Uralte Plattentektonik als Schlüssel zu seltenen Rohstoffen
Seltene Erden sind unverzichtbar für moderne Technologien – von Elektroautos über Windkraftanlagen bis hin zu Smartphones und Verteidigungssystemen. Doch obwohl ihr Bedarf stetig wächst, ist es nach wie vor schwierig, wirtschaftlich nutzbare Lagerstätten zu finden. Eine neue Studie zeigt nun, dass der Schlüssel zu diesen Rohstoffen tief in der Erdgeschichte liegt.
Milliarden Jahre alte Prozesse prägen heutige Lagerstätten
Forschende der University of Adelaide haben herausgefunden, dass geologische Prozesse, die bis zu zwei Milliarden Jahre zurückreichen, entscheidend für die Entstehung von Lagerstätten seltener Erden sind. Im Mittelpunkt stehen dabei sogenannte Subduktionszonen – Bereiche, in denen eine tektonische Platte unter eine andere geschoben wird.
In diesen Zonen werden Materialien aus der abtauchenden Platte freigesetzt und in den darüberliegenden Erdmantel eingebracht. Dadurch entstehen „angereicherte“ Mantelregionen, die die grundlegenden Voraussetzungen für spätere Rohstoffvorkommen schaffen.
Deutlicher globaler Zusammenhang
Mithilfe moderner plattentektonischer Modelle rekonstruierte das Forschungsteam die Entwicklung der Erde über die letzten zwei Milliarden Jahre. Dabei zeigte sich ein klarer Zusammenhang:
- Rund 67 % der Carbonatite (spezielle magmatische Gesteine)
- und etwa 72 % der Lagerstätten seltener Erden
liegen über Mantelbereichen, die zuvor durch Subduktion angereichert wurden. Bei älteren Lagerstätten steigt dieser Anteil sogar auf 92 %.
Diese Ergebnisse liefern starke Hinweise darauf, dass Subduktionsprozesse eine zentrale Rolle bei der Entstehung solcher Rohstoffe spielen.
Neue Erklärung statt alter Theorie
Die Studie stellt außerdem frühere Annahmen infrage. Bisher wurde oft vermutet, dass sogenannte Mantelplumes – aufsteigende heiße Materialströme aus dem Erdinneren – die Hauptursache für solche Lagerstätten sind.
Stattdessen schlagen die Forschenden ein zweistufiges Modell vor:
- Anreicherung des Mantels durch Subduktion
- Spätere Aufschmelzung dieses Materials, die zur Bildung von Magma und schließlich zu Lagerstätten führt
Bemerkenswert ist dabei der enorme Zeitabstand zwischen diesen beiden Schritten: Er kann Hunderte Millionen bis Milliarden Jahre betragen.
Wichtige Hinweise für die Rohstoffsuche
Die Ergebnisse haben direkte praktische Bedeutung. Wenn bekannt ist, wo sich solche angereicherten Mantelregionen befinden, kann die Suche nach neuen Lagerstätten gezielter und effizienter erfolgen.
Besonders vielversprechend sind Regionen, in denen sich mehrere Subduktionsereignisse überlagert haben. Diese Gebiete weisen oft besonders hohe Konzentrationen seltener Erden auf. Insgesamt bedecken solche potenziell günstigen Zonen etwa 35 % der kontinentalen Erdkruste.
Bedeutung für die Zukunft
Angesichts der steigenden Nachfrage nach seltenen Erden – insbesondere für die Energiewende – könnten diese Erkenntnisse die globale Rohstoffsuche grundlegend verändern. Gleichzeitig liefern sie neue Einblicke in die langfristige Entwicklung der Erde und zeigen, wie Prozesse im tiefen Erdinneren die Ressourcen an der Oberfläche beeinflussen.
Die Studie macht deutlich: Die Voraussetzungen für viele der heute wichtigsten Rohstoffe wurden bereits vor unvorstellbar langer Zeit geschaffen.
Veröffentlichung: Linking carbonatites, rare earth ores, and subduction-fertilized mantle lithosphere, Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aeb2942
Quelle: University of Adelaide
Pia Gaupels
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