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INTERVIEW/289: Welttag der Ozeane 2019 - Geoverwertungsforschung in der Tiefsee ...    Dr. Carsten Rühlemann im Gespräch (SB)



"Die Versorgung mit und der sichere Zugang zu Rohstoffen sind entscheidende Faktoren für den Wirtschaftsstandort (...) Vor dem Hintergrund des wachsenden Bedarfs an Hochtechnologie-Rohstoffen wollen wir Projekte im Tiefseebergbau vorantreiben und unterstützen die Durchführung von Pilot-Mining-Tests (...) Für einen umweltverträglichen Tiefseebergbau sollen internationale Regeln entwickelt werden."
(aus dem Koalitionsvertrag zwischen CDU, CSU und SPD, 19. Legislaturperiode, 12. März 2018, [1])

"Wir können es uns als Menschheit nicht leisten, in den Meeren noch mehr Schaden anzurichten. Doch genau das wird mit Tiefseebergbau passieren. Damit wird ein Teil der Meere unwiederbringlich zerstört - mit Auswirkungen, die unseren derzeitigen Wissensstand über die Ozeane und ihre Ökosysteme weit überschreiten. Selbst ein internationales Regelwerk für Tiefseebergbau, das Umweltschutz beinhaltet, wird die Zerstörung der Abbaugebiete in Kauf nehmen müssen. Anders geht Tiefseebergbau nicht."
(Marie-Luise Abshagen, Forum Umwelt und Entwicklung, 7. Juni 2019, [2])

Solange die Politik nicht die Weichen zu einer weitreichend verbrauchsarmen, ressourcenschonenden Produktionsweise stellt, wird der Bedarf an Rohstoffen weiter wachsen. Zumal mit der Digitalisierung und dem Umstieg von Motoren, die mit den fossilen Energieträgern Erdöl oder Erdgas angetrieben werden, auf elektrische Antriebe der Bedarf an bestimmten Rohstoffen wächst. Wenn die landgebundenen Lagerstätten diesen nicht stillen können oder der Aufwand und damit die Kosten der Rohstofförderung immer größer werden, weil die eine oder andere Lagerstätte allmählich ausgeschöpft wird, werden andere potentielle Quellen ins Visier genommen.

Der Blick der rohstoffhungrigen Industriegesellschaft richtet sich einerseits in die Tiefen des Alls auf die Asteroiden, andererseits in die Tiefen der Ozeane auf den Meeresboden. Dort lagern beispielsweise Manganknollen, die neben ihrem namensgebenden Element Mangan auch sogenannte Wertmetalle wie Kupfer, Kobalt und Nickel enthalten. Zu den ebenfalls in jenen polymetallischen Knollen vorkommenden Spurenmetallen, die von Interesse sein können, zählen unter anderem Molybdän, Lithium, Neodym, Antimon, Wismut, Germanium, Indium, Selen und Tellur. Hierunter sind einige Elemente unverzichtbar für die Digitalisierung.


Beim Interview - Foto: © 2019 by Schattenblick

Dr. Carsten Rühlemann
Foto: © 2019 by Schattenblick

Es werden sicherlich noch zehn Jahre vergehen, bis die technologischen Herausforderungen bewältigt sind, um Manganknollen vom Meeresboden zu ernten, vermutet Dr. Carsten Rühlemann. Der Arbeitsbereichsleiter Marine Geologie und Tiefseebergbau bei der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) in Hannover war der Einladung eines zivilgesellschaftlichen Bündnisses von Fair Oceans, Brot für die Welt und Forum Umwelt und Entwicklung am 7. Juni - am Vortag des von den Vereinten Nationen ausgerufenen Welttags der Ozeane 2019 - gefolgt und hat auf einer Konferenz in der Landesvertretung Bremens in Berlin einen Vortrag zur "Lizenznahme Deutschlands im Pazifik und Stand der Abbauregularien" gehalten.

Im Jahr 2006 hat die Bundesrepublik Deutschland von der Internationalen Meeresbodenbehörde ISA in Kingston, Jamaika, eine Erkundungslizenz für zwei Gebiete von zusammen 75.000 Quadratkilometern Größe in der sogenannten Clarion-Clipperton-Bruchzone (CCZ) des Pazifiks zwischen Hawaii und Mexiko erworben. Auch andere Länder wie China, Indien, Japan, Südkorea, Frankreich, Rußland und pazifische Inselstaaten wie Tonga, Nauru, Kiribati und die Cook-Inseln bekamen hier Lizenzgebiete zugeteilt. Der Meeresboden in dieser Manganknollengürtel genannten ostpazifischen Region liegt in einer Tiefe zwischen 4.000 und 6.000 Metern. Er ist keiner nationalen Jurisdiktion unterworfen, sondern wird von der ISA als gemeinsames Erbe der Menschheit verwaltet.

Welche möglichen Auswirkungen auf die Meeresumwelt robotische Systeme beim Ernten der Manganknollen haben, ist zwar Gegenstand von Untersuchungen, die unter anderem von der BGR im Auftrag des Bundeswirtschaftsministeriums durchgeführt werden, doch die Frage, ob die Ergebnisse räumlich begrenzter Versuche auf größere Dimensionen übertragbar sind, dürfte wohl erst die Praxis beantworten. Eines der Konzepte für Tiefseebergbau sieht vor, die Manganknollen mosaikartig zu ernten, so daß die abgeräumten Flächen von den Rändern der unangetasteten Flächen her wiederbesiedelt werden können. Doch was passiert, wenn mehrere Länder gleichzeitig in den Tiefseebergbau einsteigen und an zahlreichen Stellen jene Mosaikfelder entstehen? Käme es dann zu Aufschaukelprozessen beispielsweise bei der Sedimentverfrachtung? Gibt es in der Tiefsee gar sogenannte Kippelemente, wie sie aus der Klimaforschung bekannt sind, bei deren Überschreiten eine sich selbst erhaltende, unaufhaltsame Dynamik in Gang gesetzt wird? Man weiß noch sehr, sehr wenig über die Verhältnisse in der Tiefsee, so daß Organisationen wie Fair Oceans, Brot für die Welt und Forum Umwelt und Entwicklung den Standpunkt vertreten, daß es derzeit keinen umweltschonenden Tiefseebergbau gibt.

Als leitender Wissenschaftler hat Dr. Rühlemann seit 2014 an einer Reihe von Forschungsfahrten in das deutsche Lizenzgebiet teilgenommen und kann somit aus erster Hand über die Erfahrungen berichten. Er war bereit, einige der zahlreichen Fragen, die sich im Zusammenhang mit dem Tiefseebergbau im Manganknollengürtel stellen, dem Schattenblick am Rande der Konferenz zum Welttag der Ozeane 2019 in Berlin zu beantworten.

Schattenblick (SB): Seltene Erden sind nicht selten, sondern liegen in der Regel nur in geringer Konzentration vor. Gilt das auch für die Vorkommen von Seltenen Erden in den typischen Lagerstätten am Meeresboden wie Manganknollen, Kobaltkrusten und Massivsulfide?

Dr. Carsten Rühlemann (CR): Ja, die Manganknollen enthalten nur Spuren von Seltenen Erden. Um nur sie zu gewinnen, würde man keine Manganknollen abbauen. Das würde keinen Sinn machen. Die Kobalt- bzw. Mangankrusten haben zwar einen höheren Anteil, aber auch dort liegen sie nur in niedrigen Konzentrationen von etwa 0,2 Gewichtsprozent vor. Massivsulfide enthalten hingegen gar keine Seltenen Erden.

SB: Trifft es zu, daß das Mangan der Manganknollen nicht so sehr von Interesse ist wie andere Substanzen, beispielsweise Kobalt?

CR: Früher haben wir dem Mangan in den Knollen weniger wirtschaftliche Bedeutung beigemessen. Mittlerweile zeigt sich aber, dass Mangan, das rund ein Drittel des Knollengewichts ausmacht, den Wert der Knollen verdoppelt, wenn es zu Silicomangan oder Ferromangan verarbeitet wird. Mit einem in den letzten Jahren von der RWTH Aachen und der BGR gemeinsam entwickelten metallurgischen Verarbeitungsprozess für Manganknollen ist die Herstellung dieser Vorlegierungen jetzt möglich.

SB: Vorhin wurde in den Vorträgen über Umweltauswirkungen des Meeresbodenbergbaus und die dabei entstehenden Sedimentwolken gesprochen. Sie selbst haben im Manganknollengürtel die Fließgeschwindigkeit von Meeresströmungen gemessen. Was ist dabei herausgekommen?

CR: Grundsätzlich ist die Strömungsgeschwindigkeit sehr niedrig. Sie bewegt sich zwischen ein und sechs Zentimetern pro Sekunde, und die Strömung des Bodenwassers verläuft tendenziell kreisförmig. Wenn durch möglichen zukünftigen Tiefseebergbau Sedimentpartikel aufgewirbelt werden, würden sie nicht linear in eine Richtung verdriften, sondern sich eher kreisförmig in eine im deutschen Lizenzgebiet vorherrschend südöstliche Richtung bewegen. Interessant ist, dass Strömungsgeschwindigkeit und -richtung im Tidenrhythmus von zwölf Stunden schwanken. Das klingt zwar zunächst überraschend, aber der Mond beeinflusst ja nicht nur die Meeresoberfläche, sondern den gesamten Erdkörper. Das gilt natürlich auch für die Wassersäule des Ozeans von oben bis unten.

Ebenfalls interessant ist das Verhalten von ozeanischen Wirbeln. Im Westen Mexikos gibt es drei Abschnitte, an denen die Küstenkordillere tief von Tälern durchschnitten ist. Dort wehen die Passatwinde hindurch. Sie werden auf diese Weise kanalisiert und erzeugen Ozeanwirbel im Pazifik, die Durchmesser von rund 100 Kilometern haben können. Diese Wirbel ziehen langsam westwärts in Richtung des deutschen Lizenzgebietes. Es dauert etwa sechs Monate, bis sie da ankommen und ihr Einfluss reicht hinunter bis zum Meeresboden in vier Kilometern Wassertiefe. Ein oder zwei Wochen lang vervielfacht sich dort unten dann die Strömungsgeschwindigkeit auf bis zu zwölf Zentimeter pro Sekunde. Das kann dazu führen, dass frisch abgelagerte Sedimente wieder aufgewirbelt werden und erneut verdriften. Dies könnte im Falle einer Suspensionswolke bei einem zukünftigen Abbau positiv sein, wenn die übriggebliebenen Knollen, die als Hartsubstrat für viele Tierarten lebensnotwendig sind, wieder freigelegt werden, oder aber möglicherweise negativ für die Lebewesen dort, wo die aufgewirbelten Sedimente dann schließlich wieder abgelagert werden. Dazu gibt es jedoch noch keine fundierten wissenschaftlichen Untersuchungen.


Zwei offene Hände präsentieren eine schlackeähnliche Knolle, die wie ein schwarzer, verschmurgelter Blumenkohl aussieht - Foto: © 2019 by Schattenblick

Manganknollen wachsen etwa fünf Millimeter pro eine Million Jahre
Foto: © 2019 by Schattenblick

SB: Wurde schon untersucht, wie schnell sich in der Tiefsee eine Sedimentwolke, die vielleicht einige Meter hoch aufgewirbelt wurde, wieder absetzt?

CR: Grundsätzlich ist es so, dass sehr kleine Partikel im Süßwasser lange in Schwebe bleiben, nicht jedoch im Salzwasser. Denn die Oberflächen der kleinen Tonpartikel sind aufgrund der im Meerwasser gelösten Ionen elektrisch geladen. Die Partikel ziehen sich gegenseitig an und bilden sofort, nachdem sie aufgewirbelt werden, größere Aggregate, die recht schnell absinken. Das ist der Grund dafür, dass sich der Großteil der Meeresbodensedimente in der Nähe des Ortes, an dem sie in das Bodenwasser gelangen, auch wieder absetzen. Wenn man zum Beispiel alte Spuren betrachtet, dort wo wir eine Dredge zum Einsammeln von Knollen am Meeresboden entlanggezogen haben, sehen wir, dass sich fast alle aufgewirbelten Sedimente innerhalb eines Bereiches von einigen zehner bis hundert Metern abgesetzt haben. Man erkennt an der Bedeckung der Manganknollen, wie weit die Sedimentfahne verdriftet ist. Was darüber hinausgeht, ist zumindest so wenig, dass wir es an der Bedeckung der Knollen nicht mehr erkennen können. Vermutlich wird dennoch ein Teil der Trübe weitertransportiert. Wieviel das genau ist und welche Auswirkungen das auf die Lebewelt hat, wollen wir auf zukünftigen Expeditionen untersuchen.

SB: Wenn man sich als Laie die Auswirkungen des Tiefseebergbaus auf die marine Umwelt vorzustellen versucht, hielten Sie dann den Vergleich zur Schleppnetzfischerei eher für übertrieben oder für angemessen?

CR: Bei der Schleppnetzfischerei wird weniger Sedimente aufgewirbelt, dafür werden aber einzelne Gebiete mehrmals befischt, während Manganknollenfelder nur einmal geerntet werden. Dieses Ernten würde natürlich Spuren auf dem Meeresboden hinterlassen. Beim Aufnehmen der Manganknollen mit einem Kollektor würden auch die obersten zirka zehn Zentimeter des Meeresbodensediments aufgesaugt und wieder in das Bodenwasser geleitet. Welche Folgen das hat? Interessanterweise zeigen neue Laboruntersuchungen, dass sich eine Art Dichtestrom bildet, je mehr Sedimentpartikel im zurückgeleiteten Wasser sind. Dieser Dichtestrom würde vermutlich direkt zum Meeresboden fließen und die Sedimente würden sich dann in dessen tieferen Regionen absetzen. Interessanterweise würden die Sedimentpartikel im Fall der Bildung eines Dichtestroms wohl nicht hoch aufgewirbelt.

SB: Sie führen Umweltpilotstudien durch, bei denen es darum geht, herauszufinden, was passiert, wenn Meeresbodenbergbau betrieben wird. Sind die Forschungen so ergebnisoffen, daß man grundsätzlich die Finger davonlassen würde, sollten sich die Zerstörungen als zu groß erweisen? Wäre Meeresbodenbergbau überhaupt noch zu stoppen?

CR: Für die BGR sind die Untersuchungen auf jeden Fall ergebnisoffen. Die Frage lautet, wie bestimmt man, dass man etwas auf keinen Fall nutzen darf. Denn es ist klar, dass da, wo man mit dem Kollektor entlangfährt, wahrscheinlich zunächst keine oder nur wenig Lebewesen übrig sein werden. Heute wurde auch über die DISCOL-Versuche von 1989 im Peru-Becken gesprochen. Vor 30 Jahren wurden dort Sedimente umgepflügt, um einen Tiefseebergbau zu simulieren und in den Folgejahren die Umweltauswirkungen zu untersuchen. Vor vier Jahren sind Wissenschaftler erneut dorthin zurückgekehrt. Die Ergebnisse dieser Forschungsarbeiten können jedoch nur eingeschränkt auf die Clarion-Clipperton-Zone übertragen werden, ein Bereich des Pazifiks in dem besonders viele metallreiche Manganknollen liegen und in dem auch das deutsche Lizenzgebiet liegt. Bei den Experimenten im Peru-Becken wurde vor 30 Jahren das Sediment umgedreht, wie mit einem Pflug auf einem Acker. Und das, was jetzt oben liegt, ist ein verfestigter Bereich, in dem nur sehr wenig organische Substanz enthalten ist, die die Lebensgrundlage für die im Sediment lebenden Tiere ist. Das könnte ein Grund sein, warum sich dort nur sehr langsam wieder Lebewesen ansiedeln. Bei einem Abbau mit Kollektoren hingegen wird das Sediment aufgewirbelt und setzt sich dann wieder ab. Unter solchen Bedingungen könnte die Wiederbesiedlung anders verlaufen als im Peru-Becken.

Großversuche, mit denen die Geschwindigkeit und Abfolge der Wiederbesiedlung untersucht werden kann, gab es aber bislang noch nicht. Dazu müssten Manganknollen von einigen hundert Quadratmetern Meeresboden abgeerntet und anschließend über wiederholte Beprobung untersucht werden, wie die Wiederbesiedlung verläuft. Nach dem, was wir bislang wissen, geschieht dies für viele Arten langsam, über einen Zeitraum von Jahrzehnten.

SB: Werden das dann die gleichen Arten sein?

CR: Nach dem, was bisher bekannt ist, wissen wir, dass es eine angepasste Artverteilung sein wird. Es gibt beispielsweise Arten, die nicht mehr oder nicht in der gleichen Anzahl an den Ort des Abbaus zurückkehren können, weil die Knollen, auf denen sie siedeln, abgeräumt sind. Die Artenzusammensetzung wird also eine andere sein als vor dem Abbau. Möglicherweise könnte jedoch das Ausbringen künstlicher Knollen die Wiederbesiedlung von bestimmten Arten beschleunigen. Dazu wurde gerade im Rahmen eines europäischen Forschungsprojektes ein Langzeitexperiment im deutschen Lizenzgebiet begonnen.

SB: Es geht bei der Erkundung natürlich um Vorteile für den Wirtschaftsstandort Deutschland und damit um den Wettbewerb im nationalen Vergleich. Wissen Sie, inwiefern sich das bei den gegenwärtigen Verhandlungen zum Mining Code, dem Regelwerk für Tiefseebergbau in internationalen Gewässern bei der Internationalen Meeresbodenbehörde in Kingston (IMB), Jamaika, auswirkt?

CR: Bei den Verhandlungen in Kingston selbst, die pro Jahr nur wenige Wochen umfassen, kann naturgemäß nur ein Teil der Regularien erarbeitet werden. Der Hauptteil der Arbeit wird zwischen den Verhandlungsperioden geleistet, zum einen vom Sekretariat der IMB, zum anderen durch Kommentierungen von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern der Ministerien der an den Verhandlungen beteiligten Länder sowie von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus Forschungsinstituten weltweit oder von Umweltverbänden, die in Kingston auch vor Ort sind. Diese Kommentare werden dann in die Entwürfe der Abbauregularien eingearbeitet. Bei den Kommentaren spielen natürlich unterschiedliche nationale Interessen eine Rolle. Länder, die beispielsweise Kupferbergbau betreiben oder Mangan produzieren, stehen der zukünftigen Konkurrenz durch einen Tiefseebergbau eher skeptisch gegenüber. Andere Länder hingegen, die keine oder nur wenig Rohstoffe haben, sind vielleicht stärker daran interessiert, dass Bergbau in der Tiefsee stattfinden kann. In Deutschland werden die Stellungnahmen grundsätzlich ressortübergreifend abgestimmt. Vor allem die Ministerien für Wirtschaft, Umwelt, Verkehr, Forschung und Entwicklungszusammenarbeit sowie deren nachgeordnete Behörden sind involviert und sorgen dafür, dass der Schutz der marinen Umwelt und das Prinzip des gemeinsamen Erbes der Menschheit angemessen berücksichtigt wird.

SB: Als ein Motiv Deutschlands für Meeresbodenbergbau sprachen Sie in Ihrem Vortrag davon, daß die Bundesregierung die Versorgung der deutschen Wirtschaft mit Metallrohstoffen sicherstellen will. Als aktuelles Beispiel wiesen Sie darauf hin, dass China die Ausfuhr Seltener Erden einschränken könnte. War das nicht Folge eines handelspolitischen Drucks, der zur Zeit auf das Land ausgeübt wird? Müßte man nicht annehmen, daß China von sich aus gar nicht das Interesse hätte, Seltene Erden einzubehalten, weil das Land die Rohstoffe verkaufen will?

CR: Das mag sein, aber China hat die Ausfuhr von Seltenen Erden schon einmal eingeschränkt, das war 2010. Damals stiegen die Preise innerhalb kurzer Zeit um ein Vielfaches an. Erst nach einem Schiedsspruch der Welthandelsorganisation WTO, die die Ausfuhrquoten für unzulässig erklärt hatte, lenkte China ein und die Preise fielen schnell wieder auf das alte Niveau zurück. Dieses Beispiel zeigt, dass Rohstoffe auch als Druckmittel eingesetzt werden können, um politische Interessen durchzusetzen. Deshalb halte ich das Engagement der Bundesregierung bei der Erkundung von Rohstoffen in der Tiefsee für einen wichtigen Beitrag zur Diversifizierung der künftigen Rohstoffbezugsquellen und somit zur Daseinsvorsorge unseres Landes.

SB: Herr Rühlemann, vielen Dank für das Gespräch.


Schwarze Knollen im Sedimentbett - Foto: Philweb, CC BY-SA 3.0 [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.en]

In der Clarion-Clipplerton-Zone liegen die Manganknollen oft dicht beieinander
Foto: Philweb, CC BY-SA 3.0 [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.en]


Fußnoten:


[1] tinyurl.com/y66cv3on

[2] tinyurl.com/y62k7vsb


Bisher im Schattenblick zur Konferenz zum Welttag der Ozeane 2019 unter UMWELT → REPORT erschienen:

BERICHT/150: Welttag der Ozeane 2019 - die Säge am eigenen Ast ... (SB)


19. Juni 2019


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