Supererden aus Metall

[Bynaus]

Seine Gesamtmasse beträgt nur 5% der Masse des Mondes oder rund 1/1600 der Erdmasse.

Da ist aber nicht das relevante Verhältnis. Man muss das, wenn schon, in Beziehung setzen zu den Mengen, die wir tatsächlich brauchen/fördern.

Nehmen wir Gold: etwa 170'000 Tonnen wurden über die gesamte Geschichte der Menschheit abgebaut. Bei 170 ppb in einem Metoriten wären das 170'000 x (1'000'000'000/170) = 1e12 Tonnen Meteoritenmaterial. Bei einer Dichte von 3 Tonnen/m^3 entspricht das einem Radius (Durchmesser) von gerade mal 4.3 (8.6) km. Oder anders gerechnet, wenn der Asteroidengürtel 1/1600 Erdmassen enthält, und die Erdmasse 6e21 Tonnen beträgt, dann könnten wir im Asteroidengürtel also nochmals 6e21 / 1e12 = 6 Milliarden mal mehr Gold abbauen wie in der gesamten bisherigen Geschichte der Menschheit.

Ich denke, das sollte für eine ganze Weile reichen...

[Agent Scullie]

Zum Gold:
Die Erde hat einen Anteil von ca 225.000m³ Gold, was einem Würfel von ~61m Kantenlänge oder bei einer Dichte von ~19,25t/m³ ~4,3 miot entspricht.

irgendwie passt diese Angabe nicht so recht mit dieser zusammen:

Anteil in der Erdkruste / Reserven weltweit / Abbau p.a.
Gold 0,000.000.5% / 50.000t / 2.500t

da stehen plötzlich nur noch 50.000 Tonnen statt 4,3 Millionen?

[Thomas W. Riker]

Ich möchte mal wieder darauf hinweisen, dass der Asteroiden-Hauptgürtel sehr überschätzt wird. Seine Gesamtmasse beträgt nur 5% der Masse des Mondes oder rund 1/1600 der Erdmasse.

@Bynaus
Danke, ich habe meinen Faktor-Tausend-Fehler im Beitrag oben abgeändert.

@Knörf
Schau mal in OT T&W in den Thread zur Sonde Dawn, die Vesta und 2015 Ceres besucht. In der NASA HP kann man deren stabilen Umlaufbahnen in Relation zu den Orbits von Erde und Mars sehen.

[Bynaus]

Es gibt mehr als genug Rohstoffe auf der Erde: es ist einfach alles eine Frage des Preises, den man zu bezahlen bereit ist: je mehr, desto grösser ist die Reserve bzw. die strategische Reichweite. Je knapper die Ressource wird, desto höher ihr Preis. Irgendwann wird es günstiger sein, die Ressource von Asteroiden zu gewinnen (sowohl weil ihr Preis steigt als auch weil die Kosten für die Gewinnung auf Asteroiden gesunken sind), und dann wird man diese Ressource auf der Erde nicht mehr abbauen (weil es sich nicht mehr lohnt).

Die schwereren Elemente (>60Fe) werden ja erst in der Supernova gebildet, während die leichteren Elemente durch die solaren Fusionsprozesse vor dem Einsetzen der Supernova entstehen.

Das stimmt nur für den ersten Durchlauf. Viele Elemente schwerer als Eisen werden aber auch durch Neutroneneinfang von bestehenden Elementen in Sternen gebildet, die zu wenig massiv für eine Supernova sind (z.B. in Roten Riesen).

Es geht dabei um wenige Gramm pro MioTonnen, selten um Gramm pro Tonnen.

Nana, nicht gleich übertreiben. Die Anreicherung von Gold in der Erdkruste im Durchschnitt beträgt bereits ca. 3 ppb = Parts per Billion = Teile pro Milliarde = Gramm pro tausend Tonnen. In kommerziell abbaubaren Vorkommen hat man natürlich Konzentrationen, die weit über diesem Durchschnitt liegen.

Ist aber bei einem Asteroiden nicht das Problem, dass dieser wandert?

Über Zeiträume, die für die für Bergbauoperationen relevant sind, sind Asteroidenbahnen absolut stabil. Ausserdem: Asteroiden gibts gleich nebenan. Goldplaneten nicht.

[Spocky]

Die hohe Schwerkraft würde einen Abtransport allerdings sehr schwierig und teuer machen.

Das stimmt. Einen Asteroiden könnte man theoretisch sogar in eine Umlaufbahn um die Erde bringen, wo man ihn günstiger abbauen könnte. Zumindest hat die NASA bereits Pläne für eine solche Aktion, wie auch schon in einem anderen Threat erwähnt wurde.

[Liopleurodon]

Naja so ein richtiger Metallplanet wäre sicher super für uns geeignet als Rohstoffquelle. Irgendwann wird die Menschheit sicher riesige Raumschiffe bauen wollen und da reichen die Rohstoffe der Erde sicher nicht aus.

Die hohe Schwerkraft würde einen Abtransport allerdings sehr schwierig und teuer machen.

[Dannyboy]

Asteroiden haben i.d.R. auch Umlaufbahnen. Sonst gäbe es sie meist gar nicht mehr

[Knörf]

Dafür gibt's dann die Asteroiden.
Da gibt es mehr als genug von allem.

Ist aber bei einem Asteroiden nicht das Problem, dass dieser wandert? Bei einem Planeten oder Mond weiß man wenigstens, dass dieser stabil auf einem Platz bleibt (ich meine damit die Umlaufbahn).

[xanrof]

Naja so ein richtiger Metallplanet wäre sicher super für uns geeignet als Rohstoffquelle. Irgendwann wird die Menschheit sicher riesige Raumschiffe bauen wollen und da reichen die Rohstoffe der Erde sicher nicht aus.

Dafür gibt's dann die Asteroiden.
Da gibt es mehr als genug von allem.

[Knörf]

Naja so ein richtiger Metallplanet wäre sicher super für uns geeignet als Rohstoffquelle. Irgendwann wird die Menschheit sicher riesige Raumschiffe bauen wollen und da reichen die Rohstoffe der Erde sicher nicht aus.

[Spocky]

Ich habe mal Spocky eine PN geschickt.
Er kann sicher mit seinem Fachwissen bei diesen Fragen weiterhelfen. Ich bin leider nur ein engagierter Laie, der in diesem Unterforen schon viel dazugelernt hat.

Hab ich gekriegt

Ich bin jetzt kein Experte, was Lagerstättenkunde angeht, aber man kennt die Anteile an Elementen in den verschiedenen Gesteinsarten und Schichten. Das Wissen hat man dadurch, dass man Gesteine entweder komplett aufgeschlossen oder als Xenolithe in anderen Gesteinen vorliegen hat. Weiterhin kennt man natürlich die Zusammensetzungen von Meteoriten, die sich wiederum grundsätzlich mit dem Aufbau der Erde (Kruste, Mantel und Kern) decken. In sofern muss man dann nur noch von den Teilmassen hochrechnen auf die Gesamtmassen.

Natürlich ist das immer auch mit Fehlern behaftet. Gold findet man in der Kruste hauptsächlich angereichert in sekundären Quarzadern. Dass man da jetzt nicht die exakte Anzahl kennt ist logisch, die kann man auch nur abschätzen.

[Thomas W. Riker]

Die schwereren Elemente (>60Fe) werden ja erst in der Supernova gebildet, während die leichteren Elemente durch die solaren Fusionsprozesse vor dem Einsetzen der Supernova entstehen.

---

Ich hab hier mal die mittlere chemische Zusammensetzung des gesamten Sonnensystems.
(nur ausgewählte Elemente, Zahlen in Atomen pro 1 Million Si-Atome* )
H: 2.82x10^10 = ca 90%
He: 2.82x10^09 = ca 10%
C: 1.00x10^07
O: 2.09x10^07
Mg: 1.02x10^06
Al: 8.51x10^04
Si: 1.00x10^06 *
S: 4.47x10^05
Ca: 6.46x10^04
Fe: 8.91x10^05
und aus gegebenem Anlass:
Gold: 0.195
Quecksilber: 0.407
Blei: 1.95

Ich wollte natürlich jetzt nicht die ganze Liste abtippen (aus Fachliteratur), daher nur mal die wichtigsten Elemente.
Die Daten stammen sowohl von spektrokopischen Messungen der Sonne als auch aus Analysen von bestimmten Meteoriten und repräsentieren sehr wahrscheinlich die Zusammensetzung der rotierenden protosolaren Scheibe, bevor sich Sonne und Planeten gebildet haben.

Von dem Material dieser Scheibe haben dann 99.9% der Masse die Sonne gebildet, weswegen man die Zusammensetzung der Sonne als repräsentativ für das Sonnensystem ansehen kann. Aus dem Rest entstanden die Planeten und Monde sowie einige Vorläuferkörper, die es nicht zu einem Planeten geschafft haben. Aus letzteren sind durch Kollisionen die meisten Meteoriten entstanden. Es gibt eine Gruppe von Meteoriten, die CI-Chondrite, deren Zusammensetzung (bis auf H, He, Li, Be sowie die anderen Edelgase) praktisch mit den solaren Daten identisch ist.
(* Das Si ist am sichersten zu messen, daher werden die Daten hierzu in Relation gesetzt)

Wie man sieht, müßte Mutter Natur, um einen Goldplaneten zu erschaffen, zunächst ne Menge anderes Material ''verwerten''.


EDIT:
Ich seh grad die Frage von Bakkad Baran, die sich mit meinem Beitrag überschnitten hat.
Aber die Frage wäre damit wohl beantwortet.
Man kann noch hinzufügen, daß sich viele Metalle, auch Gold, durch geologische Prozesse in der Erdkruste anreichern.

"In der Erdkruste anreichern" klingt bei den schweren Elemente euphemistisch. Es geht dabei um wenige Gramm pro *Tausend*Tonnen, selten um Gramm pro Tonnen.

Sehr gut passen dazu die Daten der Sonde Dawn, die den Protoplaneten Vesta untersucht hat und die jetzt auf dem Weg zu Ceres ist (eigener Thread in T&W).

@ Liopleurodon

Die empirischen Daten sind leider noch gering:
5 Planeten, 6 fragliche Planeten und 1 Proplyd (Protoplanetary disk)
zwischen 0,0004 (!) Erdmassen und 2,5 Jupitermassen

http://de.wikipedia.org/wiki/Pulsar-Planet

[Liopleurodon]

Sehr dichte Planeten etwa mit der Dichte von Gold könnten sich wohl nur in der Nähe von Supernovae bilden, aber wie sollten sich dort, bei der hohen Expansionsgeschwindigkeit, Protoplaneten bilden?

Die Frage nach dem "wie" ist interessant und kann derzeit nur unzureichend beantwortet werden. Es gibt jedoch die Pulsarplaneten. Diese sind entweder normale Planeten, welche die Explosion irgendwie überstanden haben, oder sie haben sich erst danach gebildet.

[xanrof]

Es ist auch faszinierend, dass schwerere Elemente als Eisen überhaupt entstehen, da die Eisen-Fusion in Sternen schon deren "Tod" einläutet.

Die schwereren Elemente (>60Fe) werden ja erst in der Supernova gebildet, während die leichteren Elemente durch die solaren Fusionsprozesse vor dem Einsetzen der Supernova entstehen.

---

Ich hab hier mal die mittlere chemische Zusammensetzung des gesamten Sonnensystems.
(nur ausgewählte Elemente, Zahlen in Atomen pro 1 Million Si-Atome* )
H: 2.82x10^10 = ca 90%
He: 2.82x10^09 = ca 10%
C: 1.00x10^07
O: 2.09x10^07
Mg: 1.02x10^06
Al: 8.51x10^04
Si: 1.00x10^06 *
S: 4.47x10^05
Ca: 6.46x10^04
Fe: 8.91x10^05
und aus gegebenem Anlass:
Gold: 0.195
Quecksilber: 0.407
Blei: 1.95

Ich wollte natürlich jetzt nicht die ganze Liste abtippen (aus Fachliteratur), daher nur mal die wichtigsten Elemente.
Die Daten stammen sowohl von spektrokopischen Messungen der Sonne als auch aus Analysen von bestimmten Meteoriten und repräsentieren sehr wahrscheinlich die Zusammensetzung der rotierenden protosolaren Scheibe, bevor sich Sonne und Planeten gebildet haben.

Von dem Material dieser Scheibe haben dann 99.9% der Masse die Sonne gebildet, weswegen man die Zusammensetzung der Sonne als repräsentativ für das Sonnensystem ansehen kann. Aus dem Rest entstanden die Planeten und Monde sowie einige Vorläuferkörper, die es nicht zu einem Planeten geschafft haben. Aus letzteren sind durch Kollisionen die meisten Meteoriten entstanden. Es gibt eine Gruppe von Meteoriten, die CI-Chondrite, deren Zusammensetzung (bis auf H, He, Li, Be sowie die anderen Edelgase) praktisch mit den solaren Daten identisch ist.
(* Das Si ist am sichersten zu messen, daher werden die Daten hierzu in Relation gesetzt)

Wie man sieht, müßte Mutter Natur, um einen Goldplaneten zu erschaffen, zunächst ne Menge anderes Material ''verwerten''.


EDIT:
Ich seh grad die Frage von Bakkad Baran, die sich mit meinem Beitrag überschnitten hat.
Aber die Frage wäre damit wohl beantwortet.
Man kann noch hinzufügen, daß sich viele Metalle, auch Gold, durch geologische Prozesse in der Erdkruste anreichern.

[Thomas W. Riker]

woher sollte man so genau sagen können wieviel gold auf der erde zu finden ist ? oder andere metallbestände ? in großen tiefen könnten sicher weitaus mehr metalle vorherrschen als wie es heute annehmen könnten ?

Ich habe mal Spocky eine PN geschickt.
Er kann sicher mit seinem Fachwissen bei diesen Fragen weiterhelfen. Ich bin leider nur ein engagierter Laie, der in diesem Unterforen schon viel dazugelernt hat.