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Eine neue Studie aus Kiel liefert eine konkrete Erklärung dafür, warum Gold sich entlang ozeanischer Subduktionszonen häuft: Wasser im Mantel löst nicht direkt das Metall, sondern macht wiederholte Schmelzprozesse möglich, die Gold und andere schwermetallische Elemente stark anreichern. Das ändert, wie Forscher die frühe Phase der Erzbildung verstehen — und hat Folgen für Geochemie wie auch für die Suche nach Rohstoffen.
Proben vom Meeresboden geben Einblick
Wissenschaftler des Geomar Helmholtz-Zentrums analysierten 66 Proben vulkanischen Glasgesteins vom Kermadec-Inselbogen und dem benachbarten Havre-Trog nördlich von Neuseeland. Weil Lava unter Wasser schnell zu Glas erstarrt, bewahren diese Proben die Zusammensetzung des ursprünglichen Magmas besonders gut.
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Die Forscher bestimmten darin Gehalte von Gold sowie weiterer chalcophiler Elemente wie Kupfer und Silber und nutzten numerische Modelle, um unterschiedliche Schmelz- und Mischprozesse im Mantel zu rekonstruieren.
Wasser als Katalysator für mehrfaches Aufschmelzen
Die Auswertung deutet darauf hin, dass nicht ein einzelner, einmaliger Schmelzvorgang für die hohen Metallwerte verantwortlich ist, sondern **mehrstufiges Schmelzen**. Wasser, das aus der absinkenden ozeanischen Platte freigesetzt wird, verringert die Schmelztemperatur des Mantelgesteins und erleichtert so wiederholte Aufschmelzphasen.
Diese wiederholten Schmelzgänge führen laut Studie zu stärker konzentrierten Schmelzen, in denen sich Gold und ähnliche Metalle bevorzugt anreichern. Das Ergebnis wurde kürzlich im Fachjournal Nature Communications Earth & Environment veröffentlicht.
Was die Daten nicht zeigen
Entgegen erster Erwartungen liefern die Messwerte keinen Hinweis darauf, dass das Gold direkt aus den Fluiden der abtauchenden Platte stammt. Vielmehr scheint das Wasser vor allem die Mobilität des Mantels zu erhöhen — der Schmelzgrad selbst entscheidet über die Metallkonzentration.
Warum das heute wichtig ist: Die Erkenntnis verlagert den Fokus in der Erforschung seismischer und magmatischer Zonen von der reinen Fluid‑Chemie hin zu komplexen, wiederholten Mantelprozessen. Das verbessert Prognosen zur Entstehung von Erzlagerstätten und hilft, geologische Modelle präziser zu machen.
| Parameter | Details |
|---|---|
| Probenanzahl | 66 Glasproben |
| Region | Kermadec-Inselbogen & Havre-Trog (Südpazifik) |
| Methoden | Geochemische Analysen & Modellierung von Schmelzprozessen |
| Zentrale Erkenntnis | Wasser ermöglicht mehrfaches Aufschmelzen; hoher Schmelzgrad führt zu Goldanreicherung |
| Veröffentlicht in | Nature Communications Earth & Environment |
Konkrete Folgen und Grenzen
Für Rohstoffsuchende bedeuten die Ergebnisse eher eine Verbesserung der theoretischen Zielplanung als eine kurzfristige Bergbauchance: Die gemessenen Metallkonzentrationen sind zu gering, um wirtschaftliche Abbaustandorte direkt zu identifizieren.
- Modellierung von Erzlagerstätten wird präziser, weil der Einfluss wiederholter Schmelzen berücksichtigt werden kann.
- Explorationsstrategien können zukünftig stärker auf Bereiche mit hoher Schmelzaktivität und Wasserzufuhr fokussieren.
- Die Studie liefert auch Input für die Erforschung anderer Planeten: ähnliche Prozesse könnten in fremden Manteln stattfinden.
Christian Timm vom Geomar betont, dass das Team mit der Arbeit den sehr frühen Schritt der Goldentstehung beleuchtet — den Moment, in dem Gold erstmals aus dem Mantel in eine Schmelze übergeht. Die „Alchemie“, so die bildhafte Beschreibung, beginnt demnach lange vor dem Vulkanausbruch und der sichtbaren Ablagerung an der Oberfläche.
Die Ergebnisse schaffen eine neue Grundlage für weiterführende Studien: Detailliertere Feldproben, Isotopenanalysen und erweiterte Modellreihen sollen klären, wie oft und unter welchen Bedingungen solche mehrfachen Schmelzzyklen auftreten.
