人類早已將目光鎖定住深海海底礦產
01
人類早已將目光鎖定住“地球最後的疆土”——深海海底礦產。
資源缺乏的日本人，1967年就發明了深海採礦系統，並進行了4500米水深的試驗。
面對這麼一大塊“肥肉”，西方國家自然不甘落後，隨後的幾年裡，法國和美國的科學家們也相繼研發出多種海底採礦系統。
系統是開發出來了，但受制於技術的發展，近半個世紀以來，各國的深海採礦項目一直都只是停留在小打小鬧（收集樣本）的階段，未能達到真正意義上的工業級開採。
直到2017年，還是日本人，幹出大事來了。
2017年9月，一艘日本採礦船從沖繩近海的專屬經濟區內1600米深的海底成功進行了“大規模”的集礦，收穫了超過15噸的金屬礦石。
雖然具體的礦石產出和經濟性細節未有曝光，但日本人的這次行動可以說是人類第一次對深海礦產的工業級開採，正式宣告了“大海賊時代”，不，是“深海採礦時代”的到來。
地球資源開採進入了新紀元，各國政府和眾多企業爭先恐後地把資金砸向海底礦產勘探、採礦技術開發和相關設備的研造上。
巴黎地球物理學院的海洋地質學家傑羅姆介紹說：
“目前領軍者是日本，所有地質學家都投身其中，其他科學計劃都暫時擱置了。韓國和印度也在密鑼緊鼓地開展地球物理研究，在印度搜索硫化物和金屬結核的蹤跡。”
歐洲也在深海採礦技術的研發上增大投入，“目標是瓦利斯群島和富圖納群島法屬海域裡的多金屬硫化物，以及亞速群島周邊的豐富礦藏。”
世界深海礦床分佈圖，“大海賊時代”到來
02
深海礦產這塊“肥肉”到底有多“肥”，讓世界各國都虎視眈眈緊盯不放？先來看看這都是些啥玩意兒。
多金屬結核、多金屬硫化物和富鈷鐵錳結殼是最具有開採價值的三種深海礦產資源。
早在上世紀60年代，地質學家發現深海平原淤泥中（水深4000～6000米）裡存在著大量直徑5～10釐米的礦物結核，富含錳、鎳、鈷和稀土金屬，這些奇特的小球被稱作“多金屬結核”（又名錳結核）。
海底礦床裡的這種金屬組合非常獨特，在陸地上找不到對應的樣本。美國地質調查局的一份報告表明：
“這些結核除了含有28%的錳、1.3%的鎳、0.2%的鈷、0.06%的鉬之外，還蘊藏著鉑、碲、鉍等總丰度約0.08%的稀土元素。”
以在太陽能光伏板中廣泛使用的鎳為例，目前全球陸上鎳礦只能滿足約40年的需求，而海底已探明的鎳儲量已經比陸上的總量還要多。
稀土就更不用說了，“得稀土者得天下”，在新能源發展迅猛的今天，作為動力電池正極材料的鈷、光伏發電的碲以及用於核反應堆的鉛鉍冷卻劑的鉍都是新興技術必不可少的原材料。
深海中的奇特小球——多金屬結核
再來說說多金屬硫化物。
1978年，地質學家在海脊（海底山脈，水下超過2000米）上發現了“活躍熱液礦”，這些從地幔裡噴湧而出的滾燙液體富含金屬元素銅、鋅、金和銀，億萬年來，不計其數的金屬微粒沉澱在了“煙囪”的旁邊，被稱為“多金屬硫化物”，單單含銅量就達7%左右，要知道陸上銅礦的工業品位僅為0.5～1%。
“這就好比一個全是金屬的大餅，直徑200米，厚100到200米，真是一份厚禮！這些金屬沉澱物就躺在海底，開採起來無需掘地三尺，幾乎只要伸伸手就能摘得。”
傑羅姆如此形容道。
最後，跟多金屬結核一樣，在水深
4000米的海山基岩上、存在著厚度僅為數釐米的富鈷鐵錳結殼，鈷元素丰度高達1.7%，是陸上鈷礦的3倍以上。據估計，僅憑目前已知的深海多金屬結核礦每年就能帶來約20億美元的收入，其中丰度最高的錳每年價值約9.5億美元，鎳、銅、鈷的價值則分別為7.59億、2.59億及1.18億美元。
夠“肥”了吧？足以讓一些人垂涎欲滴了。
從左到右分別為多金屬硫化物、多金屬結核和富鈷鐵錳結殼
03
貴重的金屬靜靜地在深海里待著，哪也不走，只要有本事，就能撈一把，問題是怎麼撈。
4000米的海深，水壓將達到401個大氣壓，就算是當今最牛逼的飽和潛水員（ ），在穿著大氣服的情況下，潛水最大深度也僅為610米，人類無法在這個環境下存活（坐在蛟龍號裡除外），更別提採礦了，所以，深海採礦都是利用機器設備遠程操控作業。
加拿大鸚鵡螺礦業公司（下文簡稱鸚鵡螺）是全球海底採礦設備研發領域最活躍的企業之一，其CEO約翰斯頓表示：
“很多人並沒有意識到海底的礦物資源比陸地上多，而現在，技術的發展讓我們可以到達海底一探究竟。”
2011年，鸚鵡螺正式開展商業化海底採礦項目的籌備，目標是在2019年派遣遙控採礦機器人到
太平洋西南部的俾斯麥海海底，被稱為索爾瓦拉一期(Solwara 1)的區域進行採礦作業。根據勘測結果，該區域的多金屬硫化物富含金、銀和銅，其中銅儲量為陸上銅礦的10倍多，且品質更好。
此外，鸚鵡螺在墨西哥海岸、巴布亞新幾內亞附近深海也同時開發著海底採礦項目。
鸚鵡螺海底採礦項目的原理並不複雜：
通過巨型採礦作業母船，將數百噸重，能承受低溫及超高水壓的重型採礦機器下沉到指定區域開展挖掘作業，通過長長的管道將礦產運輸到母船上處理，初步提取有需要的部分，再把廢料輸送回海底。
鸚鵡螺海底採礦項目示意圖
鸚鵡螺為此研發了三臺採礦機器人，每臺都有一棟小房子那麼大，最小的重達200噸，全部通過了海試。三臺機器人各有分工，互相配合完成採礦作業。
走在最前面的被稱為“輔助切割機”，配備長長的機械臂，臂首裝有可以“咬碎”岩石的“牙齒”，作用是“開路先鋒”；緊隨上場的是“主切割機”，配有寬寬的、功能強大的切割滾筒，把目標礦石碾碎；排在最後的是“收集機”，通過內部的管道吸取海水、泥漿，並通過一個冒口系統，將這些物質傳送到海面的母船中。
約翰斯頓介紹說：
“在母船上，海水將被過濾，濾出的超過8微米的固體將返還到海底，留下的物質被轉移到運輸船上並直接發送給顧客。”
理想是美好的。在2019年2月，由於投資鏈斷裂，鸚鵡螺高調進行了8年之久的Solwara 1海底採礦項目宣告破滅，這一項目本來有望成為
全球首個合法商業化海底採礦項目。
三臺採礦機器人暫未有用武之地
04
難道地球資源已經到了山窮水盡的地步，使人類連“最後的疆土”都不放過？
事實並非如此。
“人類在陸地上仍然能找到充沛的金屬資源，可以滿足全世界的需求，很長時間裡都不用擔心實際的匱乏。”
澳大利亞莫納什大學資源專家馬德如此說。
一些國家和企業花大力氣去開發“海底淘金”，除了資源實在豐富以外，還有三個主要原因：
（1）節約成本
陸上礦產資源隨著開採規模的不斷增大，成本也在逐年上漲。深海採礦既不需要前期耗資巨大的道路建設，不需要挖掘礦坑，也無需處理廢石甚至土地復墾。
海底採礦不存在徵地費用和土地紛爭，令人困擾的原住民和當地政府的阻力問題可完全忽略。
全部因素加起來，成本相對陸上採礦不知少了多少倍。
（2）戰略意義
不少國家花大力氣開發深海採礦項目並不單純為了逐利，還有地緣戰略意義。
21世紀的今天，包括稀土在內的貴重金屬，都是未來數字技術和可再生技術不可或缺的重要原材料，現在基本集中在一小部分國家手裡。
“歐洲和日本目前都很依賴中國，雖然它們憑藉各自的領海和公海就可以自給自足，但當然更願意開拓新渠道。”
法國海洋開發研究院地球化學和資源循環實驗室的研究員伊夫這樣說。
（3）環保問題
在陸地上採礦或多或少會破壞生態環境，這一點不可否認。支持深海採礦的人認為，畢竟沒有“當地居民”聲淚俱下的控訴，海底採礦的破壞要更少，這自然惹來了環保主義者的強烈抗議。
深海採礦船效果圖
05
深海採礦到底會不會對海洋生態造成嚴重威脅？
人類對大海的認知程度只有不到5%，而對大洋深處的瞭解程度甚至比不上火星表面，現在深海採礦作業還沒有大規模開展，只能根據作業原理來推斷了。
鸚鵡螺研發的三臺採礦機器，收集礦物的過程就像使用一臺巨大的吸塵器，將礦物與海底淤泥一併吸入、過濾並向後噴出。
客觀上來講，這些淤泥會形成規模巨大的泥沙羽流，增加水體的渾濁度並堵塞生物的過濾性器官。另外，海底不規則的湍流擾動還可能將羽流進一步擴大。
德國漢堡大學海洋生態學家蓋爾表示：
“羽流可能對濾食性動物有害，殺死很多位於食物鏈更低端的動物，導致其它動物產生連鎖反應，甚至對本地食物鏈頂端造成嚴重破壞。”
對此，鸚鵡螺的約翰斯頓表示他們的機器人能夠通過收集程序，儘量讓羽流變小。
“當我們在切削時，會打開抽吸功能把羽流吸進來，不讓它們四處亂飄。我們已經採取了最大努力將羽流的影響降至最低。我們確信，這些活動的影響，會明顯小於有些人的擔心。”
重型機械作業會造成巨大的泥沙羽流
除了有可能會打破深海生態平衡，新物種的發現也是環保團體的重要理據之一。
夏威夷大學生物學家克雷格及其團隊在《自然》雜誌上的論文顯示，北太平洋CCZ區域內看似平淡無奇的海底淤泥中存在著多樣性驚人的生物群落。
“在該區域內發現的154種海洋蠕蟲內有70%為新物種。這些生物可以為生命的起源提供新的見解。”
開採靠近海底熱液噴口的多金屬硫化物造成的損失可能將更加巨大。
“在缺少陽光、寒冷高壓環境下依靠硫化物以及地熱生存的生態系統不僅在地球上獨一無二，而且還將是人類探索木衛二等海洋衛星地外生命的絕佳樣本。”
澳大利亞深海採礦運動公司一直在大力呼籲禁止深海採礦，公司負責人娜塔莉婭說：
“海底採礦業要大踏步前進存在太多未知。我們已經毀壞了不少陸地，不能讓海洋遭受同樣的命運。”
深海蠕蟲的生存環境有可能遭受破壞
06
在環保主義者們的抗議聲中，聯合國國際海底管理局（ISA）資源部負責人桑多爾透露：
“目前我們已經向各國政府和公司頒發了29張公海開採許可證，允許在深度
1800至5000米的海底作業。”國際海域海底的探礦和採礦均受ISA監管，海底礦產開採許可涵蓋數十萬平方英里海域。
在該機構發放的29張各類海底探礦許可證中，中國拿到了4張，涵蓋了全部三種深海金屬礦類，勘探覆蓋面積也是各國中最大的。
這是否意味著中國有可能成為最早進入商業化海底採礦的國家？
事實上，我國的確在深海礦產勘探方面投入了大量的資源，也是世界上深海海底探礦技術最先進的國家之一。
“蛟龍”載人海底潛水器將於2020年進行首次環球航行，“考察海底礦產資源”就是行程任務之一。
“它（深海採礦）有著廣闊的前景，因為儲量特別大。”
上海交通大學極地與深海發展戰略研究中心主任薛桂芳說，現在之所以還沒有進行開採，一是陸地資源還夠用且價格能承受，二是法律的準備還沒有完成。
“大家實際把它看成一個儲備資源。”
從技術層面來講，我國跟發達國家還有一定差距。中南大學主攻深海作業裝備設計與控制的劉少軍教授表示：
“中國的揚礦泵管系統海試最深的採礦深度僅為304米，而和“蛟龍”同屬“七龍探海”序列的“鯤龍”集礦車，最深的採礦深度也僅是海下500米。總體上來說，我認為中國深海採礦技術及能力在國際上應處於中上水平。”
“大海是人類的母親”，如果在不久的將來人類一定要開展深海採礦項目，那實在是一件讓人悲哀的事。
人類可不能把大海也給糟蹋了
閱讀更多 開心誠品 的文章
