Für die Produktion von Smartphones, Elektroautos und Co. werden Rohstoffe wie Mangan, Nickel, Kobalt und Seltene Erden benötigt. Bisher stammen diese oft aus Minen in Afrika, wo sie unter prekären Umwelt- und Arbeitsbedingungen abgebaut werden. Noch nicht erschlossen ist dagegen ein weiteres riesiges Vorkommen: Am Meeresboden der Tiefsee, in etwa 3500 bis 6500 Metern unter der Meeresoberfläche, finden sich sogenannte Manganknollen. Sie sind einige Millimeter bis Dezimeter groß und haben sich über Millionen von Jahren aus verschiedenen Metallen zusammengelagert, die zuvor im Meerwasser gelöst waren oder bei der Zersetzung organischen Materials freigesetzt wurden.
Begehrte Rohstoffe
„Aufgrund ihres großen Vorkommens und ihres beträchtlichen Gehalts an Kupfer, Nickel, Kobalt und einer Reihe von Seltenerdelementen sind die Knollen seit den 1960er Jahren von kommerziellem Interesse“, erklärt ein Team um Iason-Zois Gazis vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung in Kiel. Die Internationale Meeresbodenbehörde ISA arbeitet derzeit an einem Regelwerk, das festlegen soll, ob und unter welchen Bedingungen die Manganknollen abgebaut werden dürfen. Bisher ist allerdings weitgehend unklar, wie sich ein möglicher Tiefseebergbau auf die empfindlichen Ökosysteme der Tiefsee auswirken würde. Frühere Studien haben bereits darauf hingedeutet, dass entsprechende Eingriffe Schäden verursachen, die noch nach Jahrzehnten die Artenvielfalt und die Funktionsfähigkeit des Ökosystems beeinträchtigen.
Eine der bisher noch wenig verstandenen Gefahren besteht in der Ausbreitung von Sedimentwolken, die beim Abbau der Manganknollen aufgewirbelt werden. Um besser zu verstehen, wie sich das Sediment am Meeresgrund bei einem möglichen Tiefseebergbau verhalten würde, haben Gazis und sein Team eine Testmission eines Knollenkollektor-Prototyps wissenschaftlich begleitet. Im April 2021 testete das belgische Unternehmen Global Sea Mineral Resources (GSR) ein Tiefseefahrzeug zum Abbau von Manganknollen. In 4500 Metern Tiefe baute das ferngesteuerte Gerät während seines 41-stündigen Testbetriebs Manganknollen auf einer Fläche von 34.000 Quadratmetern ab.
Aufgewirbeltes Sediment
Das Forschungsteam erfasste mit verschiedenen Sensoren am Meeresboden sowie Tauchrobotern, wie sich die aufgewirbelten Sedimentwolken ausbreiteten und wieder ablagerten. „Während der größte Teil der aufgewirbelten Sedimente innerhalb weniger hundert Meter wieder zu Boden sinkt, konnten wir feine Partikel noch in bis zu 4,5 Kilometern Entfernung nachweisen“, berichtet Gazis. Entlang steiler Abschnitte des Meeresbodens bewegte sich die Sedimentwolke bis zu 500 Meter hangabwärts. Ihre weitere Ausbreitung wurde durch die natürliche Ozeanströmung bestimmt.
