Metallsulfidvorkommen am Meeresboden - Deutsche Explorationslizenz im Indischen Ozean (INDEX)

Land / Region: Indischer Ozean

Projektanfang: 01.01.2011

Projektende: 05.05.2030

Projektstand: 18.03.2022

Die deutsche Industrie hängt zu 100 % vom Import von Metallrohstoffen ab. Insbesondere der Markt für Bunt- und Sondermetalle ist trotz einer zum Teil hohen Recyclingquote global hart umkämpft. Zu den Buntmetallen gehören u. a. Kupfer, Zink, Blei; Edel- und Sondermetalle wie Gold, Silber, Wismut, Selen, Tellur oder Indium bilden wesentliche Komponenten in elektronischen Bauteilen moderner technischer Produkte z. B. der Photovoltaik und in Geräten der modernen Telekommunikations- und Computerbranche. Eine dominierende Quelle für diese Metalle sind Massivsulfidlagerstätten, die – heute an Land weltweit im Abbau – mindestens seit 3,4 Mrd. Jahren am Meeresboden gebildet wurden. Diese Lagerstätten sind heute für mehr als 50 % der bisherigen globalen Zink- und Bleiproduktion verantwortlich; darüber hinaus haben diese Lagerstätten 7 % der Kupfer-, 18 % der Silber- und signifikante Anteile der Gold- und Spurenmetallproduktion geliefert.

Erloschener Schlot aus dem inaktiven GAUSS-Sulfidfeld, Zentralindischer Rücken Quelle: BGR

Angesichts steigender Nachfrage und Rohstoffpreise gibt es einen verstärkten weltweiten Trend zur Erkundung potenzieller Rohstoffvorkommen am Meeresboden. Es existieren in den Weltmeeren zurzeit mehr als 400 Lokationen mit metallreichen Lösungsaustritten und Mineralausfällungen. Mehr als 150 Lokationen hiervon bilden aus hochtemperierten Austritten außerordentlich metallreiche Schlote, die sogenannten 'chimneys' oder auch 'black smoker'. Unterhalb dieser Schlote können sich große Metallsulfiderzkörper bilden. Diese 'hydrothermalen Vorkommen' sind an vulkanische Strukturen in den Weltmeeren gebunden. Allein 65 % der Vorkommen treten an mittelozeanischen Rücken auf, Nahtstellen in den Weltozeanen mit einer Gesamtlänge von mehr als 60 000 km, an denen stetig neue ozeanische Kruste entsteht. Die Anzahl der weltweiten Vorkommen und das Wissen um die potenzielle Größe und den Metallreichtum dieser Areale durch den Landabbau haben zu einem Regelwerk der Internationalen Meeresbodenbehörde (ISA), einer der drei Einrichtungen des Internationalen Seerechtsübereinkommens (SRÜ), geführt. Hierdurch wird die Möglichkeit des Erwerbs von Explorationslizenzen in den internationalen Gewässern unter genau einzuhaltenden Regularien eröffnet, die insbesondere auch den Schutz und Erhalt der Meeresumwelt betreffen. Im Juli 2014 wurde der im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) gestellte Lizenzantrag der BGR für polymetallische Sulfide für eine Fläche von 10 000 km², aufgeteilt in 100 Blöcken mit 10 x 10 km Kantenlänge, im südwestlichen Indischen Ozean auf der Jahresversammlung der Internationalen Meeresbodenbehörde (ISA) angenommen. Ein entsprechender Explorationsvertrag mit der ISA wurde im Mai 2015 unterzeichnet. Auf dieser Basis darf die BGR das Gebiet südöstlich von Madagaskar gezielt erkunden. Dazu gehören neben der konkreten Abschätzung des Rohstoffpotenzials auch umfangreiche Untersuchungen zum Schutz und Erhalt der marinen Umwelt. Die Lizenz hat eine Laufzeit von 15 Jahren. Ziel der Erkundung ist es, mit Hilfe moderner rohstoffgeologischer Explorationstechniken Metallsulfidvorkommen zu identifizieren, die an den Austrittsstellen ehemals aktiver heißer Quellen am Meeresboden („schwarze Raucher“) entstanden sind.

Damit setzt die BGR ihre im Jahre 2011 begonnenen Erkundungsarbeiten für polymetallische Sulfide im Indischen Ozean fort.
Die erste Schiffsexpedition im Rahmen der Explorationslizenz zu den sulfidischen Ablagerungen im Indischen Ozean fand Ende 2015 statt (Ausfahrt INDEX2015). Seitdem wurden jährliche Erkundungskampagnen mit unterschiedlichen verfügbaren Forschungsschiffen als Arbeitsplattformen unternommen. Ziel der Arbeiten ist seitdem die Identifikation ehemals aktiver Metallsulfidvorkommen entlang des südlichen Zentralindischen und des nördlichen Südostindischen Rückens mit Hilfe moderner rohstoffgeologischer Explorationstechniken. Zum Einsatz kommen hierfür geologische und geophysikalische Methoden (Fächerecholote zur Abbildung des Meeresbodens; CSEM, Magnetik zur Identifizierung magnetischer Anomalien; sensorgestützte Wassersäulenuntersuchungen; Meeresbodenkartierung und –beprobung mittels Tauchroboter). Die Bestandsaufnahme der Artenvielfalt und Besiedlungsdichte der Bodenorganismen nimmt bei allen Ausfahrten eine zentrale Rolle ein und umfasst die Hälfte der eingesetzten Arbeits- und Schiffszeit. Diese Arbeiten werden durch Biologen vom Deutschen Zentrum für Marine Biodiversitätsforschung am Senckenberg-Institut (Wilhelmshaven) durchgeführt. Weitere Partner sind das kanadische Zentrum für Unterwasserforschung (CSSF), das mit ROPOS einen Unterwasserroboter (ROV) für Beprobungseinsätze stellt, das GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung in Kiel mit ROV Kiel 6000 und AUV ABYSS sowie Wissenschaftler aus Kiel, Bremen, Hamburg, Erlangen, Sudbury, Ontario/Kanada und Seattle/USA. Zusätzlich wurden seit 2015 im Rahmen eines Ausbildungsprogramms der ISA zwölf Trainees aus unterschiedlichen Entwicklungsländern (Ägypten, Nigeria, Ghana, Argentinien, Thailand, Singapur, Indien, Mauritius) während mehrerer Fahrtteilnahmen mit den Explorationsarbeiten vertraut gemacht.

Ende 2021 endete die jüngste Schiffsexpedition (INDEX2021) in das deutsche Lizenzgebiet. Bei der Expedition mit dem niederländischen Forschungsschiff „Pelagia“ wurde mit Hilfe geophysikalischer Untersuchungen die dreidimensionale Ausdehnung der Rohstoffvorkommen im Meeresboden im südlichsten Teil des Lizenzgebietes erfasst. Bei den geologischen Arbeiten stand der Einsatz eines neu entwickelten Bohrgerätes im Mittelpunkt. Von einem unbemannten Tauchboot aus wurden gezielt bis zu einem Meter lange Bohrkerne am Meeresboden entnommen. Damit gelang nicht nur der Nachweis der technischen Funktionsfähigkeit des Geräts, sondern es konnte auch gezeigt werden, dass mit dem Bohrgerät die zur Bewertung der Vorkommen notwendigen Informationen vor Ort (in-situ) unter minimaler Umwelteinwirkung gewonnen werden können. Ein weiterer Teilabschnitt der Expedition war zudem vorrangig den Umweltarbeiten gewidmet. So konnten fünf Verankerungen aus bis zu 4000 Meter Wassertiefe erfolgreich geborgen werden, nachdem diese zwei Jahre lang wertvolle Langzeit-Umweltdaten gesammelt hatten.

Weiterführende Informationen:

• Marine Rohstoffe NewsLetter 2022. Marine Mineralische Rohstoffe an der BGR (PDF, 1 MB)
• Marine Rohstoffe NewsLetter 2021. Marine Mineralische Rohstoffe an der BGR (PDF, 1 MB)
• Marine Rohstoffe NewsLetter 2019. Marine Mineralische Rohstoffe an der BGR (PDF, 2 MB)
• ESKP-Themenspezial: Rohstoffe in der Tiefsee
• Marine Rohstoffe NewsLetter 2018. Marine Mineralische Rohstoffe an der BGR (PDF, 926 KB)
• Marine Rohstoffe NewsLetter 2017. Marine Mineralische Rohstoffe an der BGR (PDF, 5 MB)

• Marine Rohstoffe NewsLetter 2016. Marine Mineralische Rohstoffe an der BGR (PDF, 14 MB)

  
  

Projektbeiträge:

• Cruise MSM59/1 - INDEX 2016_2
• Deutsche Explorationslizenz im Indischen Ozean - Umweltuntersuchungen der BGR
• INDEX2013-Tagebuch
• INDEX2016-Fahrt
• INDEX2017-Logbuch
• INDEX2019-Logbuch