數千年來，人們一直在從地下挖掘鐵和黃金等貴重礦物。而對於今天觸及我們生活的許多東西——從銪、鋱和釔等幫助照亮您正在閱讀的螢幕的元素，到為螢幕供電的電線中的銅——我們越來越依賴於來自地球深處的元素。但尋找新的礦藏變得越來越困難，礦山也在穩步擴大規模，變得更加昂貴，對環境的破壞也更大。
這是在陸地上。據一些估計，海底擁有地球上最大的礦產資源，如銅、鎳和鈷。深海還蘊藏著黃金、白銀、鉑金和稀土元素，這些元素用於高科技裝置和可再生能源技術，包括iPhone顯示屏、太陽能電池板和混合動力汽車中使用的磁鐵。水下礦藏的礦石品位通常比陸地上的礦石品位高得多，這意味著它們含有更高比例的所需礦物——在某些情況下，甚至高出一個或多個數量級。訣竅是以具有成本效益的方式將這些東西運到地表。
加拿大礦業公司鸚鵡螺礦業公司表示，它計劃引領世界首個商業深海採礦專案，該專案計劃在未來幾年內在巴布亞紐幾內亞海岸附近啟動。
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海底採礦的想法至少可以追溯到1870年，當時儒勒·凡爾納的小說《海底兩萬裡》中的尼摩船長宣稱：“在海洋深處，有鋅、鐵、銀和黃金礦藏，這些礦藏很容易開採。” 只有最近，由於使用了遠端操作潛水器和其他為深水石油和天然氣生產開發的技術，深海採礦才在技術和經濟上變得可行。支持者表示，更高的礦石品位意味著深海採礦將比陸地作業更具成本效益，且生態足跡更小，更不易察覺。
但杜克大學海洋實驗室主任辛迪·範·多弗表示，這些都是未知的領域。“我們不知道深海系統能夠承受多大的破壞，並且仍然保持海洋健康的臨界點在哪裡，”她說。
沉沒的寶藏
就像深海生物一樣，礦藏在海底也呈現出奇特的形態。鐵錳結殼在水下山脈的山峰和側面形成，生長速度慢至每百萬年一毫米。多金屬結核的尺寸從小到微觀斑點到籃球大小的球狀物不等，富含鎳、銅、鈷和錳。這些岩石結核通常散落在大多數海洋的深海平原上。
從經濟角度來看，最有希望的水下資源是海底塊狀硫化物礦床。這些礦床在熱液噴口附近形成，當地球深處富含礦物質的流體向上湧出並遇到冰冷的海水時。突然的冷卻使它們將其懸浮固體沉積在像煙囪一樣的構造中，這些構造可以達到約 45 米高。海底塊狀硫化物礦床通常出現在火山活動活躍的洋脊沿線 1,500 至 4,500 米深處，可能含有高品位的黃金、白銀、銅、鋅和錳。
一個可能的試驗案例是鸚鵡螺公司的 Solwara 1 專案，該專案將目標鎖定在俾斯麥海新幾內亞東北部 1,500 米深處的塊狀硫化物礦床。鸚鵡螺公司估計，該礦址可生產超過 72,500 公噸的銅和超過 4.5 公噸的黃金。鸚鵡螺公司執行長邁克·約翰斯頓表示，銅礦石品位——礦石中一種有價值礦物的濃度——平均接近 8%，而 2015 年陸地上的銅礦石品位為 0.6%。
為了收集這筆寶藏，鸚鵡螺公司設計了三臺巨大的遙控水下機器，這些機器放在《終結者》電影中也不會顯得格格不入。兩臺“切割機”——重量分別為 308 公噸和 250 公噸——將透過履帶在海底爬行，並使用旋轉齒輪將礦石磨成泥漿。一臺 2,200 公噸的收集機將把泥漿送入封閉的泵送系統到達水面。支援船上的操作員使用操縱桿、聲納和即時影片控制切割機和收集機。在支援船上，泥漿將被瀝乾並轉移到另一艘船上，以便在中國進行加工。廢水將經過濾以去除雜質，然後泵回海底。
水生生態系統影響
約翰斯頓表示，整個專案的設計都旨在最大限度地減少影響，現場不留下尾礦（已從中去除礦物質的礦石）。“在海底，您不必像露天礦那樣挖掘整座山，在露天礦中，每噸礦石可能產生三噸廢料，”他說。專案規劃包括獨立的審查和環境影響研究，並得到了馬薩諸塞州伍茲霍爾海洋研究所、加利福尼亞州斯克裡普斯海洋研究所和其他機構的專家的幫助。約翰斯頓表示，無論採礦產生什麼影響，該礦址應在專案結束後 5 到 10 年內完全恢復。
理查德·施泰納是一位保護生物學家，也是阿拉斯加大學的前教授，他沒有參與 Solwara 專案，但他對此表示懷疑。“毫無疑問，這將帶來巨大的環境影響，”他說——從強光、噪音和潛在的有毒洩漏，到可能堵塞許多海洋生物用於攝食的過濾器的沉積物羽流。深海是地球上最大且最不為人所知的生物棲息地，深海熱液噴口——最近在 1977 年才被發現——可能是所有生態系統中最稀有的生態系統之一，施泰納說，他 возглавляет 保護諮詢公司 Oasis Earth。目前僅知約 300 個噴口地點，對存在總數的估計範圍在 500 到 5,000 個之間。
施泰納說，使用陸地礦山作為基準的影響報告是在比較蘋果和橘子，而且我們在深水石油和天然氣開採方面的環境記錄並不令人鼓舞。深海是無情的，即使對於專家來說也是如此；2014 年，伍茲霍爾的“涅柔斯”號機器人潛水器在紐西蘭東北部太平洋海底 10 公里深的克馬德克海溝中內爆，那裡是兩個構造板塊的交匯處。“存在無知、傲慢、貪婪和非常糟糕的科學理解的危險組合，”施泰納說。“人類是陸地靈長類動物；我們只是不瞭解水下世界。”
範·多弗表示，Solwara 專案將回答其中的一些問題，前提是鸚鵡螺團隊認真監控其運營，並按承諾與科學家和公眾分享資訊。但這仍然是一個很大的“如果”。鸚鵡螺公司最初計劃在 2018 年初開始測試運營，但資金問題已將日期無限期推遲，直到該公司找到為該專案付款的方式。與此同時，研究人員在東京南部的一個熱液礦床發現了高品位黃金。此外，中國正在測試深海採礦勘探車，並宣佈計劃建造一個水下實驗室，以在南海尋找礦產。國際海底管理局負責管理國際水域的深海採礦，已經批准了 27 項勘探計劃，這些計劃將在未來幾年內在世界各地的海洋中進行。