Ungewöhnlich hohe Edelmetall-Konzentrationen im Tiefenwasser von Reykjanes Island: Gold unter heißen Quellen entdeckt - scinexx | Das Wissensmagazin
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Ungewöhnlich hohe Edelmetall-Konzentrationen im Tiefenwasser von Reykjanes

Island: Gold unter heißen Quellen entdeckt

Geothermische Aktivität auf der isländischen Halbinsel Reykjanes – unter diesen heißen Quellen ist das Tiefenwasser mit Gold angereichert. © Christian Bickel / CC-by-sa 2.0 de

Unterirdische Goldquelle: Tief unter den heißen Quellen von Reykjanes auf Island haben Forscher buchstäblich goldenes Wasser entdeckt. Denn das heiße, salzige Tiefenwasser enthält dort 14 Mikrogramm Gold pro Kilogramm – das ist 500.000-fach mehr als in normalem Meerwasser. Woher dieses Edelmetall kommt und warum es dort so stark konzentriert wurde, ist aber noch unklar, wie die Forscher im Fachmagazin „Nature Geoscience“ berichten.

Noch in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts hofften Chemiker, Gold aus dem Wasser der Ozeane gewinnen zu können. Doch der Traum verflog, als die tatsächlichen Goldkonzentrationen erstmals richtig bestimmt wurden: Ein Liter Meerwasser enthält nur einige Milliardstel Gramm Gold. Es gibt allerdings Ausnahmen: Rund um die „Schwarzen Raucher“ der Tiefsee haben sich im Laufe der Erdgeschichte Ablagerungen gebildet, die deutlich mehr Gold enthalten. Diese Erzlager gelten daher als mögliche Ziele für einen künftigen Tiefsee-Bergbau.

Gold unter heißen Quellen

Der Grund für den Goldreichtum der Schwarzen Raucher: In diesen hydrothermalen Schloten tritt mehr als 300 Grad heißes Wasser aus dem Meeresboden aus. Das heiße Wasser laugt Mineralien und Edelmetalle aus dem Gestein aus und kann daher tausendfach höhere Spurenmetall-Konzentrationen enthalten als normales Meerwasser. Kühlt es ab, fällt das gelöste Metall aus und lagert sich am Meeresboden ab.

Wie sich jetzt zeigt, geht es aber noch goldreicher: In heißen Quellen auf der isländischen Halbinsel Reykjanes haben Mark Hannington vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung in Kiel und seine Kollegen erstmals extrem hohe Goldgehalte gemessen. Das Gold ist in dem Tiefenwasser gelöst, das die zahlreichen an der Erdoberfläche austretenden heißen Quellen dieser Halbinsel speist.

Probennahme an einem Bohrloch auf Reykjanes. © Mark Hannington/ GEOMAR

Mindesten 10.000 Kilogramm Gold

Die Analysen von Wasser aus zwei Kilometern Tiefe ergaben einen Goldgehalt von 14 Mikrogramm pro Kilogramm Flüssigkeit. Das ist eine 500.000-fach höhere Konzentration als in normalem Meerwasser und mindestens 100-fach mehr Gold als an typischen Schwarzen Rauchern, wie die Forscher berichten. Rechne man dies hoch, könnte das geothermale Reykjanes-Reservoir mindesten 10.000 Kilogramm Gold enthalten.

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Auch andere Edelmetalle wie Kupfer, Silber und Blei kommen in dem Wasser unter den heißen Quellen in erhöhten Mengen vor. Allerdings: „Von dem vielen Gold kommt so gut wie nichts bis an die Oberfläche“, berichten Hannington und seine Kollegen. Messungen ergaben, dass die Goldkonzentration im Wasser der heißen Quellen nahe der Nachweisgrenze liegt.

Nano-Nuggets im Tiefenwasser

Aber woher kommt das viele Gold im Tiefenwasser von Reykjanes? „Im Gegensatz zu anderen geothermalen Quellen auf Island fließt in diesem System modifiziertes Meerwasser“, erklären die Forscher. Weil im nahegelegenen Mittelatlantischen Rücken heißes Magma in die Höhe steigt, wird dieses Salzwasser in 1.000 bis 2.800 Metern Tiefe auf 270 bis 315 Grad aufgeheizt.

Im Hintergrund ist das Kraftwerk zu sehen, das Strom und Wärme aus der geothermischen Energie erzeugt. © Mark Hannington/ GEOMAR

Dies führt dazu, dass sich Gold aus dem umgebenden Basaltgestein löst und offenbar auch stark anreichert. Diese Anreicherung ist sogar so stark, dass das Wasser in der Tiefe zehnfach mit Gold übersättigt ist, wie die Forscher feststellten. „Ein signifikanter Anteil des Goldes im Reservoir muss daher als Nanopartikel oder Kolloide vorliegen, die dann mit der flüssigen Phase zusammen nach oben gefördert und analysiert wurden“, erklären sie.

Warum bildete sich kein Erzlager?

Warum aber das Gestein unter Reykjanes so viel Gold enthält und weshalb die Anreicherung des Wassers so außergewöhnlich hoch ist, bleibt vorerst ungeklärt. Rätselhaft ist auch, warum sich die Goldpartikel nicht längst in der Tiefe abgesetzt haben und eine Goldlagerstätte bildeten. „Die gemessenen Konzentrationen reichen aus, um innerhalb der Lebensdauer eines Geothermalsystems bedeutende Goldlagerstätten zu bilden“ sagt Hannington.

Aber in Reykjanes geschah dies offenbar nicht. Frühere Studien haben gezeigt, dass sich Goldlagerstätten unter anderem durch Mithilfe von Erdbeben oder Mikroben bilden können.

„Doch in Abwesenheit eines fokussierenden Mechanismus geht das im geothermischen Reservoir von Reykjanes akkumulierte Metall im unterirdischen Risssystem verloren und es werden keine signifikanten Mengen an Erz gebildet“, konstatieren Hannington und seine Kollegen. (Nature Geoscience, 2016; doi: 10.1038/ngeo2661)

(GEOMAR/ Nature, 18.02.2016 – NPO)

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