B來自黑色海洋深淵的奇異生物，儲存在玻璃罐中，排列在倫敦自然歷史博物館深海生物學家 Adrian Glover 實驗室的層層架子上。其中有一種幽靈般的白色動物，奇特而優雅，形狀像一朵帶有玻璃莖的裝飾花，是從太平洋底部五公里深處取回的。格洛弗收集的物種中有百分之九十是人類以前從未見過的。
格洛弗參與了一項國際努力，旨在發現生活在太平洋海底一個偏遠地區（稱為克拉里昂-克利珀頓區）的生物。 CCZ 是一個廣闊的深海平原，略大於歐盟，位於墨西哥和夏威夷之間，點綴著岩石露頭和海山。它是我們星球上最原始、最少被探索的地區之一——並且可能很快就會迎來世界上的首次深海採礦作業。
數萬億個被稱為多金屬結核的黑色、馬鈴薯大小的岩石散落在 CCZ 海底。這些結核含有有價值的金屬，包括電動汽車所需的鈷、銅和鎳；對清潔能源技術至關重要的稀土元素；以及少量電池需求量很大的鋰。調查人員預計，整個 CCZ 的總噸位將非常可觀，在某些情況下甚至高於目前陸地開採的來源。
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格洛弗遞給我一塊結核，它看起來和摸起來都像一塊小煤塊，冰冷而沒有生命。仔細觀察，我可以看到有孔蟲的微弱痕跡，有孔蟲是海洋食物網的基礎單細胞生物，曾經覆蓋著它的表面。每個結核都始於一個小碎片，也許是鯊魚的牙齒或一塊貝殼。經過很長一段時間，金屬緩慢聚集並在該節點周圍形成不斷擴大的外殼，每百萬年僅增長一到十釐米。我手中的標本大約需要 1000 萬年才能形成。
在柔軟的 CCZ 海底，結核為從微生物到海綿等微小生物提供了堅硬的附著表面——在嚴酷的棲息地中提供生命支援的基質。水溫可能達到零攝氏度，幾乎沒有光線，壓力可能超過 1,000 巴，相當於幾頭大象站在你的大腳趾上。微小的生命吸引了其他動物；例如，章魚在海綿中產卵。隨著時間的推移，獨特的群落在佈滿結核的海底形成。
CCZ 中的生命並不豐富，但確實具有高度多樣性。格洛弗說，結核“是數百種，甚至數千種我們知之甚少的物種的家園”。 “它們是否會在盤子裡提供食物，或者阻止氣候變化，或者成為下一種癌症的治療方法，我們還不能說。儘管我們可以進行研究來找出答案。”
一種名為海百合或海百合的動物棲息在太平洋中部克拉里昂-克利珀頓區海底 4,800 米深處，該區域是採礦的目標區域。圖片來源： Vincent Fournier
並非所有人都想等待更多的發現。一家總部位於溫哥華的初創公司“金屬公司”(TMC) 正與太平洋島國諾魯合作，推動於 2024 年開始在 CCZ 進行採礦。大型機器將刮擦海底，撈起結核，同時揚起沉積物雲，可能透過清除棲息地和物種並改變生態系統，對深海造成大規模破壞。
TMC 是否繼續推進其計劃取決於國際海底管理局 (ISA)，該機構是聯合國附屬機構，負責在國際水域促進深海採礦，同時保護深海免受損害。 ISA 尚未最終確定其採礦規範，因此 TMC 等深海礦業公司沒有關於如何運營的指導方針。[編者注（2023 年 8 月 15 日）：國際海底管理局於 7 月下旬宣佈，在最終確定其採礦法規之前，不會頒發任何深海採礦開採許可證，並表示這些法規可能要到 2025 年才能完成。]
關於潛在的環境破壞，以及關於太平洋這個偏遠地區存在什麼生物以及該地區可能如何為海洋健康做出貢獻，仍然存在重大未知數。鑑於 ISA 的衝突性授權，許多專家擔心，由於行業壓力，它會過早地為商業開採開綠燈。
擔心的不僅僅是環保主義者；希望獲得結核中礦物的政府甚至公司也已表明反對在國際水域採礦的立場，至少在深海採礦的潛在影響得到充分評估之前是這樣。越來越多的聲音包括法國、德國和智利；寶馬和谷歌；以及 700 多名專家。格洛弗等科學家正在爭先恐後地收集資料，在許多情況下，這些資料由包括 TMC 在內的承包商資助，他們需要這些資料才能獲得採礦批准。“急於瞭解這個地方與我們可能會失去它的事實有關，”加州大學聖巴巴拉分校的深海生物學家 Diva Amon 說。
圖片來源：Jo Hannah Asetre；來源：Kira Mizell、James R. Hein、Manda Au 和 Amy Gartman 在 Rahul Sharma 編輯的《深海採礦展望》中發表的“基於區域差異和結核遺傳型別的全球海洋深海錳結核和鐵錳結殼中金屬含量的估算”。施普林格出版社，2022 年（參考文獻）
沉沒的寶藏
TMC 執行長 Gerard Barron 將多金屬結核描述為“岩石中的電池”。這位自信的勘探者表示，深海採礦是世界擺脫化石燃料的難得機會。他的公司已獲得在 CCZ 的幾個大片區域勘探礦產的權利——他聲稱，這些金屬足以驅動 2.8 億輛電動汽車，相當於整個美國汽車車隊。勘探者指出，深海採礦可能是合乎道德的礦產開採的開始：消除與某些國家陸地礦山相關的童工現象，透過深海利潤分享為發展中國家提供收入，並留下比陸地採礦更好的環境遺產。
迄今為止，還沒有人在商業上勘探過深海，但勘探工作正在國家和國際水域進行。例如，挪威最近提議開放其大陸架進行採礦。負責管理國際海底的 ISA 已向潛在的礦業公司授予 30 份勘探合同，覆蓋海底 140 萬平方公里。其中，17 份合同用於 CCZ 的地點；每塊地塊面積約為 75,000 平方公里，大致相當於愛爾蘭的大小。其他合同涵蓋西太平洋和印度洋的結核，以及大西洋和印度洋熱液噴口處的大量硫化物礦床，以及太平洋各個地點海山側翼和山頂的鈷結殼。
TMC 與贊助國諾魯、湯加和吉里巴斯合作，簽訂了勘探 CCZ 三個地塊結核的合同。 2021 年 6 月，TMC 和諾魯透過一家名為諾魯海洋資源公司 (NORI) 的合資企業，援引了一項名為“兩年規則”的神秘 ISA 法規，該法規規定 ISA 必須允許採礦在兩年內進行，無論是否制定了採礦規範。從理論上講，TMC 本可以在 7 月開始商業開採。
2022 年 11 月，該公司完成了首次試驗；在 228 米長的採礦船“Hidden Gem”號上，巴倫的團隊從海面下 4.3 公里的地方吊起了 3,000 多噸結核，證明該公司已準備就緒並配備齊全，可以開始商業作業。
TMC 很有可能是深海採礦競賽的領跑者，因為它是唯一一家援引“兩年規則”的承包商。巴倫計劃於 2024 年開始。該公司從鸚鵡螺礦產公司的灰燼中崛起，鸚鵡螺礦產公司是一家加拿大初創公司，由地質學家兼巴倫的朋友 David Heydon 領導，後者隨後創立了 DeepGreen，後來更名為 TMC。巴倫是鸚鵡螺礦產公司的早期投資者之一。鸚鵡螺礦產公司打算從巴布亞紐幾內亞領海的熱液噴口中開採礦物，這些噴口通常充滿奇異的生命。這家初創公司開發並測試了三臺大型採礦機器，每臺機器都有一臺聯合收割機那麼大，重約六公噸，很快就成為工業可能對海底造成的破壞的象徵。由於在獲得船舶以及缺乏投資方面遇到問題，該公司於 2019 年清算。
巴倫在鸚鵡螺礦產公司破產前脫身，他將自己定位為綠色礦工。這位 56 歲的澳大利亞人表現出矽谷科技巨頭的隨意自在：濃密的鬍鬚、蓬亂的頭髮、牛仔褲和白色 T 恤。他還穿著一件戰鬥風格的夾克，裡面裝著一個壘球大小的多金屬結核——這是他宣傳時的行動式道具。當談到他公司的計劃時，巴倫流露出自信和冷靜的樂觀態度。“我認為重要的是要記住，我們這樣做是因為世界都認為我們應該擺脫化石燃料，”他在最近我們在倫敦西部一家咖啡館見面時告訴我。“這種轉型將非常非常依賴金屬。”
勘探者認為，如果沒有深海採礦，世界將耗盡綠色技術所需的有價值的金屬。世界銀行表示，我們需要超過 30 億（非公制）噸礦物和金屬，才能部署避免全球變暖 2 攝氏度所需的風能、太陽能和地熱能。一些估計預測，CCZ 中廣泛用於充電電池的鈷和用於電動汽車電池和可再生能源儲存的鎳的儲量明顯大於陸地上剩餘的儲量，儘管很難估計深淵中資源的真實範圍，尤其是那些容易回收的資源。
並非所有人都相信迫在眉睫的短缺——或者即使發生短缺，深海採礦也是唯一的解決方案。可持續未來研究所表示，全球向 100% 可再生能源的過渡可以透過陸地儲量來滿足。“城市採礦”——從我們廢棄的計算機、手機、平板電腦和其他電子產品中回收金屬——也可以大大擴大規模。世界電子垃圾的回收率不到 20%，安全處置是一個快速增長的問題。此外，未來對某些金屬（如鈷和鋰）的需求可能不如預期那麼高；特斯拉現在在其一半的新車中使用不含鈷的電池。製造商也在探索鋰電池的替代品。
沉積物掩埋
如果 17 份 CCZ 勘探合同都進展到開採階段，那麼在十年內，多家運營商可能會在海底疏浚結核。包括 TMC 在內的大多數運營商將使用收割機在黑暗的海底採礦。典型的收割機配備了類似於軍用坦克的雙履帶，因此它可以爬過海底沉積物。收割機吸起結核，在行進過程中揚起細粉砂雲，並透過稱為立管的管道將其輸送到水面船隻。平均而言，一臺收割機每小時可從 CCZ 海底收集約 400 公噸結核；即每週 67,000 公噸。一臺機器在 30 年的標準合同期內，可以剝離 10,000 平方公里（3,900 平方英里）的海床。
一些混亂是肯定的。荷蘭皇家海洋研究所的研究科學家 Sabine Gollner 說，考慮到結核生長所需的時間非常長，以及它們作為海洋生物基質的作用，“非常清楚的是，如果你移走結核，生態系統將在數百萬年內轉變為不同的狀態”。
當大型機器爬行時，它們會在水中懸浮大量細小的沉積物，這些沉積物可能會沉降到數十公里之外。科學家們幾乎沒有證據表明其影響可能是什麼，但羽流可能會使海葵和海綿等固著生物窒息是可能的。巴倫引用了麻省理工學院 (Massachusetts Institute of Technology) 領導的 2022 年的一項研究，該研究發現，採礦車輛揚起的沉積物羽流並沒有像人們想象的那樣廣泛擴散。但這來自一個原型收集器的實驗試驗，該收集器的大小約為實際機器的三分之一。
粘在結核上的沉積物與結核一起被吸到水面船隻上。在船上，結核將被清洗乾淨，然後運往岸上設施進行加工，廢物沉積物將透過另一根長管道泵回海洋。為了節省開支，大多數承包商計劃在海床上方約 1,000 米處釋放這種“脫水羽流”。這種沉積物雨可能會透過干擾水母等中層游泳者的視覺交流線索或它們從水中過濾食物的能力，從而給它們帶來問題。它還可能堵塞在那裡覓食的商業物種（如魚和蝦）的鰓，這些物種會被金槍魚和旗魚等更大的物種吃掉。
巴倫對環境問題的回應是，陸地採礦會造成廣泛的生態破壞，並且在某些地方涉及濫用人力的現象。他指出，世界赤道雨林（特別是印度尼西亞和菲律賓）的鎳礦開採量不斷增長，研究表明，這嚴重損害了那裡的生態系統。他認為，“你不能只關注一種[環境]情況，而不關注另一種情況。”
薄弱的科學
根據 ISA 規則，承包商最多有 15 年的時間來勘探其權利主張區域。他們必須對結核和環境進行“基線調查”（包括棲息地和那裡生物的詳細資訊），並將其作為開採申請的一部分提交給 ISA 的法律和技術委員會。但是，調查中包含的資料型別和數量由承包商根據 ISA 指南決定，委員會仍在討論哪些資料可能是可接受的。
圖片來源：Jen Christiansen；來源：Kira Mizell、James R. Hein、Manda Au 和 Amy Gartman 在 Rahul Sharma 編輯的《深海採礦展望》中發表的“基於區域差異和結核遺傳型別的全球海洋深海錳結核和鐵錳結殼中金屬含量的估算”。施普林格出版社，2022 年（結核資料）；美國地質調查局“2022 年關鍵礦產最終清單”（參考文獻）
一些不信任源於 ISA 從未拒絕過勘探申請，即使是在國際自然保護組織推薦為海洋保護區的地區也是如此。一個特別有爭議的案例是 2018 年授予波蘭的一份合同，用於勘探大西洋中部的一個廣闊地點，該地點毗鄰且部分位於失落之城熱液區——地球上發現的最極端環境之一，科學家們希望該區域能夠被考慮列入世界遺產名錄。
來自特立尼達的生物學家 Diva Amon 是 ISA 最直言不諱的批評者之一。她說，該機構對承包商的要求太薄弱了。阿蒙在夏威夷大學的第一份博士後研究職位將她帶到了 CCZ，在那裡，她像格洛弗一樣，正在從一個以採礦為目標的地點收集生物資料，在她的案例中，是由英國海底資源公司（當時是軍火巨頭洛克希德·馬丁公司的子公司）收集的。 2017 年，阿蒙創立了 SpeSeas——一個致力於提高海洋意識的非營利組織——並於 2020 年被評為國家地理新興探險家。她與威爾·史密斯一起出演了這位演員的紀錄片系列《歡迎來到地球》。現在在加州大學聖巴巴拉分校，阿蒙專注於瞭解深海，包括 CCZ；她不再為承包商收集資料。
阿蒙說，“理解科學和利用科學之間存在根本區別”——這是她在兩種情況下工作中學到的。她說，利用科學通常會變成“打勾練習”——只做滿足清單所需的事情。阿蒙說，問題在於“並非所有承包商都在進行高質量的科學研究。並非所有承包商都在進行大量的科學研究。並非所有承包商都在使其科學研究易於訪問。”過去七年來一直擔任 ISA 法律和技術委員會顧問的生物學家馬爾科姆·克拉克對此表示贊同。
TMC 已對其三個 CCZ 地點之一（稱為 NORI-D）進行了多次基線調查，收集了有關結核的密度和位置以及該區域的棲息地和生物學的資料。 2023 年 3 月，它向 ISA 提交了第一批資料，稱計劃在 2023 年 8 月之前提交剩餘資料。阿蒙聲稱這些資訊不足。“瞭解一個地方——尤其是你從未去過的地方——很大程度上是要了解[長期]時間內的變化，”她說。
Renee Grogan 與 Amon 一樣對 ISA 有些失望。她是 Impossible Metals 的聯合創始人兼首席可持續發展官，Impossible Metals 是一家初創公司，該公司正在推廣一種她稱之為侵入性較小的開採方法——使用一支自主機器人艦隊從海底單獨拾取結核，而不是吸走機器路徑中的所有東西。 Grogan 說，ISA 應該迫使承包商提高透明度，Grogan 之前曾在鸚鵡螺礦產公司從事可持續發展工作。她說，要實現這一目標，需要“有骨氣的監管機構”。
對 ISA 監管和促進採礦的衝突性授權的另一個擔憂是，ISA 建議但不要求承包商對其運營的潛在有害影響進行小規模測試。克拉克說，如果沒有獲得許可的保證，很少有承包商能夠承擔財務風險。他說，“進入測試性採礦將大大增加承包商可能需要做的工作的複雜性和費用。”他承認，對於採礦可能產生的影響知之甚少。“這顯然是一個非常大的問題，因為當您開始從數百[公噸]噸資源開採轉向數千甚至數百萬噸更大面積的開採時。”
巴倫聲稱，結核採礦可能對海洋生物產生再生作用。“我們現在發現的是，實際上，當你擾亂一個區域時，它會產生更大的吸引力……讓生物體重新回來，”他說。“一旦我們開始收集結核，該區域就會立即開始很好地恢復。”在沒有進行採礦的情況下，很難證實這種說法。巴倫提到的一個 2022 年的專案涉及幾個採礦研究地點，僅研究了有孔蟲，發現無論採礦還是未採礦，地點之間都沒有統計學上的差異。當被詢問時，TMC 以書面形式回應稱，“進一步研究實際收集系統測試（例如 NORI 正在進行的測試）的影響[是]至關重要的。”
缺失資料
2022 年 3 月，阿蒙與 30 位其他科學家一起領導了一項審查，以確定管理採礦作業所需的資訊類別，包括生活在那裡的動物如何隨時間和空間變化以及它們彼此之間的關係，以及噪音和光汙染、沉積物羽流和有毒金屬的釋放。一個問題是承包商或監管機構是否制定了有效的管理計劃：如果產生不利影響，那麼減輕後果是誰的工作？該研究的結論是，對於 CCZ，可持續管理採礦作業的充分資料僅存在於 15% 的類別中。專家們寫道，填補知識空白將是一項“艱鉅的任務”，可能需要十年或更長時間。 30 位作者中有 10 位支援暫停。
一個尚未解答的問題是採礦將如何影響水柱中的生命。夏威夷大學的生物學家 Jeff Drazen 擔心這個問題被忽視了，TMC 已聘請他收集 CCZ 的生物資料。“儘管許多科學家希望監測[中層]生物學，但我們沒有被要求這樣做。因此，這種情況仍然沒有發生，”他說，並指出承包商沒有要求這樣做。 Drazen 說，當 TMC 在 NORI-D 測試其採礦裝置時，船上沒有能力觀察對中層生物的影響。
圖片來源：Violet Isabelle Frances 為 Bryan Christie Design 製作；來源：Benjamin Gillard 的“邁向深海採礦——克拉里昂-克利珀頓斷裂帶採礦活動對底棲浮游耦合的影響”。博士論文，雅各布大學； 2019 年 11 月（參考文獻）
另一個懸而未決的問題是採礦是否會影響孤立種群的生存。例如，維持深海多樣性的一種策略可能是耙開被完整條帶分隔開的長條海底。但是，新隔離的種群能夠生存嗎？
巴倫說，阿蒙的審查存在缺陷，聲稱它僅包括精選專家的觀點和資料，並排除了承包商資料，他說這些資料表明採礦的影響可能遠小於以前擔心的那樣。阿蒙在回覆中說，承包商資料大多從 DeepData 中丟失，DeepData 是 ISA 用於儲存資訊的平臺。“可能確實有更多的資料在那裡。但它們無法以有意義的方式供任何利益相關者訪問，”緬因州比格羅海洋科學實驗室的海洋生物學家 Beth Orcutt 說。
根據 ISA 的說法，已完成 100 多項 CCZ 調查。其中只有 24 項的資料儲存在 DeepData 上。倫敦自然歷史博物館的資料管理員 Muriel Rabone 最近領導的一項研究發現，儲存在該平臺上的生物資訊存在問題，包括記錄重複和物種誤判。拉本已向 ISA 傳達了她的擔憂，並表示監管機構正在努力解決這些問題。拉本說，在進行更正之前，分析資料的專家可能會得出錯誤的結論。
信任
巴倫仍然對外樂觀地認為採礦將很快開始，儘管過去幾個月對 TMC 來說很艱難。今年 3 月，擁有 160 個成員國的國際自然保護聯盟敦促 ISA 成員國支援暫停深海採礦。 5 月，航運公司馬士基（自巴倫於 2017 年成為執行長以來一直是 TMC 的投資者）宣佈正在撤資，但未詳細說明原因。 TMC 的股價近幾個月來一直動盪不定。儘管如此，既然“兩年規則”的禁運日期已過，只要沒有 ISA 成員國表示需要等待這些指導方針的否決，TMC 就可以在 ISA 尚未最終確定其法規的情況下開始採礦。
來自克拉里昂-克利珀頓海底的生物包括（從左到右）一隻海參（紫色）、另一隻海參（白色）、一隻玻璃海綿、一隻海星和一隻海葵。圖片來源： Vincent Fournier
科學家們希望，為理解海洋深淵所做的努力將促成明智的決定。奧卡特說，“必須達到一定程度的信任，即[承包商]正在正確地做事並正確地報告。” “深海採礦很大程度上將依賴於信任，因為沒有人可以去那裡觀看他們在做什麼。”對於 ISA 來說，一個關鍵的考慮因素將是決定多少關於危害的證據才足夠。“這本質上是一個決定人們願意接受什麼程度的風險，”格洛弗說。“我們永遠無法回答所有問題。”
採礦業的更大未來將很大程度上取決於 ISA 如何在爭先恐後地勘探海底的過程中最終確定其規則手冊。 ISA 有一個難得的機會在行業開始之前對其進行監管。