Gold aus der Tiefe: Wie Unterwasservulkane im Pazifik zu „Goldküchen“ werden
Unter den gewaltigen Vulkanbögen des Pazifiks entstehen nicht nur Inseln und spektakuläre Eruptionen – tief im Erdinneren laufen auch Prozesse ab, die eines der begehrtesten Metalle der Menschheit konzentrieren können: Gold. Eine aktuelle Studie zum Vulkanismus im Tonga-Kermadec-Subduktionssystem zeigt, dass die Grundlage für manche Goldlagerstätten bereits im Erdmantel gelegt wird. Unterseeische Vulkane könnten dabei als natürliche Förderanlagen wirken, die Metalle aus der Tiefe an die Oberfläche transportieren.
Das Untersuchungsgebiet einer Studie zur Goldanreicherung im Pazifik liegt im Kermadec-Inselbogen nördlich von Neuseeland, dem südlichen Abschnitt eines der aktivsten Subduktionssysteme der Erde. Der Kermadec-Bogen geht nach Norden in den Tonga-Inselbogen über; gemeinsam bilden beide ein mehr als 2.000 Kilometer langes vulkanisches System entlang der Grenze zwischen der abtauchenden Pazifischen Platte und der darüberliegenden Tonga-Kermadec-Platte. Hier gibt es auffallend viele Unterwasservulkane und Vulkaninseln, von denen Havre-Seamount und Hunga Tonga – Hunga Ha’apai legendär sind.
Die Forscher eines internationalen Teams von 12 Instituten, darunter Christian Timm und Maxim Portnyagin vom Geomar Kiel, untersuchten Magmen aus dem Kermadec-Bogen und konnten zeigen, dass die Anreicherung von Gold bereits tief im Erdmantel beginnt. Entscheidender Prozess dabei ist die Subduktion: Wenn die Pazifische Platte in den Erdmantel abtaucht, gibt sie Wasser und andere flüchtige Bestandteile frei. Diese Fluide steigen in den darüberliegenden Mantelkeil auf, senken dort den Schmelzpunkt des Gesteins und ermöglichen die Bildung wasserreicher Magmen.
Dabei können Metalle wie Kupfer und Gold mobilisiert werden. Mehrere Schmelzzyklen können die Konzentrationen weiter erhöhen. Das goldhaltige Material gelangt anschließend mit dem Magma in die Erdkruste, wo es durch hydrothermale Prozesse weiter angereichert werden kann. Besonders aktive Unterwasservulkane mit heißen Quellen und sogenannte „Black Smoker“ gelten als natürliche Metallfabriken.
Christian Timm vom GEOMAR beschreibt die Vorgänge im Erdmantel selbst mit ungewöhnlich bildhaften Worten. Subduktionszonen seien gewissermaßen die „Goldküchen der Erde“, in denen durch das Zusammenspiel von Wasser, Gestein und wiederholten Schmelzprozessen die Voraussetzungen für eine Anreicherung des Edelmetalls geschaffen werden. Timm spricht dabei auch von einer „Alchemie im Erdmantel“. Gemeint ist damit allerdings keine Entstehung von Gold aus dem Nichts: Vielmehr wird bereits vorhandenes Gold aus dem Mantel mobilisiert und durch mehrstufige Schmelzprozesse zunehmend in den entstehenden Magmen konzentriert.
Ein Vulkan in genau diesem geologischen Umfeld sorgte im Januar 2022 weltweit für Schlagzeilen: der Hunga Tonga–Hunga Haʻapai im Tonga-Inselbogen. Die submarine Eruption gehörte zu den gewaltigsten Vulkanausbrüchen der modernen Messgeschichte. Der Caldera-Kollaps erzeugte eine enorme Explosion, schleuderte Asche und Bims über große Höhen und löste eine globale Atmosphärenwelle sowie einen weitreichenden Tsunami aus.
Angesichts der gewaltigen Materialmengen stellt sich eine spannende Frage: Könnte bei einer solchen Explosion nicht auch Gold mit ausgespien worden sein?
Die Antwort lautet: Ja, zumindest theoretisch. Der Hunga Tonga liegt in demselben geologischen Großsystem wie das Studiengebiet der Kermadec-Forscher. Sein Magma entstand durch ähnliche Prozesse: Subduktion, Wasserfreisetzung aus der abtauchenden Platte und Aufschmelzen des Mantels. Wenn das Magma Spuren von Gold enthielt, könnten diese auch in ausgeworfenem Bims, Asche oder vulkanischem Gestein vorhanden gewesen sein.
Allerdings bedeutet dies nicht, dass die Eruption eine Goldmine in die Atmosphäre geschleudert hat. Gold liegt in solchen Magmen normalerweise nur in extrem geringen Konzentrationen vor und ist meist an Sulfide gebunden oder in heißen Fluiden gelöst. Während einer explosiven Eruption wird das Material zwar weit verteilt, doch die Entstehung wirtschaftlich nutzbarer Goldlagerstätten erfordert meist einen wesentlich längeren Anreicherungsprozess.
Die größten Metallanreicherungen entstehen häufig erst nach der Eruption, wenn heißes Wasser durch abkühlende Magmakörper zirkuliert und Metalle aus dem Gestein löst. Über Jahrtausende können sich daraus hydrothermale Erzsysteme entwickeln.
Der Hunga-Tonga-Ausbruch könnte dennoch für die Forschung äußerst wertvoll sein. Analysen seiner Aschen und Bimssteine könnten zeigen, welche chemischen Signaturen ein junges Inselbogensystem besitzt und ob sich Hinweise auf Metallanreicherung finden lassen. Der Vulkan liefert damit ein spektakuläres Beispiel dafür, wie die gleichen geologischen Prozesse, die explosive Naturkatastrophen hervorbringen, langfristig auch die Grundlage für einige der wertvollsten Rohstofflagerstätten der Erde schaffen.
Quellen:Timm, C., Portnyagin, M., de Ronde, C. E. J. et al. (2026): Hydrous multi-stage mantle melting controls gold enrichment in mafic Kermadec arc magmas. Communications Earth & Environment 7, 281. Pressetext Geomar Kiel.