海底采礦進(jìn)行時(shí)

寧栩

帕塔尼亞Ⅱ號(hào)

除了生物資源，海底的礦物資源也異常豐富。最早發(fā)現(xiàn)海底有礦物資源的是1872年的英國(guó)挑戰(zhàn)者號(hào)護(hù)衛(wèi)艦。當(dāng)時(shí)，船上的科學(xué)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(xué)家發(fā)現(xiàn)富含錳、鎳和銅等金屬。150年之后，中國(guó)、美國(guó)和日本等國(guó)開(kāi)始把采礦的目標(biāo)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(chǎn)物質(zhì)主要是錳結(jié)核，一種富含鈷、釩和銅等金屬物質(zhì)的塊狀物，而目前人類主要是在這一深度進(jìn)行采礦作業(yè)。再深入一些，來(lái)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(zhì)組成。最后，來(lái)到4000～6000米處的海底，這里的礦產(chǎn)物質(zhì)也是錳結(jié)核，不過(guò)這些錳結(jié)核的成分主要是錳、銅、鈷和鎳。據(jù)科學(xué)家估計(jì)，這些礦物質(zhì)加起來(lái)超過(guò)了3萬(wàn)億噸，其中銅的儲(chǔ)量就達(dá)到陸地可開(kāi)采量的88倍，而鈷的儲(chǔ)量更是陸地可開(kāi)采量的5000多倍，這兩種金屬物質(zhì)也是海底采礦者的主要目標(biāo)之一。

隨著科學(xué)技術(shù)和綠色能源技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)電能的需求越來(lái)越高，而這就需要更多和更粗的電纜來(lái)輸送電力。銅作為導(dǎo)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(gòu)成物質(zhì)，它的需求量也隨之增加。

如今陸地上的銅主要來(lái)源于黃銅礦和輝銅礦。由于這些礦物含有硫，所以它們?cè)谏摄~的過(guò)程中，也生成了二氧化硫，這會(huì)污染環(huán)境。然而，錳結(jié)核里不含硫，因此它在生產(chǎn)過(guò)程中也就沒(méi)有黃銅礦和輝銅礦的環(huán)境污染問(wèn)題。

鈷則是制作鋰離子電池正極最重要的物質(zhì)。另外，如今電動(dòng)汽車的電池也離不開(kāi)鈷，而未來(lái)的電動(dòng)汽車將會(huì)越來(lái)越多，所以可以預(yù)見(jiàn)的是，鈷的需求也會(huì)越來(lái)越多。

現(xiàn)在世界上的鈷主要來(lái)自于非洲剛果民主共和國(guó)，該國(guó)每年出產(chǎn)的鈷甚至超過(guò)其他國(guó)家的總和。這里鈷的生產(chǎn)問(wèn)題主要有3點(diǎn)，第一，剛果民主共和國(guó)的采礦地區(qū)時(shí)常發(fā)生沖突。第二，在采礦的時(shí)候，由于設(shè)備條件的簡(jiǎn)陋，采礦所生成的污染物會(huì)溢出來(lái)，污染周圍的自然環(huán)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(chǎn)并不穩(wěn)定，而為了更穩(wěn)定的鈷的來(lái)源，以及間接地幫助剛果民主共和國(guó)的兒童和被稱為奴隸的人，科學(xué)家就更有理由開(kāi)采海底礦物了。

海底掃除作業(yè)正在進(jìn)行

那么如何進(jìn)行海底采礦？目前科學(xué)家打算使用的是一種海底真空吸石車。

前一頁(yè)圖中的海底真空吸石車叫做帕塔尼亞Ⅱ號(hào)。它約有一輛公共汽車那么大，重約25噸，采用履帶的行進(jìn)方式。它先由德國(guó)科恩號(hào)科考船運(yùn)送到目的地的海域，然后通過(guò)船上的纜繩和電纜，下降到海底。與帕塔尼亞Ⅱ號(hào)同行的還有小型潛水艇和一些測(cè)量設(shè)備，它們負(fù)責(zé)觀測(cè)帕塔尼亞Ⅱ號(hào)的采礦作業(yè)對(duì)海底環(huán)境的影響。

來(lái)到海底的帕塔尼亞Ⅱ號(hào)在船上科學(xué)家的遙控下會(huì)慢慢地前行。車輛前部裝有4個(gè)“真空吸塵器”，每個(gè)吸塵器還連著兩根排水軟管。吸塵器利用帕塔尼亞Ⅱ號(hào)內(nèi)部真空所造成的壓強(qiáng)差，自動(dòng)把錳結(jié)核吸入體內(nèi)。這樣的運(yùn)作方式所造成的吸力至少可達(dá)5000噸，而且還可以節(jié)省很多能源。

帕塔尼亞Ⅱ號(hào)內(nèi)部分上下兩層。吸入體內(nèi)的較重的物體會(huì)受重力影響，自動(dòng)下沉到底層，而底層有一個(gè)收集容器。較輕的物質(zhì)，例如海底沉積物，會(huì)在上層被直接推到尾部排出。尾部還有一個(gè)過(guò)濾網(wǎng)，以過(guò)濾遺漏的體積較小的錳結(jié)核。

車內(nèi)還裝滿了各種傳感器，以監(jiān)視帕塔尼亞Ⅱ號(hào)的運(yùn)行狀況。等收集容器裝滿之后，海底采礦車就會(huì)停止作業(yè)，然后被拉回船上。工程師在把礦物給卸下來(lái)之后，海底采礦車就會(huì)被再次送到海底，繼續(xù)進(jìn)行采礦。

海底采礦也要保護(hù)環(huán)境

海底采礦會(huì)不會(huì)對(duì)海底環(huán)境造成影響？跟帕塔尼亞Ⅱ號(hào)一起入水的小型潛水艇和測(cè)量設(shè)備發(fā)現(xiàn)，帕塔尼亞Ⅱ號(hào)在采礦過(guò)程中，不可避免地會(huì)吸入一些在海底生活的小動(dòng)物，進(jìn)而對(duì)海洋的生態(tài)環(huán)境造成傷害。采礦車排出的海底淤泥也會(huì)往上飄，從而影響海底上層的生態(tài)環(huán)境。

在一些錳結(jié)核更豐富的海底熱泉區(qū)域，往往還棲息著一些原本就因人類而瀕危的動(dòng)物，例如鱗角腹足蝸牛。如果再加上采礦車的侵?jǐn)_，那么鱗角腹足蝸牛很可能會(huì)成為21世紀(jì)的渡渡鳥(niǎo)，就此滅絕。

有些諷刺的是，人類之所以進(jìn)行海底采礦，就是為了保護(hù)環(huán)境。科學(xué)家現(xiàn)在不得不暫停海底采礦作業(yè)，繼續(xù)進(jìn)行研究，以求在未來(lái)能制作出或找到一個(gè)既能采礦，又能防止損害海底生態(tài)環(huán)境的兩全其美的機(jī)器或辦法。