Gigantische Lithium-Lagerstätte in vulkanischer McDermitt-Caldera exploriert
Spätestens seit der Energiekrise und dem staatlich verordneten Boom von Elektroautos, sowie der Errichtung von Solaranlagen mit Speichermöglichkeit, ist Lithium ein begehrter und knapper Rohstoff. Lithium ist das Herzstück moderner Akkus, die als Solarenergiespeicher und in Elektroautos Verwendung finden. Lithiumhaltige Akkus haben den Vorteil gegenüber anderen Batteriearten, dass sie eine hohe Energiedichte haben, eine geringe Selbstentladung und keinen Memory-Effekt aufweisen. Dafür besteht die Gefahr von Überhitzung, besonders wenn die Akkus zu tief entladen werden. Zwar wird auch an anderen Batteriearten ohne Lithium geforscht, aber diese haben bislang nicht die Serienreife erreicht. Daher ist Lithium „State of the Art“ in modernen Akkus und wird weltweit nachgefragt. Schon in wenigen Jahren könnte die Nachfrage nach Lithium höher sein, als durch den Abbau in Lagerstätten gewonnen werden kann. Daher wird mit Hochdruck daran geforscht, wie man das hochreaktive und ätzend wirkende Lithium gefahrlos recyceln kann und wo weitere Lagerstätten gefunden werden können.
Bis vor kurzem waren nur zwei Arten von Lithiumlagerstätten bekannt, und es wurde überwiegend aus Sole von Salzseen gefördert. Bei der zweiten Lagerstättenart handelt es sich um Ablagerungen von lithiumhaltigen Mineralien wie Spodumen und Smektit. Spodumen ist ein Kettensilikat aus der Gruppe der Pyroxene und kommt in magmatischen Gesteinen vor. Smektite sind quellfähige Tonmineralien (Phyllosilikate), die beispielsweise durch hydrothermale Umwandlung aus Basaltobsidian entstehen. Nun haben amerikanische Forscher eine Lithiumlagerstätte aus einem weiteren Phyllosilikat entdeckt, nämlich Illit, das aus Smektit entstehen kann.
Die besagte Lagerstätte befindet sich in der großen McDermitt-Caldera im Grenzgebiet zwischen den US-Bundesstaaten Nevada und Oregon. Sie entstand vor etwa 16 Millionen Jahren, als es im Nordwesten der USA zu einer Jahrtausende dauernden Phase gewaltiger Eruptionen kam, bei denen auch die Columbia-Flutbasalte entstanden. Der Vulkan unter der McDermitt-Caldera eruptierte jedoch lithiumreiche Rhyolith-Lava und ist kein Unbekannter im Vulkangeschäft, da er über dem Mantelplume entstand, der Jahrmillionen später den Yellowstone-Vulkan speisen sollte. Als sich der Magmenkörper des Vulkans weitestgehend entleert hatte, sackte die Erde ein, und es entstand die 75 x 45 km durchmessende Caldera. Weitere Eruptionen füllten die Depression teilweise mit einer mächtigen Rhyolith-Schicht. Hinzu kam Wasser, das einen großen Calderasee bildete. Wie es für große Calderen im postvulkanischen Stadium typisch ist, entstand ein großes Hydrothermalsystem, und die heißen Lösungen begannen den Rhyolith in Smektite umzuwandeln. Am Grund des Sees wurden die Smektite weiter in Illite umgewandelt. Bei den Umwandlungsprozessen wurden die Tonmineralien mit Lithium angereichert, das die hydrothermalen Fluide zuvor aus dem Rhyolith gelöst hatten. So entstand diese bis jetzt einzigartige Lagerstätte mit einem Lithiumanteil von bis zu 2,4 Prozent, was eine ungewöhnlich hohe Konzentration ist. Die Illit-Schichten sind bis zu 40 m mächtig.
Die Entstehungsgeschichte der Lagerstätte wurde von einem Forscherteam unter der Leitung des Geologen Thomas Benson von der Columbia University in New York entschlüsselt und kürzlich in einer Studie veröffentlicht. Es handelt sich um eine der größten Lithium-Lagerstätten der Welt, und natürlich untersucht man nun andere alte Calderen, ob sich dort möglicherweise vergleichbare Lagerstätten gebildet haben könnten.
Die McDermitt-Caldera liegt auf einem Hochplateau in der Basin-and-Range-Provinz. Die Landschaft wirkt auf den ersten Blick karg, doch wie so häufig in abgelegenen Gegenden gibt es auch hier eine schützenswerte Flora und Fauna. Außerdem befindet sich hier eine Gemeinschaft von Native Americans (Indianern), denen im Falle einer Ausbeutung des Lithiums erneut die Vertreibung droht. Eins ist gewiss: Ein Abbau des Lithiums würde im Tagebau erfolgen und das Gesicht der Caldera für immer verändern.