Reichtum aus dem Gestein — Die Geschichte des Nickels
Vom „Awake“-Korrespondenten in Kanada
IM Mittelalter träumten die Alchimisten davon, eines Tages Eisen in Silber und Blei in Gold umwandeln zu können. Magie und geheimnisvolle Formeln waren ihr Rüstzeug. An deren Stelle hat die moderne Technik wissenschaftliche Forschung und Wagemut treten lassen, so daß die Alchimisten in Vergessenheit geraten sind. Gleichzeitig ist es das Verdienst der Technik, daß aus Gestein, das früher praktisch als wertlos galt, nutzbare Stoffe und gewaltige Reichtümer gewonnen werden.
Es gibt nur wenige Orte auf der Erde — wenn überhaupt einen —, wo das so deutlich wird wie in dem Nickelbergbaugebiet von Sudbury (Provinz Ontario, Kanada), in dem sich eine der größten Erzlagerstätten befindet, die der Mensch kennt.
Ursprung der Erzkörper
Nachdem man jahrelang gerätselt hat, was der Ursprung dieses gewaltigen Lagers an Reichtum mit seinen einzigartigen geologischen Schichten und ungewöhnlichen topographischen Merkmalen gewesen sein könnte, vertreten heute viele Geologen eine Theorie, die sich auf die Erforschung des Geländes und auf Laboranalysen stützt. Sie glauben, daß das reiche Sudburybecken, wie es von den Geologen genannt wird, in Wirklichkeit das Überbleibsel eines gewaltigen Kraters ist, den ein Riesenmeteorit in die Erdkruste schlug. Sie schätzen, daß der Meteorit einen Durchmesser von 3 bis 5 Kilometern hatte und daß die Gewalt seines Aufpralls auf die Erde 200 000mal größer war als die Gewalt der Explosion der Atombombe, die auf Hiroschima (Japan) abgeworfen wurde.
Die Meteoritentheorie wird durch die Tatsache gestützt, daß der ganze Boden um das Sudburybecken von Spalten durchzogen ist. Dabei handelt es sich um eigentümliche, kegelförmige Brüche, die durch die gewaltigen Erschütterungswellen entstanden sind, die durch das Gestein gingen — ein charakteristisches Merkmal für Einschlagstellen von Meteoriten. Dieses geologische Gebilde ist dem auf der Mondoberfläche vorgefundenen so ähnlich, daß die amerikanischen Apollo-Astronauten in den Jahren 1971 und 1972 eine Zeitlang in dem Gebiet von Sudbury trainierten, um sich auf ihre Landung auf dem Mond vorzubereiten, dessen geologische Beschaffenheit sie untersuchen sollten.
Die Geologen glauben heute, daß nach dem Einschlag des Meteoriten geschmolzenes Gestein aus dem Erdmantel hervorbrach und Konzentrationen von Nickel- und Kupfermineralen mitführte, die sich in der gespaltenen Erdkruste ablagerten. Dort kühlten sie ab, verhärteten sich und bildeten schließlich die riesigen Erzvorkommen, die bis vor kurzem unbekannt und unentdeckt waren.
Zufällige Entdeckung
Das Erz im Sudburybecken wurde tatsächlich durch Zufall gefunden. Im August 1883 sprengten Eisenbahnbautrupps in dem Gebiet einen Weg mitten durch harten Felsen. Ein aufmerksamer Schmied entdeckte etwas, was sich als kupfer- und nickelhaltiges Mineral herausstellte. Sogleich verbreiteten sich Gerüchte über einen bedeutenden Kupferfund, und Prospektoren kamen in Massen in das Gebiet und steckten Claims ab.
Es entstanden mehrere Bergwerke, doch viele Leute waren der Ansicht, daß sie nur eine kurze Zeit bestehenbleiben würden. Bei dem Schmelzvorgang, dessen man sich damals im allgemeinen bediente, entstand aus dem Erz kein reines Kupfer, sondern eine Verbindung von Kupfer mit großen Mengen Nickel. In jener Zeit gab es nur wenig Verwendungsmöglichkeiten für Nickel, die Nachfrage war gering. Man hielt es sogar für ein Metall, das eher viel unnötige Arbeit machte, als daß es wertvoll war, denn mit den damaligen Methoden war es schwer und auch kostspielig, das Kupfer vom Nickel zu trennen. Interessanterweise war es diese Tatsache, der das Nickel seinen Namen zu verdanken hat.
Vor über 200 Jahren versuchten sächsische Bergleute etwas zu schmelzen, was sie für Kupfererz hielten, aber was dabei herauskam, war nur ein unbekanntes weißes Metall — kein Kupfer, wie sie erwartet hatten. Da sie abergläubisch waren und an Zauberei glaubten, schlossen sie daraus, daß ein Kobold oder „Nickel“ ihr Bergwerk verhext habe. Deshalb nannten sie das neue Metall Kupfernickel. Im Laufe der Jahre wurde es einfach als „Nickel“ bekannt.
Die weitere Entwicklung im neuen Bergbaugebiet von Sudbury schien ganz davon abzuhängen, ob es auf dem Gebiet des Hüttenwesens gelingen würde, das Kupfer vom Nickel auf rationelle Weise zu trennen. Zur damaligen Zeit konnte sich niemand so recht vorstellen, welches Verfahren man dabei anwenden müßte, auch bestand nur geringes Interesse, ein solches Verfahren zu entwickeln. Der Verbrauch an Nickel war in der ganzen Welt nur relativ unbedeutend, hauptsächlich wurden aus Nickel Münzen und Plattierungen hergestellt. Deshalb sah die Zukunft für die neuen Bergwerke nicht gerade rosig aus. Sie enthielten große Mengen Erz, das reich war an einem Metall, für das es bisher noch kein zufriedenstellendes Verfahren zum Schmelzen und zur Trennung gab. Auch war für das Fertigprodukt kein nennenswerter Absatzmarkt vorhanden.
Neues Verfahren gefunden
Im Verlauf von langwierigen Experimenten entdeckte man, daß die beiden Metalle auf rationelle Weise getrennt werden konnten, wenn man dem Erz während des Schmelzvorgangs Natriumkuchen zufügte. Ein Problem, das viel Ärger bereitet hatte, war gelöst. Dieses Verfahren blieb über viele Jahre hinweg die in Kanada allgemein übliche Methode, die einmaligen Sudburyerze zu behandeln. Es bedeutete in der Tat einen Triumph der Technik, der einen ganz neuen Industriezweig ins Leben rief, durch den es im Laufe der Zeit Reichtum und Vorteile in einem Ausmaß geben sollte, das damals niemand auch nur ahnen konnte.
Zu Beginn des 20. Jahrhunderts beherrschten zwei Gesellschaften die neu aufgekommene Nickelindustrie Nordamerikas — die eine verfügte über das Rohmaterial in Form von gewaltigen Erzvorräten, die andere über eine zufriedenstellende Methode, die Metalle zu trennen. Die Notwendigkeit, sich zusammenzutun, war offensichtlich.
Aus einer Reihe von Fusionen — die erste erfolgte im Jahre 1902 — ist der riesige Industriekomplex hervorgegangen, der heute unter dem Namen International Nickel Company of Canada Ltd. (INCO) bekannt ist. Die INCO ist Kanadas bedeutendste Bergbaugesellschaft und der größte Nickelproduzent der Welt. Sie liefert jährlich zigtausend Tonnen Nickel. Auch besitzt sie sichere Erzreserven in Höhe von über 400 Millionen Tonnen. Aus den Erzen der INCO werden nicht weniger als 15 Elemente gewonnen, darunter nennenswerte Mengen von kostbaren Metallen wie Gold und Platin. Die Gesellschaft besitzt 19 Bergwerke in Kanada und ist in beinahe 20 Ländern vertreten.
Einige Jahre nachdem die INCO mit dem Nickelabbau begonnen hatte, fingen auch andere Gesellschaften damit an. Dadurch hat man die Produktion dieses Metalls erhöhen können, um den weltweiten Bedarf zu decken. Eine der größten dieser Gesellschaften ist die Falconbridge Mines Ltd., die 1928 gegründet wurde, um ein Grundstück zu erschließen, das Jahre zuvor Thomas Alva Edison erkundet hatte. Da es ihm nicht gelungen war, einige technische Schwierigkeiten zu überwinden, gab der berühmte amerikanische Erfinder und Wissenschaftler sein Bauvorhaben auf. Doch Falconbridge hatte Erfolg, und heute ist das Gebiet der Mittelpunkt eines Bergbauunternehmens und eines Industriegiganten, der wie die INCO international vertreten ist. Falconbridge ist der zweitgrößte Arbeitgeber im Gebiet von Sudbury.
Neue Märkte durch Forschung erschlossen
Um sich einen ständigen Absatzmarkt für ihre steigende Produktion zu sichern, investieren die Nickelproduzenten laufend riesige Geldbeträge in die Forschung, die immer neue Verwendungsmöglichkeiten für Nickel erschließen soll. Heute sind die Kupferbergleute nicht mehr von diesem Metall enttäuscht, statt dessen nennt man es oft das „Wundermetall“ oder das „freundliche Metall“. Nickel wird praktisch in jedem denkbaren Industriezweig verwendet.
Der größte Wert des Nickels liegt in den Eigenschaften, die es in Legierungen hat. Daher wird es nur selten in reinem Zustand verwendet. Die Legierungen bestehen aus unterschiedlich großen Mengen Nickel, die jeweils mit anderen Metallen gemischt werden, welche dadurch die besonderen Eigenschaften des Nickels erhalten, nämlich Dauerhaftigkeit, strahlenden Glanz, Festigkeit sowie Beständigkeit gegen Korrosion und Hitze. Mehr als 3 000 Nickellegierungen sind heute allgemein in Gebrauch; man findet sie in den verschiedenartigsten Gegenständen — von der Spüle aus rostfreiem Stahl bis zum Raumschiff.
Der Überschallverkehrsflug wurde u. a. durch nickelhaltige Superlegierungen in den Motoren der Düsenflugzeuge ermöglicht. Nickel wurde in sehr vielen der entscheidenden Teile des Apollo-11-Raumschiffs verarbeitet und trug so zum Gelingen der ersten Landung von Menschen auf dem Mond (1969) bei. Noch heute befindet sich eine Gedenktafel aus rostfreiem Nickelstahl auf dem Mond, die von den Astronauten zurückgelassen wurde und an den ersten Besuch eines Menschen auf einem Himmelskörper erinnern soll.
Auch in der Bauindustrie steigt die Nachfrage nach diesem interessanten Metall ständig, da immer höher gebaut wird. Eine Eisen-Nickel-Legierung, die für Trägerbalken entwickelt wurde, gibt diesen die Stärke herkömmlicher Balken, hat aber nur ein Viertel ihres Gewichts.
Reines Nickel wird zum Beispiel verwendet, um Münzen herzustellen. Diese Verwendungsmöglichkeit erlangt immer größere Bedeutung. So sind in Kanada alle Münzen, mit Ausnahme des 1-Cent-Stücks, reines Nickel. In fast allen anderen Ländern wird dieses Metall — entweder in seiner reinen Form oder als Legierung — verwendet, um Münzen herzustellen. Ein Grund, warum Länder zur Nickelwährung übergehen, besteht darin, daß die Nickelmünzen länger halten — ein Beweis der Härte und der Widerstandsfähigkeit des Metalls.
Folgen für die Umwelt
Viele Besucher Sudburys und der unmittelbaren Umgebung sollen gesagt haben, es sei eine felsige und wüste Gegend, die sie an die Mondoberfläche erinnere. Vieles ist tatsächlich hier „so anders“, der Boden sieht ausgelaugt und öde aus. Das ist der Preis, der dafür bezahlt werden mußte, daß man in dem Gestein der Erde nach Reichtum suchte. Man sollte aber darauf hinweisen, daß die Bergbaugesellschaften nicht allein an der kahlen Landschaft schuld sind. Schon viele Jahre bevor man mit dem Bergbau begann, hatten Holzfäller damit angefangen, die bewaldeten Hügel in eine wahre Öde zu verwandeln. Nachdem die Holzfäller die großen Kiefernbestände abgeholzt hatten, kamen Prospektoren in die Gegend, die — manchmal rücksichtslos — das Abgeholzte und den dünnen Mutterboden verbrannten, um das darunterliegende Gestein freizulegen und so ihre Suche nach Erzlagerstätten zu erleichtern.
Später wurden im nahe gelegenen Copper Cliff (Ontario) die reichen Erze im Freien geröstet. Das dabei entstandene Schwefeldioxid verschmutzte in der ganzen Gegend die Luft und vernichtete die Vegetation, die noch übriggeblieben war. Die Erosion, die im Jahre 1920 als Folge davon eintrat, führte die völlige Verwüstung der Landschaft herbei. Seit jenen Tagen, in denen man oft leichtsinnig mit der Natur umging, haben eine verbesserte Technik und ein vermehrtes Bewußtsein der Notwendigkeit, die Umwelt zu schützen und zu erhalten, dazu geführt, daß die Emission schädlicher Stoffe vermindert wurde. Die staatlichen Behörden haben für die Emissionen bestimmte Höchstwerte festgelegt, die nicht überschritten werden dürfen.
Ein sichtbarer Beweis dafür, daß man daran interessiert ist, die Umwelt zu schützen und die ihr zugefügten Schäden wiedergutzumachen, ist der „Superschornstein“ der INCO, der heute die Skyline der Umgebung von Sudbury beherrscht. Der „Superschornstein“ besteht aus 16 000 Kubikmeter Beton und hat eine Höhe von 381 Metern; in seinen Bau wurden 25 Millionen Dollar investiert. Er verringert die Konzentration von Schwefeldioxid am Boden, indem er die Gase möglichst lange in der Luft hält und durch horizontale und vertikale Zerstreuung verdünnt. Die Gase werden durch ein knapp ein Kilometer langes Abzugsröhrensystem zum Schornstein geleitet. Dies geschieht mit einer Geschwindigkeit von bis zu 88 Stundenkilometern und bei einer Höchsttemperatur von 390 Grad Celsius.
Wo früher riesige Mengen Abfallprodukte lagen, wächst heute auf ausgedehnten Flächen Gras und Roggen — ein Beweis, daß man sich mit Erfolg bemüht hat, durch verschiedene Maßnahmen die Verschmutzung zu verringern und beschädigte Gebiete wiederherzustellen. Insekten und andere Tiere kehren zurück, Gänse und Enten baden bereits in den kleinen Teichen in Sichtweite der Hüttenwerke. Es ist gut, zu sehen, wie sich Menschen bemühen, als Gegenleistung für den materiellen Gewinn, den sie aus dem Reichtum der Erde ziehen, die von Gott bereitete Schönheit der Natur zu erhalten.
Die Entstehung von immer mehr Bergwerken, die Nickel und verwandte Metalle produzieren, brachte eine große Belastung sowohl für die hier wohnenden Menschen als auch für die Umwelt mit sich. Millionen in aller Welt konnten ihr Leben bereichern, indem sie aus der vielfachen Verwendungsmöglichkeit des Nickels Nutzen zogen. Birgt das Gestein der Erdkruste noch weitere Geheimnisse auf dem Gebiet der Physik und Chemie? Das wird die Zukunft zeigen.