深海采矿可以从气候变化灾难中拯救人类。但是要付出什么代价呢?-王其杉博客|程序员|科技新闻
快门
现在是04:00,漆黑一片,床上乱七八糟。英国国家海洋学中心的地质学家布拉姆利·默顿在他那间小船的门上猛敲了一下,眼睛睁得大大的,他靠在研究船“发现”号摇晃的墙壁上。他不得不在甲板上欢迎一个非常不寻常的船员——一个在海底度过了一夜的小机器人,不知疲倦地成像海底,寻找金属痕迹。“发现”号位于巴西以东1400公里的南大西洋的一个小斑点,它的任务是:在海底发现富含钴的矿藏,这笔可观的赏金可以为我们所依赖的电子设备提供动力。
几年来,默顿一直勇敢地航行在深蓝色的海洋中,在那些被认为是海底蕴藏着令人难以置信的财富的水域中。自上世纪70年代以来,我们一直承诺深海采矿将成为未来的产业,而现在,经过几十年的拖延和争议,它可能即将以巨大的商业规模起飞。
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在巴布亚新几内亚海岸外和日本冲绳附近已经进行了试验,挖泥船从浑浊的深海中回收矿物。如果和当深海采矿开始时,它可能是支撑我们数字世界的重要金属来源——作为智能手机、电动汽车、航天硬件和通信基础设施的关键组成部分。海浪下面的矿物质也是提供可再生能源的电力阵列中的关键成分。
下面还有多少无人知晓——仅仅5%的海底已经被探测过。我们所知道的是,我们需要这些金属和矿物的新来源。例如,钴几乎只在刚果民主共和国——世界上最贫穷的国家之一——的土地上开采,该国人民经历了几十年的内战、暴力和腐败。其他陆地资源越来越难开采,而中国一直主导着稀土矿产的生产,这促使西方去其他地方寻找。
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深海采矿的承诺是如此之大。未知的财富可能潜藏在深海,有助于维持我们对新技术的贪婪胃口。抓住了?环保主义者警告说,开采海底会破坏脆弱的海洋生境,并进一步加速人类对海洋生态系统的破坏。
更复杂的问题是我们需要从化石燃料中剥离出来。为了做到这一点,我们将需要获得大量的矿物质,以建立为我们的低碳未来提供动力的技术。为此,Murton说,除了海底,我们别无选择。如果它必须发生,他至少希望确保地球上所有生命都能够实现。
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诸如此类的锰结核含有铜、钴、镍和其他稀有金属,这些金属对于生产现代电子器件是必不可少的。
有三种类型的海底矿物可供开采:多金属结核(镍、钴、铜和锰的来源)、块状硫化物(铜、铅、锌、金和银)和富钴锰结壳(钴,但也有一些钒、钼、铂和碲,它们是稀薄fi的关键)。LM高效光伏电池。每种生物都出现在明显不同的生境中,并且每种生物都需要不同的技术将其带到海面之上。每个都有不同的环境影响。
为了找到所有这些金属的来源,你必须一路回到大爆炸。我们知道并渴望为我们的数字世界提供动力的一些元素是核反应的结果,这些核反应使恒星像超新星一样爆炸;其他元素可能是中子星碰撞后留下的碎片。
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深海采矿的圣杯通常是马铃薯大小,黑色和块状:多金属结核需要数百万年才能获得1厘米大小;一些小如豌豆,但其他长大如排球。它们主要发现于海面下大约四到六公里处。一个矿产热点是夏威夷南部和墨西哥西部地区,被称为克拉里昂-克利珀顿区(CCZ)。
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这些珍贵矿物横跨覆盖一百多万平方英里的深海平原,通常只是躺在海床上,被五到十五厘米厚的浅层淤泥所覆盖。据估计,这些结核平均含有32%的金属,可以提供数亿吨铜、镍、钴、锰、铁和稀土元素,这种供应可以持续数百年。
为了挖掘它们,公司正在考虑各种各样的技术,如水力疏浚,一种深海的微小岩石真空。这些结核是最容易开采的,也是第一个引起深海采矿兴趣的。它们的发现导致了1982年联合国海洋法公约(UNCLOS)以及国际海底管理局(ISA)的建立,ISA负责监督国际水域的采矿权主张。即使在今天,也没有人真正了解或了解这些结核周围的生态系统,这些结核位于数千年来不受干扰的沉积物中。
然后是海底块状硫化物(SMS)——沉积物可以是几百米宽,几十米厚。它们形成于热液喷口,俗称黑烟囱,因为它们与烟囱相似。这些富含金属的硫化物结构从极富矿物质的热水中沉淀出来,并存在于海底约1600至5000米的深度。
通常位于大陆板块之间,例如沿大西洋中脊、印度洋脊和西南太平洋,它们被认为含有大约3000万吨金属——主要是铜、锌、铅、金和银。SMS沉积物形成的地方也是非常丰富独特和不同寻常的动物的家园:鱼、甲壳动物、管状动物、蛤、蛞蝓、海葵、虾——这些奇怪的喷口是海底的绿洲。
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艾玛布莱斯
最后,还有高达四分之一米厚的富钴铁锰结壳,这些结壳形成于岩石表面,例如海山,这些岩石表面形成于数百万年来从海水中沉淀的矿物——主要是铁和锰。它们被发现在地下1-4公里处,被认为是最难开采的。
Joshua Lambus /索伦特新闻/雷克斯/快门
默顿最近的一次探险是在10月份进行的,当时他部署了机器人车辆,使用新的工具和取样方法来分析深海矿床。机器人帮助他观察富含钴的铁和锰的外壳,并研究它们在几千万年中是如何形成的。
“关于在什么地方能找到这些类型的矿床的假设是简单的,”默顿说。“我们的研究表明,矿床的形成和保存必须满足地质条件的最佳点。过