معدنکاری دریایی؛ دست یابی به گنجیه‌ای از مواد معدنی با درجه بالا

کانی مگ، محمد قهرمانی کوشان-  در اوایل سال ۲۰۲۰دانشمندان یک سایت را تقریباً ۳۰ سال پس از اینکه در معرض فعالیت شبیه سازی شده استخراج معدن در اعماق دریا یا همان معدنکاری دریایی قرار گرفته بود، برای ارزیابی بستر دریا و بازیابی اکوسیستم، بازدید دوباره‌ای کردند. با یک زیردریایی روباتیک از بستر دریا نقشه برداری و با جزئیات بی‌سابقه‌ای عکس‌برداری شد. این تصاویر در یک عکس موزاییکی از کف دریا ترکیب شدند که به طور کامل ۱۱ هکتار از بستر دریا را پوشش می‌دادند. بزرگترین تصویری که از اقیانوس به دست آمد نشان می‌داد که، مسیرهای کف دریا ناشی از استخراج شبیه‌سازی شده دریایی یا همان عملیات معدنکاری دریایی هنوز به وضوح قابل مشاهده بود و آثار حیات که در ابتدای سال ۱۹۸۹ مشاهده می‌شد، همچنان ادامه داشت.

آسیب‌ اندک معدنکاری دریایی با تکیه برفناوری‌های جدید

این مطالعه که در ۲۹ مه ۲۰۱۹ کلید خورد و در اوایل سال ۲۰۲۰ نتایج آن در رسانه‌های جمعی منتشر شد نشان می‌داد که معدنکاری دریایی آنچنان که گفته می‌شود آثار مخربی بر روی محیط زیست اقیانوس‌ها ندارد.  این گزارش توانست تک تک حیوانات را در یک منطقه وسیع مشخص کند و فراوانی و توزیع آنها را با آشفتگی کف دریا مرتبط کند. در حالی که گونه‌های متحرک، مانند جلبک‌های دریایی و ستاره‌های دریایی، توانستند نواحی آسیب‌دیده را مجدداً مستعمره کنند، حیواناتی مانند اسفنج‌ها و شقایق‌های دریایی که در بستر دریا زندگی می‌کنند به مناطق دست‌نخورده محدود می‌شوند؛ اما عملاً در بستر دریا که مستقیماً دچار اختلال شده‌اند، غایب هستند. با توجه به نقش مهم این جانوران در اکوسیستم‌های پرتگاهی، نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که آثار استخراج تجاری در مقیاس بزرگ می‌تواند منجر به از دست دادن عملکردهای کلیدی اکوسیستم شود؛ اما معدنکاری دریایی با تکیه بر فناوری‌های جدید و استفاده از تکنولوژی‌های روز مستقیما باعث اختلال در محیط زیست نمی‌شود. معدنکاری دریایی درصورت نبود توجه به الگوهای زیست محیطی ممکن است، خانه‌های بسیاری از حیوانات را از بین ببرد.

هدف این نوع استخراج در اعماق دریا، گره‌های چند فلزی، سنگ‌های سیب زمینی شکل غنی از مس، کبالت، نیکل و منگنز است. این گره‌ها یک نقطه لنگرگاه پایدار برای استعمار با شقایق‌ها، مرجان‌های نرم و اسفنج‌ها فراهم می‌کنند و توسعه جوامع متنوع و شگفت‌آوری را در بستر گل‌آلود دریا ترویج می‌کنند. ندول‌ها میلیون‌ها سال طول می کشد تا تشکیل شوند. حذف یا دفن ندول‌ها از فعالیت‌های معدنی،  نباید صورت پذیرد. زیرا ندول‌ها خانه بسیاری از این حیوانات تصفیه‌کننده را از بین می‌برد و ظرفیت آنها را برای استعمار مجدد مناطق آسیب‌دیده محدود می‌کند و بازیابی اکوسیستم را بیشتر مختل می‌کند.

با توجه به اینکه فعالیت‌های معدنی به طور بالقوه باید با دید بلندمدت انجام شوند، آزمایش‌های بلندمدت برای ارزیابی و بهبود پایداری صنعت در حال توسعه معدن در اعماق دریا (معدنکاری دریایی) بسیار مهم است.

در۱ آگوست ۲۰۱۷، چندین کشور عضو JPI Oceans فراخوان مشترکی را برای پیشنهادات اولیه برای مطالعه آثار زیست محیطی و خطرهای مرتبط با استخراج از بستر دریا راه اندازی کردند.

مایعات گرم، شناور و مملو از مواد معدنی از اعماق پوسته اقیانوسی بیرون می‌آیند و با آب سرد دریا مخلوط می‌شوند. این باعث بارش مواد معدنی می‌شود که رسوباتی را در نزدیکی و روی بستر دریا تشکیل می‌دهند. مواد معدنی رسوب‌دهنده نیز «دودکش‌های» کف دریا را تشکیل می‌دهند و ذرات معدنی موجود در مایعاتی که در کف دریا تخلیه می‌شوند، مایعات را شبیه دود می‌کنند. این دودکش‌ها در محل دریچه‌ای هستند که دانشمندان آن را «ویرانه‌های رومی» نامیدند. با این حال در تمامی آزمایش‌های صورت گرفته معدنکاری دریایی را به اندازه صید ترال خطرناک تلقی نکردند.

ماینینگ کف دریا چیست؟

اقیانوس شامل ترکیب پیچیده‌ای از فرآیندهای فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی و زمین شناسی است که گاهی اوقات به اشکال تجاری قابل سرمایه‌گذاری برای طیف وسیعی از مواد معدنی می‌شود. این امر به ویژه در اعماق اقیانوس در نواحی اطراف دریچه‌های گرمابی که در آن مایعات داغ و غنی از مواد شیمیایی که از زیر بستر دریا می‌ریزند، رسوبات بالقوه ارزشمندی را تولید می‌کنند، صادق است. چند تلاش برای استخراج ذخایر کف دریا موفقیت‌آمیز بوده است؛ اما تا به امروز، بسیاری از آنها بر چالش‌های فنی مربوط به بازیابی مقادیر زیادی از مواد از اعماق اقیانوس غلبه کرده‌اند. متاسفانه هنوز هم تبلیغات گسترده‌ای برعلیه معدنکاری دریایی صورت می‌گیرد.

برخی استخراج‌های موفق در آب‌های نسبتاً کم عمق کمتر از ۲۰۰ متر اتفاق افتاده است. امروزه، برخی شرکت‌های مهم معدنی بخش قابل توجهی از کل تولید الماس خود را از فلات قاره آفریقای جنوبی به دست می‌آورند. عملیات معدنکاری دریایی در آب‌های عمیق‌تر به نتایج بسیار متفاوتی منجر شده است. برای مثال، حدود ۴۰ سال پیش سرمایه‌گذاران تلاش کردند تا گره‌های منگنز به اندازه سیب‌زمینی را که در کف اقیانوس پراکنده شده بودند را بازیابی کنند، تقریباً نیم میلیارد دلار اکتشاف نتوانست تلاش‌های آنها را سودمند کند. با این حال توسعه معدنکاری دریایی در تمام جهان مورد توجه قرار گرفته است.

از آن زمان، صنعت معدن به سختی مشغول توسعه لایروبی‌های تخصصی، پمپ‌ها، خزنده‌ها، مته‌ها، سکوها، برش‌ها و مغزه‌ها بوده است که بسیاری از آنها رباتیک هستند و همگی برای کار در شرایط سخت اعماق اقیانوس طراحی شده‌اند. علاوه بر این، افزایش قیمت بسیاری از مواد مانند مس، به علاوه افزایش تقاضا از سوی اقتصادهای نوظهور، چنین سرمایه‌گذاری‌هایی را از نظر اقتصادی امکان پذیرتر می‌کند. اکتشاف اخیر ذخایر غنی در بستر دریا و پیشرفت‌های فناوری‌های نوین، علاقه‌ای دوباره به استخراج از معادن کف دریا و عملیات معدنکاری دریایی به وجود آورده است. از جمله الماس‌های بیشتر، شن‌های آهن، پوسته‌های منگنز غنی از کبالت، گره‌های فسفریتی و حتی آن ندول‌های منگنز مشکل‌ساز زمینه‌هایی برای سرمایه‌گذاری در معدنکاری دریایی را به وجود آوده است. افزایش اهمیت و کمبود فزاینده عناصر کمیاب خاکی نیز باعث شده است که برخی نگاه جدیدی به امکان پالایش این مواد از منابع کف دریا داشته باشند.

معدنکاری دریایی صرفه اقتصادی دارد؟

بخش جذاب  معدنکاری دریایی برای تمامی سرمایه‌گذاران  و فعالان صنعت معدن، ثروت بالقوه در دریچه‌های هیدروترمال در اعماق دریا است. این دریچه‌ها که به خاطر تغذیه جوامع سرسبز زندگی عجیب و غریب شناخته شده ‌ند، می توانند گنجینه‌ای از مواد معدنی با درجه بالا باشند. هنگامی که مایعات بسیار داغ و غنی از مواد شیمیایی که از دریچه‌ها بیرون می‌ریزند یا تراوش می‌کنند، با آب سرد اقیانوس برخورد می‌کنند، مواد معدنی محلول از مایعات جامد می‌شوند و به داخل آب می‌ریزند یا به کف دریا می‌افتند یا به ساختارهای دودکش مانندی عظیم تبدیل می‌شوند. به نظر می رسد این دودکش‌ها بسته به ترکیب شیمیایی مایعات، دود سیاه یا سفید را بیرون آورند. بسیاری از ذخایر سولفیدی در خشکی احتمالاً به همین ترتیب شکل گرفته‌اند و بعداً در طول شکل گیری جزایر و قاره‌ها در طی میلیون‌ها سال از سطح دریا بالا رفته‌اند.

به دلایل متعددی، علاقه صنعت معدن به سولفیدهای عظیم کف دریا بیشتر بر روی میدان‌های دریچه‌ای در غرب اقیانوس آرام جنوبی متمرکز است. بسیاری از میدان‌های دریچه در داخل مناطق اقتصادی انحصاری کشورهای جزیره‌ای کوچک واقع شده‌اند و عوارض بالقوه استخراج از بستر دریا را که در زیر آب‌های بین‌المللی قرار دارد، از بین می‌برند. صدها هزار کیلومتر مربع از بستر دریا برای اکتشاف و استخراج معادن و اجرای عملیات معدنکاری دریایی اجاره داده شده است.

پتانسیل‌های معدنکاری دریایی

استخراج از بستر دریا و عملیات معدنکاری دریایی، این پتانسیل را دارد که به تامین تقاضا برای بسیاری از مواد معدنی مورد استفاده در سراسر جهان کمک کند و می‌تواند به تقویت اقتصاد کشورهای در حال توسعه کمک کند. استخراج معادن می‌توانند در منطقه اقتصادی انحصاری یک کشور انجام شوند، یا می‌توانند در بستر دریا زیر آب‌های بین المللی انجام شوند. سازمان بین المللی بستر دریا حکم می‌کند که بخشی از سود معدنکاری دریایی باید به نفع کشورهای در حال توسعه باشد.

با این حال، استخراج از بستر دریا نیز این پتانسیل را دارد که بر زندگی در دریا تأثیر بگذارد. هر زمان که بستر دریا مختل شود، اکوسیستم‌های شکننده آن نیز دچار اختلال می‌شوند؛ اگرچه صنعت معدن ادعا می‌کند که از تکنیک‌های حساس به محیط زیست استفاده می‌کند و در حال توسعه است، و به نظر می‌رسد بسیاری از زیستگاه‌های اقیانوسی اغلب پس از آسیب بهبود می‌یابند. در عین حال، علاقه به معدنکاری دریایی به دانشمندان کمک می‌کند تا هم شیمی اقیانوس‌ها و هم سرنخ‌هایی در مورد چگونگی شکل گیری این سیاره را مطالعه کنند.