BGR Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe

Springe direkt zu:

Navigation ▼

Manganknollen-Exploration im deutschen Lizenzgebiet

Projektanfang: 19.07.2006

Projektende: 18.07.2026

Projektstand: 17.05.2023

Rahmenbedingungen
Die deutsche Industrie muss Metallrohstoffe wie Mangan, Kupfer, Nickel und Kobalt aus Drittländern importieren. Angesichts stark schwankender Rohstoffpreise hat die BGR im Juli 2006 mit der Internationalen Meeresbodenbehörde (IMB) einen Vertrag über die Exploration polymetallischer Knollen in einem Lizenzgebiet im zentralen Nordostpazifik geschlossen. Ziel der Erkundung dieser Lagerstätte im Vorfeld industrieller Nutzung ist die langfristige Sicherung der Versorgung Deutschlands mit den oben genannten Rohstoffen.

Das deutsche Lizenzgebiet umfasst insgesamt 75.000 Quadratkilometer, verteilt auf zwei Areale mit 15.000 qkm im zentralen Bereich und 60.000 qkm im Osten des Manganknollengürtels. Diese zwischen Hawaii und Mexiko gelegene Tiefseeregion mit Wassertiefen zwischen 4000 und 6000 m ist dicht mit polymetallischen Knollen, auch Manganknollen genannt, belegt. Die Knollen sind meist zwischen 3 und 8 Zentimetern groß. Sie enthalten neben durchschnittlich 30 Prozent Mangan auch knapp 3 Prozent Kupfer, Nickel und Kobalt. Vor allem diese drei letztgenannten Wertmetalle bilden eine bedeutende Rohstoffquelle für die Zukunft. Weitere Spurenmetalle, die in wirtschaftlich interessanten Konzentrationen in den Knollen vorkommen, sind Titan, Molybdän, Lithium und Neodym. Die Manganknollenvorräte im deutschen Lizenzgebiet betragen rund 900 Millionen Tonnen Nassgewicht, das entspricht etwa 600 Millionen Tonnen Trockengewicht.

Vertragliche Vereinbarungen mit der IMB sehen vor, dass jeder Vertragsnehmer schon während der 15-jährigen Explorationsphase auch Umwelt-Referenzdaten sammelt. Auf Grundlage dieser Daten sollen die Auswirkungen möglicher zukünftiger Abbauaktivitäten noch vor dem Eingriff in den Lebensraum Tiefsee abgeschätzt und beurteilt werden. Der wichtigste Bestandteil dieser Umweltuntersuchungen sind Informationen über die Artenzusammensetzung und Besiedlungsdichte der Bodenfauna. Neben der Erfassung biologischer Daten werden umfangreiche Untersuchungen der ozeanographischen Bedingungen und der Sedimenteigenschaften durchgeführt, unter anderem zu Strömungsgeschwindigkeiten und -richtungen, Partikelkonzentrationen in der Wassersäule, Zusammensetzung und Korngrößenverteilung der Sedimente sowie der Meeresbodentopographie.

Um den Einfluss eines möglichen zukünftigen Manganknollen-Abbaus auf die Bodenfauna beurteilen zu können, müssen zuvor auf Grundlage der genannten Daten ungestörte Flächen (Preservation reference zones) ausgewiesen werden, die mit dann gestörten Flächen (Impact reference zones) verglichen werden können. Für eine Überprüfung der Auswirkungen eines möglichen Abbaus müssen sich die Referenzgebiete hinsichtlich ihres Habitats (Artenzusammensetzung, Besiedlungsdichte) und der Knollendichte sowie der Sedimenteigenschaften gleichen. Weil die flächenhafte Verteilung der Manganknollen nicht gleichmäßig ist, würden zwischen den wirtschaftlich attraktiven Gebieten große unberührte Zonen verbleiben. Die Wiederbesiedlung der gestörten Flächen könnte dann über diese benachbarten, nicht abgebauten Felder erfolgen.

Ein zentraler Bestandteil bei der Entscheidung über einen zukünftigen Abbau wird die Verpflichtung zur Vorlage einer Umweltverträglichkeitsprüfung (Environmental Impact Assessment) sein. In eine solche Studie werden auch die Ergebnisse von Abbautests mit einem Manganknollen-Kollektor und dem damit verbundenen Vergleich von Umweltuntersuchungen vor und nach dem Test eingehen. Solche Maßnahmen sollen sowohl eine möglichst umweltschonende Nutzung als auch prinzipiell einen wirkungsvollen Schutz der Tiefsee gewährleisten.

Lizenzgebiete zur Exploration von ManganknollenLizenzgebiete zur Exploration von Manganknollen Quelle: ISA



Weitere Informationen

Projektbeiträge:

Literatur:

2023

  • Uhlenkott, K., Meyn, K., Vink, A., Martínez Arbizu, P. (2023). A review of Megafauna diversity and abundance in an exploration area for polymetallic nodules in the eastern part of the Clarion Clipperton Zone (North East Pacific), and implications for potential future deep-sea mining in this area. Marine Biodiversity 53, 22, https://doi.org/10.1007/s12526-022-01326-9.
  • Fritz, B., Heidak, P., Vasters, J. Kuhn, T., Franken, G., Schmidt, M. (2023). Life cycle impact on climate change caused by metal production from deep-sea manganese nodules versus land-based deposits. Resources, Conservation & Recycling 193, 106976 https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2023.106976

2022

  • Christodoulou, M., de Grave, S., Vink, A., Martinez Arbizu, P. (2022). Taxonomic assessment of deep-sea decapod crustaceans collected from polymetallic nodule fields of the East Pacific Ocean using an integrative approach. Marine Biodiversity 52, 61, https://doi.org/10.1007/s12526-022-01284-2
  • Haalboom, S., Schoening, T., Urban, P., Gazis, I.-Z., de Stigter, H., Gillard, B., Baeye, M., Hollstein, M., Purkiani, K., Reichart, G.-J., Thomsen, L., Haeckel, M., Vink, A., Greinert, J. (2022). Monitoring of Anthropogenic Sediment Plumes in the Clarion-Clipperton Zone, NE Equatorial Pacific Ocean. Frontiers in Marine Science 9, 882155, https://doi.org/10.3389/fmars.2022.882155
  • Hoving, H-J.T., Amon, D., Bodur, Y., Haeckel, M., Jones, D.O.B., Neitzel, P., Simon-lledó, E., Smith, C.R., Stauffer, J.B., Sweetman, A.K., Purser, A. (2022). The abyssal voyage of the argonauts: Deep-sea in situ observations reveal the contribution of cephalopod egg cases to the (in)organic carbon pump. Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers 183, 103719, https://doi.org/10.1016/j.dsr.2022.103719
  • Mbani, B., Schoening, T., Gazis, I.Z., Koch, R., Greinert, J. (2022). Implementation of an automated workflow for image-based seafloor classification with examples from manganese-nodule covered seabed areas in the Central Pacific Ocean. Scientific Reports 12(1), 1-20, https://doi.org/10.1038/s41598-022-19070-2.
  • Purkiani, K., Haeckel, M., Haalboom, S., Schmidt, K., Urban, P., Gazis, I., de Stigter, H., Paul, A., Walter, M., Vink, A. (2022). Impact of a long-lived anticyclonic mesoscale eddy on seawater anomalies in the northeastern tropical Pacific Ocean: a composite analysis from hydrographic measurements, sea level altimetry data, and reanalysis model products. Ocean Science 18, 1163-1181, https://doi.org/10.5194/os-18-1163-2022
  • Quintanilla, E., Rodrigues, C. F., Henriques, I., Hilário, A. (2022). Microbial Associations of Abyssal Gorgonians and Anemones (> 4,000 m Depth) at the Clarion-Clipperton Fracture Zone. Frontiers in Microbiology 13, 828469, https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.828469.
  • Rossel, S. Uhlenkott, K., Peters, J., Vink, A., Martínez Arbizu, P. (2022). Evaluating species richness using proteomic fingerprinting and DNA barcoding – a case study on meiobenthic copepods from the Clarion Clipperton Fracture Zone. Marine Biodiversity 52, 67, https://doi.org/10.1007/s12526-022-01307-y
  • Sánchez, N., González-Casarrubios, A., Cepeda, D., Khodami, S., Pardos, F., Vink, A., Martínez Arbizu, P. (2022). Diversity and distribution of Kinorhyncha in abyssal polymetallic nodule areas of the Clarion-Clipperton Fracture Zone and the Peru Basin, East Pacific Ocean, with the description of three new species and notes on their intraspecific variation. Marine Biodiversity 52, 52, https://doi.org/10.1007/s12526-022-01279-z
  • Schmidt, K., Paul, S.A., Achterberg, E.P. (2022). Assessing the availability of trace metals and rare earth elements in deep ocean waters of the Clarion-Clipperton Zone, NE Pacific: Application of an in situ DGT passive sampling method. Trends in Analytical Chemistry, 116657, https://doi.org/10.1016/j.trac.2022.116657.
  • Stępień, A., Jóźwiak, P., Jakiel, A., Pełczyńska, A., & Błażewicz, M. (2022). Diversity of Pacific Agathotanais (Peracarida: Tanaidacea). Frontiers in Marine Science 8, 741536, https://doi.org/10.3389/fmars.2021.741536.
  • Thiel, R., Christodoulou, M., Pogonoski, J., Appleyard, S.A., Weddehage, T., Vink, A., Uhlenkott, K., Martinez Arbizu, P. (2022). An application of morphological analysis and DNA barcoding to identify Ipnops from the Clarion-Clipperton Zone (CCZ) as I. meadi Nielsen, 1966 with notes on other species of the genus (Aulopiformes: Ipnopidae). Marine Biodiversity 52, 68, https://doi.org/10.1007/s12526-022-01320-1.
  • Uhlenkott, K., Simon-Lledó, E., Vink, A., Martínez Arbizu, P. (2022). Investigating the benthic megafauna in the eastern Clarion Clipperton Fracture Zone (NE Pacific) based on distribution models predicted with random forest. Scientific Reports 12, 8229, https://doi.org/10.1038/s41598-022-12323-0.
  • Van Doorn, E., Laugesen, J., Haeckel, M., Mestre, N., Skjeret, F., Vink, A. (2022). Risk assessment for deep-seabed mining. In: Sharma, R. (Ed), Perspectives on Deep-Sea Mining, Springer, 497-526.
  • Vink, A., Aigner, T., Bardenhagen, M., Barz, J., Bouriat, A., Charlet, F., de Stigter, H., Gazis, I., Goossens, J., Haeckel, M., Hagedorn, D., Heger, K., Janssen, F., Kefel, O., Luongo, G., Maschmann, N., Mohrmann, J., Molari, M., Rossel, S., Rühlemann, C., Schmidt, K., Sevilgen, D., Stocks, M., Stratmann, T., Uhlenkott, K., Yapan, B. (2022). MANGAN 2021 Cruise Report: Independent scientific monitoring of two collector tests in the BGR and GSR contract areas for the exploration of polymetallic nodules in the equatorial NE Pacific. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, Hannover, 363 pp. DOI: 10.25928/hw7d-fs42
  • Watzel, R. (2022). Minerals for future technologies: how Germany copes with challenges. In: The Green Stone Age: Exploration and Exploitation of Minerals for Green Technologies (Eds. Smelror, M., Hanghøj, K., Schiellerup, H.). Geological Society, London, Special Publications, 526, https://doi.org/10.1144/SP526-2022-12.

2021

  • Gollner, S., Haeckel, M., Janssen, F., Lefaible, N., Molari, M., Papadopoulo, S., Reichart, G.-J., Alexandre, J.T., Vink, A., Vanreusel, A. (2021). Restoration experiments in polymetallic nodule areas. Integrated Environmental Assessment and Management, https://doi.org/10.1002/ieam.4541
  • Jażdżewska, A.M., Brandt, A., Martínez Arbizu, P., Vink, A. (2021). Exploring the diversity of the deep sea — four new species of the amphipod genus Oedicerina described using morphological and molecular methods. Zoological Journal of the Linnean Society, 1-45, https://doi.org/10.1093/zoolinnean/zlab032
  • Kuhn, T., Rühlemann, C. (2021). Exploration of Polymetallic Nodules and Resource Assessment: A Case Study from the German Contract Area in the Clarion-Clipperton Zone of the Tropical Northeast Pacific. Minerals 11, 618, https://doi.org/10.3390/min11060618
  • Purkiani, K., Gillard, B., Paul, A., Haeckel, M., Haalboom, S., Greinert, J., De Stigter, H., Hollstein, M., Baeye, M., Vink, A., Thomsen L., Schulz, M. (2021). Numerical simulation of deep-sea sediment transport induced by a dredge experiment in the northeastern Pacific Ocean. Front. Mar. Sci. 8, 719463, https://doi.org/10.3389/fmars.2021.719463
  • Uhlenkott, K., Vink, A., Kuhn, T., Gillard, B., Martinez-Arbizu, P. (2021). Meiofauna in a Potential Deep-Sea Mining Area - Influence of Temporal and Spatial Variability on Small-Scale Abundance Models. Diversity 13, 3, https://dx.doi.org/10.3390/d13010003
  • Versteegh, G.J.M., Koschinsky, A., Kuhn, T., Preuss, I., Kasten, S. (2021). Geochemical consequences of oxygen diffusion from the oceanic crust into overlying sediments and its significance for biogeochemical cycles based on sediments of the northeast Pacific. Biogeosciences 18, 4965-4984, https://doi.org/10.5194/bg-18-4965-2021.

2020

  • Christiansen, S., Ginzky, H., Houghton, C., Vink, A. (2020). Environmental governance of deep seabed mining – Scientific insights and food for thought. Marine Policy 114, 103827, https://doi.org/10.1016/j.marpol.2020.103827.
    Christodoulou, M., O'Hara, T., Hugall, A., Khodami, S., Rodrigues, C., Hilario, A., Vink, A., Martinez Arbizu, P. (2020). Unexpected high abyssal ophiuroid diversity in polymetallic nodule fields of the Northeast Pacific Ocean, and implications for conservation. In: Assessing environmental impacts of deep-sea mining – revisiting decade-old benthic disturbances in Pacific nodule areas. Biogeosciences 17, 1845-1876, https://doi.org/10.5194/bg-2019-360
  • Haeckel, M., Vink, A., Janssen, F., Kasten, S. (2020). Chapter 16: Environmental impacts of deep-sea mining. In: New Knowledge and Changing Circumstances in the Law of the Sea (Ed. Heidar, T.), Part 6: Deep Seabed Mineral Resources and the Marine Environment. Brill / Nijhoff,15 pp.
  • Harbour, R.P., Leitner, A.B., Ruehlemann, C., Vink, A., Sweetman, A.K. (2020). Benthic and Demersal Scavenger Biodiversity in the Eastern End of the Clarion-Clipperton Zone – An Area Marked for Polymetallic Nodule Mining. Frontiers in Marine Science 7, Article 458, https://doi.org/10.3389/fmars.2020.00458
  • Hein, J.R., Koschinsky, A. & Kuhn, T (2020). Deep-ocean polymetallic nodules as a resource for critical materials. Nat. Rev. Earth Environ. 1, 158-169. https://doi.org/10.1038/s43017-020-0027-0 https://www.nature.com/articles/s43017-020-0027-0
  • Keber, S., Brückner, L., Elwert, T., Kuhn, T. (2020). Concept for a Hydrometallurgical Processing of a Copper‐Cobalt‐Nickel Alloy Made from Manganese Nodules. Chemie Ingenieur Technik 92(4), 379-386, https://doi.org/10.1002/cite.201900125.
  • Koschinsky, A., Hein, J.R., Kraemer, D., Foster, A.L., Kuhn, T., Halbach, P. (2020). Platinum enrichment and phase associations in marine ferromanganese crusts and nodules based on a multi-method approach. Chemical Geology, 539, https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2019.119426
  • Kuhn, T., Uhlenkott, K., Vink, A., Rühlemann, C., Martínez Arbizu, P. (2020). Manganese nodule fields from the Northeast Pacific as benthic habitats. In: P. T. Harris, E. Baker (Eds.), Seafloor geomor-phology as benthic habitat: GeoHab Atlas of seafloor geomorphic fea-tures and benthic habitats (2nd ed., pp. 933–947). Amsterdam, The Netherlands: Elsevier.
    https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/1365-2664.13621
  • Purkiani, K., Paul, A., Vink, A., Walter, M., Schulz, M., Haeckel, M. (2020). Evidence of eddy-related deep ocean current variability in the North-East Tropical Pacific Ocean induced by remote gap winds. Biogeosciences 17, 6527–6544, https://doi.org/10.5194/bg-17-6527-2020.
  • Uhlenkott, K., Vink, A., Kuhn, T., & Martínez Arbizu, P. (2020). Predicting meiofauna abundance to define preservation and impact zones in a deep‐sea mining context using random forest modelling. Journal of Applied Ecology.
    https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/1365-2664.13621
  • Watzel, R., Rühlemann, C., Vink, A. (2020). Mining mineral resources from the seabed: Opportunities and challenges. Marine Policy 114, 103828, https://doi.org/10.1016/j.marpol.2020.103828
  • Wegorzewski, A.V., Grangeon, S., Webb, S.M., Heller, C., Kuhn, T. (2020). Mineralogical transformations in polymetallic nodules and the change of Ni, Cu and Co crystal-chemistry upon burial in sediments. Geochimica et Cosmochimica Acta 282, 19-37, https://doi.org/10.1016/j.gca.2020.04.012

2019

2018

2017

  • Aleynik, D., Inall, M., Dale, A., Vink, A. (2017). Impact of remotely generated eddies on plume dispersion at abyssal mining sites in the Pacific. Scientific Reports 7, 16959. DOI: 10.1038/s41598-017-16912-2.
    https://www.nature.com/articles/s41598-017-16912-2
  • Gollner, S., Kaiser, S., Menzel, L., Jones, D.O.B., Brown, A., Mestre, N.C., van Oevelen, D., Menot, L., Colaco, A., Canals, M., Cuvelier, D., Durden, J.M., Gebruk, A., Egho, G.A., Haeckel, M., Marcon, Y., Mevenkamp, L., Morato, T., Pham, C.K., Purser, A., Sanchez-Vidal, A., Vanreusel, A., Vink, A., Martinez Arbizu, P. (2017). Resilience of benthic deep-sea fauna to mining activities. Marine Environmental Research 129, 76-101.
    https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0141113617302441
  • Jones, D.O.B., Kaiser, S., Sweetman, A.K., Smith, C.R., Menot, L., Vink, A., Trueblood, D., Greinert, J., Billett, D.S.M., Arbizu, P.M., Radziejewska, T., Singh, R., Ingole, B., Stratmann, T., Simon-Lledó, E., Durden, J.M., Clark, M.R. (2017). Biological responses to disturbance from simulated deep-sea polymetallic nodule mining. PloS One 12 (2), e0171750, 10.1371/journal.pone.0171750
    https://journals.plos.org/plosone/article%3Fid%3D10.1371/journal.pone.0171750
  • Knobloch, A., Kuhn, T., Rühlemann, C., Hertweg, T., Zeissler, K.-O., Noack, S. (2017). Predictive mapping of the nodule abundance and mineral resource estimation in the Clarion-Clipperton Zone using artificial neural networks and classical geostatistical methods. In: R. Sharma (Ed.): Deep-Sea Mining: Resource Potential, Technical and Environmental Considerations. Springer International, Cham, pp. 189 – 212.
    https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-52557-0_6
  • Kuhn, T., Wegorzewski, A., Rühlemann, C., Vink., A., (2017). Composition, Formation, and Occurrence of Polymetallic Nodules. In: R. Sharma (Ed.): Deep-Sea Mining: Resource Potential, Technical and Environmental Considerations. Springer International, Cham, pp. 23 – 64.
    https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-52557-0_2
  • Kuhn T., Versteegh G.J.M., Villinger H., Dohrmann I., Heller C., Koschinsky A., Kaul N., Ritter S., Wegorzewski A.V. and Kasten S. (2017). Widespread seawater circulation in 18–22 Ma oceanic crust: Impact on heat flow and sediment geochemistry. Geology, 45, 799-802.
    https://pubs.geoscienceworld.org/gsa/geology/article/45/9/799/208001/Widespread-seawater-circulation-in-18-22-Ma

2016 - 2009

Kontakt:

    
Dr. Annemiek Vink
Tel.: +49 (0)511-643-2392

Nach oben

Diese Seite:

Hinweis zum Einsatz von Cookies

Mit dem Klick auf "Erlauben" erklären Sie sich damit einverstanden, dass wir Ihren Aufenthalt auf der Seite anonymisiert aufzeichnen. Die Auswertungen enthalten keine personenbezogenen Daten und werden ausschließlich zur Analyse, Pflege und Verbesserung unseres Internetauftritts eingesetzt. Weitere Informationen zum Datenschutz erhalten Sie über den folgenden Link: Datenschutz

OK

Zum Anfang der Seite ▲