09/06: Manganknollen - 'Trüffel' der Tiefsee

Manganknollen aus dem Peru-Becken (7°04'S / 88°28'W) aus circa 4.150 m Wassertiefe Quelle: BGR

Manganknollen bedecken in wechselnden Mengen den Boden der Tiefseebecken, meist in Wassertiefen von 4.000-5.000 Metern.

Als exotisches Phänomen wurden sie bereits vor über 130 Jahren von der britischen Challenger-Expedition beschrieben. Als Rohstoffquelle gerieten sie aber erst in den 1970-80iger Jahren ins Visier von Wissenschaft und Industrie. Dies begründet sich nicht auf dem dominierenden Anteil an Mangan(-Hydroxiden), sondern auf dem Gehalt an Buntmetallen (Kobalt, Kupfer, Nickel), der im Mittel nur etwa 3 Prozent beträgt. Die Manganknollen – korrekt sollten sie als ‚polymetallische Knollen’ bezeichnet werden – bilden sich um kleine feste Kerne als dünne chemische Ausfällungen, die sowohl aus dem weichen Sediment wie auch dem Meerwasser gespeist werden. Im Laufe ihres sehr langsamen Wachstums (sie können durchaus 15 Millionen Jahre alt sein) entsteht ein konzentrisch-schaliger Aufbau aus vielen dünnen Wachstumslagen ähnlich einer Zwiebel. Sie gelten als ein Metall-Rohstoff der Zukunft, der besonders im zentralen Pazifik intensiv erforscht wird.

Typische Wachstumsform einer Manganknolle (Vergrößerung)

Chemische Zusammensetzung einer Manganknolle als Tortendiagramm (Vergrößerung)

Das linke Bild zeigt die unregelmässige Wachstumsstruktur, die an Blumenkohl erinnert; man kann auch erkennen, wie tief die Knolle im Sediment steckte, denn die Anlagerung von Mangan-Hydroxiden aus dem Sediment hinterlässt eine glattere Oberfläche als die aus dem Meerwasser.

Das rechte Bild zeigt auf dem Hintergrund eines Knollenquerschnittes die chemische Zusammensetzung als Tortendiagramm. Wirtschaftlich interessant sind nach jetzigem Kenntnisstand nur die etwa 3 Prozent Gehalt an Kobalt (zur Zeit Marktpreis pro Tonne mehr als 32.000 Euro) Kupfer (circa 7.000 Euro) und Nickel (circa 20.000 Euro). Zusätzlich sind sicher auch 'moderne' Metallgehalte im Spurenbereich interessant (mehrere Hundert ppm an Molybdän und Tellur).

Die Knollen stammen aus dem Peru-Becken (7°04'S / 88°28'W) aus rund 4.150 m Wassertiefe.

Autor: Dr. Michael Wiedicke-Hombach

Links:

Weiterführende Info unter Geoscience online

Internationale Meeresbodenbehörde der Vereinten Nationen

Übrigens: Die BGR unterhält Sammlungen in Berlin und Hannover, hier in Zusammenarbeit mit dem Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie (LBEG). Sie gehören zu den großen geowissenschaftlichen Sammlungen in Deutschland.

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