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滿“地”資源的海底采礦難嗎?

2021-08-25 來源: 中國振動機械網
除了生物資源,海底的礦物資源也異常豐富。最早發現海底有礦物資源的是1872年的英國挑戰者號護衛艦。當時,船上的科學家在幾千米深的海底收集了一些塊狀石頭。這些石頭被以后的科學家發現..

除了生物資源,海底的礦物資源也異常豐富。最早發現海底有礦物資源的是1872年的英國挑戰者號護衛艦。當時,船上的科學家在幾千米深的海底收集了一些塊狀石頭。這些石頭被以后的科學家發現富含錳、鎳和銅等金屬。150年之后,中國、美國和日本等國開始把采礦的目標放到這些塊狀石頭上。

滿“地”資源的海底

不同深度的海底,擁有不同的礦物資源。由淺入深,首先是800~2400米的海底,那里的礦產物質主要是錳結核,一種富含鈷、釩和銅等金屬物質的塊狀物,而目前人類主要是在這一深度進行采礦作業。再深入一些,來到1400~3700米的海底,那里布滿硫化物沉積,這些沉積物主要由金、銀和銅等金屬物質組成。最后,來到4000~6000米處的海底,這里的礦產物質也是錳結核,不過這些錳結核的成分主要是錳、銅、鈷和鎳。據科學家估計,這些礦物質加起來超過了3萬億噸,其中銅的儲量就達到陸地可開采量的88倍,而鈷的儲量更是陸地可開采量的5000多倍,這兩種金屬物質也是海底采礦者的主要目標之一。
 


隨著科學技術和綠色能源技術的發展,人們對電能的需求越來越高,而這就需要更多和更粗的電纜來輸送電力。銅作為導電性能排名第二的金屬(第一位是銀),也是電纜里電線的主要構成物質,它的需求量也隨之增加。

如今陸地上的銅主要來源于黃銅礦和輝銅礦。由于這些礦物含有硫,所以它們在生成銅的過程中,也生成了二氧化硫,這會污染環境。然而,錳結核里不含硫,因此它在生產過程中也就沒有黃銅礦和輝銅礦的環境污染問題。

鈷則是制作鋰離子電池正極最重要的物質。另外,如今電動汽車的電池也離不開鈷,而未來的電動汽車將會越來越多,所以可以預見的是,鈷的需求也會越來越多。

現在世界上的鈷主要來自于非洲剛果民主共和國,該國每年出產的鈷甚至超過其他國家的總和。這里鈷的生產問題主要有3點,第一,剛果民主共和國的采礦地區時常發生沖突。第二,在采礦的時候,由于設備條件的簡陋,采礦所生成的污染物會溢出來,污染周圍的自然環境。第三,采礦的不只有成人工人,還有童工和奴隸。這些因素致使鈷的原材料生產并不穩定,而為了更穩定的鈷的來源,以及間接地幫助剛果民主共和國的兒童和被稱為奴隸的人,科學家就更有理由開采海底礦物了。

海底掃除作業正在進行

那么如何進行海底采礦?目前科學家打算使用的是一種海底真空吸石車。

這臺海底真空吸石車叫做帕塔尼亞Ⅱ號。它約有一輛公共汽車那么大,重約25噸,采用履帶的行進方式。它先由德國科恩號科考船運送到目的地的海域,然后通過船上的纜繩和電纜,下降到海底。與帕塔尼亞Ⅱ號同行的還有小型潛水艇和一些測量設備,它們負責觀測帕塔尼亞Ⅱ號的采礦作業對海底環境的影響。

來到海底的帕塔尼亞Ⅱ號在船上科學家的遙控下會慢慢地前行。車輛前部裝有4個“真空吸塵器”,每個吸塵器還連著兩根排水軟管。吸塵器利用帕塔尼亞Ⅱ號內部真空所造成的壓強差,自動把錳結核吸入體內。這樣的運作方式所造成的吸力至少可達5000噸,而且還可以節省很多能源。
 


帕塔尼亞Ⅱ號內部分上下兩層。吸入體內的較重的物體會受重力影響,自動下沉到底層,而底層有一個收集容器。較輕的物質,例如海底沉積物,會在上層被直接推到尾部排出。尾部還有一個過濾網,以過濾遺漏的體積較小的錳結核。

車內還裝滿了各種傳感器,以監視帕塔尼亞Ⅱ號的運行狀況。等收集容器裝滿之后,海底采礦車就會停止作業,然后被拉回船上。工程師在把礦物給卸下來之后,海底采礦車就會被再次送到海底,繼續進行采礦。

海底采礦也要保護環境

海底采礦會不會對海底環境造成影響?跟帕塔尼亞Ⅱ號一起入水的小型潛水艇和測量設備發現,帕塔尼亞Ⅱ號在采礦過程中,不可避免地會吸入一些在海底生活的小動物,進而對海洋的生態環境造成傷害。采礦車排出的海底淤泥也會往上飄,從而影響海底上層的生態環境。

在一些錳結核更豐富的海底熱泉區域,往往還棲息著一些原本就因人類而瀕危的動物,例如鱗角腹足蝸牛。如果再加上采礦車的侵擾,那么鱗角腹足蝸牛很可能會成為21世紀的渡渡鳥,就此滅絕。

有些諷刺的是,人類之所以進行海底采礦,就是為了保護環境。科學家現在不得不暫停海底采礦作業,繼續進行研究,以求在未來能制作出或找到一個既能采礦,又能防止損害海底生態環境的兩全其美的機器或辦法。


本文關鍵詞:

生態環境 海底采礦 礦物資源

責任編輯:曉麗
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