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深海采矿:探索是必然的

地质学家Chris Yeats表示,尽管有对其不利影响的关注,深海矿产勘探将成为一个全球性的行业。

全球对金属的需求持续增长,这在很大程度上是由不断增长的人口以及中国和印度的工业化和城市化推动的。为了满足这种需求,国际矿产行业必须在全球范围寻找新的区域从而获得额外的资源。

随着非洲——最后一块未被充分探索的大陆——变得更加发展,不可避免的是,覆盖我们的地球的3/4的海洋将因为它们的矿产财富而被探索和利用。问题在于何时以及如何,而不是如果。

丰富的矿床

西太平洋地区新出现的和水下的火山岛弧有可能富含铜、锌、金和银的矿化沉积物。在海底,这些金属与所谓的黑烟囱——向海洋喷射出富含金属和硫化物的热液体的海底火山热泉——有联系。

这些液体在接触冷的海水之后迅速冷却,并且把富含金属的硫化物沉积在海底或海底下面。在结果形成的海底块状硫化物(SMS)沉积物中的这些金属的含量或者说“品位”常常至少是陆地上类似沉积物的10倍,特别是对于铜和金而言。

深海采矿的经济可行性取决于SMS矿的高价值,即便目前的技术局限性意味着只能开采海底或仅仅在海底下方的矿(在陆地上,开采矿物可以深达地面之下1公里或者更深)。每一吨矿物将会产生比陆地沉积物显著更多的金属和很少的废料,甚至没有废料。

此外,和陆地相比,不需要建设诸如道路、铁路和港口设施等基础设施。SMS采矿操作因此在总体环境影响方面将比陆地作业“低足迹”。

这让SMS矿物具有很高的价值,而且对于愿意冒险尝试的矿业探险家具有经济吸引力。

潜在的财富

西太平洋的许多岛国的陆地面积有限,矿产资源稀缺,但是它们确实有大片领海,具有在很大程度上未开发的矿产潜力。因此初生的深海采矿业对这些国家的经济吸引力是明显的。

西太平洋地区各个政府,诸如巴布亚新几内亚(PNG),热衷于鼓励潜在的海底采矿者探索它们的水域,希望成功将带来财富(例如,通过储备矿物供出口和权利金)并且为它们的人民带来就业机会——尽管后者很可能很少。

据这个行业估计,亚太地区超过100万平方公里的海底被授予了勘探许可证。然而,勘探并不总是带来采矿。一方面,大约1/100的勘探项目会带来一个矿,但是深海采矿业太年轻而无法提供任何统计数据。

尚未在海底开采任何矿物,但是在加拿大股票上市的澳大利亚公司——鹦鹉螺矿产公司(Nautilus Minerals)已经批准了从巴布亚新几内亚的新不列颠和新爱尔兰岛之间的Solwara 1 SMS矿开采高品位的铜-金矿物,这里的水深大约1.6千米。

该公司还在斐济、新西兰、巴布亚新几内亚和汤加有50多万平方公里的海底正在勘探中或者等待许可证批准。

Solwara 1的采矿开始日期尚不确定,因为鹦鹉螺矿产公司目前正在和巴布亚新几内亚政府就该项目的报酬产生了争执,后者是这个合资的共同投资者。

未知的影响

深海采矿的反对者提出了生态、环境和社会的担忧,包括对渔业等现有海洋产业的破坏、富含金属的泥浆可能污染海水,以及在活跃的黑烟囱海底热液喷口附近繁盛的独特的生物群落被直接破坏。

然而,表面取样和钻探活动已经刺激了热液喷涌重新出现,而“人造的”喷口已经吸引了喷口动物群。因此,通过扰动海底表面的SMS矿化,休眠的喷口可能重新活动,导致矿物体重新形成以及因为喷口活动而繁盛的生物群落重新出现。

此外,迅速的生长率意味着有利可图的可开采SMS资源可以在数年到数十年之间里形成,这就带来了一种有趣的可能性,即把SMS沉积物当作一种可再生资源。已经观察到在数分钟里形成了直径十多厘米、长数十厘米的小结构;已知更大的树状结构每年生长数十米(有数吨硫化物)。

但是关于这种社会和环境的影响以及对深海采矿的可接受性仍然有许多尚未解决的问题,这些问题需要不断地地质、生物和社会研究。

诸如澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)——澳大利亚的国立科学机构——等组织的社会研究一直表明公众关心海底采矿的潜在影响,而且他们想在这个产业启动之前看到收集到更多的信息。

在海洋上工作成本高,或许,讽刺的是,探矿者提供的资金和进入该领域的机会可能帮助开展全面地研究。迄今为止,该产业在发展过程中一直愿意与全世界主要的海底喷口地质学和生态学科研人员合作。

随着鹦鹉螺公司开发Solwara 1,这个矿产业将得到密切关注。鹦鹉螺公司的成功将预示着目前在全球探矿领域处于一个小型生态位的海底采矿已经有了成为一个大型全球产业的潜力,而西太平洋将是它的第一线。

Chris Yeats是澳大利亚CSIRO的一位科研项目领导者,也是拥有有色金属和贵金属勘探研究20多年经验的一位矿床地质学家。他乘坐各种船只在15个科研远征中起到了领导作用,包括2005年12月在Kermadec海底山脉进行的世界首个海底硫化物商业勘探钻探。