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Rohstoffe: Meeresgrund steckt voller Seltener Erden

Hydrothermalquelle am Axial-Vulkan
Lanthan, Neodym oder Ytterbium – hinter diesen Namen verstecken sich gesuchte Metalle, ohne die heute kein Flachbildschirm oder Computer, keine Solar- oder Brennstoffzelle funktionieren würde. Obwohl die Elemente nicht so rar sind, wie der Name andeutet, erzielen sie auf dem Weltmarkt teilweise extrem hohe Preise: Momentan exportiert China 97 Prozent des weltweiten Bedarfs an diesen Rohstoffen, und der Staat möchte die Ausfuhr weiter verknappen. Japanische Wissenschaftler sind nun allerdings auf eine sehr ergiebige Ersatzquelle gestoßen: Tiefseesedimente aus dem Pazifischen Ozean enthalten bisweilen so hohe Konzentrationen der begehrten Metalle, dass bereits der Abbau auf fünf Quadratkilometer Fläche den momentanen Jahresbedarf der Menschheit decken könnte.

Yasuhiro Kato von der Universität Tokio und seine Kollegen hatten an 78 verschiedenen Stellen rund 2000 Sedimentproben aus dem Tiefseeboden des Pazifiks gezogen und chemisch analysiert. Rund um Hawaii wiesen sie im Minimum eine Konzentration von 0,1 Prozent der gewünschten Metalle pro Probe nach, im südöstlichen Pazifik bei Tahiti sogar einen Wert von 0,2 Prozent. Was sich im ersten Moment nach sehr geringer Ausbeute anhört, entspricht dem, was auch einige Minen in China liefern. Zudem steckten in den Proben relativ große Mengen der schwereren Seltenen Erdmetalle, die besonders begehrt sind.

Da manche der mineralreichen Ablagerungen mancherorts bis zu 70 Meter mächtig sind, errechneten die Geologen abbauwürdige Vorkommen: Ein Quadratkilometer mit metallhaltigem Schlamm bei den Hawaii-Inseln könnte demnach 25 000 Tonnen Seltene Erden liefern. Insgesamt dürften sich nach Katos Schätzungen etwa 110 Millionen Tonnen im Meeresgrund verbergen – der gegenwärtige jährliche Weltbedarf beläuft sich auf 112 000 Tonnen.

Die Lagerstätten entstehen vor allem rund um heiße Tiefseequellen – so genannte Schwarze Raucher –, die sich entlang von mittelozeanischen Rücken und anderen geotektonisch aktiven Zonen entwickeln. Dort strömt extrem mineralreiches Wasser aus, dessen Bestandteile chemisch ausfallen oder von Mikroben aufgenommen werden und nach deren Absterben auf den Meeresboden rieseln. Aus den Sedimenten können sie dann mit Hilfe von Säure relativ leicht abgeschieden und gewonnen werden.

Ob sich der Abbau allerdings bereits in naher Zukunft rechnet, steht noch in den Sternen: Die Vorkommen lagern in 3500 bis 6000 Meter Tiefe, ihre Gewinnung ist also technisch hochkomplex und teuer. Außerdem existieren an Land Lagerstätten, die zukünftig erschlossen werden sollen und Metallkonzentrationen von 3 bis 10 Prozent aufweisen. Völlig ungeklärt sind außerdem die ökologischen Folgen der Erzförderung aus der Tiefsee: Schwarze Raucher gehören zu den artenreichsten und empfindlichsten Ökosystemen der Tiefsee, die sich nur langsam regenerieren. Das Absaugen von Sedimenten würde sie verwüsten. Kato weist allerdings darauf hin, dass sein Team die höchsten Metallkonzentrationen entfernt von aktiven Hydrothermalquellen gefunden hat, so dass Umweltschäden geringer ausfallen könnten. (dl)

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  • Quellen
Nature Geo. 10.1038/NGEO1185, 2011

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