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06.04.2021 18:58

Erforschung der Umweltfolgen von Manganknollen-Abbau in der Tiefsee

Dr. Andreas Villwock Kommunikation und Medien
GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

    Europäische Wissenschaftler*innen führen Untersuchungen parallel zum ersten Test eines Kollektor-Prototypen am Meeresboden des Pazifiks durch

    Wissenschaftler*innen des JPI Oceans-Projektes „MiningImpact“ starten zur einer 6-wöchigen Expedition im Pazifik. Ziel ist die unabhängige wissenschaftliche Umweltuntersuchung parallel zum Test des Prototypen eines Manganknollen-Kollektorfahrzeugs der belgischen Firma Global Sea Mineral Resources (GSR). Anhand der Ergebnisse der integrierten Analyse der Ökosystemauswirkungen werden Empfehlungen für verbesserte Umweltstandards und Richtlinien des derzeit von der Internationalen Meeresbodenbehörde (ISA) erarbeiteten 'Mining Codes' erstellt.

    Gemeinsame Pressemitteilung folgender Institutionen: GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel, Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung, Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung, Jacobs University Bremen gGmbH, MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen, Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie, Biodata-Mining-Gruppe an der Universität Bielefeld, Deutsche Allianz Meeresforschung, Joint Programming Initiative Healthy Seas and Oceans

    06.04.2021/Kiel, San Diego. Wissenschaftler*innen des JPI Oceans-Projektes „MiningImpact“ starten zur einer 6-wöchigen Expedition in die Clarion-Clipperton Bruchzone (CCZ) im Pazifik. Ziel ist die unabhängige wissenschaftliche Umweltuntersuchung parallel zum Test des Prototypen eines Manganknollen-Kollektorfahrzeugs der belgischen Firma Global Sea Mineral Resources (GSR). „MiningImpact“ folgt dabei vollständig den Regeln guter wissenschaftlicher Praxis und wird alle Daten öffentlich zugänglich machen. Anhand der Ergebnisse der integrierten Analyse der Ökosystemauswirkungen werden Empfehlungen für verbesserte Umweltstandards und Richtlinien des derzeit von der Internationalen Meeresbodenbehörde (ISA) erarbeiteten 'Mining Codes' erstellt.

    Die Untersuchungsgebiete von „MiningImpact“ in der Clarion-Clipperton Bruchzone (CCZ) befinden sich in Wassertiefen von mehr als 4.000 Metern und über 1.500 Kilometer von der mexikanischen Küste entfernt. Die gesamte CCZ erstreckt sich über eine Fläche von fast fünf Millionen Quadratkilometer, auf der der Meeresboden weiträumig mit Manganknollen bedeckt ist. Diese Hartsubstrate enthalten große Mengen an wirtschaftlich interessanten Metallen, wie Kupfer, Kobalt und Nickel, die für Hightech-Produkte für Energiewende, Mobilität und Telekommunikation benötigt werden.

    Das Gebiet zwischen Mexiko und Hawaii liegt außerhalb der Ausschließlichen Wirtschaftszonen von Staaten und gehört somit zum gemeinsamen Erbe der Menschheit. Die Bodenschätze in diesem Gebiet werden von der Internationalen Meeresbodenbehörde (ISA) mit Sitz in Kingston, Jamaika verwaltet. Die Zuständigkeit und Aufgaben der ISA sind im Seerechtsübereinkommen der Vereinten Nationen (UNCLOS) geregelt, das von 167 Ländern und der Europäischen Union ratifiziert wurde. Die ISA erarbeitet derzeit den sogenannten "Mining Code", der den rechtlichen Rahmen für künftige Tiefseebergbauaktivitäten bilden wird und aktuell in einem iterativen Prozess, u.a. mit Stakeholder-Konsultationen, entwickelt wird. Dieses Regelwerk soll strenge und verbindliche Umweltstandards definieren, etwa zur Durchführung von Basis-Untersuchungen der natürlichen Bedingungen (Baselines), zur Überwachung der Abbauaktivitäten, sowie Grenzwerte für Umweltauswirkungen und Indikatoren für den guten Zustand des Tiefsee-Ökosystems. Zur Ausgestaltung des Mining Codes, werden daher dringend wissenschaftliche Erkenntnisse über die ökologischen Auswirkungen des Tiefseebergbaus benötigt. Das JPI Oceans-Verbundprojekt „MiningImpact“ hat sich zum Ziel gesetzt, einen Beitrag zur Bewertung dieser Auswirkungen zu leisten und Handlungsoptionen zu entwickeln, mit denen schwerwiegende Schäden am Ökosystem in der Tiefsee verhindert werden können.

    Die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) hat das Schiff ISLAND PRIDE gechartert und die „MiningImpact“-Partner eingeladen, ihre unabhängigen wissenschaftlichen Umweltuntersuchungen des Kollektortests durchzuführen. Die belgische Firma GSR begrüßt diese unabhängigen wissenschaftlichen Studien ihrer Aktivitäten und hat sich eng mit den Wissenschaftler*innen ausgetauscht, um den vollständigen Zugang zu den Tests zu ermöglichen. Die Tests werden in den von der ISA erteilten belgischen und deutschen Explorations-Vertragsgebieten in der CCZ stattfinden. „Dies bietet uns die einmalige Gelegenheit, erstmals quantitative wissenschaftliche Erkenntnisse über die Umweltfolgen des Manganknollenabbaus in einem realistischeren Szenario zu sammeln, als dies bisher möglich war“, erklärt Projektkoordinator Dr. Matthias Haeckel vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel. Untersucht werden nicht nur die direkten Auswirkungen, die das Kollektor-Fahrzeug beim Abbau der Manganknollen verursacht, sondern auch die Effekte der dabei aufgewirbelten Sedimentwolke, die eine viel größere Fläche betreffen können. Die Daten werden den Wissenschaftler*innen neue Erkenntnisse über die Auswirkungen auf das Ökosystem Tiefsee durch einen möglichen, zukünftigen Abbau liefern. Diese können aus den in den vergangenen Jahrzehnten durchgeführten, kleinskaligen Störungsexperimenten bisher nur limitiert abgeleitet werden.

    Gleichzeitig wird eine integrierte Strategie zur Umweltüberwachung getestet, die auch zukünftig bei anthropogenen Aktivitäten in der Tiefsee Anwendung finden kann, um sicherzustellen, dass Umweltstandards und Zielvorgaben eingehalten werden. „Mit dem Einsatz modernster wissenschaftlicher Geräte können wir die Ausbreitung der durch das Fahrzeug erzeugten Sedimentwolke bestimmen und zusätzlich untersuchen, wie sich das Material aus den Wolken wieder auf den umgebenden Meeresboden ablagert. Hierdurch können wir solche Auswirkungen endlich quantitativ erfassen“, sagt Dr. Henko De Stigter vom Königlich-Niederländischen Institut für Meeresforschung (NIOZ), der die Sensorgruppe an Bord leitet.

    Zusammen mit den Manganknollen wird das Kollektorfahrzeug voraussichtlich die obersten 10 bis 15 Zentimeter des Meeresbodens und die darauf und darin lebenden Organismen abtragen. „Neben der Erfassung des Biodiversitätsverlustes über verschiedene Faunenklassen hinweg umfasst unsere Arbeit auch Studien zu biogeochemischen Flüssen, mikrobiellen Umsatzraten und Ökosystemfunktionen, in-situ Ökotoxikologie, Freisetzung von Spurenmetallen sowie Messungen der Lärm- und Lichtemissionen des Kollektorfahrzeugs und vieles mehr“, fasst Dr. Haeckel die Hauptziele der Expedition zusammen. Zu den eingesetzten modernen Instrumenten gehören zwei ferngesteuerte Tauchroboter (Remotely Operated Vehicles, ROV), ein autonomes Unterwasserfahrzeug (Autonomous Underwater Vehicle, AUV), in-situ Sauerstoffprofiler und Experimentierkammern, in-situ Pumpen sowie 50 interkalibrierte hydroakustische und optische Sensoren zur Messung der Sedimentkonzentrationen und Partikelgrößen in der aufgewirbelten Wolke.

    Das JPI Oceans Projekt „MiningImpact“ untersucht seit 2015 die ökologischen Folgen des Tiefseebergbaus und wie dessen Auswirkungen reduziert werden können. Dabei werden Untersuchungen an Jahrzehnte alten Spuren früherer Studien sowie kleinere Experimente durchgeführt, um die Reaktionen des Lebens in der Tiefsee auf die Auswirkungen des Manganknollenabbaus zu verstehen. Die bereits abgeschlossene, erste Phase lieferte wesentliche erste Erkenntnisse über die zu erwartenden Langzeiteffekte des Tiefseebergbaus. In der aktuellen zweiten Phase, planen die Wissenschaftler*innen eine umfassende Umweltüberwachung der unmittelbaren Umweltauswirkungen des ersten Tests des Prototyps eines industriellen Kollektorfahrzeugs in Echtzeit. Der erste Versuch von GSR, den Kollektor im Frühjahr 2019 zu testen, konnte aufgrund eines technischen Defekts des Stromversorgungs- und Kommunikations-Kabels zum Gerät nicht stattfinden.

    „Die Forschung des MiningImpact-Konsortiums ist extrem wichtig und essentiell, um sicherzustellen, dass die Meeresumwelt in der Tiefsee nach den höchstmöglichen Standards geschützt wird“, sagt Professorin Katja Matthes, Direktorin des GEOMAR. „Die Ergebnisse des Projekts werden die wissenschaftlichen Erkenntnisse liefern, die von der Internationalen Meeresbodenbehörde dringend benötigt werden, um verbesserte Umweltstandards und Richtlinien im derzeit entwickelten Mining Code zu implementieren“, so Matthes weiter.

    Nach zwölf Tagen Quarantäne in einem Hotel in San Diego und wiederholten Covid-19 PCR-Tests sind die Wissenschaftler*innen bereit, die unter strengen Hygienebedingungen durchgeführte Expedition anzutreten.

    Hintergrund: MiningImpact – Umweltauswirkungen und -risiken von Tiefseebergbau

    Die zweite Phase von „MiningImpact“ (2018-22) baut auf den Ergebnissen der ersten Projektphase auf und adressiert drei Forschungsschwerpunkte: (1) die großräumigen Umweltauswirkungen, die durch die aufgewirbelte Sedimentwolke verursacht werden, (2) die regionale Konnektivität von Arten und die Biodiversität biologischer Gemeinschaften und ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber Störungen und (3) die integrierten Auswirkungen auf benthische Nahrungsnetze, biogeochemische Prozesse und andere Ökosystemfunktionen.

    Das Projekt „MiningImpact“ wird unabhängig von den Aktivitäten von GSR durchgeführt und erhält keine finanziellen Zuwendungen von GSR. Auch GSR erhält keine Finanzmittel aus dem „MiningImpact“-Projekt. GSR führt zudem ein eigenes Monitoring-Programm auf seinem Schiff durch.

    „MiningImpact“ erhält im Rahmen der Joint Programming Initiative Healthy and Productive Seas and Oceans (JPI Oceans) Fördermittel vom:
    • Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), Deutschland
    • Belgian Science Policy Office (BELSPO) und Flanders EWI Department, Belgien
    • Research Council of Norway (RCN), Norwegen
    • The Netherlands Organization for Scientific Research (NWO), Niederlande
    • Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) and Direção-Geral de Política do Mar (DGPM), Portugal

    Links:
    https://miningimpact.geomar.de MiningImpact Projekt
    https://miningimpact.geomar.de/events Expeditions-Informationsveranstaltung für die interessierte Öffentlichkeit
    http://jpi-oceans.eu/ecological-aspects-deep-sea-mining JPI Oceans website
    https://isa.org.jm Internationale Seerechtsbodenbehörde (ISA)
    https://www.deme-gsr.com Global Sea Mineral Resources (GSR)

    Projektpartner:
    https://www.bgr.bund.de Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
    https://www.awi.de Alfred-Wegener-Institut Helmholtz Zentrum für Polar und Meeresforschung
    https://www.senckenberg.de/de/institute/sam/dzmb Deutsches Zentrum für Marine Biodiversitätsforschung, Senckenberg am Meer
    https://www.geomar.de GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel
    https://www.jacobs-university.de Jacobs University Bremen gGmbH
    https://www.marum.de MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen
    https://www.mpi-bremen.de/ Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie
    https://www.nioz.nl Royal Netherlands Institute for Sea Research
    https://www.uu.nl Utrecht University
    https://www.ifremer.fr Ifremer
    https://www.ugent.be Ghent University
    http://www.cesam.ua.pt Centre for Environmental and Marine Studies, University of Aveiro
    https://imar.org.pt Institute of Marine Research Okeanos, University of the Azores
    https://www.ipma.pt Portuguese Institute for Sea and Atmosphere
    http://www.cima.ualg.pt Centre for Marine and Environmental Research, University of Algarve
    https://www2.ciimar.up.pt Interdisciplinary Centre of Marine and Environmental Research at University of Porto
    https://biodatamining.cebitec.uni-bielefeld.de Biodata Mining Gruppe der Universität Bielefeld
    https://snf.no Centre for Applied Research at NHH
    https://www.allianz-meeresforschung.de Deutsche Allianz Meeresforschung

    Weitere Lektüre:
    Boetius, A., Haeckel, M. (2018) Mind the seafloor. Science, 359(6371), doi: 10.1126/science.aap7301 https://science.sciencemag.org/content/359/6371/34
    Vanreusel, A., Hilario, A., Ribeiro, P.A., Menot, L., Martinez-Arbizu, P. (2016) Threatened by mining, polymetallic nodules are required to preserve abyssal epifauna. Scientific Reports, 6, doi:10.1038/srep26808, https://www.nature.com/articles/srep26808
    Biogeosciences Special Issue: Assessing environmental impacts of deep-sea mining – revisiting decade-old benthic disturbances in Pacific nodule areas https://bg.copernicus.org/articles/special_issue942.html

    Kontakt:
    Dr. Andreas Villwock (GEOMAR, Kommunikation & Medien), Tel.: 0431 600-2802, presse@geomar.de


    Wissenschaftliche Ansprechpartner:

    Dr. Matthias Haeckel, mhaeckel@geomar.de


    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Journalisten, Wissenschaftler
    Biologie, Geowissenschaften, Meer / Klima, Umwelt / Ökologie
    überregional
    Forschungsprojekte
    Deutsch


    Manganknolle mit einem Tiefseeschwamm. Expedition SO242,


    Zum Download

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    Typisches Manganknollenhabitat auf dem Meeresboden der Clarion-Clipperton Bruchzone (CCZ) im Pazifik (Expedition SO239) mit einer Seeanemone und einem Schlangenstern.


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