Εξόρυξη βαθέων υδάτων:νέα βάθη

Κάθε φορά που σηκώνετε το smartphone σας, κρατάτε στο χέρι σας έναν πραγματικό περιοδικό πίνακα στοιχείων. Μεταξύ των μετάλλων κάτω από το περίβλημα υπάρχει κοβάλτιο, νικέλιο και ίνδιο, καθώς και ίχνη από 16 από τα 17 λεγόμενα μέταλλα σπανίων γαιών. Έχουν σκαφτεί όλα σε ορυχεία διάσπαρτα σε όλο τον κόσμο, από τη Λαϊκή Δημοκρατία του Κονγκό μέχρι τις Φιλιππίνες, τη Χιλή και την Κίνα. Μια μέρα, ίσως στο όχι πολύ μακρινό μέλλον, τα smartphone θα μπορούσαν να περιέχουν μέταλλα που δεν προέρχονται από τη στεριά αλλά από τη βαθιά θάλασσα.
Η εξόρυξη στα βαθιά δεν είναι μια νέα ιδέα. Για αρκετές δεκαετίες, οι εταιρίες εξόρυξης έχουν προσέξει τον ορυκτό πλούτο που βρίσκεται στο Locker του Davy Jones. Αλλά ήταν πάντα πολύ ακριβό να χειρίζεσαι μηχανήματα χιλιόμετρα κάτω από τα κύματα και οι τιμές μετάλλων ήταν πολύ ασταθείς για να αξίζει τον κόπο. Τώρα, όμως, τα πρώτα ορυχεία βαθέων υδάτων είναι πιο κοντά από ποτέ στο άνοιγμα.

Διαβάστε περισσότερα επιστημονικές ανακαλύψεις του 2019:

• Διατήρηση:Δημιουργία Εδέμ
• Η εποχή του πλαστικού
• Εξερευνώντας την Τεχνητή Νοημοσύνη με τον Jim Al-Khalili

Το 2018, πραγματοποιήθηκε δοκιμή μεθόδων εξόρυξης βαθέων υδάτων στα ύδατα ανοιχτά της Ιαπωνίας. Το 2019, το πρώτο εμπορικό ορυχείο βαθέων υδάτων στον κόσμο πρόκειται να ανοίξει ανοιχτά της Παπούα Νέας Γουινέας. Και υπάρχει αυξανόμενο ενδιαφέρον για την εξόρυξη τεράστιων περιοχών ανοιχτού ωκεανού, γνωστές ως ανοιχτές θάλασσες, που βρίσκονται μακριά από την ακτή και δεν ανήκουν σε καμία χώρα. Επί του παρόντος, οι εταιρείες εξόρυξης αναζητούν 1,3 εκατομμύρια τετραγωνικά χιλιόμετρα ανοιχτής θάλασσας, περίπου στην περιοχή της Αλάσκας. Ωστόσο, πριν ανοίξουν οποιοδήποτε ορυχείο, πρέπει να γραφτεί ένα νέο βιβλίο κανόνων, το οποίο να θεσπίζει διεθνείς κανονισμούς για τον τρόπο λειτουργίας της εξόρυξης. Οι κανόνες που θα περιέχει το βιβλίο βρίσκονται επί του παρόντος υπό διαπραγμάτευση με στόχο την απελευθέρωση μιας τελικής λίστας έως το 2020. Όταν συμβεί αυτό, τα πρώτα ορυχεία βυθού στην ανοιχτή θάλασσα θα μπορούσαν να αρχίσουν να λειτουργούν.

Η εμβάθυνση της τεχνολογίας

Οι κύριοι στόχοι για την εξόρυξη βαθέων υδάτων είναι πετρώματα μεγέθους πατάτας, γνωστά ως οζίδια, που βρίσκονται διάσπαρτα σε επίπεδες αβυσσαλέες πεδιάδες. Οι ανθρακωρύχοι αναζητούν επίσης υποβρύχια βουνά, που ονομάζονται θαλάσσια βουνά, και τις ψηλές καμινάδες των υδροθερμικών αεραγωγών. Το σύστημα εξόρυξης θα περιλαμβάνει τεράστια μηχανήματα που θα στραγγίζουν με τεράστια τρυπάνια και θα λειτουργούν εξ αποστάσεως, χιλιάδες μέτρα κάτω, για να ξύνουν τις πλούσιες σε μέταλλα κρούστα των θαλάσσιων στηριγμάτων και να συνθλίβουν τις καμινάδες εξαερισμού. Μηχανές με γιγάντια ίχνη κάμπιας θα σέρνονται στον βυθό της θάλασσας και θα μαζεύουν οζίδια. Στη συνέχεια, ο βραχώδης πολτός θα αντληθεί σε πλοία στην επιφάνεια για επεξεργασία.

Αυτή η νέα βιασύνη προς τα βαθιά είναι η αυξανόμενη ζήτηση για μέταλλα της τεχνολογικής βιομηχανίας, καθώς και οι φόβοι ότι οι παραδοσιακές πηγές από ορυχεία που βασίζονται στην ξηρά μπορεί να εξαντληθούν. Ορισμένοι ειδικοί ισχυρίζονται επίσης ότι η αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής και η σταδιακή κατάργηση των ορυκτών καυσίμων θα είναι αδύνατη εκτός και αν εξορύσσονται στη βαθιά θάλασσα μέταλλα για την κατασκευή ηλιακών συλλεκτών, ανεμογεννητριών και μπαταριών ηλεκτρικών αυτοκινήτων – μια μπαταρία αυτοκινήτου χρειάζεται επί του παρόντος 9 κιλά κοβαλτίου. Κατά συνέπεια, οι εταιρείες επιθυμούν να εξασφαλίσουν νέες προμήθειες μετάλλων.

«Είναι λίγοι άνθρωποι που αισθάνονται μια ευκαιρία ότι, αν είναι οι πρώτοι που κινούνται, μπορούν πραγματικά να προλάβουν το παιχνίδι», λέει η Kristina Gjerde, Ανώτερη Σύμβουλος Ανοιχτής Θάλασσας στη Διεθνή Ένωση για τη Διατήρηση της Φύσης και συνεπικεφαλής του την πρωτοβουλία Deep Ocean Stewardship.

Ωστόσο, διακυβεύονται περισσότερα από τα μέταλλα που βρίσκονται μέσα σε αυτά τα κοιτάσματα βαθιάς θάλασσας. Τα οζίδια, τα θαλάσσια όρη και οι υδροθερμικοί αεραγωγοί φιλοξενούν εξαιρετικές μορφές ζωής σε αντίθεση με οτιδήποτε βλέπουμε στη στεριά, και μόνο ένα κλάσμα έχει μέχρι στιγμής ανακαλυφθεί και μελετηθεί.

«Οι περισσότεροι άνθρωποι βλέπουν τον ωκεανό με αυτόν τον δισδιάστατο τρόπο», λέει ο Δρ Diva Amon, βιολόγος βαθέων υδάτων στο Μουσείο Φυσικής Ιστορίας στο Λονδίνο. «Είναι απλώς μια μπλε έκταση». Και όμως, καλύπτοντας το 60 τοις εκατό της επιφάνειας της Γης και τέσσερα χιλιόμετρα βάθος κατά μέσο όρο, η βαθιά θάλασσα αποτελεί τον μεγαλύτερο χώρο διαβίωσης στον πλανήτη. Ο Amon περιγράφει ένα θαλάσσιο βουνό του Ειρηνικού που ανακαλύφθηκε πρόσφατα καλυμμένο με κοράλλια και σφουγγάρια, τα οποία ζουν για χιλιάδες χρόνια. "Μοιάζει σαν κάτι βγαλμένο από βιβλίο του Dr Seuss", λέει.

Εκτός από τα βιολογικά θαύματα που φιλοξενεί, η βαθιά θάλασσα ρυθμίζει το κλίμα, απορροφά περίπου το ένα τρίτο των εκπομπών άνθρακα της ανθρωπότητας, υποστηρίζει την αλιεία που τρέφει εκατομμύρια ανθρώπους και μπορεί να κρύβει μυστικά για νέα φαρμακευτικά προϊόντα. «Η βαθιά μας θάλασσα είναι ουσιαστικά υπεύθυνη για να μας κρατά ζωντανούς», λέει ο Amon.

Ό,τι είναι δικό μου είναι δικό σου

Τα πράγματα περιπλέκουν το γεγονός ότι η βαθιά θάλασσα δεν ανήκει νομικά σε κανέναν και σε όλους ταυτόχρονα. Η Συνθήκη των Ηνωμένων Εθνών για το Δίκαιο της Θάλασσας ανακηρύσσει τον βυθό της θάλασσας πέρα ​​από τα εθνικά σύνορα ως «κοινή κληρονομιά της ανθρωπότητας». Μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για ειρηνικούς σκοπούς και μέρος των κερδών πρέπει να μοιράζεται, ειδικά μεταξύ των φτωχότερων εθνών. Παρόμοιες συνθήκες ισχύουν για την Ανταρκτική, τη Σελήνη και το διάστημα.

Η Διεθνής Αρχή για τον Βυθό της Θάλασσας (ISA), ένας μικρός οργανισμός με έδρα το Κίνγκστον της Τζαμάικα, είναι επιφορτισμένη με τη φροντίδα του βυθού για λογαριασμό της ανθρωπότητας. Εναπόκειται στον ISA να αποφασίσει πώς θα μοιραστεί οποιονδήποτε πλούτο που δημιουργείται στα βαθιά, κάτι που πρέπει να εξεταστεί πριν ανοίξουν οποιοδήποτε ορυχείο. Ο ISA είναι επίσης νομικά υποχρεωμένος να διασφαλίσει ότι η εξόρυξη δεν προκαλεί σημαντική οικολογική ζημιά. Οι επιπτώσεις της εξόρυξης στη ζωή βαθέων υδάτων, και οι ζωτικές υπηρεσίες που παρέχει, δεν είναι ακόμη πλήρως κατανοητές, αν και το πιθανότερο είναι ότι θα μπορούσαν να είναι σοβαρές και, σε ορισμένες περιπτώσεις, μη αναστρέψιμες. Τα οζίδια και οι κρούστες θαλάσσιων βουνών χρειάζονται εκατομμύρια χρόνια για να σχηματιστούν και τα μηχανήματα εξόρυξης θα εκτοξεύσουν λασπώδεις λοφίσκους που θα μπορούσαν να παρασύρουν δεκάδες και εκατοντάδες χιλιόμετρα, πνίγοντας ευαίσθητα πλάσματα στον βυθό και στα ανοιχτά νερά.

«Χρειαζόμαστε αυτή τη θεμελιώδη επιστήμη για να μπορούμε να λαμβάνουμε τεκμηριωμένες αποφάσεις σχετικά με το αν πρέπει ή όχι να προχωρήσουμε στην εξόρυξη βαθέων υδάτων», λέει ο Amon. Καταρτίζονται σχέδια για την προστασία των ευαίσθητων οικοσυστημάτων βαθέων υδάτων, συμπεριλαμβανομένων περιοχών που θα είναι εκτός ορίων εξόρυξης, αλλά η επιστήμη δεν είναι ξεκάθαρη για το εάν αυτά τα μέτρα θα λειτουργήσουν.

Ο Amon και πολλοί άλλοι πιστεύουν ότι η βιασύνη για το άνοιγμα ορυχείων θα πρέπει να επιβραδυνθεί όσο συγκεντρώνεται περισσότερη επιστήμη. Το 2018, το Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο ζήτησε ένα παγκόσμιο μορατόριουμ για την εξόρυξη βαθέων υδάτων μέχρι να σταθμιστούν πλήρως οι κίνδυνοι. "Δεν μπορούμε να διαχειριστούμε αυτό που δεν καταλαβαίνουμε και δεν μπορούμε να προστατεύσουμε αυτό που δεν γνωρίζουμε", λέει ο Amon.

Δεν είναι επίσης σαφές πόσο σημαντικά θα είναι τα ορυχεία βαθέων υδάτων για τον εφοδιασμό του κόσμου με μέταλλα. «Νομίζω ότι πρέπει να κάνουμε κρίσιμες ερωτήσεις», λέει ο Gjerde. «Είναι η ώρα να πάμε στο απέραντο άγνωστο για να αποκτήσουμε κάποια σχετικά βραχύβια μέταλλα που πιστεύουμε ότι χρειαζόμαστε για την πράσινη επανάσταση;»

Τελικά, θα μπορούσαμε όλοι να καταλήξουμε να έχουμε μια επιλογή στα gadget και τα αυτοκίνητα που αγοράζουμε. Ίσως, τα επόμενα χρόνια, να αναπτυχθεί μια κυκλική οικονομία στην οποία τα μέταλλα δεν θα χρησιμοποιούνται μόνο μία φορά και στη συνέχεια θα πετιούνται, αλλά θα ανακυκλώνονται και θα επαναχρησιμοποιούνται πολλές φορές. Ή ίσως θα δούμε ετικέτες σε προϊόντα που δείχνουν την προέλευση των μετάλλων που χρησιμοποιούνται στο εσωτερικό τους – ίσως καφέ ετικέτες για μέταλλα από ορυχεία στη στεριά και μπλε ετικέτες για μέταλλα που βρίσκονται πολλά χιλιόμετρα από τον βυθό της θάλασσας.

Προστασία του CCZ

Οι ανθρακωρύχοι έχουν τα μάτια τους στραμμένα στη ζώνη κατάγματος Clarion-Clipperton

Στο κάτω μέρος του Ειρηνικού Ωκεανού μεταξύ Καλιφόρνια και Χαβάης, εκτείνεται η Ζώνη κατάγματος Clarion-Clipperton (CCZ), μια λασπώδης πεδιάδα 6 εκατομμυρίων τετραγωνικών χιλιομέτρων που καλύπτεται από τρισεκατομμύρια πολυμεταλλικούς οζίδια. Είναι ένα σημαντικό επίκεντρο για την αναζήτηση εξόρυξης βαθέων υδάτων. Ο Δρ Diva Amon ήταν μέλος μιας ομάδας που κατέγραψε έναν πλούτο θαλάσσιων ζώων σε μέρη του CCZ όπου οι επιστήμονες δεν είχαν πάει ποτέ πριν. «Λίγο περισσότερα από τα μισά από όλα τα ζώα που μεγαλώσαμε ήταν εντελώς νέα στην επιστήμη», λέει. Η Amon και οι συνεργάτες της αποκάλυψαν ότι αυτό είναι ένα από τα πιο διαφορετικά μέρη στη βαθιά θάλασσα.

Εκτός από τον βυθό της θάλασσας, τα ίδια τα οζίδια αποτελούν επίσης σημαντικό βιότοπο. Είναι η μόνη διαθέσιμη σκληρή επιφάνεια για να αναπτυχθούν κοράλλια και σφουγγάρια και οι επιστήμονες έχουν κατασκοπεύσει χταπόδια βαθέων υδάτων που γεννούν αυγά στους μίσχους των σφουγγαριών που αναπτύσσουν οζίδια. Πρόσφατα, μια άλλη ερευνητική ομάδα βρήκε χιλιάδες αυλάκια στο λασπωμένο βυθό της θάλασσας 4.000 μέτρα κάτω από την επιφάνεια που θα μπορούσαν να σκάψουν φάλαινες που καταδύονται σε βάθος. Εάν οι φάλαινες κυνηγούν για τροφή στο δάπεδο του CCZ, προσθέτει μια άλλη πρόκληση για να βεβαιωθείτε ότι η εξόρυξη δεν επηρεάζει το οικοσύστημα.

Στόχοι βαθιάς εξόρυξης

Πολυμεταλλικά οζίδια

Τοποθεσία :Αβυσσαλικές πεδιάδες
Κύρια κοιτάσματα :Η ζώνη κατάγματος Clarion-Clipperton και η λεκάνη του Περού στον Ειρηνικό
Βάθος: 4.000-5.500μ
Μέταλλα :Μαγγάνιο, νικέλιο, κοβάλτιο, χαλκός και ίχνη μολυβδαινίου, λιθίου και μετάλλων σπάνιων γαιών (REMs)
Βασικό χαρακτηριστικό :σφαιρικοί βράχοι 5-10 cm που αναπτύσσονται καθώς τα μέταλλα καθιζάνουν έξω από το νερό με ρυθμό 1 έως μερικά mm ανά εκατομμύριο χρόνια
Τι ζει εκεί: Χταπόδια, κοράλλια, σφουγγάρια, εύθραυστα αστέρια, αγγούρια της θάλασσας και ίσως φάλαινες που αναζητούν τροφή.

Πλούσιες σε κοβάλτιο κρούστες

Τοποθεσία: Seamounts
Κύρια κοιτάσματα: Δυτικός ισημερινός Ειρηνικός
Βάθος: 800-2.500μ
Μέταλλα: Μαγγάνιο, κοβάλτιο, χαλκό και νικέλιο, καθώς και ίχνη REM
Βασικό χαρακτηριστικό: Οι πλούσιοι σε μέταλλα φλοιοί αναπτύσσονται περίπου 1-5 χιλιοστά ανά εκατομμύριο χρόνια
Τι ζει εκεί: Κοράλλια, σφουγγάρια, αστερίες, αχινοί, μακρόβια ψάρια.

Ογκώδη σουλφίδια στον πυθμένα της θάλασσας

Τοποθεσία: Υδροθερμικοί αεραγωγοί
Κύρια κοιτάσματα :Μεσοωκεάνιες κορυφογραμμές, ζώνες βύθισης
Βάθος: 800-5.000μ
Μέταλλα: Χαλκός, ψευδάργυρος, μόλυβδος, κοβάλτιο, ασήμι και χρυσός, καθώς και ίχνη REMs
Βασικό χαρακτηριστικό: Περίπου το 80 τοις εκατό των ζώων που ζουν σε υδροθερμικές οπές δεν βρίσκονται πουθενά αλλού στον πλανήτη. Πιστεύεται επίσης ότι η ζωή στη Γη θα μπορούσε αρχικά να εξελιχθεί σε υδροθερμικές οπές
Τι ζει εκεί: Καβούρια Yeti, καβούρια Hoff, χταπόδια, γαστερόποδα με φολιδωτό πόδι, γιγάντια σκουλήκια σωλήνων.

Ακούστε το Into the Abyss που συζητά την εξόρυξη βαθιάς θάλασσας bbc.in/2qjmHD1

Ακολουθήστε το Science Focus στο Twitter, το Facebook, το Instagram και Flipboard