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就在泥土中,等待着被舀起,存在着一种潜在价值数十亿美元的自然资源矿藏。它包含汽车制造商、消费电子产品制造商和绿色技术开发者所需的化学元素——中国目前几乎垄断了全球供应的元素。
问题是?富含技术关键金属(被称为稀土元素)的泥土位于太平洋数千米深的水下。从如此深处提取资源会带来技术、经济和监管方面的障碍,所有这些都必须克服,深海稀土才能成为未来催化转化器、风力涡轮机和计算机屏幕的成分。因此,专家表示,海底资源要被开发利用,还需要很多年——甚至可能永远不会被开发。
深海稀土的发现源于一组日本研究人员的研究,该研究于7月3日在《自然-地球科学》在线发表。(《大众科学》是自然出版集团的一部分。)研究人员分析了2000多个太平洋海底沉积物样本,发现了高浓度的稀土元素。(17种稀土元素包括镧系元素——元素周期表上从镧到镥——加上钇和钪。)他们估计,海底泥土中可能含有超过1亿公吨的稀土化合物。初步估计表明,在被称为1222站点的采样地点周围,一平方公里的海底泥土可以提供世界稀土年供应量的五分之一。但现实是,由于许多原因,提取这些泥土目前尚不可行。
“将其描述为一种经济资源可能在现阶段言过其实,”伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)海洋政策高级研究专家波特·霍格兰说。“存在许多经济因素,这些因素在某种程度上不利于具有成本效益的近海回收。”
例如,要获取1222站点的稀土,就需要提取海底沉积物的顶部70米,过滤掉水分,去除有价值的稀土(稀土占沉积物的比例不到千分之一),然后将剩余的物质返回海底。
这样的 undertaking 需要新技术、漫长的许可程序——当然,还需要大量资金。因此,必须有显著的经济激励来获取海底资源。“这就是为什么我不确定稀土元素本身就足以提供这种激励,”美国地质调查局(US Geological Survey)位于加利福尼亚州门洛帕克的詹姆斯·海因地质学家说。毕竟,全球稀土市场相对较小——根据安永会计师事务所最近的一份报告,目前每年的规模约为20亿至30亿美元,而铜等金属的市场规模是它的几十倍。“如果这在近期内作为一种潜在资源受到太多关注,我会感到惊讶,”海因说。“品位真的不高,而且环境问题会非常严重。”
在4000至5000米的深度,海底生态系统尚未得到充分了解,大规模疏浚对这些生态系统的潜在影响也尚不清楚。“本质上,这将是一项露天采矿作业,他们将在大面积范围内从海底吸取大量沉积物,”夏威夷大学马诺阿分校的海洋学教授克雷格·史密斯说,“这当然会破坏居住在那里的群落。”这些生态系统,就其已被探索的程度而言,生物量较低,但生物多样性较高。而且,在稳定的环境中扎根后,它们不适应大规模的扰动。
杜克大学的海洋学家辛迪·范·多弗说:“深海四千米是一个很深的距离,我们不知道如何减轻重大环境影响,也不知道如何恢复生态系统,如果甚至可以恢复生态系统的话。”“我们对那里从生态角度来看正在发生的事情了解不多。”
日本研究人员采样的许多地点都位于国际水域,将归牙买加国际海底管理局管辖,这意味着任何希望开采海底稀土的矿业公司都可能面临漫长的监管程序。“在那里做事是一个非常缓慢和深思熟虑的过程,”范·多弗说。“在国际水域中,事情不会在一夜之间发生。”
如果从太平洋海底提取稀土在经济上变得可行,那么海底生态系统的需求将不得不与在那里的采矿所带来的经济和社会效益相平衡。稀土以相对较小的数量出现在许多产品中——例如,作为等离子屏幕中的荧光粉。一些绿色技术应用需要更大数量的稀土——混合动力汽车的电池包含几公斤稀土,而风力涡轮机中使用的磁铁可能需要数百公斤。
史密斯说:“如果人类对金属的需求继续像现在这样高涨,或者上升,那么对这些金属和稀土元素的需求将继续存在,”他补充说,尽早让海洋科学家参与进来可以帮助确保以负责任的方式进行开发。“我个人不希望看到深海被破坏,但我认为我们必须现实一点,”他说。
不过,就目前而言,从海底提取稀土的障碍依然巨大。如果深海泥土永远没有被开发,这也不是海底资源第一次被大肆宣传,但行业界却没有多少跟进。“我的怀疑来自于多年来的宏大声明,但实际上什么都没有发生,”WHOI的霍格兰说。“这告诉我,去获取这些东西是不划算的。”