Edelmetalle aus dem Erdkern näher als gedacht

Wie Edelmetalle aus dem Erdkern austreten

Entgegen der landläufigen Meinung ist die Erde nicht besonders metallreich, auch nicht an seltenen und wertvollen Metallen wie Gold. Das Problem besteht darin, dass die meisten schweren Elemente während der Entstehung des Planeten aus einer Ansammlung von Asteroiden zum Kern gesunken sind.

Infolgedessen liegen mehr als 99,999 % der Gold- und anderen Edelmetallvorräte der Erde unter 3.000 km festem Gestein begraben.

Lange Zeit ging man davon aus, dass diese Mineralien für immer im Erdkern eingeschlossen bleiben würden. Eine neue Studie zeigt jedoch, dass dem möglicherweise nicht so ist.

Durch die Verbesserung der Nachweismethode eines anderen Elements, Ruthenium, haben Forscher der Georg-August-Universität Göttingen (Deutschland), der University of Bristol (UK), der University of Edinburgh (UK) und der Colgate University (USA) nachgewiesen, dass Material aus dem Erdkern in den Mantel und bis zur Oberfläche des Planeten austreten kann.

„Als die ersten Ergebnisse eintrafen, wurde uns klar, dass wir buchstäblich Gold gefunden hatten! Unsere Daten bestätigten, dass Material aus dem Kern, einschließlich Gold und anderer Edelmetalle, in den darüber liegenden Erdmantel austritt.“

Dr Nils Messling – Forscher an der Universität Göttingen

Sie veröffentlichten ihre Entdeckung in der renommierten Fachzeitschrift Nature¹ unter dem Titel „Ru and W isotope systematics in ocean island basalts reveals core leakage“.

Wie sich Erdkern und Mantel bildeten

In den frühen Tagen des Sonnensystems aggregierten Staubpartikel zu unzähligen Asteroiden, die ihrerseits zu immer größeren Körpern zusammenwuchsen und die Protoplaneten bildeten, aus denen später die vier erdähnlichen Planeten (Merkur, Venus, Erde und Mars) entstanden.

Während dieses Prozesses bestanden die Planeten größtenteils aus geschmolzenem Magma, verursacht durch die intensive Hitze der Kollisionen. Nach und nach sanken die schwereren Elemente aufgrund der Schwerkraft zum Kern und differenzierten sich vom Mantel. Später erhielt der Planet weiterhin Material aus dem All, wodurch der Mantel weiter wuchs.

Quelle: SG Online

Kritisch für die hier diskutierte Studie zeigte der Mantel eine sehr unterschiedliche Zusammensetzung einiger Isotope einiger Elemente, einschließlich Ruthenium, aufgrund dieser späteren Bildung mit unterschiedlichen Materialien.

Wie Wissenschaftler Kern‑Elemente bis zur Oberfläche nachverfolgen

Ruthenium: Das Isotop, das eine Kern‑Geschichte erzählt

Da Ruthenium größtenteils im Kern eingeschlossen ist und Ruthenium‑100 im Kern häufiger vorkommt, kann der Nachweis dieses Isotops beweisen, dass das Metall aus dem Kern und nicht aus dem Mantel stammt, welcher normalerweise die Quelle der meisten Oberflächengesteine durch vulkanische Aktivitäten ist.

Eine neue, präzisere Methode zur Messung des Vorhandenseins von Ruthenium‑100 wurde bereits an der Universität Göttingen entwickelt und ermöglicht diese Studie.

Dies wurde bestätigt, als sehr altes Gestein untersucht wurde, etwa Proben aus Grönland, die 3,7 Milliarden Jahre alt sind, also vor der endgültigen Trennung von Kern und Mantel, die die Ruthenium‑100‑Zusammensetzung verändert hätte.

Quelle: Nature

Interessanterweise scheinen zumindest einige vulkanische Inseln Gesteine mit einem stark verzerrten Ruthenium‑100‑Verhältnis zu zeigen, das auf Gesteine hinweist, die Kern‑Zusätze erhalten haben.

Dies gilt nicht für alle vulkanischen Inseln, zum Beispiel unterscheiden sich Proben von La Réunion oder den Galapagos-Inseln nicht von Gesteinen, die ausschließlich aus dem Mantel stammen.

„Wir können jetzt auch beweisen, dass riesige Mengen superaufgeheizten Mantelmaterials – mehrere hundert Billiarden metrischer Tonnen Gestein – an der Kern‑Mantel‑Grenze entstehen und zur Erdoberfläche aufsteigen, um ozeanische Inseln wie Hawaii zu bilden.“

Prof. Matthias Willbold – Professor an der Universität Göttingen

Warum Wolfram die Kern‑Leckage‑Hypothese unterstützt

Wolfram, oder Tungsten (daher das W‑Zeichen für dieses Element), ist ein weiteres schweres Metall, das hauptsächlich im Erdkern vorkommt.

Hier untersuchten die Wissenschaftler eine Kennzahl namens μ182‑W (Abweichung in parts‑per‑million (ppm) des Verhältnisses 182W/184W vom terrestrischen Standard). Die Bestimmung, welcher Wolfram‑Isotopentyp in der Probe vorhanden ist, verdeutlicht, wie die Mineralien aus dem Kern mit dem Magma des Mantels vermischt wurden, um die vulkanischen Gesteine der Hawaii‑Inseln zu bilden.

Dieses Isotopenverhältnis zeigt deutlich, dass das nachgewiesene Wolfram nicht aus dem Abbau von Hafnium stammt, einer weiteren potenziellen Quelle von Wolfram im Mantel.

Neue Theorie erklärt, wie Kern‑Elemente die Oberfläche erreichen

Aus der Variation der Wolfram‑Zusammensetzung leiteten die Wissenschaftler einen bisher unbekannten Mechanismus ab: Rund um den Erdkern bildete sich ein sauerstoffreiches äußeres Kern‑Domäne.

Im Laufe der Zeit führt die Kristallisation von metallreichen Oxiden durch die langfristige Abkühlung des Kerns dazu, dass ein Teil des Wolframs eingeschlossen wird.

„Ob diese Prozesse, die wir heute beobachten, auch in der Vergangenheit stattgefunden haben, bleibt zu beweisen. Unsere Ergebnisse eröffnen eine völlig neue Perspektive auf die Entwicklung der inneren Dynamik unseres Heimatplaneten.“

Dr Nils Messling – Forscher an der Universität Göttingen

Warum diese Entdeckung für Bergbau und Industrie wichtig ist

Dies ist nicht nur ein akademisches Unterfangen. Viele der im Kern vorkommenden Elemente haben entweder einen sehr hohen Wert, wie Gold, oder sind in der modernen Gesellschaft äußerst nützlich, zum Beispiel Wolfram, ein ultrahartes Metall, das in Halbleitern, Industrie‑Werkzeugen, Luft‑ und Raumfahrt, Waffen und Motoren verwendet wird.

Die Entdeckung, dass einige dieser Metalle aus dem Erdkern stammen, ändert die Sichtweise von Geologen auf die Entstehung solcher Lagerstätten grundlegend und zeigt, wie die tiefsten Schichten unseres Planeten mit der Oberfläche interagieren können.

Dies könnte wiederum die Art und Weise verändern, wie Bergbauunternehmen nach diesen seltenen Elementen suchen. Zum Beispiel könnte die Analyse des Rutheniumgehalts von Gesteinen einer Region auf ein Eindringen des Erdkerns hinweisen und die Wahrscheinlichkeit, dort weitere schwere Elemente zu finden, drastisch erhöhen.

Abschließende Gedanken: Warum Kern‑Mantel‑Wissenschaft wichtig ist

Eine solche Studie mag zunächst etwas abstrakt und rein wissenschaftlich erscheinen. Das Verständnis, wie unser Planet entstanden ist und wie Teile des Erdkerns wieder an die Oberfläche gelangen können, kann uns jedoch helfen, mehr dieser wichtigen Metalle zu finden.

Dies könnte auch unser Verständnis der Geologie anderer Planeten verändern, insbesondere des Mars und der Venus, die der Erde in gewisser Weise ähneln. Wenn ein Wiederauftauchen von Kernelementen auf der Erde möglich ist, könnte dies auch auf anderen Planeten der Fall sein.

Da wir in den kommenden Jahrzehnten potenzielle Marskolonien in Betracht ziehen, wäre es von großem Interesse zu wissen, ob einige der metallischen Ressourcen des Planetenkerns deutlich leichter zugänglich sein könnten als bisher angenommen, insbesondere weil der Mars die größten Vulkane des Sonnensystems besitzt, die ein ähnliches Profil wie die Vulkane Hawaiis aufweisen.

Investitionen in Erdkern‑Elemente

Almonty Industries

Zu den Erdkern‑Elementen gehört Wolfram, eines der nützlichsten und bei Investoren am wenigsten bekannten. Dieses äußerst widerstandsfähige Metall ist für eine Vielzahl von High‑Tech‑Industrien wichtig. Es wird derzeit fast ausschließlich in China und Russland produziert.

Wir haben den Investitionsfall für Wolfram ausführlicher im Oktober‑2024‑Bericht „Tungsten – The Secret High-Tech Metal“ behandelt.

Almonty Industries ist ein Wolfram‑Bergbauunternehmen, das derzeit hauptsächlich aus einer Mine in Portugal stammt, die seit 125 Jahren in Betrieb ist.

Das Unternehmen arbeitet an der Erweiterung der portugiesischen Mine und besitzt unerschlossene Lagerstätten in Spanien.

Quelle: Almonty

Das wichtigste Projekt des Unternehmens ist die laufende Entwicklung einer neuen Mine in Sangdong, Südkorea. Die Mine enthält mehr geschätzte Ressourcen als alle anderen Lagerstätten zusammen.

Quelle: Almonty

Als einer der wenigen aktiven und produzierenden Wolfram‑Bergbauunternehmen in westlichen Ländern ist Almonty ein strategischer Schlüsselzulieferer für die Verteidigungsindustrie. Daher ist es ein wichtiges Unternehmen, um die Abhängigkeit von chinesischen Lieferungen zu reduzieren.

Die Lage der Sangdong‑Mine macht sie zu einem idealen Zulieferer für die Verteidigungsindustrie, da Südkorea ein neuer Riese in der Massenproduktion von „Low‑Tech“-Militärausrüstung wie Panzern, Artillerie und Munition ist (im Vergleich zu waffenfähigen Flugzeugen, Flugzeugträgern usw., die weniger Wolfram benötigen).

„Während China sich darauf vorbereitet, eine riesige Wolfram‑Mine in Kasachstan zu eröffnen, ist Almonty bereit, die Politik rund um die Sicherung von Wolfram grundlegend zu verändern, wenn die Sangdong‑Mine des Almonty Korea Tungsten Projects in wenigen Monaten in Betrieb geht. Sobald sie mit der Produktion beginnt, wird sie zu einer der größten Wolfram‑Minen der Welt gehören und 30 % des nicht‑chinesischen Angebots ausmachen.“

Lewis Black, Direktor, Präsident und CEO von Almonty Industries

Almonty sollte ab Anfang bis Mitte 2025 mit der Wolframproduktion aus der koreanischen Mine beginnen.

Aufgrund seiner strategischen Position als praktisch einziger großer Lieferant im Westen erhielt Almonty von Plansee ein garantiertes Preisangebot. Plansee ist ein Hersteller von Hochleistungs‑Metallen und einer der größeren Kunden von Almonty sowie Eigentümer von 15 % des Unternehmens.

Der garantierte Mindestpreis lag bei 235 $/MTU (metrische Tonne Einheit), ohne Obergrenze. Da die Sangdong‑Mine Cash‑Kosten von 110 $/MTU anstrebt, sollte dies praktisch eine hohe Gewinnspanne für das Projekt sichern.

Durch das fast perfekte Timing zwischen der bevorstehenden Eröffnung von Sangdong und einem neuen Handelskrieg zwischen Trumps Amerika und China hat die Aktie stark reagiert und ist innerhalb von nur 2 Tagen um 40 % gestiegen, nachdem die Exportbeschränkung für Wolfram aus China angekündigt wurde.

Studien Referenziert:

^{1. Messling, N., Willbold, M., Kallas, L. et al. Ru and W isotope systematics in ocean island basalts reveals core leakage. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09003-0}