Глубоководная добыча - Deep sea mining

Не путать с Морская мина.

Глубоководная добыча это процесс извлечения минералов, который происходит на дно океана. Места добычи полезных ископаемых в океане обычно расположены вокруг больших территорий полиметаллические конкреции или активные и вымершие гидротермальные источники на глубине от 1400 до 3700 метров (от 4600 до 12 100 футов) ниже поверхности океана.[1] Вентиляционные отверстия создают шаровидные или массивные сульфидные месторождения, которые содержат ценные металлы, такие как Серебряный, золото, медь, марганец, кобальт, и цинк.[2][3] Месторождения разрабатываются с помощью гидравлических насосов или ковшовых систем, которые поднимают руду на поверхность для обработки.

Как и все операции по добыче полезных ископаемых, глубоководная добыча вызывает вопросы относительно ее потенциального воздействия на окружающую среду. Группы защиты окружающей среды, такие как Greenpeace и Deep sea Mining Campaign[4] утверждали, что добыча полезных ископаемых на морском дне не должна быть разрешена в большинстве океанов мира из-за потенциального ущерба глубоководным экосистемам и загрязнения шлейфами, содержащими тяжелые металлы.[2]

Краткая история

В 1960-х годах о перспективах глубоководной добычи полезных ископаемых заговорили в публикации Дж. Л. Меро. Минеральные ресурсы моря.[3] В книге утверждалось, что почти безграничные запасы кобальта, никель и другие металлы можно найти в океанах планеты. Меро заявил, что эти металлы встречаются в месторождениях марганцевые узелки, которые выглядят как комочки сжатых цветов на морском дне на глубине около 5000 м. Некоторые страны, включая Франция, Германия и Соединенные Штаты разослали исследовательские суда на поиски залежей конкреций. Первоначальные оценки жизнеспособности глубоководной добычи оказались сильно преувеличенными. Эта завышенная оценка вкупе со снижением цен на металлы привела к тому, что к 1982 году добыча конкреций практически прекратилась. С 1960-х по 1984 год на это предприятие было потрачено около 650 миллионов долларов США, но почти без прибыли.[3]

За последнее десятилетие начался новый этап глубоководной добычи полезных ископаемых. Растущий спрос на драгоценные металлы в Япония, Китай, Корея и Индия подтолкнул эти страны к поиску новых источников. В последнее время интерес сместился в сторону гидротермальных источников как источника металлов вместо рассеянных конкреций. Тенденция перехода к основанной на электроэнергии информационной и транспортной инфраструктуре, наблюдаемая в настоящее время в западных обществах, еще больше увеличивает спрос на драгоценные металлы. Возродившийся в настоящее время интерес к добыче фосфорных конкреций на морском дне объясняется тем, что искусственные удобрения на основе фосфора имеют большое значение для мирового производства продуктов питания. Растущее население мира вызывает потребность в искусственных удобрениях или более широком внедрении органических систем в сельскохозяйственную инфраструктуру.

В настоящее время лучший потенциальный глубоководный объект, проект Солвара 1, был обнаружен в водах у побережья. Папуа - Новая Гвинея, высокосортный медно-золотой ресурс и первый в мире ресурс Seafloor Massive Sulphide (SMS).[5] Проект Solwara 1 расположен на глубине 1600 метров в Бисмарково море, Провинция Новая Ирландия.[5] Используя ROV (дистанционно управляемые подводные аппараты ), разработанной британской компанией Soil Machine Dynamics, Nautilus Minerals Inc. является первой компанией такого рода, объявившей о планах начать полномасштабные подводные разработки месторождений полезных ископаемых.[6] Однако из-за спора с правительством Папуа-Новой Гвинеи производство было задержано, и теперь его коммерческая деятельность планируется начать в начале 2018 года.[5]

Еще один участок, который исследуется и рассматривается как потенциальный участок глубоководной добычи, - это зона разломов Кларион-Клиппертон (CCFZ). В CCFZ есть много маленьких сферических камней, размер которых варьируется от микроскопического уровня до размера волейбольного мяча, плавающих вокруг. Эти породы состоят из множества различных минералов, включая медь, титан и марганец.[7] Заявки на добычу полезных ископаемых, зарегистрированные в Международном органе по морскому дну (ISA), в основном находятся в зоне CCFZ, чаще всего в провинции марганцевых конкреций.[8]

Первая в мире «масштабная» разработка месторождений гидротермальных жерловых минералов была проведена Японией в августе - сентябре 2017 года. [9] Японская национальная корпорация нефти, газа и металлов (JOGMEC) выполнила эту операцию с помощью исследовательского судна. Хакурей. [10] Эта добыча проводилась на жерловом поле Изенская скважина / котел в пределах гидротермально активного задугового бассейна, известного как Окинавский желоб который содержит 15 подтвержденных вентиляционных полей согласно База данных InterRidge Vents.

10 ноября 2020 года китайский подводный аппарат Fendouzhe достиг дна Марианская впадина 10 909 метров (35 790 футов). Он не превзошел рекорд американского подводного исследователя Виктора Весково, заявившего 10 927 метров (35 853 футов) в мае 2019 года. Главный конструктор подводного аппарата Е Конг сказал, что морское дно изобилует ресурсами и из него можно составить «карту сокровищ». глубокое море.[11]

Законы и правила

Основанные на международном праве правила глубоководной добычи полезных ископаемых содержатся в Конвенции Организации Объединенных Наций по морскому праву с 1973 по 1982 год, который вступил в силу в 1994 году.[2][3] Конвенция учредила Международный орган по морскому дну (ISA), который регулирует деятельность стран по глубоководной добыче полезных ископаемых за пределами каждой страны. Исключительная экономическая зона (200-мильная (370 км) территория, окружающая прибрежные страны). ISA требует, чтобы страны, заинтересованные в добыче полезных ископаемых, исследовали два равных участка добычи и передали один ISA вместе с передачей технологий добычи в течение 10–20-летнего периода. В то время это казалось разумным, поскольку было широко распространено мнение, что добыча конкреций будет чрезвычайно прибыльной. Однако эти строгие требования привели к тому, что некоторые промышленно развитые страны отказались подписать первоначальный договор в 1982 году.[3][12]

США соблюдают Закон о твердых минеральных ресурсах глубоководных районов морского дна, который был первоначально написан в 1980 году. Этот закон широко признан в качестве одной из основных проблем, вызывающих озабоченность США при ратификации UNCLOS.[13]

В ИЭЗ национальных государств разработка полезных ископаемых морского дна подпадает под юрисдикцию национального законодательства. Несмотря на обширную разведку как внутри, так и за пределами ИЭЗ, только несколько стран, особенно Новая Зеландия, создали правовые и институциональные основы для будущего развития глубоководной разработки морского дна.

Папуа-Новая Гвинея была первой страной, которая одобрила разрешение на разведку полезных ископаемых на глубоком морском дне. Solwara 1 получила лицензию и экологические разрешения, несмотря на три независимых обзора шахты с заявлением о воздействии на окружающую среду, в которой были обнаружены существенные пробелы и недостатки в фундаментальной науке (см. http://www.deepseaminingoutofourdepth.org/report/ ).

ISA недавно организовала семинар в Австралии, на котором научные эксперты, представители промышленности, юристы и ученые работали над улучшением существующих правил и обеспечением того, чтобы разработка полезных ископаемых морского дна не наносила серьезного и необратимого ущерба морской среде.

Ресурсы добыты

Глубокое море содержит множество различных ресурсов, доступных для добычи, включая серебро, золото, медь, марганец, кобальт и цинк. Это сырье находится в различных формах на морском дне.

Минералы и связанные с ними глубины[1]

Тип месторождения полезных ископаемыхСредняя глубинаНайдены ресурсы
Полиметаллические конкреции4 000 - 6 000 мНикель, медь, кобальт и марганец
Марганцевые корки800 - 2400 кв.м.В основном кобальт, немного ванадия, молибдена и платины.
Сульфидные отложения1400 - 3700 кв.м.Медь, свинец и цинк, немного золота и серебра

Алмазы также добываются с морского дна De Beers и другими компаниями. Nautilus Minerals Inc и Neptune Minerals планируют добычу в прибрежных водах Папуа-Новой Гвинеи и Новой Зеландии.[14]

Методы экстракции

Последние технологические достижения привели к использованию дистанционно управляемые автомобили (ROV) для сбора проб минералов на перспективных рудниках. Используя сверла и другие режущие инструменты, ROV берут образцы для анализа на драгоценные материалы. После того, как участок был обнаружен, устанавливается горное судно или станция для добычи полезных ископаемых.[6]

Для полномасштабных операций рассматриваются две преобладающие формы добычи полезных ископаемых: ковшовая система непрерывного действия (CLB) и гидравлическая система всасывания. Система CLB является предпочтительным методом сбора узелков. Он работает так же, как конвейерная лента, идущая от морского дна к поверхности океана, где корабль или горнодобывающая платформа добывают желаемые минералы и возвращают их. хвосты к океану.[12] При добыче с гидравлическим всасыванием труба опускается на морское дно, по которой конкреции переносятся на горное судно. Еще одна труба от корабля к морскому дну возвращает хвосты в район добычи.[12]

В последние годы наиболее многообещающими районами добычи полезных ископаемых были центральный и восточный бассейны Манус вокруг Папуа-Новой Гвинеи и кратер Конической подводной горы на востоке. Эти места показали многообещающие количества золота в сульфидных месторождениях района (в среднем 26 частей на миллион ). Относительно небольшая глубина воды 1050 м, а также непосредственная близость золотоперерабатывающего завода делают его отличным местом для добычи полезных ископаемых.[3]

Цепочка добавленной стоимости проекта глубоководной добычи полезных ископаемых может быть дифференцирована с использованием критериев вида деятельности, в которой фактически добавляется стоимость. На этапах разведки, разведки и оценки ресурсов нематериальные активы добавляются к стоимости, а на этапах добычи, обработки и распределения стоимость увеличивается в зависимости от переработки продукта. Существует промежуточная фаза - пилотные испытания добычи, которые можно рассматривать как неизбежный шаг в переходе от классификации «ресурсы» к классификации «запасы», где начинается реальная стоимость.[15]

Этап разведки включает в себя такие операции, как определение местоположения, сканирование морского дна и отбор проб с использованием таких технологий, как эхолоты, гидролокаторы бокового обзора, глубоководная фотосъемка, ROV, AUV. Оценка ресурсов включает изучение данных в контексте потенциальной осуществимости добычи.

Цепочка добавленной стоимости, основанная на переработке продукции, включает такие операции, как фактическая добыча (или добыча), вертикальная транспортировка, хранение, разгрузка, транспортировка, металлургическая обработка конечной продукции. В отличие от фазы разведки, стоимость увеличивается после каждой операции с обработанным материалом, который в конечном итоге поставляется на рынок металла. В логистике используются технологии, аналогичные тем, которые используются в шахтах. То же самое и с металлургической переработкой, хотя богатый полиметаллический минеральный состав, который отличает морские полезные ископаемые от наземных аналогов, требует особой обработки месторождения. Экологический мониторинг и анализ оценки воздействия относятся к временным и пространственным сбросам горнодобывающей системы, если они происходят, шлейфам наносов, нарушению бентической среды и анализу регионов, затронутых морскими машинами. Этап включает изучение возмущений у морского дна, а также возмущений у поверхности. Наблюдения включают сравнения исходных условий для количественной оценки воздействия на обеспечение устойчивости процесса добычи.[15]

Воздействие на окружающую среду

Исследования показывают, что поля полиметаллических конкреций являются горячими точками изобилия и разнообразия для очень уязвимой абиссальной фауны.[16] Поскольку глубоководная добыча полезных ископаемых является относительно новой областью, полные последствия полномасштабных горных работ для этой экосистемы неизвестны. Однако некоторые исследователи считают, что удаление частей морского дна приведет к нарушению бентосный слой, вырос токсичность из столб воды и шлейфы наносов от хвосты.[2][16] Удаление частей морского дна может нарушить среду обитания бентосные организмы, с неизвестными долгосрочными эффектами.[1] Помимо прямого воздействия добычи полезных ископаемых, некоторые исследователи и активисты-экологи выразили обеспокоенность по поводу утечек, разливов и коррозия это может изменить химический состав горнодобывающего района.

Среди воздействий глубоководной добычи шлейфы наносов могут иметь наибольшее воздействие. Шлейфы образуются, когда хвосты от горных работ (обычно мелкие частицы) сбрасываются обратно в океан, создавая облако частиц, плавающее в воде. Встречаются два типа плюмов: придонные и надводные.[1] Придонный шлейф возникает, когда хвосты закачиваются обратно на место добычи. Плавающие частицы увеличивают мутность, или помутнение воды, засорение фильтрующий аппараты, используемые донными организмами.[17] Поверхностные шлейфы вызывают более серьезную проблему. В зависимости от размера частиц и водных потоков шлейфы могут распространяться по обширным территориям.[1][12] Шлейфы могут повлиять зоопланктон и проникновение света, что, в свою очередь, влияет на пищевой сети площади.

Редкий вид под названием 'Чешуйчатая улитка ', также известный как морской панголин, стал первым видом, которому угрожает опасность из-за глубоководной добычи полезных ископаемых.[1][12]

Полемика

Статья в Гарвардский обзор экологического права в апреле 2018 года утверждал, что «новая глобальная золотая лихорадка глубоководной добычи полезных ископаемых имеет много общего с прошлой нехваткой ресурсов, включая общее пренебрежение экологическими и социальными последствиями, а также маргинализацию коренных народов и их прав».[18][19] Закон о береговой полосе и морском дне (2004 г.) вызвал ожесточенную оппозицию коренного населения Новой Зеландии, поскольку его притязания на морское дно для Короны, чтобы открыть его для добычи полезных ископаемых, противоречили притязаниям маори на их традиционные земли, которые протестовали против Закона как схватить ". Позже этот закон был отменен после того, как расследование Комиссии ООН по правам человека подтвердило обвинения в дискриминации. Впоследствии этот закон был отменен и заменен Законом о морских и прибрежных районах (2011 г.).[20][21] Однако конфликты между суверенитетом коренных народов и добычей полезных ископаемых на морском дне продолжаются. Такие организации, как Кампания Deep Sea Mining и Alliance of Solwara Warriors, включающий 20 сообществ в море Бисмарка и Соломона, являются примерами организаций, которые стремятся запретить разработку морского дна в Папуа-Новой Гвинее, где должен быть реализован проект Solwara 1, и в Тихом океане. В первую очередь они утверждают, что при принятии решений о глубоководной добыче полезных ископаемых не учитывалось должным образом свободное предварительное и осознанное согласие затронутых сообществ и не соблюдались Принцип предосторожности, правило, предложенное Всемирной хартией природы ООН 1982 года, которая информирует нормативную базу ISA для разработки полезных ископаемых в глубоком море.[22]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б c d е ж Ahnert, A .; Боровски, К. (2000). «Оценка экологического риска антропогенной деятельности в открытом море». Журнал стресса и восстановления водных экосистем. 7 (4): 299–315. Дои:10.1023 / А: 1009963912171.
  2. ^ а б c d Halfar, J .; Фудзита, Р. М. (2007). «ЭКОЛОГИЯ: опасность глубоководной добычи полезных ископаемых». Наука. 316 (5827): 987. Дои:10.1126 / science.1138289. PMID  17510349.
  3. ^ а б c d е ж Гласби, Г. П. (2000). «ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ: Уроки, извлеченные из глубоководной добычи полезных ископаемых». Наука. 289 (5479): 551–3. Дои:10.1126 / science.289.5479.551. PMID  17832066.
  4. ^ Розенбаум, доктор Хелен (ноябрь 2011 г.). «Из нашей глубины: разработка дна океана в Папуа-Новой Гвинее». Кампания Deep Sea Mining. MiningWatch Canada, CELCoR, Packard Foundation. Получено 2 мая 2020.
  5. ^ а б c «Проект Солвара 1 - высококачественная медь и золото». Nautilus Minerals Inc. 2010. Архивировано с оригинал 12 августа 2010 г.. Получено 14 сентября 2010.
  6. ^ а б «Сокровище на дне океана». Экономист 381, нет. 8506: 10 (30 ноября 2006 г.)
  7. ^ «Человеческая деятельность сказывается на глубинах океана». www.climatecentral.org. Получено 2020-10-11.
  8. ^ Анерт, Ахмед; Боровский *, Кристиан (2000). «Оценка экологического риска антропогенной деятельности в открытом море». Журнал стресса и восстановления водных экосистем. 7 (4): 299–315. Дои:10.1023 / А: 1009963912171.
  9. ^ «Япония успешно осуществляет крупномасштабную глубоководную добычу полезных ископаемых». The Japan Times Online. 2017-09-26. ISSN  0447-5763. Получено 2019-03-11.
  10. ^ "Deep Sea Mining Watch". Разработка морского дна скоро станет реальностью. Получено 2019-03-11.
  11. ^ «Китай побил национальный рекорд по пилотируемым погружениям в Марианской впадине на фоне борьбы за глубоководные ресурсы». CNN. 11 ноября 2020 г. Архивировано с оригинал 11 ноября 2020 г.
  12. ^ а б c d е Шарма, Б. Н. Н. Р. (2000). «Окружающая среда и глубоководная добыча: перспектива». Морские георесурсы и геотехнология. 18 (3): 285–294. Дои:10.1080/10641190051092993.
  13. ^ Комиссия по океану США (2002). «ЗАКОН О ТРУДНЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ РЕСУРСАХ ГЛУБОКОГО ДНА» (PDF). Получено 19 июня, 2019.
  14. ^ Оанча, Дэн (6 ноября 2006 г.). Глубоководная добыча и разведка. technology.infomine.com
  15. ^ а б Абрамовский, Т. (2016). Цепочка создания стоимости глубоководной разработки морского дна, Статья в книге: Цепочка добавленной стоимости в глубоководной добыче: организация, технологии и развитие, стр. 9-18, Совместная организация Interoceanmetal.
  16. ^ а б Бюллетень для прессы Гентского университета, 7 июня 2016 г. В архиве 14 июня 2016 г. Wayback Machine
  17. ^ Шарма, Р. (2005). «Эксперименты по глубоководным ударам и их будущие потребности». Морские георесурсы и геотехнологии. 23 (4): 331–338. Дои:10.1080/10641190500446698.
  18. ^ "Расширение общего наследия: устранение пробелов в нормативном режиме глубоководной добычи". Гарвардский обзор экологического права. 2018-04-16. Получено 2018-04-19.
  19. ^ Доэрти, Бен (2018-04-18). «Глубоководная добыча, возможно, так же опасна, как и наземная, - говорят юристы». хранитель. Получено 2018-04-19.
  20. ^ ДеЛофри, Элизабет. «Обычное будущее: межвидовые миры в антропоцене». Глобальная экология и экологические науки; Постколониальные подходы. Эд. ДеЛофри Элизабет, Джилл Дидур, Энтони Кэрриган. Нью-Йорк: Рутледж, 2015. 352–72. https://www.academia.edu/16334218/_Ordinary_Futures_Interspecies_Worldings_in_the_Anthropocene_From_Global_Ecologies_and_the_Environmental_Humanities_Postcolonial_Approaches_Eds_DeLoughrey_Drigur_Drigur_and
  21. ^ Шури, Тереза ​​(январь 2017). «Отправляясь на рыбалку: Активные действия против глубоководной добычи в океане, от бассейна Раукумара до моря Бисмарка». South Atlantic Quarterly. 116 (1): 207–217. Дои:10.1215/00382876-3749625. ISSN  0038-2876.
  22. ^ «О кампании Deep Sea Mining | Deep Sea Mining: Out Of Our Depth». www.deepseaminingoutofourdepth.org. Получено 2018-11-02.

внешние ссылки