تعدين قاع البحر للمعادن النادرة - فكرة رائعة أم كارثة بيئية أخرى؟

نزل العشرات من قادة العالم من 55 دولة إلى ميناء بريست في فرنسا هذا الأسبوع لحضور قمة One Ocean ، وهو اجتماع سياسي دولي غير مسبوق لمعالجة مجموعة واسعة من القضايا البحرية الملحة ، من الصيد الجائر إلى التلوث البلاستيكي إلى القرصنة.

لكن يبدو أن قضية واحدة - التعدين في قاع البحر - استحوذت على الاهتمام. قدم الرئيس الفرنسي إيمانويل ماكرون دعمه مؤقتًا للفكرة ، وحدد استكشاف قاع البحر كأولوية استثمارية لفرنسا ، وسلط الضوء على إمكانية الوصول إلى "المعادن النادرة" بالإضافة إلى فهم أفضل للنظم البيئية البحرية.

ومع ذلك ، تعارض العديد من الجماعات البيئية هذه الفكرة ، قائلة إنها ستكون ضارة بالحياة البحرية الحساسة ، بما في ذلك الأنواع التي لم يتم اكتشافها بعد.

في رسالة هذا الأسبوع من السناتور ليزا موركوفسكي إلى وزيرة الطاقة جنيفر جرانهولم ، وضع موركوفسكي مسألة التعدين في قاع البحر في الصدارة والوسط ، مشيرًا إلى أن الولايات المتحدة لم تصدق على اتفاقية الأمم المتحدة لقانون البحار (UNCLOS) ، لذلك نحن لسنا جزءًا من المفاوضات بشأن اللوائح التي تحكم التعدين في قاع البحار.

لا يوجد نقاش حول أن المعادن المهمة مثل Co و Li و Te و Nd ضرورية لمستقبل طاقة منخفضة الكربون إذا كانت مصادر الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية ستلعب دورًا كبيرًا.

لا يوجد أيضًا نقاش حول نقص المعروض من هذه المعادن بشكل مؤسف ، وهو العرض الذي يعد بشكل عام كابوسًا بيئيًا واجتماعيًا.

دمرت النفايات الناتجة عن معالجة Li والجرافيت والسيلي عالي النقاء قرى وأنظمة بيئية كاملة في الصين وإندونيسيا وبوليفيا وغيرها. لا تزال أمريكا تتعامل مع تصريف المناجم الحمضي الذي خلفه 120 عامًا من التعدين. ومثل الماس الدموي ، يأتي نصف إمدادات الشركة من ممارسات عمالة الأطفال غير الإنسانية.

السبب في أهمية ذلك هو أن العديد من الأشخاص الذين يدعمون ثورة الطاقة الجديدة للوقود غير الأحفوري ومصادر الطاقة المتجددة ، والمركبات الكهربائية ، والحفظ والكفاءة ، يهتمون أيضًا بالقضايا الاجتماعية التي تدمجها العديد من هذه التقنيات في أعقابها - الفساد والتلوث البيئي والفقر المدقع وعمالة الأطفال.

ليست الصورة التي يبحث عنها الأشخاص في المقهى المزروع في الظل وهم يتصفحون الإنترنت بحثًا عن بيض مجاني على أجهزة iPhone الخاصة بهم.

لذلك يجب أن تأخذ المصادر المعدنية الجديدة في الاعتبار البصمة الكربونية لدورة حياتها والتلوث البيئي وآثار العدالة الاجتماعية. يتفق الجميع على أن إعادة تدوير المعادن التي نمتلكها هي أمر مهم للغاية ، لكننا سنحتاج إلى آلاف أضعاف كمية المعادن المهمة التي لدينا الآن ، حتى لو قمنا بإعادة التدوير بنسبة 100٪.

لقد عرف الجيولوجيون منذ فترة طويلة أن قاع المحيط مليء بالمعادن - النحاس والنيكل والزنك والزنجبيل وحتى الماس. عقيدات المنغنيز عبارة عن خرسانات صخرية متعددة الفلزات ترقد بشكل غير محكم في قاع البحر أو مدفونة بسطحية في الرواسب.

تحدث هذه العقيدات في معظم المحيطات ، حتى في بعض البحيرات ، وتوجد بكثرة في السهول السحيقة في أعماق المحيطات بين 4,000 و 6,000 متر (13,000 و 20,000 قدم). يمكن حصاد العقيدات من قاع البحر بسهولة.

منطقة كلاريون كليبرتون هي أكبر المناطق الاقتصادية ، بحجم أوروبا تقريبًا وتمتد من الساحل الغربي للمكسيك إلى هاواي. هذه المنطقة هي أيضًا في المقدمة والوسط في قمة One Ocean هذا الأسبوع. تبلغ الكتلة الإجمالية لعقيدات المنغنيز في هذه المنطقة أكثر من 21 مليار طن. تشمل المناطق المهمة الأخرى حوض بيرو ، وحوض بنرين بالقرب من جزر كوك ، ووسط المحيط الهندي.

تشرف السلطة الدولية لقاع البحار التابعة للأمم المتحدة (ISA) على هذه المناطق.

على عكس الخامات المعدنية الموجودة على الأرض والتي نادرًا ما تزيد عوائدها المعدنية عن 20٪ ، وغالبًا ما تكون أقل من 2٪ ، فإن عقيدات قاع البحر هذه عبارة عن 99٪ معادن قابلة للاستخدام - 33٪ معدن والباقي مفيد في منتجات مثل الركام الإنشائي والأسمدة نظرًا لعدم وجود مواد سامة مستويات العناصر الثقيلة مثل الزئبق أو الزرنيخ.

لذلك لا توجد مخلفات سامة أو نفايات التعدين كما هو الحال على الأرض ، ولا إزالة للغابات ، ولا حفر مفتوحة ، ولا أنهار أو خزانات مياه جوفية ملوثة ، ولا توجد مخلفات مصادرة

التعدين في قاع البحار لا يستخدم عمالة الأطفال كما يفعل الكثير من التعدين في الأرض. ولها بصمة كربونية لدورة حياتها تقل بنسبة 90٪ عن التعدين الأرضي.

دراسة بواسطة Paulikas et al. (2020) جنبًا إلى جنب مع الدراسات الأخرى التي تمت مراجعتها من قبل الأقران ، يقارن التعدين في الأرض والمحيطات من عشرات وجهات النظر البيئية وتظهر النتائج أن التعدين في المحيطات أقل تأثيرًا على البيئة بنسبة 70٪ إلى 99٪ من التعدين الأرضي في جميع الفئات.

إذن ما الذي لا يعجبك في هذا؟

إلى حد كبير مجرد آثار الموائل. يمكن أن ينتج عن تعدين عقيدات المنغنيز وضخها وتنظيفها رواسب وضوضاء واهتزازات.

لذا فإن السؤال الكبير والقرار النهائي هو - هل مزايا الكربون والتلوث والعدالة الاجتماعية أكثر أهمية من ضرر النظام البيئي لقاع المحيط؟ وهل يمكننا تقليل ضرر النظام البيئي؟

شركة المعادن بالتأكيد تعتقد ذلك. Metals هي شركة كندية تعمل في الجزء الممنوح من ISA في منطقة Clarion-Clipperton. لقد قاموا بإجراء تقييم الأثر البيئي متعدد السنوات للفهم الكامل والتخفيف من الضرر المحتمل على البيئة. هناك عدد قليل من العناصر الأساسية حول المنطقة والعملية التي تعتبر مهمة.

منطقة كلاريون كليبرتون هي واحدة من أقل المناطق إنتاجية في المحيط ، مع واحدة من أقل بيئات الكتلة الحيوية على هذا الكوكب ، مثل الصحاري على الأرض. تعد Abyssal CCZ موطنًا لكتلة حيوية أقل بمقدار 300 مرة من الكتلة الأحيائية المتوسطة على الأرض ، وتصل إلى 3000 مرة أقل مقارنة بمناطق الغابات المطيرة حيث يحدث الكثير من التعدين التقليدي. لا توجد نباتات ، 70٪ من الحياة موجودة كبكتيريا ، ومعظم الكائنات الحية أصغر من 4 سم.

لا أريد التقليل من شأن أي كائن حي ، لكن كورت فونيغوت أشار إلى أنه لا يوجد شيء اسمه وجبة غداء مجانية ، لذلك علينا أن ننقب في المناطق التي بها أقل عدد من الكائنات الحية والتنوع لأننا سنقوم بالتعدين في مكان ما. إما ذلك أو التمسك بالوقود الأحفوري.

بالنسبة للرواسب التي تم إطلاقها في عمود الماء ، أظهر العمل التجريبي الذي أجراه معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا و Scripps و The Metals Co تخفيفًا عاليًا للغاية لتركيز الرواسب لكل لتر خلال لحظات من التفريغ. وأظهر العمل التجريبي أن 20 عملية متزامنة تجمع 3Mpta (رطب) من العقيدات ستكون مطلوبة لتركيزات الجسيمات لترتفع فوق مستويات الخلفية المقاسة في منطقة صدع كلاريون - كليبرتون.

بالإضافة إلى ذلك ، إذا غاصت جميع الجسيمات التي يتم إدخالها في عمود الماء من خلال هذه العمليات بسرعة في منطقة قاع البحر ، فإن التداعيات الناتجة ستكون 0.02 ميكروغرام في السنة - 2٪ فقط من معدل الترسيب الطبيعي الملحوظ في منطقة صدع كلاريون - كليبرتون بمقدار 1 ميكروغرام في السنة.

استنادًا إلى 11 دراسة لاضطراب قاع البحر والتعدين التجاري ، فإن معدلات الاسترداد البيئي لجمع العقيدات أقل بكثير من معدلات التعدين على الأرض - عقود مقابل آلاف السنين.

خصصت ISA جانباً المزيد من المناطق للحماية (1.44 مليون كيلومتر مربع) مما هو قيد الاستكشاف حاليًا (2 مليون كيلومتر مربع) وسيقوم المقاولون بتخصيص مناطق أخرى وترك 1.1 ٪ من العقيدات لمزيد من المساعدة في التعافي.

أخيرًا ، سيحدد البحث الذي يتم إجراؤه المكان الأفضل لإعادة مياه العملية. يبدو أنه يبلغ حوالي 1,500 متر ، أقل بكثير من منطقة euphotic ، حيث من غير المحتمل أن يكون هناك أي تأثير كبير على الكائنات الحية في عمود الماء وحيث لا يتسبب اختلاف درجة الحرارة بين ذلك الماء والماء في قاع المحيط في حدوث تأثيرات كبيرة .

أخيرًا ، من غير المرجح أن تسبب هذه العمليات حالات وفاة واسعة النطاق يخشاها الكثيرون ، بمن فيهم أنا.

على عكس العمليات البرية ، فإن معظم جامعي قاع البحر لن يزعجوا سوى 5 سم العلوية من قاع البحر ، وسوف يوجهون تدفق المياه بالتوازي مع قاع البحر لرفع العقيدات دون لمسها فعليًا.

هذا لا يعني أن العملية ستكون مثالية ، لكنها ستكون أقل تأثيرًا بكثير من أي عمليات برية ، وهي الطريقة المثلى للحصول على هذه المعادن المهمة من الآن وحتى عام 2050.

ثم نأمل أن نقوم بإعادة التدوير بما يكفي بحيث يكون أي تعدين مطلوب بعد ذلك الوقت ضئيلاً للغاية.