Manganknollen 20.12.2022, 10:56 Uhr

Metalle auf dem Meeresboden: Explorer soll auf Schatzsuche gehen

Ein US-Unternehmen hat einen autonomen Unterwasserroboter entwickelt, der Metalle auf dem Meeresgrund ohne Beeinträchtigung der Umwelt einsammeln kann.

Unterwasserroboter kann Metalle auf dem Meeresgrund ohne Beeinträchtigung der Umwelt einsammeln. Foto: PantherMedia / lucidwaters

Unterwasserroboter kann Metalle auf dem Meeresgrund ohne Beeinträchtigung der Umwelt einsammeln.

Foto: PantherMedia / lucidwaters

Auf dem Meeresgrund liegen riesige Schätze. Damit sind nicht die Edelmetalle gemeint, die bei Untergang von unzähligen Schiffen dort gelandet sind, sondern Manganknollen. Diese enthalten außer dem namengebenden Metall Kobalt, Kupfer, Nickel, Chrom, seltene Erden und andere Metalle, die die moderne Industrie dringend benötigt. Vor allem Hersteller von Batterien und Windgeneratoren sind darauf angewiesen.

Zu große Umweltschäden

Man könnte sie doch einfach einsammeln, oder? Alle Tests mit Robotern, die die wertvollen Knollen ernten, konnten bisher noch nicht ins kommerzielle Stadium überführt werden. Die Umweltschäden waren zu groß, weil die Maschinen den Meeresboden aufwühlen, was Tieren und Pflanzen nicht bekommt. Deshalb hat die Meeresbodenbehörde der Vereinten Nationen (International Seabed Authority/ISA) bisher nur wenige Explorationslizenzen und noch keine kommerziellen Abbaugenehmigungen erteilt.

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Eureka schwebt statt zu landen

So sehen die Manganknollen aus. Foto: PantherMedia / ribeiroantonio

So sehen die Manganknollen aus.

Foto: PantherMedia / ribeiroantonio

Das könnte sich mit Eureka 1 und seinen Nachfolgern ändern. Der autonome Unterwasserroboter ist von einem Unternehmen namens Impossible Metals  im kalifornischen Pasadena entwickelt worden, um die „unmöglichen Metalle“ auf dem Meeresgrund zu bergen. Eureka plumpst vom Versorgungsschiff ins Wasser, etwa an der Stelle, an der Manganknollen vermutet werden. Langsam sinkt er in die Tiefe, doch nicht bis zum Grund. Er schwebt, angetrieben von einem elektrisch betriebenen Propeller, so weit darüber, dass der Untergrund nicht aufgewühlt wird.

Künstliche Intelligenz wählt Knollen aus

Wenn seine Kamera Objekte filmt, die Manganknollen sein könnten, tritt eine Bilderkennungssoftware in Aktion, die mit Hilfe von künstlicher Intelligenz Steine und Lebewesen von Knollen zuverlässig unterscheidet. Jetzt öffnet der Roboter sein nach unten gerichtetes Maul und fährt Fangarme aus, die behutsam die Knollen packen und in seinen Bauch verfrachten. Ist er gefüllt schließt er sein Maul und geht in einen sanften Steigflug über, bis er an der Wasseroberfläche angekommen ist. Jetzt fährt das Mutterschiff seinen Fangarm aus und hievt den Explorer an Bord. Hier wird er von seinen Schätzen befreit und an ein Ladegerät gehängt, bis er genügend Strom getankt hat und erneut seiner Sammelleidenschaft nachgehen kann.

Start im Jahr 2026 geplant

Der Explorer ist für Tiefen von mehr als fünf Kilometern ausgelegt, sodass alle Manganknollenfelder abgeerntet werden könnten. 2026 soll der erste Prototyp in Aktion treten. Dass er prinzipiell funktioniert, hat er in einem Test in 25 Metern Wassertiefe bewiesen. Wie gewünscht suchte er eine Ansammlung von Klumpen auf, die Manganknollen ähneln. Dazwischen lagen Steine und andere Objekte, die nicht eingesammelt werden sollten. Das tat der Roboter auch nicht. Er beschränkte sich auf die Manganknollen-Dummies.

Extrem langsames Wachstum

Manganknollen kommen in weiten Teilen der Tiefsee zwischen etwa 3000 und 6000 Metern auf den Sedimenten des Meeresbodens vor. Die größten Vorkommen befinden sich im Pazifischen Ozean, wo mehrere Milliarden Tonnen davon herumliegen. Sie entstanden aus Kristallisationskeimen, auf denen sich im Wasser schwebende Metallionen niederließen. Sie wachsen, von Ausnahmen abgesehen, mit einer Geschwindigkeit von einigen Millimetern pro eine Million Jahre.

Auch Deutschland hat eine Lizenz

Zahlreiche Länder stehen in den Startlöchern, um die Schätze zu heben, auch Deutschland. Im Jahr 2006 erwarb die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Ressourcen in Hannover eine Lizenz zur Erforschung der Manganknollen-Vorkommen im Pazifik. Mit dieser Lizenz für ein Gebiet so groß wie Bayern dürfen Manganknollen nur erforscht, aber noch nicht abgebaut werden.

Bereits 1989 hatte ein deutsches Konsortium in einem kleinen Gebiet 3000 Kilometer westlich von Peru eine Manganknollen-Entfernung simuliert. Dabei wurden die Knollen auf einer acht Meter breiten Spur schlicht untergepflügt. Mit einem geeigneten Werkzeug hätten sie auch eingesammelt werden können. Es blieb beim Versuch, denn es entstand eine für die Umwelt bedrohliche Wolke aus Sedimenten.

 

Ein Beitrag von:

  • Wolfgang Kempkens

    Wolfgang Kempkens studierte an der RWTH Aachen Elektrotechnik und schloss mit dem Diplom ab. Er arbeitete bei einer Tageszeitung und einem Magazin, ehe er sich als freier Journalist etablierte. Er beschäftigt sich vor allem mit Umwelt-, Energie- und Technikthemen.

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