Direkt zum Inhalt

Geologie: Goldspur ins All

Das Edelmetall ist gefragt wie nie. Doch woher stammt es eigentlich? Das ist bis heute ein Rätsel. Manche Geologen vermuten, dass Meteoriten das Gold zur Erde brachten.
PyriterzLaden...

Gold fasziniert die Menschen, sie tun fast alles, um an das Edelmetall heranzukommen. Erstaunlich, dass noch immer unklar ist, woher es eigentlich kommt. Nur langsam fügen sich die Puzzleteile zu einem Bild. Nun stützt Damien Gaboury von der Université du Québec die These, wonach das Gold einiger Minen sich einst in Ablagerungen auf dem Meeresboden befand. Dieser geriet unter das Festland und gab das Edelmetall frei, welches in das darüberliegende Gebirge aufstieg, wo es nun gewonnen wird [1].

Dieser Bergbau lohnt sich erst ab einem Goldgehalt von rund 0,0003 Prozent. Das ist 1000-mal so viel, wie in einem durchschnittlichen Stück Erdkruste zu finden ist. Aber selbst diese drei Milligramm Gold pro Tonne Fels sind ein unerhört großer Wert, der Wissenschaftler vor ein Rätsel stellt. Ihrem Modell der Planetenentwicklung zufolge sollte nach der Entstehung der Erde vor 4,5 Milliarden Jahren fast alles Gold in einem großen Magmaozean versunken sein. Doch sie finden viel mehr von dem Metall an der Oberfläche, als ihre Gleichungen vermuten lassen.

PyritLaden...
Pyrit | Das auch Katzen- oder Narrengold genannte Pyritmineral sieht echtem Gold täuschend ähnlich, besteht aber aus Eisendisulfid. In bestimmten Fällen ist in den Ablagerungen allerdings auch das begehrte Edelmetall eingebaut und findet sich in entsprechenden Vorkommen auf dem Meeresgrund.

Zwei Erklärungsversuche konkurrieren miteinander, einer verrückter als der nächste. Geht es nach Munir Humayun von der Florida State University in Tallahassee und Kollegen, so ist nicht alles Gold ins Zentrum der Erde gesunken. Ein kleiner Teil bildete – gemeinsam mit anderen "Eisen liebenden" (siderophilen) Elementen – in mehreren hundert Kilometern Tiefe Reservoire. Später sollen diese Metalle durch Vulkanismus wieder nach oben gelangt sein.

Das widerspricht jedoch dem, was die Mehrheit der Geoforscher annimmt: Das Gold und die anderen siderophilen Elemente, wie auch jede Menge Wasser und vielleicht Aminosäuren, hagelten einst mit Meteoriten auf die junge Erde. Tatsächlich gelang es Matthias Willbold von der University of Bristol und Kollegen 2011, einen starken Beleg für diese "Late-Veneer"-Hypothese vorzulegen. Sie hatten zwar nicht Gold, aber dafür das ebenfalls siderophile Element Wolfram analysiert – in 3,8 Milliarden Jahre alten Gesteinen aus Grönland. Darin war die Zusammensetzung des Erdmantels vor dem großen Meteoritenschauer konserviert.

Gold auf Meteoriten?

Das Verhältnis bestimmter Wolframisotope unterschied sich von dem in jüngeren Gesteinen, berichtete Willbold in "Nature" [2]. Um das zu erklären, müsse "zusätzliches" Wolfram mit Meteoriten zur Erde gekommen sein. Und mit ihnen auch Gold. Derzeit bearbeitet er Proben aus Kanada, die bis zu 3,9 Milliarden Jahre alt sind. Noch sind keine Daten veröffentlicht, doch Willbold verteidigt die Late-Veneer-Hypothese nach wie vor als "elegant und wesentlich einfacher als andere Theorien".

Indes, die Menge, die der Erde zugeflogen sein muss, ist gigantisch. Um die Gleichungen zu erfüllen, hätten rund 20 Billiarden Tonnen vom Himmel stürzen müssen, das entspricht etwa einem halben Prozent des Erdmantels. "Man darf nicht vergessen, dass damals viel mehr Material durch das All flog als heute", sagt der Geochemiker Thorsten Kleine von der Universität Münster. "Die meisten Forscher halten diese Theorie für die plausibelste, um die Häufung siderophiler Elemente in der Erdkruste zu erklären."

Doch wie kam das Gold in den Berg? Von unten: Heiße Lösungen steigen auf und bilden Lagerstätten. Das hatten Bergleute schon früh verstanden. Doch über die Herkunft der Lösungen wussten sie kaum etwas. Heute ist klar, dass zumindest ein Teil der Gold führenden Lösungen aus uraltem Meeresboden stammt, der durch die Bewegung der Erdplatten irgendwann unter einen Kontinent abtaucht, dort erhitzt wird, woraufhin bestimmte chemische Elemente nach oben steigen. Das passiert zum Beispiel gerade in den Anden.

Im Meeresboden selbst ist "echtes" Gold oft im "Gold des kleinen Mannes" enthalten, wie das Eisensulfidmineral Pyrit gelegentlich genannt wird. Die rapide Ausdehnung des Lebens seit etwa 635 Millionen Jahren hat maßgeblich dazu beigetragen. Die Organismen veränderten das chemische Milieu im tiefen Ozean so, dass im Wasser gelöstes Gold bevorzugt in Pyrit eingebaut wurde, der sich in schlammigen, kohlenstoffreichen Ablagerungen befindet. Das berichtete kürzlich Andrew Tomkins von der Monash University in Melbourne. "Diese Sedimente wurden zum idealen Ausgangsmaterial für heutige Goldlagerstätten", schrieb er [3].

Während sich Tomkins in seinem Artikel auf geologisch junge Lagerstätten konzentrierte, konnte Damien Gaboury den Pyrit-Pfad nun auch für alte Goldanreicherungen nachzeichnen. In Quarzkörnern aus Lagerstätten in Kanada und Burkina Faso fand er winzige Mengen Ethan. Die Verbindung gilt als Hinweis darauf, dass organisches Material in der Tiefe erhitzt worden ist, was Gaboury in einen Zusammenhang bringt: Bereits vor zweieinhalb Milliarden Jahren bildete sich am Grund der Ozeane neben kohlenstoffreichen Ablagerungen auch Pyrit, der durch die Existenz von erstem freiem Sauerstoff vergleichsweise viel Gold aufnahm. Der Meeresboden wurde anschließend durch die Heißmangel der Gebirgsbildung gedreht, wodurch das Edelmetall nach oben gelangte – wo es heute abgebaut wird.
46. KW 2013

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 46. KW 2013

Lesermeinung

1 Beitrag anzeigen

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Leserzuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Leserzuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmer sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Lesermeinungen können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

Partnervideos