Geologen enthüllen: Gold sickert aus dem Erdkern an die Oberfläche

Ein Forscherteam um den Geochemiker Nils Messling von der Universität Göttingen hat herausgefunden, dass Gold und andere Edelmetalle aus dem Erdkern an die Oberfläche gelangen können. Das geschieht beispielsweise bei der Entstehung von Vulkaninseln wie Hawaii.

Das meiste Gold der Erde befindet sich im flüssigen Erdkern

Mehr als 99,95 Prozent des Goldes der Erde sind im geschmolzenen Erdkern eingeschlossen. Bei einem Vulkanausbruch können jedoch laut der Studie, die nun in der Fachzeitschrift "Nature" veröffentlicht wurde, winzige Mengen im Magma an die Oberfläche gelangen. 

Warum Edelmetalle in unserem Erdkern sind

• Einschläge von Meteoriten in der Frühzeit der Erde (vor ca. 4,5 Mrd. Jahren) brachten große Mengen an Edelmetallen wie Gold, Platin, Palladium und Iridium auf die Erde – diese Metalle sind in Meteoriten häufig enthalten.
• Während der Entstehung der Erde war der Planet größtenteils geschmolzen, wodurch sich die verschiedenen Elemente nach Dichte sortieren konnten – ein Prozess, den man „Differentiation“ nennt.
• Edelmetalle gehören zu den sogenannten siderophilen („eisenliebenden“) Elementen, das heißt, sie verbinden sich chemisch gern mit Eisen – deshalb folgten sie dem Eisen in den inneren Erdkern.
• Diese Metalle sind sehr dicht (z. B. Gold: 19,3 g/cm³) und sanken daher in der flüssigen Erde nach unten, als sich der metallische Erdkern ausbildete.
• Schätzungen zufolge befinden sich heute rund 99 % aller Edelmetalle der Erde im Kern – gäbe es sie nur in der Erdkruste, wären sie extrem selten und wertvoller als heute.

Forscher finden wertvolles Edelmetall in abgekühlter Magma

Die Studie basiert auf einer dreijährigen Analyse von Basaltgestein aus Hawaii, das sich ursprünglich aus Magmaströmen, also geschmolzenem Gestein, gebildet hat, die aus dem Meeresboden aufstiegen. Aus den Proben extrahierte das Team alle Elemente der Platingruppe, zu der neben Platin selbst auch die weniger bekannten Metalle Rhodium, Palladium, Iridium, Osmium und Ruthenium gehören. 

Die Wissenschaftler konzentrierten sich dann auf Ruthenium, ein silbergraues Metall, das in der Erdkruste etwa so selten ist wie Gold. „Es ist eines der seltensten Elemente auf der Erde. Der Erdmantel enthält also so gut wie kein Ruthenium, während der Kern das gesamte Ruthenium enthält. Dasselbe gilt für Gold und Platin.“

Gold kann nicht an der Quelle abgebaut werden

In einem halben Kilo Gestein fanden die Wissenschaftler weniger als ein Milligramm des seltenen Rutheniums. Diese Entdeckung bestätigt eine Vermutung, die Geologen schon lange hegen. Der geschmolzene Erdkern ist nicht isoliert, sondern blutet wahrscheinlich in den felsigen Erdmantel. 

"Meiner Meinung nach haben wir jetzt den ersten eindeutigen Beweis dafür, dass ein Teil des Kerns tatsächlich in den Erdmantel gelangt", so Messling. Wenn aus dem Kern Ruthenium austritt, dann tritt auch Gold in ähnlichen Mengen aus, erklärt er weiter. 

Dies wäre jedoch eine „winzige“ Menge. Und selbst wenn die Wissenschaftler das Gold direkt an der Quelle, der Kern-Mantel-Grenze, gewinnen wollten, ist das viel weiter unten, als die derzeitige Technologie bohren könnte. Tatsächlich ist es etwa 236 Mal tiefer als die tiefste Bohrung, die jemals gemacht wurde.
 

Das sind die Schichten der Erde

• Erdkruste
  Die Erdkruste ist die äußerste Schicht der Erde und besteht aus festem Gestein. Sie ist Teil der Lithosphäre, die gemeinsam mit dem oberen Teil des Erdmantels die äußere feste Hülle der Erde bildet. Auf den Kontinenten ist die Kruste etwa 40 Kilometer dick, unter den Ozeanen in der Tiefsee hingegen nur etwa 5 Kilometer.
• Erdmantel
  Der Erdmantel liegt unter der Kruste und reicht bis in eine Tiefe von etwa 2.900 Kilometern. Er besteht aus zähflüssigem, aber festem Gestein. Der Mantel ist in verschiedene Zonen unterteilt: den oberen festen Teil der Lithosphäre, die plastisch verformbare Asthenosphäre und die tiefere, ebenfalls feste Mesosphäre. Insgesamt ist der Mantel rund 2.897 Kilometer dick.
• Äußerer Erdkern
  Darunter folgt der äußere Erdkern, der aus flüssigem Eisen und Nickel besteht. Er ist etwa 2.253 Kilometer dick und reicht bis in eine Tiefe von rund 2.897 Kilometern unter der Erdoberfläche. In diesem flüssigen Metall entstehen durch Konvektionsströme elektrische Ströme, die das Erdmagnetfeld erzeugen.
• Innerer Erdkern
  Im Zentrum der Erde befindet sich der innere Erdkern – eine extrem heiße, feste Kugel aus Eisen und Nickel. Er hat einen Radius von etwa 1.221 Kilometern und ist damit ungefähr 70 % so groß wie der Mond. Trotz Temperaturen von rund 5.500 Grad Celsius bleibt der innere Kern fest, weil der Druck in dieser Tiefe enorm hoch ist.