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Rohstoffe: »Schatzkarte« führt zu bisher unbekannten Erzen

Immer mehr Metalle braucht die Menschheit - für Batterien, Windkraft und nachhaltige Produktion. Nun gibt es Indizien, wo gigantische Lagerstätten tief in der Erdkruste ruhen.
Die Kupfermine von FalunLaden...

Ohne Metalle geht in der Technik nichts – doch fast alle wichtigen Industriemetalle werden in Zukunft knapp, fürchten Fachleute. Die Nachfrage nach Rohstoffen wie Zink, Kupfer, Kobalt oder Molybdän wird, getrieben durch Hightech-Materialien für erneuerbare Energien, Speichertechnik und elektrische Fahrzeuge, schon bald die Kapazität der bekannten Lagerstätten überschreiten. Nun allerdings hat eine Arbeitsgruppe um Mark Hoggard von der Harvard University eine Art Schatzkarte erstellt, die den Weg zu großen Erzvorkommen weisen soll, die man mit bisherigen Techniken nicht finden kann. Wie das Team in »Nature Geoscience« schreibt, liegen die großen Lagerstätten dort, wo bei den uralten Kontinentkernen das Paket aus Kruste und dem steifen lithosphärischen Mantel darunter zum Rand hin dünner wird. Dort gibt es demnach eine Art magische Zone, in der die Bedingungen genau richtig sind, um dutzende Millionen Tonnen aus dem umgebenden Gestein in eng umgrenzten Bereichen abzulagern. Mit diesem Wissen könne man gezielt solche Vorkommen auch in hunderten Metern Tiefe aufspüren und ausbeuten.

Die größten Erzlagerstätten liegen in Sedimentbecken, allerdings keineswegs überall. Drei Viertel der Erdoberfläche bestehen aus solchen Zonen mit dicken Ablagerungen, doch die begehrten Ressourcen findet man nur in wenigen Bereichen. Die Arbeit von Hoggard und seinem Team zeigt nun, wo man suchen muss. Demnach nämlich gibt die Tiefe der Unterseite der Erdkruste den Ort der Ablagerung vor. Am Rand der alten Kontinentkerne steigt die Untergrenze des lithosphärischen Mantels von nahezu 250 Kilometer auf unter 150 Kilometer. Die Erzvorkommen liegen etwa dort, wo die Grenze zur weichen tieferen Schicht des Erdmantels in etwa 170 Kilometer Tiefe liegt. Diese Zonen ziehen sich wie lange Bänder über die Kontinente.

In diesen Bändern treffen zwei günstige Faktoren zusammen. Zum einen ist die Kruste hier noch dick genug, dass tiefe Becken voller Sedimente entstehen können, zum anderen ist der Wärmefluss aus dem Erdinneren gerade so hoch, dass heißes Wasser die Sedimente bis in große Tiefe durchströmt und Metalle herauslöst. Näher an der Oberfläche gibt es die Ressourcen in eng umgrenzten Zonen wieder ab. Bisher konnte man solche Erzlagerstätten aber nur aufspüren, wenn sie nahe an der Oberfläche sind. Doch dort liegen sie allerdings durch Zufall. Metalle reichern sich in der Tiefe an, und offen liegen sie erst, wenn die Erosion das Gestein darüber abgetragen hat, aber noch nicht die Lagerstätte selbst.

Es muss also noch viel mehr gigantische Metallreserven in der Tiefe geben. Sie zu finden, würde keineswegs nur den Zugang zu neuen Ressourcen eröffnen, sondern hätte auch handfeste Vorteile für den Umweltschutz. Neue Megalagerstätten an Land würden nicht nur den geplanten und immens schädlichen Tiefseebergbau unnötig und unwirtschaftlich machen, sie lägen außerdem in so großer Tiefe, dass man sie nicht mehr im Tagebau fördern kann – was den Abbau dieser Rohstoffe weniger zerstörerisch machen würde. Nicht zuletzt sind die Industriemetalle schlicht notwendige Voraussetzung für eine auf nichtfossiler Stromproduktion basierenden Energiewirtschaft.

27/2020

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 27/2020

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