktiven Zonen in so genannten Hydrothermalfeldern, auch besser bekannt als Black Smoker oder Schwarze Raucher. Diese hydrothermalen Schlote sind im Prinzip nichts anderes als eine Art Geysir am Meeresboden: Durch feine Risse im Gestein versickert Meerwasser und trifft in der Tiefe auf Magma oder heißen Fels. Normalerweise würde das Wasser nun bei den Temperaturen von bis zu 350° Celsius verdampfen – es bleibt aber aufgrund des hohen Drucks der auflastenden Gesteinsschichten weiterhin flüssig. Dieses „überhitzte“ Wasser steigt nun wieder nach oben und löst dabei Metalle und Spurenelemente aus dem umliegenden Gestein.
Sobald die metallhaltige Lösung wieder den Grund des Ozeans erreicht, trifft sie dort auf das Tiefenwasser des Meeres und kühlt dadurch sehr schnell ab. Die gelösten Mineralien und Metalle wie Kupfer, Zink, Gold und Eisen reagieren dabei mit Wasser und Schwefel zu einer Vielzahl von chemischen Verbindungen und fallen wieder aus. Sie lagern sich am Meeresboden ab und bilden im Laufe der Zeit mächtige metallhaltige Sulfiddecken. Diese Art der Erzbildung gilt inzwischen neben der direkten vulkanischen Entstehung als Haupterzeuger von Buntmetallvorkommen.
(GeoUnion; Nautilus Minerals, 16.12.2005 – AHE)
