Wirtschaftlich bedeutende Rohstoffvorkommen und ökologische Konsequenzen ihres Abbaus

Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft


Studienarbeit, 2014

41 Seiten


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Metallrohstoffe
2.1. Edelmetalle
2.1.1. Entstehung und Lagerstätten
2.1.2. Abbau und Minen
2.1.3. Einfluss auf die Wirtschaft und den Menschen
2.1.4. Ökologische Konsequenzen
2.1.5. Fallbeispiel: Dammbruch bei der Goldmine Summitville
2.2. Unedle Metalle
2.2.1. Entstehung und Lagerstätten
2.2.2. Abbau und Minen
2.2.3. Einfluss auf die Wirtschaft und den Menschen
2.2.4. Ökologische Konsequenzen
2.2.5. Fallbeispiel: Montana, Ressourcenhunger und Umweltzerstörung

3. Energierohstoffe
3.1. Entstehung und Lagerstätten von Erdöl, Erdgas und Ölsand
3.1.1. Abbau und Raffinerien
3.1.2. Ökologische Konsequenzen
3.1.3. Gasförderung durch Fracking
3.1.4. Fallbeispiel: Untergang der Ölbohrplattform Deepwater Horizon
3.2. Entstehung und Lagerstätten von Stein- und Braunkohle
3.2.1. Abbau und Reviere
3.2.2. Ökologische Konsequenzen
3.2.3. Fallbeispiel: Mountaintop mining in den Appalachen
3.3. Entstehung, Lagerstätten und Abbau von Uran
3.3.1. Ökologische Konsequenzen
3.3.2. Fallbeispiel: Atomunfall in Harrisburg

4. Fazit

5. Quellenverzeichnisverzeichnis

6. Abbildungsverzeichnis

1. Einleitung

Die USA ist die führende internationale Wirtschaftsmacht. Grundlage hierfür bildet ein großes, gut erschlossenes Staatsgebiet mit reichhaltigem und vielfältigem Rohstoffvorkommen. Zu den wichtigsten Bodenschätzen die in den USA abgebaut werden, zählen energetische Rohstoffe wie Erdöl, Erdgas, Uran, Braun- und Steinkohle. Daneben werden noch Eisenerze und unterschiedlichste Metalle wie, Kupfer, Blei, Zink, Gold und Silber im großen Umfang gefördert.

Rohstoffe werden vom Menschen schon immer abgebaut und gehandelt, jedoch ist seit Beginn der Industrialisierung ihr Bedarf enorm angestiegen.

Durch wachsende Kenntnisse in der Geologie und Chemie werden immer neue Rohstoffvorkommen entdeckt und neue Abbaumöglichkeiten verwendet.

Die Förderung, Bereitstellung und Verwendung vielfältiger Rohstoffe dient als Motor der globalen Wirtschaft und garantiert Wohlstand.

Der gewaltige Bedarf an den unterschiedlichsten Rohstoffen ist aber auch mit Problemen und Konflikten verbunden. Umweltprobleme die durch Schadstofffreisetzung, großflächige Rodungen oder durch die Vergiftung von Böden und Gewässern entstehen, sind nur ein Beispiel dafür.

Die folgende Arbeit bezieht sich auf wirtschaftlich bedeutende Rohstoffvorkommen der USA. Hierbei wird vor allem auf den Abbau dieser Ressourcen und der daraus resultierenden ökologischen Folgen eingegangen. Außerdem wird auf die Auswirkung ihres Abbaus auf den Menschen Bezug genommen, sowie ihre Lagerstätten und Entstehung in der Erdgeschichte beschrieben.

2. Metallrohstoffe

Etwa 80 Prozent aller auf der Erde vorkommenden chemischen Elemente werden aus Metallrohstoffen gebildet. Die grundlegende Einteilung der Metalle erfolgt nach ihrer Dichte in Schwer- und Leichtmetalle sowie nach ihrer Reaktionsfähigkeit in Edelmetalle und unedle Metalle. Die Nutzung unterschiedlichster Metalle bildet die Grundlage der menschlichen Zivilisation.

2.1. Edelmetalle

Edelmetalle gehören zur Gruppe der Schwermetalle. Zu ihnen zählen vor allem Gold, Silber und Platin. Diese Metalle gehen nur sehr schwer chemische Verbindungen ein und sind daher unbegrenzt haltbar (Edel-metalle, (Hrsg.) 2008).

2.1.1. Entstehung und Lagerstätten

Lange Zeit wurde in der Wissenschaft die Ansicht vertreten, dass eine Supernova für die Entstehung von Edelmetallen verantwortlich war. Modellsimulationen konnten dies aber widerlegen. Eine Supernova war demnach für die Bildung zahlreicher anderer Elemente verantwortlich, jedoch wurden dabei fast keine Edelmetalle gebildet. Edelmetalle bilden sich laut Modellversuchen erst durch die Kollision und Verschmelzung zweier Neutronensterne. Bei diesem Vorgang entstehen Gammastrahlen, die in einer Sekunde mehr Energie freisetzen als die Sonne in ihrem gesamten Leben. Durch diesen Vorgang entstanden Temperaturen von bis zu einer Billion Grad. Laut komplexen computergestützten Berechnungen führte dies zur Bildung von Edelmetallen wie Gold und Silber (Dehio, 2013, S. 13–14).

der Edelmetallanteil in der bis zu 15 km tiefen Erdkruste liegt bei Gold etwa bei 5 Milligramm und bei Silber bei ca. 70 Milligramm pro Tonne Erdmasse. Hieraus ergibt sich eine Relation von Gold und Silber von 1 zu 15. Das Gesamtvorkommen dieser Edelmetalle liegt somit bei etwa 25 Mrd. Tonnen Gold und 375 Mrd. Tonnen Silber (Abb.1). Hierbei muss jedoch auf die Wirtschaftlichkeit ihres Abbaus, das heißt auf eine ausreichende Konzentration, geachtet werden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1: Vorkommen von Gold und Silber in der Erdkruste

http://media.goldsilbershop.de/media/fileadmin/images/content/Vorkommen-in-der-Erdkruste.png

Zu den bedeutendsten Gold- und Silberlagerstätten der USA zählen Meso- und Epithermale-Lagerstätte.
Mesothermale-Lagerstätte sind an Gebirgsbildungsprozesse gebunden und entstanden durch plattentektonische Verschiebungen der Ozeankruste. Zentrale Lagerstätten befinden sich in Mittelamerika, dem sogenannten Mother-Lode-System in Kalifornien und in den Rocky Mountains.

Epithermale-Lagerstätten entstanden durch hydrothermale Fluide, die eingeschlossene Erze in oberflächennahe vulkanische Gänge transportierten, wodurch es zur Anreicherung von Gold und Silber kam. Eine wichtige Lagerstätte dieses Typs für Silber ist der Comstock Lode in Nevada. Der Carlin Trend in Nevada gehört zu den größten Goldlagerstätten der Welt.

Wichtige Goldanreicherungen finden sich außerdem in sogenannten „Rezenten Seifen“. Hierbei gelangt Gold in Flüsse und wird durch unzureichende Fließkraft des Wassers abgelagert. Diese Vorkommen finden sich fast ausschließlich in der Nähe von größeren Primärgoldlagerstätten (Dehio, 2013, S. 20–21).

2.1.2. Abbau und Minen

Früher wurde Gold durch „Waschen“ relativ umweltfreundlich gewonnen. Hierbei wurde Sand eines Flusses durchgesiebt. Ziel war es, die größeren Goldpartikel heraus zu filtern. Diese Methode führte allerdings nur zu einer sehr geringen Ausbeute. Heutzutage wird Gold vor allem im Bergbau (Abb. 2) gefördert. Der Abbau lohnt sich bereits ab einem Goldvorkommen von einem Gramm pro Tonne Gestein. Bei diesem Verhältnis zwischen Stein und Gold wird der immense Aufwand des Goldbergbaus deutlich. Eine weitere, aber für die Umwelt äußerst schädliche Methode Gold zu gewinnen ist die Amalgation. Bei diesem Verfahren reagiert Gold mit Quecksilber zu Amalgam, welches danach erhitzt wird. Durch diesen Prozes verdampft der hochgiftige Quecksilberanteil wodurch reines Rohgold zurück bleibt (Edel-metalle, (Hrsg.) 2008).

Die Homestake Mining Company war eines der größten Bergwerksunternehmen in den USA, das Gold förderte. Die Homestake-Goldmine bei Lead, South Dakota zählt zu den ältesten Goldminen die in den USA eröffnet wurden. Diese Mine war bis zu ihrer Schließung im Jahr 2002 die größte und tiefste Goldmine. Während ihrer aktiven Zeit wurden ca. 1250 Tonnen Gold gefördert, wobei der Goldanteil zwischen 6,2 g und 0,02 g pro Tonne Gestein lag (Mineralienatlas, (Hrsg.) 2012).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2: Goldtagebau in Nevada, USA

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Twincreeksblast.jpg

Silber wird genau wie Gold seit je her vom Menschen abgebaut. Die Ressource Silber kommt entweder in Form von reinem Silbererz oder in sulfidischen Mineralien wie etwa in Blei-, Kupfer-, oder Zinkerzen vor.

Früher wurde Silbererz in Bergwerken gewonnen und mit Hilfe von Brennöfen geschmolzen. Der Ressourcenaufwand bei dieser Methode war jedoch immens, da beim Schmelzen der Erze sehr viel Kohle und Holz benötigt wurde.

In der heutigen Zeit werden Silbererze zu Schlamm zerkleinert. Anschließend wird das Silber mit so genannter Cyanidlauge gelöst. Aber auch bei den Blei-, Kupfer- und Zinnerzen werden chemische Stoffe eingesetzt, um das Roh-Silber zu filtern. Die Förderung von Silber hat genauso wie der Goldabbau große Umweltbelastungen zur Folge.

Im 19. Jahrhundert wurde Nevada als Silberstaat bezeichnet. Die Comstock Lode war das erste in den USA entdeckte Silbervorkommen. Es liegt nahe der Stadt Virginia City.

Aktuell fokussiert sich der Amerikanische Silberabbau vor allem auf den Staat Idaho. Das Bergbaurevier Coeur d'Alene besteht aus drei aktiven Minen. Hier wurde bisher mehr Silber gefördert als in allen anderen Silberlagerstätten der USA zusammen. Bis 2006 hatte das Revier einen Abbauertrag von ca. 37.000 Tonnen Silber. Die ertragreichste Mine in diesem Revier ist die Sunshine Mine, die seit 1884 ohne nennenswerte Unterbrechung Silber fördert (Mineralienatlas, (Hrsg.) 2012).

2.1.3. Einfluss auf die Wirtschaft und den Menschen

Der Amerikanische Goldrausch hatte weitreichende Auswirkungen auf die wirtschaftliche und städtische Entwicklung des Landes. Er nahm aber auch direkt Einfluss auf die Menschen, die dem Ruf nach Reichtum und Wohlstand gefolgt sind. Einen wichtigen Aspekt spielt dabei der rasche Aufstieg von Goldgräbersiedlungen zu sogenannten „Boomtowns“. Solche Siedlungen sind innerhalb kürzester Zeit durch den schier endlosen Strom von Glücksrittern, die auf der Suche nach schnellem Reichtum waren, explosionsartig gewachsen. Ein sehr gutes Beispiel ist hierfür San Francisco.

Ausgangspunk war ein Goldfund auf einer Ranch in Kalifornien im Jahr 1848. Diese Nachricht sprach sich in den USA explosionsartig herum und führte zu einer gigantischen Völkerwanderung. Innerhalb von nur vier Jahren wuchs San Francisco von 14.000 auf 230.000 Einwohner an. Das Ziel dieser Zuwanderer war ausschließlich die Suche nach Gold. Dieser Umstand hatte tief greifende Auswirkungen auf dort ansässige Unternehmen. Ein Zeitungsverlag musste z.B. seine Auflage einstellen, da es keine Arbeiter mehr gab die in dieser Branche arbeiten wollten. Dutzende Schiffe konnten nicht mehr auslaufen, da die Matrosen nach der Ankunft sofort die Goldfelder aufsuchten. Die meisten dieser Goldsucher gingen jedoch leer aus und die wenigen die fündig wurden mussten für tägliche Bedarfsgüter horrende Preise zahlen. Die unkontrollierte Zuwanderung und das daraus resultierende rasche Städtewachstum verursachten aber auch logistische und gesundheitliche Probleme. Zwischen 1849 und 1851 wüteten sechs große Brände in San Francisco. Die hygienischen Zustände waren katastrophal. Ungeziefer breitete sich sprunghaft aus und führte im Winter 1851 zu einer Choleraepidemie.

Langfristig gesehen gehörte San Francisco jedoch zu den Gewinnern des Amerikanischen Goldrausches, da es sich durch ihn zu einer bedeutenden Metropolregion entwickelte (Schmitt, (Hrsg.) 2008).

Einem Großteil der Bergbausiedlungen, die aufgrund von Gold- oder Silberfunden einen raschen Aufstieg erlebten und deren Bevölkerungszahlen innerhalb von nur weniger Jahren um das vielfache anstiegen, erging es jedoch weitaus weniger gut. Viele dieser ehemaligen Boomtowns sind im Verlauf von nur wenigen Jahren zu „Ghosttowns“ verfallen. Bekannte Beispiele für den Raum Kalifornien sind hierfür Bodie und Calico.

Bodie wurde 1876 gegründet und ist eine klassische amerikanische Geisterstadt. Anfangs war der Ort eine kleine Minensiedlung mit nur wenigen Einwohnern. Dem raschen Aufstieg zur Kleinstadt verdankte die Bergbausiedlung dem Kalifornischen Goldrausch, der sie schnell auf 10.000 Einwohner anwachsen lies. Doch als die Goldfunde abnahmen, schrumpfte die Einwohnerzahl schnell wieder auf wenige Hundert Bewohner (Abb. 3). In den 40er Jahren des 20. Jahrhunderts wurde die Siedlung schließlich völlig aufgegeben. Heute steht die ehemalige Boomtown unter Denkmalschutz und kann besichtigt werden (Digger, (Hrsg.) 2014).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 3: Bevölkerungsentwicklung Bodie

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bodie_Boom_%28en%29.svg

Calico liegt in der Mojave-Wüste. Im Jahr 1881 wurde Silber im Wert von 86 Millionen Dollar gefördert. Durch den Silberfund trafen schon bald zahlreiche Abenteurer ein. 1887 zählte die Ortschaft etwa 1200 Einwohner und 500 Minen nahmen die Produktion auf. 1895 brach der Silberpreis jedoch ein, wodurch die Minenerträge nicht mehr wirtschaftlich rentabel waren. Durch dieses Ereignis verfiel Calico innerhalb kurzer Zeit zu einer Geisterstadt. Einige Gebäude und Minen aus dieser Zeit sind noch immer erhalten und können besichtigt werden (Usa-reisetraum, (Hrsg.) 2014).

Der Abbau von Edelmetallen im Bundesstaat Nevada hat aber auch direkte Konsequenzen auf die dort lebenden Menschen. Die großen Goldminen dieser Region liegen auf ehemaligem Shoshonen-Land. Die USA haben dieses Gebiet 1863 im Vertrag von Ruby Valley als Shoshonen Territorium anerkannt, da diese Halbwüste für die weißen Siedler keine große Bedeutung hatte. Doch schon die ersten Goldfunde hatten zur Folge, dass der Vertrag gebrochen wurde. Im ersten Drittel des 20. Jahrhunderts wurde die Verwaltung des ehemaligen Indianerterritoriums rechtswidrig an diverse US-Behörden übergeben. Seither wurden immer mehr Shoshonen im Zuge des Goldabbaus zwangsenteignet. Heute sind zwölf der weltweit größten Goldkonzerne auf dem ehemaligen Land der Shoshonen aktiv (Domnick, (Hrsg.) 2003).

2.1.4 Ökologische Konsequenzen

Beim Goldabbau werden ca. 99,9% der abgebauten Erdmasse als Abfall entsorgt. Der Einsatz von Cyanidlauge Anfang der 70er Jahre war der Startschuss für den großindustriellen Goldabbau. Cyanid ist ein schnell wirkendes Gift. Durch die Verwendung dieses Giftes wird das Gold aus dem Gestein gelöst. Diese Methode zur Goldgewinnung wurde erstmals in Nevada im großem Umfang eingesetzt (Lottermoser, 2007, S.183-187). Die enormen, zum Grossteil giftigen, Abfallmassen die beim Goldbergbau entstehen, nehmen große Gebiete in Anspruch. Der Großteil dieser Abfälle tritt in Form von sogenannten „Tailings“ auf (Abb. 4). Darunter versteht man feinkörnige giftige Schlämme, die bei der Trennung des Goldes vom Gestein zurück bleiben.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 4: Entsorgung von Tailing Rückständen

http://elawspotlight.files.wordpress.com/2011/03/tailings-disposal-crop.jpg

Diese hochgiftigen Rückstände werden in riesigen Auffangbecken gelagert. Gelangt dieser Schlamm, z.B. durch einen Dammbruch in die Umwelt, hat dies gravierende Folgen. Bei einer anderen einfacheren und billigeren Methode, werden anfallende Tailings direkt und ungereinigt in nahe gelegene Flüsse geleitet. Pro Kilogramm produziertem Gold gelangen so zwischen einem und zwei Kilogramm Quecksilber in die Umwelt (Müezzinoglu, 2003, S. 45-51).

Goldabbau führt darüber hinaus zu verschiedenen Emissionen, die in die Atmosphäre gelangen. Hierbei ist austretender Quecksilberdampf am bedeutendsten anzuführen. Insgesamt betragen die Quecksilberemissionen, die in die Atmosphäre gelangen, fast 400 Tonnen pro Jahr. Die Auswirkungen auf die Biodiversität durch den Einsatz von toxischem Cyanid sind höchst unterschiedlich. Auf der einen Seite kann der Kontakt mit Cyanid für Menschen und Tiere tödlich sein. Ein gutes Beispiel ist hierfür das massive Fischsterben, wenn Cyanid haltiges Abwasser in ein Flusssystem gelangt. Auf der anderen Seite hingegen scheint Cyanid nicht toxisch für viele Pflanzen zu sein. Der Grund dafür liegt wahrscheinlich darin, dass es in Böden sehr stark gebunden wird und sehr viele Pflanzen eine erhöhte Konzentration davon nahezu problemlos ertragen können (Lottermoser, 2007, S. 191-193).

Die auftretenden Emissionen und Minenabfälle, die durch die Förderung von Silber entstehen, sind nahezu identisch mit dem Goldbergbau.

2.1.5 Fallbeispiel: Dammbruch bei der Goldmine Summitville

1992 kam es in der Summitville Goldmine im US-Bundesstaat Colorado zu einem folgenschweren Dammbruch, wodurch mit Cyanid verunreinigter Schlamm in den nahegelegenen Fluss Alamosa gelang. Dies hatte zur Folge, dass Flussabwärts in einem Bereich von 25 Kilometern alles Leben schlagartig ausgelöscht wurde. Selbst Jahre nach dem Unglück ist immer noch eine erheblich geminderte Wasserqualität nachzuweisen. selbst in den Böden nahe dem Alamosa Flusses konnten erhöhte Konzentrationen verschiedenster Metalle nachgewissen werden. Diese haben sich dort aufgrund des Dammbruches abgelagert. Auch Pflanzen, wie etwa Gerste, und Luzerne die mit dem belasteten Flusswasser bewässert werden, zeigen bis zum heutigen Tag erhöhte Konzentrationen von Kupfer- und anderen Metallanreicherungen (Science for a changing world, (Hrsg.) 2014).

Dieses Beispiel zeigt deutlich, welche gravierenden und nachhaltigen Auswirkungen der industrielle Goldbergbau für die Umwelt zur Folge haben kann.

2.2. Unedle Metalle

Als „unedel“ werden Metalle bezeichnet, die bereits unter Normalbedingungen eine Reaktion mit Sauerstoff eingehen. Zu dieser Gruppe gehören insgesamt 55 verschiedene Metalle. Unedle Metalle kommen in der Regel nicht in reiner Form vor, sondern müssen als Metallerze abgebaut werden. In den USA befinden sich abbaufähige Lagerstätten von Eisen, Kupfer, Molybdän, Nickel, Wolfram und Zink. Hierbei hat vor allem der Eisen-, Kupfer- und Zinkabbau einen großen wirtschaftlichen und industriellen Stellenwert (Edel-metalle, (Hrsg.) 2008).

2.2.1. Entstehung und Lagerstätten

Eisen bildet mit einem Anteil von etwa fünf Prozent das viert häufigste Element der Erdkruste. Eisenerzlagerstätten entstehen hauptsächlich durch Kristallisationsprozesse. Diese wurden durch die Abkühlung stark metallhaltiger Magma, das in die Erdkruste eingedrungen war, eingeleitet.

Damit sich wirtschaftlich bedeutende Kupfererzlagerstätten mit einer Konzentration von ein bis drei Prozent bilden konnten, musste aufsteigendes magmatisches Gas über einen Zeitraum von mehreren tausend Jahren durch Grundwasser abgekühlt werden (Löfken, (Hrsg.) 2012).

Zink ist eines der häufigsten, natürlichen Elemente in der Erdkruste. Es bildet sich aus fünf natürlich vorkommenden Isotopen. Hauptsächlich findet sich Zink gebunden in Erzen. Für die Zinkgewinnung am wichtigsten sind dabei die Zinksulfiderze, die am häufigsten in Form von Sphalerit (Abb.5) und Wurtzit Abb.6) vorkommen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 5: Sphalerit Abb. 6 : Wurtzit

http://www.periodensystem-online.de/index.php?el=30

In den USA finden sich abbauwürdige Anreicherungen von Eisenerz in den Bundesstaaten Nevada, New Jersey und Virginia. Die reichsten und hochwertigsten Lagerstätten befinden sich jedoch in Michigan und Minnesota. Hierbei ist der Abbau von Magnetit, das den höchsten Eisengehalt mit ca. 72% beinhaltet, und Hämatit, das etwa 70% Eisengehalt aufweist, am wirtschaftlich bedeutendsten. In den USA wurden 2011 insgesamt 54 Millionen Tonnen an unterschiedlichen Eisenerzen gefördert (Mineralienatlas, (Hrsg.) 2012).

[...]

Ende der Leseprobe aus 41 Seiten

Details

Titel
Wirtschaftlich bedeutende Rohstoffvorkommen und ökologische Konsequenzen ihres Abbaus
Untertitel
Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft
Hochschule
Universität Passau
Autor
Jahr
2014
Seiten
41
Katalognummer
V272327
ISBN (eBook)
9783656644026
ISBN (Buch)
9783656643999
Dateigröße
13302 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
wirtschaftlich, rohstoffvorkommen, konsequenzen, abbaus, vergangenheit, gegenwart, zukunft
Arbeit zitieren
Markus Franz Jäger (Autor), 2014, Wirtschaftlich bedeutende Rohstoffvorkommen und ökologische Konsequenzen ihres Abbaus, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/272327

Kommentare

  • Noch keine Kommentare.
Im eBook lesen
Titel: Wirtschaftlich bedeutende Rohstoffvorkommen und ökologische Konsequenzen ihres Abbaus



Ihre Arbeit hochladen

Ihre Hausarbeit / Abschlussarbeit:

- Publikation als eBook und Buch
- Hohes Honorar auf die Verkäufe
- Für Sie komplett kostenlos – mit ISBN
- Es dauert nur 5 Minuten
- Jede Arbeit findet Leser

Kostenlos Autor werden