Erzkabinett und Erddynamo

Ein Meteorit, Erdkern-Eisen aus 2.900 Kilometer Tiefe, Amethyst und Schörl, Granate, Hämatite, Olivin, Pyrit und Limonit von drei verschiedenen Kontinenten – im neuen „Erzkabinett“ erfahren die Museumsgäste, welche Variationen an eisenhaltigen Mineralien die Natur zu bieten hat. Die Ausstellung im Erzkabinett zeigt, dass es zwar Hunderte eisenhaltige Verbindungen gibt, sich aber nur einige für die industrielle Eisengewinnung eignen.

Das wissenschaftliche Team trug gemeinsam mit dem ehemaligen Leiter des Labors der Henrichshütte Stefan König und mit Unterstützung der Bergakademie TU Freiberg und der ThyssenSteel AG in Duisburg die Exponate aus der ganzen Welt zusammen.

Die Mineralverbindungen müssen über einen hohen Anteil Eisen verfügen. Die Begleitelemente müssen für den Hochofenprozess geeignet sein und das Mineral muss an einer Stelle in großer Menge vorkommen. Nur wenn all das erfüllt ist, lohnt sich der Abbau und die „Verhüttung“ von Eisenerz wirtschaftlich. Jahrzehntelange Versuche haben gezeigt, dass der Schmelzprozess im Ofen schneller und ertragreicher verläuft, wenn Erze, Zuschläge und Koks so aufeinander liegen, dass sich zwischen den einzelnen Stücken Lücken ergeben. Durch sie kann das Gas im Hochofen aufsteigen und die einzelnen Stücke von allen Seiten erreichen. In der Erzvor- und -aufbereitung der Henrichshütte versuchten die Hüttenleute daher, die Erze dieser Idealform möglichst nahe zu bringen.

„Man muss sich z.B. eine Riesenmenge Feinerz vorstellen, die in den Gruben bei der Erzgewinnung abgesiebt wird. Das Material ist so feinkörnig wie Sand. Es wäre natürlich zu schade, das einfach ungenutzt zu lassen“, erklärt Dr. Jörn Mandel, ehemaliger Leiter der Sinter-, Erzbrech- und Siebanlage. „Es wird daher als Feinerz in Sinteranlagen eingesetzt. `Sintern` bedeutet eine Mischung aus Feinerzen und Kalksteinmehl oder gebranntem Kalk unter Zusatz von Koksgruß zu einem körnigen Material zu verbacken. Noch heiß wird der fertige Sinter in Stücke gebrochen, in der Regel zu einem Korn, das kleiner als 50 Millimeter ist. Dieses Material im Kornbereich von 5 bis 50 Millimeter wird in den Hochofen eingesetzt.“

Das Projekt „Erddynamo – Eisen fließt“ der Remscheider Künstlerin Angela B. Clement führt die Museumsgäste in der Möllerung symbolisch zum Mittelpunkt der Erde. „Ich möchte hier in der Möllerung einen anderen Blick auf das häufigste Erdmetall Eisen, auf seine extraterrestrische Herkunft und seine für die Menschen überlebensnotwendige Wirkung bieten“, erklärt Clement.

Das Kunstwerk interpretiert, wie vor 4,6 Millionen Jahren der Erdkern in einer Art natürlichem Hochofenprozess entstand und wie das flüssige Eisen im Erdkern ein Magnetfeld erzeugt, das die Erde zusammen mit der Atmosphäre vor schädlicher Strahlung aus dem Weltall schützt.
Farbige Stahlelemente auf der linken Seite des Stollens symbolisieren meteoritisches, dann fließendes und sich zum Erdkern hin sammelndes Eisen. Sie führen zur Erdmantel-Erdkern-Grenze in 2.900 Kilometer Tiefe und erzählen frühe Erdgeschichte: Als die Erde noch ein glühender schmelz-flüssiger Ball war, brachten Asteroiden- und Meteoriteneinschläge große Mengen schweren Nickel-Eisens aus dem Weltraum mit, die sich auf dem Boden des Magma-Ozeans sammelten und so den Erdkern über Jahrmillionen hin größer und schwerer werden ließen.

Der innere Erdkern bildete sich bei einem Druck von über 3,6 Millionen bar und einer Temperatur von bis zu 7.000 Grad aus festem auskristallisiertem Eisen und hat einen Radius von ca. 1.220 Kilometern. Er schwimmt im dünnflüssigen Erdkern, den die Künstlerin am Ende des Stollens als Scheibe vor der Felswand aus Ruhrsandstein dargestellt hat. Hier „arbeitet“ der Erddynamo und erzeugt das Magnetfeld der Erde.

Auf der rechten Seite des Stollens führen zwei je 25 Meter lange magnetische Feldlinien auf schmalen Stahlplatten zurück zum Ausgang. Sie stehen für den Dynamoeffekt des fließende Eisens im Erdkern, der das Magnetfeld der Erde erzeugt. Zusammen mit der Atmosphäre ermöglicht das Magnetfeld das Leben auf unserem Planeten. Die magnetischen Feldlinien bilden in der Morse-Schrift des ersten elektromagnetischen Telegraphen von 1837 die Botschaft: "FLOWING IRON SAVES OUR EARTH". Vor dem Ausgang findet sich auf einer ovalen Stahlscheibe eine vereinfachende Skizze der Magnetosphäre unserer Erde.