Wasserreiche Magmen sind entscheidend für die Bildung von Kupferlagerstätten

Von Elektrofahrzeugen und Smartphones bis hin zum Stromnetz - Kupfer ist für das moderne Leben unverzichtbar. Da der gesellschaftliche Bedarf an Kupfer weiter steigt, wird die Deckung dieses Bedarfs durch Bergbau und eventuell Recycling immer wichtiger. Recycling allein wird jedoch nicht ausreichen, um den zukünftigen Kupferbedarf zu decken.

Eine neue Studie, die in Nature Communications veröffentlicht wurde, untersucht Magmen in Subduktionszonen - also dort, wo sich eine tektonische Platte unter eine andere schiebt, wie zum Beispiel entlang der Anden in Südamerika. Hier entstehen grosse Mengen geschmolzenen Gesteins (Magma) tief in der Erdkruste, was sowohl zu explosiver vulkanischer Aktivität als auch zur Bildung eines der wirtschaftlich wertvollsten Bodenschätze - Kupfer - führt.

Ursprünglich ging man davon aus, dass der Wassergehalt dieser Magmen zwischen 4 und 6 % liegt. Die Studie, die von Forschenden der ETH Zürich, der Universität Oxford, des Natural History Museum of London und des Imperial College London durchgeführt wurde, zeigt jedoch, dass einige dieser Magmen «supernass» sein könnten und bis zu 6-8% Wasser enthalten.

Die wichtigste wissenschaftliche Erkenntnis der Studie ist, dass diese sehr nassen Magmen eine wichtige Rolle bei der Bildung von porphyrischen Kupferlagerstätten spielen, die fast 75 % des weltweit vorhandenen Kupfers ausmachen. Diese Lagerstätten entstehen, wenn Magma, das reich an kupferhaltigen Fluiden ist, diese Fluide in die obere Erdkruste verdrängt. Die Studie ergab, dass Zirkonkristalle in kupferhaltigen Gesteinen in Zentralchile und anderen Kupferlagerstätten weltweit diesen hohen Wassergehalt aufweisen, was darauf hindeutet, dass supernasse Magmen viel häufiger sind als bisher angenommen.

Darüber hinaus bietet die Studie ein praktisches Werkzeug für die Suche nach neuen Kupfervorkommen, was für viele Bergbauunternehmen eine Priorität darstellt. Durch die Identifizierung von Gebieten, in denen alte magmatische Systeme einen hohen Wassergehalt aufweisen, können Geologinnen und Geologen besser abschätzen, wo sich verborgene Kupferressourcen befinden könnten. Diese Entdeckung ist besonders wichtig, da Kupfer ein unverzichtbarer Rohstoff für erneuerbare Energietechnologien wie Sonnenkollektoren, Windturbinen und Elektrofahrzeuge ist. Da die Nachfrage nach Kupfer das Angebot bis 2035 voraussichtlich übersteigen wird, ist die Entdeckung neuer Ressourcen von entscheidender Bedeutung für den Übergang zu einer Gesellschaft mit Netto-Null-Emissionen.