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Rohstoffe : Begehrte Metalle im Tiefseeschlamm

  • -Aktualisiert am

Ohne Seltene Erden kommt kein IPhone aus Bild: Helmut Fricke

Im Pazifikboden stecken größere Vorkommen an Seltenen Erden. Die Gewinnung der etwa für Handys wichtigen Gruppe von insgesamt 17 Elementen ist aber aufwendig und mit Umweltrisiken verbunden.

          Zu den wertvollen Bodenschätzen, die rund um den Globus abgebaut werden, gehören auch die Metalle, die man als Seltene Erden bezeichnet. Diese Gruppe von insgesamt 17 Elementen ist für viele Hightechanwendungen unverzichtbar: Sie stecken in Leuchtdioden, Flachbildschirmen, Handys, Brennstoffzellen oder Windrädern und sind entsprechend begehrte Rohstoffe. Ihrem Namen zum Trotz sind die Seltenen Erden gar nicht so rar in der Erdkruste. Sie sind jedoch fein verteilt, und es gibt nur wenige Vorkommen, in denen die Metalle in wirtschaftlich abbaubaren Mengen angereichert sind. China beispielsweise produziert zurzeit 97 Prozent des Weltbedarfs, und weltweit wurde mit Sorge registriert, dass das asiatische Land im vergangenen Jahr seine Ausfuhr gedrosselt hat und die Preise für Seltene Erden in die Höhe geschnellt sind.

          Die Abhängigkeit von China könnte sich als Achillesferse der Hightechindustrie erweisen. Große Aufmerksamkeit hat daher eine Studie gefunden, die kürzlich in der Zeitschrift "Nature Geoscience" (doi: 10.1038/ngeo 1185) erschienen ist. Japanische Forscher melden darin, dass sie im Tiefseeschlamm des Pazifiks bedeutende Lagerstätten für Seltene Erden ausgemacht haben. Ob diese Schätze vom Meeresgrund dazu beitragen können, den Engpass in der Versorgung mit Seltenen Erden zu beheben, ist jedoch äußerst fraglich.

          Unersättlicher Weltbedarf

          Die Forscher um Yasuhiro Kato von der Universität Tokio haben Bohrkerne von rund achtzig Stellen im Pazifik aus 3500 bis 6000 Meter Wassertiefe untersucht. Ein Teil der bis zu fünfzig Meter langen Bohrkerne stammt aus internationalen Tiefseebohrprogrammen, die zum Beispiel mit dem Bohrschiff "Joides Resolution" ausgeführt wurden. Andere Proben wurden eigens vom Ozean-Forschungsinstitut der Universität Tokio gewonnen. Insgesamt haben die Forscher die elementare Zusammensetzung von 2000 Sedimentproben mittels Röntgenfluoreszenzanalyse bestimmt. Dabei stießen sie in einigen Proben auf höhere Konzentrationen an Seltenen Erden. Diese Sedimente stammen aus Regionen im zentralen Nordpazifik und im östlichen Südpazifik.

          Der Gehalt an Seltenen Erden in dem Tiefseeschlamm beträgt bis zu 0,2 Prozent und ist damit vergleichbar mit den Lagerstätten in China. Was die sogenannten schweren Seltenen Erden betrifft, die für viele Hightechanwendungen besonders wichtig sind, ist der Meeresboden stellenweise sogar besonders ergiebig: Hier fanden die Forscher mit bis zu 0,04 Prozent doppelt so hohe Konzentrationen wie in den bekannten chinesischen Vorkommen. Aus einem einen Quadratkilometer großen Gebiet könnte man, so vermuten die japanischen Forscher, 25 000 Tonnen Seltene Erden gewinnen. Der Weltbedarf liegt derzeit bei 134 000 Tonnen pro Jahr.

          Versorgungsengpässe

          Experten betrachten den metallischen Schatz auf dem Meeresboden jedoch mit Skepsis. "Das ist wirtschaftlich nicht abbaubar, selbst im Hinblick auf die begehrten schweren Seltenen Erden", sagt Harald Elsner von der Deutschen Rohstoffagentur Dera. Zu teuer sei der Abbau in den großen Wassertiefen und die Aufarbeitung des Sediments, das zu mehr als 99 Prozent aus wertlosem Schlamm besteht. Im April dieses Jahres hat die Dera eine Studie zur Versorgungslage mit Seltenen Erden vorgelegt. Danach erwarten die Rohstoffexperten vom kommenden Jahr an eine Entspannung bei der Versorgung mit den leichten Seltenen Erden. Bei den schweren Seltenen Erden wird es jedoch weiterhin Engpässe geben. Dazu gehören das Metall Dysprosium, das für die Magneten in wartungsarmen Windkraftanlagen verwendet wird, oder die Elemente Terbium und Europium, die energiesparende Leuchtmittel ermöglichen. Sämtliche derzeit verwendeten schweren Seltenen Erden werden aus China importiert.

          Explodierende Preise

          Der zuletzt gedrosselte Export - China verweist auf den Aufbau einer eigenen Hightechindustrie sowie höhere Umweltschutzstandards beim Abbau - stellt die Weltwirtschaft ebenso vor Schwierigkeiten bei der Versorgung mit den Metallen wie auch die durch die Finanzkrise mitbedingte Preisentwicklung: Ein Kilogramm Europiumoxid kostete 2004 noch 250 Dollar, heute ist mindestens das Dreifache fällig. Laut Dera-Studie werden derzeit weltweit 270 Lagerstätten erkundet. Darunter sind allerdings nur 16 Vorkommen mit einem erhöhten Anteil an schweren Seltenen Erden. In einigen wird demnächst mit dem Abbau begonnen, bei anderen Lagerstätten ist das noch fraglich. "Es gibt nennenswerte Vorkommen in Kanada", sagt Elsner. "Doch schon dort fehlt es an Investoren." Ein aufwendiges Tiefseeprogramm wird mit diesen Projekten schon aus finanziellen Gründen nicht konkurrieren können.

          Schlechte Erfahrungen

          Außerdem stehen einem Tiefsee-Bergbauprojekt massive ökologische Bedenken im Wege. Harald Elsner verweist auf die Erfahrungen mit dem Abbau von Manganknollen. Auf dem Grund des Pazifiks liegen große Mengen dieser einer verschrumpelten Kartoffel nicht unähnlichen Knollen, die Buntmetalle wie Kobalt, Nickel und Kupfer enthalten - begehrte Rohstoffe für die Stahl- und Elektroindustrie. Vor etwa 30 Jahren begann man mit der Erkundung, wie man die Knollen heben kann. Die damaligen Versuche haben jedoch schwere Schäden hinterlassen. Meeresbiologen schlugen Alarm, dass die mechanische Bearbeitung des Meeresbodens und das aufgewirbelte Sediment das Leben auf dem Meeresgrund zerstören. Die Internationale Meeresbodenbehörde der Vereinten Nationen hat daraufhin strenge Vorschriften für weitere Explorationen erlassen. "Diese Manganknollen kann man wenigstens greifen", sagt Elsner. Das nun untersuchte Sediment enthält hingegen höchstens 0,2 Prozent Seltene Erden. "Der Rest ist Schlamm, der nach der Abtrennung wieder in die Tiefe gebracht wird. Dieser Schlamm wird alles Leben da unten ersticken."

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