Mangan: Erz-Rausch am Meeresgrund

DIE WELT, 05. August 2006,

Auf dem Grund der Ozeane liegen große Mangan-Vorkommen. Rohstoffarme Länder wollen den Schatz heben

 

Für die Geheimnisse, die der Grund der Tiefsee birgt, interessieren sich nicht nur Forscher. Zwar herrschen Tausende Meter tief unter dem Meer ewige Nacht und ein Druck, der allenfalls stählernen Robotern und Spezial-U-Booten den Aufenthalt ermöglicht. Aber durch die weltweit steigende Rohstoffnachfrage gerät die schwer zugängliche Region zunehmend ins Visier wirtschaftlicher Interessen. So liegen schätzungsweise zehn Milliarden Tonnen Manganknollen auf dem Grund der Ozeane.

 

Die kartoffelgroßen Brocken bestehen zu knapp einem Drittel aus Mangan. Das Metall wird für die Stahlproduktion und die Herstellung von Legierungen benötigt. Daran besteht noch kein Mangel, wertvoll machen die Meeresknollen indes Beimengungen von Kupfer, Kobalt, Zink und Nickel, aus denen sie zu jeweils etwa einem Prozent bestehen. Prognosen zufolge reicht das, um den Weltbedarf an Buntmetallen für mindestens ein Jahrhundert zu decken.

 

Der Erzschatz auf dem Grund der Ozeane weckt die Begehrlichkeiten von rohstoffarmen Staaten. Vor kurzem hat Deutschland von der UN-Meeresbodenbehörde mit Sitz in Jamaika das Recht gekauft, zwei insgesamt 75 000 Quadratkilometer große Gebiete im pazifischen Manganknollengürtel 15 Jahre lang zu erforschen. Dort lagern in vier bis fünf Kilometer Tiefe knapp zwei Milliarden Tonnen Manganknollen. „Die deutschen Claims sollen die Buntmetallversorgung der Zukunft sichern“, heißt es dazu aus dem Bundeswirtschaftministerium.

 

Auch andere Nationen sehen ihre Zukunft im Meer. Aus Sorge um die eigene Rohstoffversorgung hat sich Japan schon vor Jahren die Schürfrechte im Pazifik vor den Cook-, Marshall- und Fidschi-Inseln gesichert. Bereits 1978 hatte die Ocean Management Inc. (OMI), ein Konsortium aus deutschen, japanischen und US-amerikanischen Unternehmen, den Abbau von Vorkommen im Zentralpazifik erkundet. Insgesamt 800 Tonnen Manganknollen wurden von der Initiative seinerzeit ans Tageslicht befördert. Das Projekt wurde jedoch bald eingestellt, vergleichsweise niedrige Preise auf den Rohstoffmärkten hatten den Abbau unwirtschaftlich gemacht.

 

Berechnungen, die auf den Erfahrungen des Projektes basieren, gehen davon aus, dass der Manganknollenabbau ab einer Jahresfördermenge von 1,5 Millionen Tonnen oder 5000 Tonnen pro Tag rentabel ist, stabile Rohstoffpreise auf hohem Niveau vorausgesetzt. „Diese Menge kann bereits mit einem Förderschiff, einem am Meeresboden arbeitenden Raupenfahrzeug oder einem Sammler erreicht werden“, stellt eine Studie der Universität Hannover fest. Um das zu erreichen, müsste täglich etwa ein Quadratkilometer Meeresboden „beackert“ werden. Dazu sind freilich an die besonderen Bedingungen der Tiefsee angepasste Maschinen nötig.

 

Forscher der Universität Siegen haben in den Neunzigerjahren einen speziellen Antrieb für Tiefseeraupen entwickelt, der ein Durchdrehen der Ketten beim Anfahren im schlammigen Grund verhindert. Erprobt wurde auch, die Knollen mithilfe von kilometerlangen Schlauch- und Rohrleitungssystemen nach Art eines Staubsaugers vom Meeresgrund zu sammeln. Das aber macht den Einbau zahlreicher Pumpen nötig. Indische Forscher entwickelten und testeten vor fünf Jahren eine eigens für die Manganknollenförderung entwickelte saugstarke Hochleistungspumpe. Diese schaffte eine Spitzenleistung von 100 Tonnen pro Stunde. Doch außer den begehrten Knollen wurden auch große Mengen Schlamm vom Meeresboden angesaugt. Damit war der Turbosauger kaum für den Tiefseebergbau geeignet. Die indischen Ingenieure bauten das System kurzerhand um. Es wird heute eingesetzt, um Hafenbecken von Schlamm zu befreien.

 

Von derlei technischen Tücken ahnte niemand etwas, als Meeresforscher gegen Ende der Sechzigerjahre die Manganknollenvorkommen im sogenannten Perubecken, vor der Küste Südamerikas, im Tausende Kilometer langen „Manganknollengürtel“ von Hawaii bis Mexiko und im Indischen Ozean erkundeten. Damals glaubte man noch, die Knollen mit Tausende Meter langen Eimerschleppketten vom Meeresgrund „ernten“ zu können. Schiffe sollten die Ketten hinter sich herziehen.

 

Auf Manganknollen war bereits das britische Forschungsschiff „Challenger“ gestoßen, als es auf seinen Fahrten zwischen 1872 und 1876 Pionierarbeit für die Erforschung der Tiefsee leistete. Die seltsamen Gebilde vom Meeresgrund weckten seinerzeit kein anhaltendes Interesse, bis sie rund 100 Jahre später eine von der Ölkrise ausgelöste Neubewertung der internationalen Rohstoffvorräte wieder ins Gespräch brachte. Berechnungen hatten damals eine dramatische Verknappung durch den zunehmenden Verbrauch der Industriestaaten vorausgesagt. Tatsächlich ist die Entwicklung nun in Teilen eingetreten, verursacht allerdings vom Rohstoffhunger aufholender Schwellenländer.

 

Bald interessierten sich Wissenschaftler für die Entstehung der „Meereskartoffeln“. Werden Manganknollen aufgeschnitten, zeigt sich der zwiebelförmige Aufbau um einen Kern. Lange Zeit gingen Forscher davon aus, dass es Millionen Jahre braucht, bis sich durch mineralische Ablagerungen eine ansehnliche Knolle gebildet hat. Vereinzelte Funde, bei denen zerknüllte Getränkedosen im Innern von Knollen gefunden wurden, weisen jedoch daraufhin, dass der Wachstumsprozess sehr viel schneller ablaufen kann.

 

Dabei stammt das in Schichten abgelagerte Mangan zum großen Teil aus dem von Flüssen herangeschafften und auf den Ozeanböden abgelagerten Gesteinsschutt. Ein kleinerer Teil stammt aus den zerfallenden Kalk- und Kieselschalen abgestorbener Mikroorganismen. In Regionen mit einer sauerstoffreichen Tiefenzirkulation löst sich das Mangan nicht vollständig im Wasser. Als Manganoxid fällt es dann aus und schlägt sich auf kleinen Steinen oder seltener auf Haifischzähnen nieder.

 

Die Ablagerungen enthalten stets Beimengungen anderer Metalle wie Eisen, Kupfer, Zink, Blei, Kobalt und Nickel. Sie stammen aus dem vom Meerwasser ausgelaugten Basaltgestein, welches die Ozeanböden bildet. Besonders intensiv ist dieser „Stoffwechsel“ in vulkanisch aktiven Regionen der Tiefsee.

 

Dort speien untermeerische Geysire eine schwarze schwefelige Brühe aus. Der Ausstoß dieser „Black Smokers“ enthält auch ansehnliche Mengen an Gold und Silber. Meterdicke Ablagerungen machen die Schwarzen Raucher buchstäblich zu einer Goldgrube. Im November vorigen Jahres vereinbarten die kanadischen Firmen Nautilus Minerals und Placer Dome, einer der weltgrößten Goldminenbetreiber, ein insgesamt 15 000 Quadratkilometer großes Gebiet in 1500 bis 2500 Meter Tiefe vor Papua-Neuguinea zu erkunden. Placer Dome, im Januar vom ebenfalls kanadischen Goldminenprimus Barrick geschluckt, steckte 6,7 Millionen Dollar in die geophysikalische Erforschung und in Probebohrungen. „Die Proben zeigen Gehalte von 22 Gramm Gold pro Tonne und 327 Gramm Silber pro Tonne. Das ist vergleichbar mit den ergiebigsten Minen an Land“, zeigten sich die Unternehmen hocherfreut.

 

Weltweit sind rund 150 solcher hydrothermal aktiver Felder bekannt. Sie konzentrieren sich entlang der Tiefseerücken. Dort quillt Magma aus dem Innern der Erde empor. In das neu gebildete Gestein eindringendes Meerwasser erhitzt sich und löst auf seinem langen Weg durch Spalten und Klüfte große Mengen an Schwefel- und Metallverbindungen heraus. Diese werden dann in weitem Umkreis um die oft zu Hunderten aufragenden Schlote abgelagert.

 

Das steigende kommerzielle Interesse an den Bodenschätzen der Tiefsee hat viele Wissenschaftler alarmiert. Die internationale Geoforschervereinigung Interridge fordert den konsequenten Schutz der Tiefseequellen. Die Forscher treibt nicht nur das Bangen um den freien Zugang zu ihren Forschungsgründen um. „Hydrothermalquellen bergen einzigartige Ökosysteme“, begründet Professor Colin Devey vom Institut für Meereswissenschaften in Kiel den Aufruf.

 

Die Schwefel speienden, siedend heißen Solequellen in den Tiefen der Ozeane gelten als die Wiege des Lebens auf der Erde. Modelle gehen davon aus, dass an den Oberflächen der reaktiven Sulfidablagerungen die ersten organischen Verbindungen entstanden, die sich durch Selbstabbildung vermehren konnten. Die Schwefelverbindungen spendeten auch die Energie für den primitiven Stoffwechsel der ersten Organismen. Deren Nachfahren, sogenannte Archaebakterien, besiedeln bis heute den einzigartigen Lebensraum unter dem Meer.

 

Den zugehörigen Artikel findet ihr bei der WELT.

Mehr zum Thema Tiefsee-Bergbau gibt es auf unserem Factsheet oder in unserem Tiefsee-Blog.

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