CHICAGO — De djupaste delarna av havet är en av planetens sista gränser. Dess ekosystem är jordens största – och ett av de minst studerade. Trots dess många okända, har havsbotten ett otroligt löfte som en källa till många naturresurser, inklusive värdefulla metaller. När jakten på dessa resurser ökar, hjälper forskare till att skapa riktlinjer och lagar som tillåter denna gruvdrift – samtidigt som de skyddar havsbottenlivet.
“Vi måste balansera behovet av resurser med behovet av att bevara ekosystemen för framtida generationer”, säger Lisa Levin. Hon är marinekolog vid Scripps Institution of Oceanography i La Jolla, Kalifornien. Levin och andra experter träffades den 16 februari för att diskutera hur man kan bli bättre förvaltare av havsbottens ekosystem. Deras diskussion ägde rum här på årsmötet för American Association for the Advancement of Science (AAAS).
Krabbar delar en bit metallrik malm med håriga sniglar mer än 2 000 meter ner på havsbotten i Lau Basin. Det ligger utanför Tongaöarna i sydvästra Stilla havet. Här äter sniglar bakterier som sätter sig i deras gälar.ROV Jason/Woods Hole Oceanographic Institution
Fram till nyligen trodde de flesta att mycket av den djupa havsbotten var en mörk, död och smutsig ödemark. Inte mer. Forskare vet nu att det kan vara en aktiv och viktig plats. Till exempel reser sig mellan 30 000 och 50 000 undervattensvulkaner över havsbotten. Många fiskar lever på sina sluttningar, säger Levin. På vissa ställen sipprar metan – en form av naturgas – från havsbotten. Där utgör bakterier som äter metan centrum i ett rikt näringsnät. I andra regioner peppar hydrotermiska ventiler havsbotten. Skållande hett vatten rikt på mineraler spyr ut från dessa platser. Dessa mineraler ger näring åt en mängd olika varelser, från havstulpaner och rörmaskar till musslor, räkor och enorma bakterier som du kan se med blotta ögat. Alla dessa varelser tankar de kemikalier som släpps ut i vattnet.
“Havsbotten är ingen tråkig, lerig plats”, säger Levin. “Livet där är väldigt varierande.” De naturliga mineralfyndigheter som finns i många områden av havsbotten är också mångsidiga och värdefulla. Vissa av dessa fyndigheter är också mer rena än de som ligger ovanpå land. De är också i allmänhet mycket svårare att nå än de som är på land. Men tekniken gör havsbotten lättare att nå. Tillsammans, säger Levin, kan dessa egenskaper göra undervattensmineraler ganska attraktiva.
Knölar i potatisstorlek — klumpar av järn- och manganrika mineraler. Sådana metallavlagringar samlas på havsbotten på vissa ställen. De är bara ett möjligt mål för djuphavsbrytning.
Abramax/Wikimedia Commons
Koppar, zink med mera
Dagens högteknologi kräver en mängd olika metaller. När prospektörer tar ut avlagringar av metaller nära ytan på land, riktar de sin uppmärksamhet mot havsbotten. Potatisstora mineralklumpar täcker vissa havsbottenområden. Dessa knölar kan vara fulla av värdefulla metaller som järn och mangan. Sidorna på undervattensbergen är belagda med mineraler. Dessa beläggningar är ofta proppfulla med kobolt och andra värdefulla element. Likaså är de höga skorstenarna av mineraler som bildas vid många hydrotermiska öppningar rika på metaller, inklusive silver och guld.
Även bland ventilationsmetallerna: koppar. Denna industriella metall används i kablar, ledningar, rör och elektronik. Många gruvbolag jagar nu aktivt nya källor till metallen.
Och inte konstigt. Hälften av all koppar som någonsin har brutits grävdes fram under bara de senaste 25 åren, säger Samantha Smith. Hon är marinforskare vid Nautilus Minerals i Brisbane, Australien. Efterfrågan på denna metall förutspås fördubblas igen under de kommande 25 åren. Det betyder att vi omkring 2040 kommer att behöva lika mycket koppar som redan har brutits över hela världen genom hela historien, rapporterade hon vid AAAS-mötet.
Konstnärens idé om hur gruvarbetare kan hämta metaller utanför Papua Nya Guineas kust. Ett stort rör eller en slang skulle tillåta att mineraler som samlats på havsbotten kan dammsugas upp till ett fartyg på ytan. Vatten som kommer med skulle sugas av och sedan återföras till havsbotten.Nautilus Minerals Smiths företag hoppas att en del av den kopparn kommer från en havsbottenplats som det skulle vilja bryta. Platsen ligger i ett vatten som är cirka 1 600 meter (1 mil) djupt och är mycket avlägset. Närmaste strand ligger cirka 30 kilometer bort, på Papua Nya Guinea. (Denna nation ligger i sydvästra Stilla havet, norr om Australien.) Där, på havsbotten, innehåller mineralavlagringar skapade av hydrotermiska öppningar en mängd metaller. Att bryta bara 11 hektar av havsbotten på den här platsen (en region som i yta motsvarar cirka 21 amerikanska fotbollsplaner) skulle kunna producera koppar till ett värde av cirka 900 miljoner dollar, säger Smith. Andra metaller i fyndigheterna skulle ge ännu mer pengar. Dessutom, konstaterar Smith, kan svavlet i avlagringarna användas för att tillverka värdefulla kemikalier som används av många industrier, inklusive svavelsyra.
Nautilus Minerals vill börja med att bryta upp mineralfyndigheterna i små bitar på havsbotten. Sedan skulle stora vakuum slurpa upp bitarna (tillsammans med stora volymer vatten) och lyfta dem till fartyg vid ytan. Där skulle vattnet filtreras och pumpas tillbaka genom slangar till havsbotten. Endast mineralerna skulle dras tillbaka till stranden.
Vilka är lagarna? Regler för brytning av djuphavet är ibland komplicerade. Rättigheterna och skyldigheterna är tydliga bara för de områden som ligger nära strandlinjerna, säger Kristina Gjerde. Hon är advokat i Konstancin-Chylice, Polen, som arbetar med International Union for the Conservation of Nature. För djuphavsplatser utanför en nations gränser kan gruvreglerna vara förvirrande.
Till exempel kontrollerar International Seabot Authority utvinningen av mineraler från havsbotten i internationellt vatten. En annan uppsättning regler, sammansatt av en annan grupp, kontrollerar aktiviteter i själva vattnet ovanför. Men ingen grupp reglerar effekterna av havsbottenbrytning på till exempel fiske.
Även om ingen bryter djuphavet nu, utvecklas ytterligare regler för att styra sådan verksamhet, säger Gjerde. Redan har olika nationer och företag tillstånd att leta efter mineraler på 19 djuphavsplatser. Beroende på den faktiska licensprocessen kan vissa börja bryta så snart som 2016, säger hon.
Vad sägs om vilda djur?
“Black smoker”-ventil (övre bilden) spyr ut vatten som är mer än 200 °C innehållande mineralpartiklar rika på koppar, järn och zink . Några räkor hänger runt ventiltoppen. Men ännu fler 3 till 5 centimeter långa räkor (nedre bilden) kan samlas i tusental vid en ventilbas, som här. ROV Jason/Woods Hole Oceanographic Institution
Cindy Van Dover vill att forskare ska bedriva mer forskning om livet på havsbotten. Hon är en djuphavsbiolog och chef för Duke University Marine Laboratory i Beaufort, NC. Forskare, säger hon, borde också hjälpa tillsynsmyndigheter att säkerställa att lagar för djuphavsbrytning inte förbiser aktiviteter som bör kontrolleras. I synnerhet bör gruvdrift undvika ekologiskt känsliga platser, säger hon. Och där gruvdrift förekommer, hävdar hon att det endast bör tillåtas där det skulle orsaka liten skada. Men att veta vilken skada som kan uppstå kommer att visa sig vara en utmaning, särskilt när livet är inblandat. Endast en liten bråkdel av arterna som lever på havsdjupet har upptäckts, säger Van Dover. Och, tillägger hon, många av dem som
har upptäckts har inte studerats i detalj.
“Detta är den minst kända vildmarken på vår planet”, konstaterar hon. Det betyder “det finns mycket att lära.”
Till exempel vet forskare ofta inte den exakta rollen som varje varelse spelar i ett ekosystem. De vet dock att många viktiga biokemiska processer sker mitt ibland dem. Till exempel representerar havsbottensediment ett stort och växande lager av material rikt på kol. De hopar sig där när resterna av döda varelser faller till havsbotten. Mikrober i havsbottensediment livnär sig på det materialet och använder de näringsämnen som det innehåller för att växa. Sedan livnär sig varelser högre upp i näringsväven på dem. Denna process och andra hjälper till att extrahera näringsämnen från sedimenten och flytta dem någon annanstans i ekosystemet.
“Djupet havet är ett stort förråd av resurser”, säger Van Dover. “Vi måste ta reda på hur vi kan utvinna dessa resurser med minsta möjliga effekt på ekosystemet.” När allt kommer omkring varnar hon: “Vi kan inte fixa djuphavet om vi förstör det.”
Kraftordkoppar Ett metalliskt kemiskt grundämne i samma familj som silver och guld. Eftersom det är en bra ledare av elektricitet, används det ofta i elektroniska enheter.
ekologi En gren av biologin som handlar om organismers relationer till varandra och till deras fysiska omgivning. En vetenskapsman som arbetar inom detta område kallas ekolog.
ekosystem En grupp av interagerande levande organismer – inklusive mikroorganismer, växter och djur – och deras fysiska miljö i ett visst klimat. Exempel inkluderar tropiska rev, regnskogar, alpina ängar och polar tundra.
hydrotermisk ventil Öppningar på botten av havet eller en sjö där hett vatten kommer ut från djupt inuti jorden. Vattnet är rikt på mineraler och kemikalier som kan ge näring till ekosystem av maskar, musslor, mikrober och andra organismer.
manganknöl En klump av mineraler rik på bland annat metallerna järn och mangan. Dessa långsamt växande klumpar, ofta lika stora som potatis, bildas på havsbotten när lösta mineraler kristalliseras runt en liten partikel.
metan Ett kolväte med den kemiska formeln CH4 (vilket betyder att det finns fyra väteatomer bundna till en kolatom). Det är en naturlig beståndsdel av det som kallas naturgas. Det släpps också ut av sönderfallande växtmaterial i våtmarker och rapas ut av kor och andra idisslare boskap. Ur ett klimatperspektiv är metan 20 gånger mer potent än koldioxid när det gäller att fånga upp värme i jordens atmosfär, vilket gör det till en mycket viktig växthusgas.
mikrob (förkortning för mikroorganism)En levande varelse som är för liten för att se med blotta ögat, inklusive bakterier, vissa svampar och många andra organismer som amöbor. De flesta består av en enda cell.
mineral En kemisk förening som är fast och stabil vid rumstemperatur och har en specifik formel eller recept (med atomer som förekommer i vissa proportioner) och en specifik kristallin struktur (vilket betyder att dess atomer är organiserade i vissa regelbundna tredimensionella mönster).
mineralfyndighet En naturlig koncentration av ett specifikt mineral eller metall
mineralprospektering Handlingen att söka efter nya fyndigheter av värdefulla mineraler, som kan inkludera metaller, ädelstenar eller fossila bränslen.
sediment Material (som stenar, sand eller lera) avsatt av vatten, vind eller glaciärer.
Word Find (klicka här för att förstora för utskrift)
Leave a Reply