Original-URL des Artikels: https://www.golem.de/news/deep-sea-mining-das-grosse-tauchen-1602-119048.html    Veröffentlicht: 12.02.2016 12:04    Kurz-URL: https://glm.io/119048

Deep Sea Mining

In der Tiefsee liegt die Zukunft der Technik

Im Wasser schwimmen Fische - und darunter liegen edle Metalle: Kupfer, Kobalt, Elemente der Seltenen Erden. Stoffe, die für die moderne Technik wichtig sind. Der Run darauf hat schon begonnen.

Die Schätze der Tiefsee: Für Unternehmen wie Nautilus Minerals oder Diamond Fields International (DFI) sind das nicht Wracks spanischer Goldschiffe aus den Kolonien in Südamerika oder mit Beutegut versunkene Piratenschiffe, sondern Rohstoffe auf dem Meeresgrund. Die Suche danach hat nicht nur wirtschaftliche, sondern auch politische Bedeutung.

Meistens wird der Abbau unterseeischer Rohstoffe heute mit dem Bohren nach Öl oder Gas assoziiert, vielleicht noch mit der Suche nach Methanhydratvorkommen. Doch in der Tiefsee gibt es auch andere Bodenschätze, die es abzubauen lohnt: Ablagerungen auf dem Meeresgrund, die so manches begehrte Metall enthalten, darunter Kupfer für Leiter, Kobalt, das in Akkus verwendet wird, oder die Edelmetalle Gold und Silber.

Wem gehört der Meeresboden?

Der Run auf die unterseeischen Rohstoffvorkommen hat längst begonnen. Allerdings darf nicht jeder nach Belieben auf hoher See den Meeresboden nach Bodenschätzen absuchen. Eine internationale Behörde vergibt Lizenzen dafür. Einige Länder stecken bereits ihre Claims ab und erheben Ansprüche auf Meeresgebiete, die bisher als Hohe See galten: Russland etwa hat 2007 eine Flagge auf dem Lomonossow-Rücken aufgepflanzt, einer Hügelformation unter der Arktis. Der Rücken sei ein direkter Ausläufer des Festlandsockels, begründete die Regierung unter Präsident Wladimir Putin den Vorstoß.

Auch Dänemark und Kanada beanspruchen den Rücken. Norwegen will ebenfalls seine 200-Meilen-Zone in Richtung der Polarregion erweitern. Und dass Großbritannien seit Jahrzehnten an ein paar sturmgepeitschten Inseln am anderen Ende der Welt festhält, hat nicht unerheblich damit zu tun, dass die Falklands und Südgeorgien dem Land einen exponierten Zugang zur Antarktis sichern.

De Beers fördert Diamanten im Meer

Andernorts sind die Verhältnisse geklärt. Vor der Küste Namibias etwa. Dort baut De Beers, der weltgrößte Diamantenproduzent, Diamanten ab. Wie an Land werden dafür auch im Meer Löcher in den Boden gegraben - mit Tunnelfräsmaschinen, vergleichbar jenen Ungetümen, die sich in London durch den Untergrund, in Hamburg unter der Elbe hindurch oder in der Schweiz durch den St. Gotthard fressen.

Von Abbauschiffen aus werden sie senkrecht zum Grund hinabgelassen und fräsen dann Löcher in den Meeresboden. Der Aushub wird an Bord gesaugt und dort getrennt. Das Ganze spielt sich in relativ flachem Wasser ab, in etwa 90 bis 140 Metern Tiefe.

Drei Ressourcen in der Tiefsee werden gesucht

Das kanadische Tiefseebergbauunternehmen Nautilus Minerals, das südkoreanische Institut für Meereswissenschaften und die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) wollen aber in größere Tiefen vorstoßen. Nach drei verschiedenen Ressourcen suchten sie dort, sagt Sven Petersen im Gespräch mit Golem.de: Manganknollen, kobaltreiche Krusten und Massivsulfiden. Petersen ist Experte für magmatische und hydrothermale Systeme beim Geomar-Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung in Kiel.

Manganknollen sind kartoffel- bis salatkopfgroße Brocken, die in 4.000 bis 6.000 Metern Tiefe auf dem Meeresgrund liegen. Sie bestehen zum größten Teil aus Eisen und Mangan. Außerdem enthalten sie wertvolle Metalle wie Kobalt, Kupfer, Nickel oder Titan. Andere begehrte Stoffe wie Metalle der Seltenen Erden, Platinmetalle oder Wolfram kommen in sehr geringem Maß auch vor - all das macht die Knollen für den Abbau attraktiv.

Manganknollen wachsen auf dem Meeresboden

"Manganknollen sind ein zweidimensionaler Rohstoff. Das heißt, sie liegen auf der Sedimentoberfläche", sagt Petersen. Sie entstehen über Jahrmillionen, indem sie Metalle aus dem Umgebungswasser der Sedimente aufnehmen. Die Metalle sammeln sich um einen Kern und wachsen etwa 5 bis 20 Millimeter in einer Million Jahre.

Wie die Manganknollen sind auch die kobaltreichen Krusten Ablagerungen der Metalle aus dem Meerwasser. Die Metalle lagerten sich auf allen unterseeischen Felsen an, erklärt Petersen. Flaches Gestein werde in der Regel mit der Zeit von Sediment bedeckt, die Flanken alter unterseeischer Vulkane seien aber zu steil, als dass sich Sedimente darauf absetzen können. Und so wachsen die Krusten an den Abhängen, allerdings langsamer als die Knollen: nur etwa einen bis fünf Millimeter in einer Million Jahre.

Krusten wachsen auf alten Vulkanen

Wie die Manganknollen sind auch die Krusten ein zweidimensionaler Rohstoff, der die Hänge der Seeberge bedeckt. Diese Krusten können mehrere Zentimeter dick werden. Um Knollen oder Krusten in großer Menge abzubauen, müssen also jeweils sehr große Flächen bearbeitet werden. Das ist nicht nur aufwendig, sondern kann - zumindest in Fall der Manganknollen - auch die Unterwasserwelt massiv beeinträchtigen, eine Welt, die wir noch kaum kennen.

Die dritte Ressource, die im Meer abgebaut werden soll, sind die Massivsulfide. Das sind metallhaltige Schwefelverbindungen, beispielsweise Kupfer, Zink, Gold, Silber, Indium, Germanium, Wismut oder Selen. Sie entstehen an unterseeischen Hydrothermalquellen, den Schwarzen Rauchern, die in vulkanisch aktiven Regionen wie dem Mittelozeanischen Rücken auftreten.

Meerwasser sickert in Spalten

Das Meerwasser sickert in Spalten in der Erdkruste, wo es aufgeheizt wird und wieder aufsteigt. Dabei löst es Schwefel und Metalle aus dem Gestein. Kommt das aufsteigende heiße Wasser mit dem kalten Meerwasser in Kontakt, werden die gelösten Metalle ausgefällt und setzen sich ab. Die Ablagerungen könnten 50 Meter dick werden, sagt Petersen, seien also deutlich dicker als die kobaltreichen Krusten. Das vereinfache den Abbau.

Allerdings sind auch die Schwarzen Raucher, die erst 1979 entdeckt wurden, nicht ganz unproblematisch: Das austretende Wasser hat eine Temperatur von etwa 400 Grad und einen ph-Wert von 2 bis 3, ist also sehr sauer. Beides bekommt Technik meist nicht sehr gut. Außerdem haben sich um die Hydrothermalquellen komplexe Ökosysteme gebildet - mit Bakterien, die ihre Energie durch Chemosynthese, also ohne Licht, erzeugen, verschiedenen Krebse, Würmer oder Seesterne. Gegen einen möglichen Abbau gebe es deswegen große Proteste von Umweltschützern, sagt Petersen: Sie befürchten, dass dort Lebensräume zerstört werden, die wir noch gar nicht richtig kennen.

Schwarze Raucher erlöschen

Dennoch könnte Bergbau dort unproblematisch sein: Die Schwarzen Raucher haben nämlich nur eine begrenzte Lebensdauer - irgendwann sind die Spalten und Röhren verstopft, und die Wärmequelle versiegt. Dann fallen alle Probleme auf einmal weg: die widrigen Bedingungen ebenso wie die Störungen der Lebensgemeinschaft, die von ihrem Schwarzen Raucher abhängig ist. Erlischt er, endet sie - wobei noch nicht geklärt ist, ob die Fauna abstirbt oder die Tiere zu einem anderen Schwarzen Raucher abwandern.

Unterwasserbergbauer interessieren sich deshalb vor allem für erloschene Schwarze Raucher - und wollen in absehbarer Zeit damit anfangen, sie abzubauen.

Nautilus Minerals hat die nötigen Gerätschaften

Das kanadische Unternehmen Nautilus Minerals etwa hat eine Lizenz, Massivsulfide vor Papua-Neuguinea abzubauen. Ein Joint Venture des kanadischen Unternehmens Diamond Fields International (DFI) und des saudischen Unternehmens Manafa International hat eine Lizenz für das Rote Meer. Begonnen hat der Abbau allerdings noch nicht.

Da die Ablagerungen dick genug sind, könnten die Vorkommen mit Greifersystemen, vergleichbar einer Baggerschaufel, abgebaut werden. Auch die zu bearbeitende Fläche ist begrenzt: Die Lagerstätten hätten einen Durchmesser von höchstens 150 bis 200 Metern, sagt Petersen. Die nötigen Abbaugeräte hat Nautilus schon in Schottland bauen lassen. Einsatzbereit sind sie aber noch nicht: Das Schiff, von dem aus abgebaut werden soll, ist noch nicht fertig. 2018 soll es losgehen.

Krusten werden abgekratzt

Komplizierter ist der Abbau der Kobaltkrusten: Die Hänge, an denen sie vorkommen, sind teilweise steil und schroff - kein ideales Terrain für Maschinen. Die Abbaumaschinen müssten sich an Hängen entlanghangeln, die Kruste so gut wie möglich vom Untergrund ablösen und dabei möglichst wenig vom Substrat mitnehmen. Das abgebaute Material soll dann auf ein Schiff an der Oberfläche gepumpt werden. Auch das ist nicht unproblematisch: Das Schlauchsystem muss stabil genug sein, damit die Krusten es nicht beschädigen.

Am einfachsten ist die Gewinnung der Manganknollen: Sie sollen mit einem Gerät ähnlich einer Kartoffel-Ernte-Maschine vom Meeresboden aufgesammelt werden. Allerdings gibt es auch von diesen Geräten bisher nur Prototypen.

Deutsche Unternehmen förderten Manganknollen

1978 hat ein internationales Konsortium, an dem auch deutsche Unternehmen beteiligt waren, mehrere Hundert Tonnen Manganknollen aus dem 5.000 Meter tiefen Pazifik gehoben. Damals ging das noch. Vier Jahre später aber trat die United Nations Convention on the Law of the Sea, (Unclos), das Seerechtsübereinkommen der Vereinten Nationen, das die Nutzung der offenen See regelt und den Schutz und die Erhaltung der Meeresumwelt festschreibt.

Damals gab es Proteste dagegen, weil Umweltschützer befürchteten, dass die Sammelmaschinen erhebliche Schäden auf dem Tiefseeboden anrichten: Tonnen von Sediment werden aufgewirbelt und können sich auf anderen, unbeweglichen Lebewesen absetzen, die dadurch absterben. Die Maschinen überrollen Lebewesen auf dem Meeresboden oder diese werden mit den Knollen zusammen hochgesaugt und verenden auf dem Sammelschiff.

Erntemaschinen sollen schwimmen

Einige dieser Probleme ließen sich lösen: So sollen künftige Erntemaschinen ein Gehäuse bekommen, damit sie weniger Sediment aufwirbeln. Es werden auch Geräte erwogen, die nicht auf dem Meeresboden abgesetzt werden. Sie schwimmen darüber und sammeln die Knollen auf.

Nach den ersten Versuchen erlosch das Interesse an den unterseeischen Rohstoffen jedoch erst einmal. Die Preise für die an Land gewonnenen Rohstoffe sanken, weil neue Vorkommen entdeckt, Rohstoffe durch Recycling zurückgewonnen oder durch andere ersetzt wurden. Erst jetzt erwacht das Interesse wieder. Nicht zuletzt, weil Regierungen hoffen, so einfacher an Rohstoffe zu kommen.

Auch Deutschland will auf dem Meeresboden schürfen

Unternehmen wie Nautilus Minerals investieren Millionen, um auf dem Meeresboden Rohstoffe abzubauen. Ob das wirtschaftlich ist, wird sich zeigen müssen. Ebenso, ob das technisch machbar ist. "Dass vor 30 Jahren etwas für wenige Stunden funktioniert hat, ist etwas anderes, als einen Bergbaubetrieb über 250 Tage im Jahr reibungsfrei zu gewährleisten", sagt Petersen.

Beteiligt an der Suche nach den Schätzen sind aber nicht nur Unternehmen: Auch ganze Länder mischen mit. Japan etwa oder Südkorea, in deren ausschließlicher Wirtschaftszone sich Tiefseegewässer befinden. In diesem etwa 200 Seemeilen (etwa 370 Kilometer) breiten Bereich dürfen Küstenstaaten ungehindert Meeresbergbau betreiben.

UN-Behörde vergibt Lizenzen, ...

Länder wie etwa Deutschland, die nur Flachwasser in der ausschließlichen Wirtschaftszone oder gar keinen Zugang zum Meer haben, sind aber dennoch nicht vom Tiefseebergbau ausgeschlossen. Sie können ebenso wie Unternehmen bei der International Seabed Authority (Isa) eine entsprechende Lizenz für den Tiefseebergbau auf hoher See beantragen. Das ist die Internationale Meeresbodenbehörde der UN, die ihren Sitz in Kingston in Jamaika hat.

Knapp 20 Lizenzen hat die Isa bereits für Manganknollen vergeben, vier für kobaltreiche Krusten und sechs für Massivsulfide - die beiden Letzten ausschließlich an Länder. Auch Deutschland ist dabei: Die in Hannover ansässige BGR hält zwei Lizenzen, die es erlauben, Massivsulfide im Indischen Ozean und Manganknollen im Pazifik zu erkunden.

... aber nur für die Erkundung

Und zwar nur zu erkunden: Bisher hat die Isa nämlich noch keine Lizenzen vergeben, um diese Rohstoffe auch abzubauen. Die dafür nötigen Regularien gibt es noch nicht. 2001 hat die Behörde die ersten Explorationslizenzen mit einer Laufzeit von 15 Jahren ausgestellt. Die laufen in diesem Jahr aus und werden voraussichtlich um fünf Jahre verlängert.

Dieser Aufschub dürfte indes auch den Lizenzhaltern zupasskommen: Die müssten am Ende der Laufzeit einen Abbautest in 4.000 bis 6.000 Metern Wassertiefe durchführen. Die dafür nötigen Gerätschaften gibt es aber ebenso wenig wie Regularien für den Tiefseebergbau. Bis 2021 sollte beides vorhanden sein.

Neben den wirtschaftlichen gibt es auch andere Motive, in der Tiefsee nach wertvollen Metallen zu suchen. "Die Länder haben eventuell ein geostrategisches und kein wirtschaftliches Interesse", sagt Petersen. Sie könnten auf diese Weise versuchen, die Rohstoffzufuhr für die heimische Industrie zu sichern, ohne sich von anderen Ländern abhängig zu machen. Für eine Tiefseebergbaulizenz muss eine Regierung nämlich nicht mit einer anderen Regierung, sondern mit einer UN-Behörde verhandeln.  (wp)


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