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> Kapitel 02
2.13 > In verschiedenen
Regionen der
Tiefsee kommen
Manganknollen in
unterschiedlichen
Mengen vor. In diesem
Ausschnitt vom
pazifischen Meeresboden
liegen die
Knollen relativ
dicht beieinander.
1,0 m
boden ab. Ein solcher Keim kann beispielsweise ein Haifischzahn
oder auch ein Muschelsplitter sein, um den
herum die Knolle wächst. Dieser Wachstumsprozess kann
auf 2 Arten ablaufen. Bei der sogenannten hydrogenetischen
Entstehung lagern sich Metallverbindungen an,
die im Wasser herabsinken. Zum größten Teil handelt es
sich dabei um die Mangan-Sauerstoff-Verbindung Vernadit,
die sich auf natürliche Weise im Wasser bildet. Hinzu
kommen in geringeren Mengen Verbindungen anderer
Metalle.
Im zweiten Fall spricht man vom diagenetischen
Wachstum. Dieser Prozess läuft nicht im freien Wasser,
sondern im Sediment ab. In diesem Fall lagern sich am
Keim Metallverbindungen ab, die im Wasser zwischen
den Sedimentpartikeln enthalten sind, im sogenannten
Porenwasser. Bei diesem handelt es sich um Meerwasser,
das in den Meeresboden eindringt, mit dem Sediment reagiert
und sich auf diese Weise mit Metallverbindungen
anreichern kann. Wo es aus dem Sediment aufsteigt,
lagern sich die Metallverbindungen ebenfalls an den Knollenkeimen
ab. In der Regel handelt es sich dabei um die
Mangan-Sauerstoff-Verbindungen Todorokit und Birnessit.
Die meisten Knollen wachsen sowohl hydrogenetisch
als auch diagenetisch, wobei sich die jeweiligen Anteile in
verschiedenen Meeresgebieten unterscheiden. Faszinierend
ist, dass Manganknollen extrem langsam wachsen.
Mit jeder Million Jahre nimmt ihre Dicke nur millimeterweise
zu. Hydrogenetische Knollen wachsen pro Million
Jahre bis zu 10 Millimeter, diagenetische zwischen 10 und
100 Millimeter. Daraus folgt, dass sich Manganknollen
nur dort bilden konnten, wo über derart lange Zeiträume
gleiche Umweltbedingungen herrschten. Folgende Faktoren
sind für die Entstehung von Manganknollen entscheidend:
• geringe Sedimentation von Schwebstoffen. Andernfalls
würden die Knollen zu schnell überdeckt werden;
• steter Fluss von antarktischem Tiefenwasser. Das
Wasser treibt sehr feine Sedimentpartikel fort, die die
Knollen sonst im Laufe der Zeit unter sich begraben
würden. Übrig bleiben gröbere Partikel wie etwa die
Gehäuse von Meeresorganismen, Muschelsplitter
oder Knollenbruchstücke, die als Wachstumskeime
dienen können;
• gute Sauerstoffversorgung. Das antarktische Tiefenwasser
beispielsweise fördert sauerstoffreiches Wasser
von der Meeresoberfläche in die Tiefe. Erst dadurch
können sich Mangan-Sauerstoff-Verbindungen
bilden;
• wässriges Sediment. Das Sediment muss so beschaffen
sein, dass es viel Porenwasser aufnehmen kann.
Nur in solch wässrigem Sediment ist diagenetisches
Knollenwachstum möglich.
Einige Forscher vertreten darüber hinaus die Ansicht, dass
Bodenlebewesen wie etwa Würmer in großer Zahl vorhanden
sein müssen, die das Sediment durchgraben und
die Manganknollen immer wieder an die Sedimentoberfläche
befördern. Diese Hypothese wurde bislang aber noch
nicht bewiesen.
Andere Gegend, andere Rezeptur
Obwohl die Faktoren für die Entstehung der Manganknollen
in allen 4 großen Gebieten gleich sind, unterscheiden
sie sich von Ort zu Ort deutlich in ihren Metallgehalten.
Die höchsten Mangangehalte finden sich mit 34 Prozent
in den Knollen des Peru-Beckens, die höchsten Eisengehalte
mit 16,1 Prozent in den Knollen im Penrhyn-Becken.
Hier gibt es auch, mit gut 0,4 Prozent, die Knollen mit dem