Добыча со дна океана может помочь в борьбе с изменением климата, но разрушить экосистему Земли
Чтобы предотвратить климатическую катастрофу, мир должен резко сократить выбросы углекислого газа. Но создание достаточного количества батарей для питания электромобилей (EV), необходимых для безуглеродного будущего, потребует значительного увеличения наших запасов полезных ископаемых, таких как медь, кобальт и марганец.
Страны изо всех сил пытаются добывать эти драгоценные материалы из земли, копая повсюду. Однако этим усилиям препятствуют экологические проблемы и проблемы с правами человека.
Поэтому некоторые компании обратили свой взор в другое место: на морское дно.
В океане миллиарды скалистых глыб, наполненных марганцем, никелем, кобальтом, медью и другими драгоценными минералами, выстилают морское дно. В некоторых районах кобальт также концентрируется в толстых металлических корках, примыкающих к подводным горам.
Несколько компаний и стран готовятся к добыче этих так называемых глубоководных полиметаллических конкреций и извлечению содержащихся в них сокровищ. В настоящее время добыча морского дна в международных водах юридически неясна, и компании еще не начали коммерческую эксплуатацию. Но такие правила планируется разработать в ближайшее время, что позволит проложить путь для такой добычи.
Однако такая практика может иметь серьезные последствия для мирового океана. Появляющиеся данные свидетельствуют о том, что глубоководная добыча полезных ископаемых может нанести ущерб экосистемам морского дна.
Одним из ключевых районов, на который нацелены горнодобывающие компании, является участок океана от Гавайских островов до Мексики. Несмотря на низкие температуры и нехватку пищи, в этой глубоководной среде обитания, известной как зона Кларион-Клиппертон (CCZ), обитает ошеломляющее количество видов, от светящихся морских огурцов до зубастых удильщиков. Ученые недавно каталогизировали более 5500 глубоководных видов в ЗКК, примерно 90% из которых были неизвестны науке.
В большинстве случаев при разработке морского дна потребуются большие машины для сбора конкреций, подъема их на поверхность и сброса ненужных отложений обратно в океан. Этот метод может иметь катастрофические последствия для живущих там животных, писали исследователи в письме в журнал Nature Geoscience еще в 2017 году.
«По сути, им приходится копать и измельчать морское дно, чтобы добывать полезные ископаемые», — сказал Дуглас Макколи, морской биолог из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. «Так что все, что живет в этой среде обитания, будет уничтожено». Сюда входят животные, которые прикрепляются к конкрециям и живут на них, такие как морские губки и черные кораллы.
Поскольку эта практика еще не началась в промышленных масштабах, морские ученые в основном полагались на компьютерные модели и мелкомасштабные испытания, чтобы предсказать последствия глубоководной добычи полезных ископаемых. Однако в 1989 году группа ученых попыталась имитировать последствия разработки морского дна, вспахав участок морского дна в Перу площадью примерно 10,1 квадратных километра на глубине около 4,2 километра. Согласно исследованию 2019 года, опубликованному в журнале Scientific Reports, многие из видов в этой области все еще не вернулись более 25 лет спустя, и следы от плуга все еще были видны.
Негативные воздействия, скорее всего, не будут ограничены первоначальным участком добычи; машинное оборудование может вызывать шумовое загрязнение, которое простирается на сотни миль через океан, предполагают компьютерные модели. Этот шум может нарушить способность животных ориентироваться, находить добычу или находить себе пару.
Но, возможно, одним из самых разрушительных побочных продуктов разработки морского дна являются шлейфы отложений, которые оставляют за собой подводные транспортные средства, которые могут действовать «как подводные пыльные бури, которые могут задушить жизнь там», — сказал Макколи. Эти шлейфы отложений могут нанести ущерб местам обитания тунца, которые меняются по мере повышения температуры океана и будут все больше перекрываться с областями в богатой минералами ЗКК, согласно исследованию, написанному в соавторстве с Макколи и опубликованному в журнале npj Ocean Sustainability.
Несколько компаний работают над технологией уменьшения этих шлейфов, чтобы свести к минимуму воздействие и максимизировать понимание этого воздействия. Так, в частности, разрабатываются добывающие машины, которые будут генерировать шлейфы только при движении по морскому дну, а не при сбросе излишков отложений в океан после извлечения конкреций. Тем не менее, технология все еще является теоретической.
Некоторые исследователи скептически относятся к тому, что существует «устойчивый» способ разработки глубоководных месторождений.
«Я думаю, что нет никакого способа сделать это, не причинив локального серьезного ущерба окружающей среде, который нанесет огромный ущерб в масштабах десятков тысяч квадратных километров», — сказал Крейг Смит, глубоководный эколог из Гавайского университета в Маноа. «Это просто невозможно».
Согласно отчету Международного энергетического агентства (МЭА), если мы хотим достичь климатических целей Парижского соглашения 2015 года, страны должны увеличить добычу полезных ископаемых для электромобилей в 30 раз к 2040 году.
Эта острая потребность в материалах поднимает вопрос: если мы не будем добывать морское дно, сможем ли мы получить минералы, используемые в электромобилях, где-нибудь еще? Ответ, скорее всего, да, но устойчивый доступ к этим наземным запасам полезных ископаемых может быть затруднен.
Исследования показывают, что в 2022 году на Земле было около 25 миллионов тонн наземных ресурсов кобальта, что удовлетворяет спрос до 2040 года, при условии, что все наземные запасы будут эксплуатироваться. По данным Геологической службы США, в мировых запасах также содержится около 300 миллионов тонн никеля, что достаточно для поддержки наращивания производства электромобилей. Однако эти ресурсы, часто спрятанные глубоко в густых лесах, не всегда легкодоступны или экономически выгодны для добычи. Операции по созданию новых шахт приводят к массовому обезлесению, что может сократить биоразнообразие и привести к выбросам в атмосферу вызывающих потепление климата выбросов.
«Вы можете получить все полезные ископаемые, необходимые для всех электромобилей в мире или чего-то еще, из наземных месторождений, но способ сделать это с наименьшим воздействием на окружающую среду может состоять в том, чтобы использовать некоторые глубоководные месторождения ответственным образом с хорошими условиями регулирования», — сказал Сивер Ван, содиректор по климату и энергетике в Институте прорыва, калифорнийском центре экологических исследований. Однако он добавил, что до начала каких-либо операций по глубоководной добыче должны быть приняты более строгие правила и инструкции от ISA.
Эксперты считают, что новые аккумуляторные технологии могут помочь снизить давление на рынок полезных ископаемых. В настоящее время наиболее широко используемые батареи в электромобилях называются NMC (в них используются литий, никель, марганец и кобальт), но производители автомобилей жаждут более дешевых технологий, для которых не требуется столько этих минералов. Это могут быть натрий-ионные батареи или батареи LFP, изготовленные из лития, а также железа (черного) и фосфата — материалов, которые более широко доступны и доступны, чем кобальт и марганец.
«Значительный переход на электромобили может быть осуществлен без глубоководной добычи», — сказал Кеннет Джиллингем, экономист по энергетике из Йельского университета, изучающий электромобили, хотя он добавил, что разработка морского дна потенциально может «снять часть давления» на рынок критических металлов.
Несмотря на изобилие важнейших минеральных ресурсов, которые может обеспечить глубоководная добыча, некоторые производители автомобилей и почти 20 стран публично поддержали мораторий на эту практику, чтобы у ученых было больше времени для изучения ее потенциального воздействия на окружающую среду. Кроме того, более 750 ученых и политиков подписали официальное заявление, призывающее приостановить добычу полезных ископаемых в открытом море.
Хотя правила, касающиеся глубоководной добычи полезных ископаемых, еще не доработаны, с 9 июля ISA обязана принимать заявки на добычу полезных ископаемых из-за неясного положения в действующем соглашении.
Это не обязательно означает, что глубоководная добыча начнется в ближайшее время, потому что ISA не обязана одобрять эти заявки, а закон все еще туманен. Все большее число экспертов говорят, что ключом к решению вопроса о том, следует ли разрабатывать глубоководные месторождения, является дополнительное время — для исследований, создания новых технологий и взвешивания положительных сторон добычи морского дна наряду с ее подводными камнями.
«Понимание преимуществ и затрат глубоководной добычи требует чрезвычайно вдумчивой оценки, которая включает в себя множество неопределенностей, которые на данный момент не разрешены», — сказал Сергей Пальцев, экономист по энергетике из Массачусетского технологического института.
