Die Wiederentdeckung der Manganknollen im Pazifik

Lizenzgebiete zur Exploration von Manganknollen im Pazifik Quelle: BGR

Vor drei Jahrzehnten waren die ‚Manganknollen der Tiefsee’ schon einmal im Brennpunkt internationaler Forschungsaktivitäten und beflügelten damals überhöhte Erwartungen an unbegrenzt verfügbare neue Rohstoffvorkommen in den weitgehend unerforschten Weltmeeren. Jetzt sind die potenziellen marinen Rohstoffvorkommen erneut ins Blickfeld gerückt. Seit 2008 erkundet die BGR im Auftrag der Bundesregierung das deutsche Lizenzgebiet zur Exploration von Manganknollen im Pazifik zwischen Hawaii und Mexiko.

In den 1970er- und 1980er-Jahren wurden die in der Tiefsee verbreiteten Knollen als eine neue, bisher nicht genutzte Quelle für verschiedene Metalle wie Kupfer, Kobalt und Nickel entdeckt. Nach Jahren intensiver Forschungstätigkeit erschien ein submariner Abbau greifbar nahe.

Manganknollen auf dem Meeresboden Quelle: BGR

Ein Konsortium mit Beteiligung deutscher Firmen erwarb daher 1984 eine Förderlizenz im zentralen Pazifik. Allerdings verhinderte damals ein unerwarteter Preisverfall bei Metallrohstoffen den Beginn der kommerziellen Gewinnung von Manganknollen.

Angesichts der in den vergangenen Jahren teilweise dramatisch gestiegenen Rohstoffpreise hat das Thema Manganknollen erneut an Aktualität gewonnen. Basierend auf einer beständig wachsenden Datenbasis und einem verbesserten Verständnis mariner Vorgänge gelten Manganknollen und marine Massivsulfide heute als mögliche Metall-Lieferanten der Zukunft. „Vor diesem Hintergrund sind die Erkundungsvorhaben der BGR auch eine Maßnahme der strategischen Zukunftsvorsorge. Die frühzeitige Forschungstätigkeit der BGR ist ein Beitrag zur künftigen Rohstoffsicherung unseres Landes“, erläutert Dr. Michael Wiedicke-Hombach, BGR-Experte für marine Rohstoffe.

Beispiele für die unterschiedliche Belegung mit polymetallischen Knollen am Meeresboden: Aufsicht auf vier Kastengreiferproben. Seitenlänge des Kastengreifers 50 cm Quelle: BGR

Die seit 2008 laufenden BGR-Forschungsprojekte basieren auf einem Vertrag, den die BGR im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) im Jahr 2006 mit der Internationalen Meeresbodenbehörde der Vereinten Nationen abgeschlossen hat. Er gibt Deutschland das exklusive Recht, im Zentralpazifik auf einem Meeresareal von 75 000 km² – einer Fläche so groß wie Niedersachsen und Schleswig-Holstein zusammen – in rund 5000 Meter Tiefe 15 Jahre lang den Bestand der rohstoffreichen Manganknollen zu erfassen.

„Es geht darum, Entstehungsweise, Mengen und Verteilung von Manganknollen am Meeresboden zu erforschen. Außerdem dienen die Arbeiten dazu, Auswirkungen einer möglichen Förderung der Knollen auf die marine Umwelt qualifiziert beurteilen zu können“, erklärt Meeresgeologe Wiedicke-Hombach. Dabei nutzt die BGR auch die Ergebnisse, die in den 1970er und 1980er Jahren von deutschen Firmen und Forschungseinrichtungen erarbeitet wurden, darunter auch die Analysedaten aus den marinen Aktivitäten der früheren Preussag.

Einholen eines Kastengreifers nach dem Einsatz zur Gewinnung von Meeresboden-Proben in 4800 m Wassertiefe Quelle: BGR

„Das wirtschaftliche Interesse an den Manganknollen gründet dabei weniger auf ihren hohen Mangan- und Eisengehalten, die zusammen rund 35 Prozent ausmachen. Viel interessanter sind die Anteile von Nickel – 1,4 % –, Kupfer – 1,3% – und Kobalt – 0,3%“, so Wiedicke-Hombach.

Während einer ersten Seekampagne der BGR im Oktober und November 2008 wurde das Lizenzgebiet zum großen Teil bathymetrisch vermessen, um ein präzises digitales Geländemodell erstellen zu können. Weiterhin wurde die Sedimentverteilung kartiert und repräsentative Oberflächenproben mit Manganknollen gewonnen. Erste Auswertungen belegen eine überraschend lebhafte Topographie mit gebietsweise zahlreichen submarinen Vulkankegeln. Manganknollen finden sich auf den ebenen Meeresbodenflächen. Die Belegung variiert dabei deutlich. „Es gibt allerdings große Teilgebiete mit einer hohen Belegungsdichte, die vielfach zwischen 10 und 20 kg/m² liegt“, so Wiedicke-Hombach.

Das aufgrund seiner Bauweise („swath – small waterplane area twin hull“) für die bathymetrische Vermessung besonders geeignete Forschungsschiff „RV Kilo Moana“ Quelle: BGR

Ab Mitte Oktober setzt die BGR die Explorationsarbeiten im Lizenzgebiet fort. Mit dem gecharterten Forschungsschiff „Kilo Moana“, das aufgrund seiner „SWATH“-Bauweise besonders ruhig im Wasser liegt, werden die bathymetrische Kartierung sowie die Erfassung der Sedimentverteilung vervollständigt. Anschließend sollen mit einem knapp über dem Meeresboden geschleppten Messsystem das Feinrelief und die kleinräumige Knollenverteilung untersucht werden. „Diese Daten sind besonders wichtig, um ein den Verhältnissen angepasstes Konzept für eine mögliche Knollengewinnung erstellen zu können“, betont Meeresgeologe Wiedicke-Hombach.

Im April 2010 ist eine Kampagne mit dem Forschungsschiff „FS SONNE“ vorgesehen. Neben einer weiteren Beprobung stehen dann Videoaufzeichnungen des Meeresbodens im Vordergrund. Bei dieser Expedition unter Federführung der BGR werden Experten aus dem Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR), dem Alfred-Wegener-Institut (AWI) und dem Senckenberg-Institut eine interdisziplinäre Wissenschaftlergruppe bilden. Gemeinsam wollen sie die Geochemie, den strukturellen Aufbau, die Mikrobiologie, die Zusammensetzung benthischer Lebensgemeinschaften sowie paläoozeanographische Einflüsse untersuchen mit dem Ziel, den Manganknollen und ihrem Umfeld weitere Geheimnisse zu entreißen.

Weiterführende Informationen:

SCINEXX: Das Wissensmagazin. Geheimnisvolle Manganknollen: Rohstoffjagd in Neptuns Reich

International Seabed Authority (ISA)