数千年来，人们一直在从地下挖掘铁和黄金等贵重矿物。而对于今天触及我们生活的许多东西——从铕、铽和钇等帮助照亮您正在阅读的屏幕的元素，到为屏幕供电的电线中的铜——我们越来越依赖于来自地球深处的元素。但寻找新的矿藏变得越来越困难，矿山也在稳步扩大规模，变得更加昂贵，对环境的破坏也更大。
这是在陆地上。据一些估计，海底拥有地球上最大的矿产资源，如铜、镍和钴。深海还蕴藏着黄金、白银、铂金和稀土元素，这些元素用于高科技设备和可再生能源技术，包括iPhone显示屏、太阳能电池板和混合动力汽车中使用的磁铁。水下矿藏的矿石品位通常比陆地上的矿石品位高得多，这意味着它们含有更高比例的所需矿物——在某些情况下，甚至高出一个或多个数量级。诀窍是以具有成本效益的方式将这些东西运到地表。
加拿大矿业公司鹦鹉螺矿业公司表示，它计划引领世界首个商业深海采矿项目，该项目计划在未来几年内在巴布亚新几内亚海岸附近启动。
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海底采矿的想法至少可以追溯到1870年，当时儒勒·凡尔纳的小说《海底两万里》中的尼摩船长宣称：“在海洋深处，有锌、铁、银和黄金矿藏，这些矿藏很容易开采。” 只有最近，由于使用了远程操作潜水器和其他为深水石油和天然气生产开发的技术，深海采矿才在技术和经济上变得可行。支持者表示，更高的矿石品位意味着深海采矿将比陆地作业更具成本效益，且生态足迹更小，更不易察觉。
但杜克大学海洋实验室主任辛迪·范·多弗表示，这些都是未知的领域。“我们不知道深海系统能够承受多大的破坏，并且仍然保持海洋健康的临界点在哪里，”她说。
沉没的宝藏
就像深海生物一样，矿藏在海底也呈现出奇特的形态。铁锰结壳在水下山脉的山峰和侧面形成，生长速度慢至每百万年一毫米。多金属结核的尺寸从小到微观斑点到篮球大小的球状物不等，富含镍、铜、钴和锰。这些岩石结核通常散落在大多数海洋的深海平原上。
从经济角度来看，最有希望的水下资源是海底块状硫化物矿床。这些矿床在热液喷口附近形成，当地球深处富含矿物质的流体向上涌出并遇到冰冷的海水时。突然的冷却使它们将其悬浮固体沉积在像烟囱一样的构造中，这些构造可以达到约 45 米高。海底块状硫化物矿床通常出现在火山活动活跃的洋脊沿线 1,500 至 4,500 米深处，可能含有高品位的黄金、白银、铜、锌和锰。
一个可能的试验案例是鹦鹉螺公司的 Solwara 1 项目，该项目将目标锁定在俾斯麦海新几内亚东北部 1,500 米深处的块状硫化物矿床。鹦鹉螺公司估计，该矿址可生产超过 72,500 公吨的铜和超过 4.5 公吨的黄金。鹦鹉螺公司首席执行官迈克·约翰斯顿表示，铜矿石品位——矿石中一种有价值矿物的浓度——平均接近 8%，而 2015 年陆地上的铜矿石品位为 0.6%。
为了收集这笔宝藏，鹦鹉螺公司设计了三台巨大的遥控水下机器，这些机器放在《终结者》电影中也不会显得格格不入。两台“切割机”——重量分别为 308 公吨和 250 公吨——将通过履带在海底爬行，并使用旋转齿轮将矿石磨成泥浆。一台 2,200 公吨的收集机将把泥浆送入封闭的泵送系统到达水面。支援船上的操作员使用操纵杆、声纳和实时视频控制切割机和收集机。在支援船上，泥浆将被沥干并转移到另一艘船上，以便在中国进行加工。废水将经过滤以去除杂质，然后泵回海底。
水生生态系统影响
约翰斯顿表示，整个项目的设计都旨在最大限度地减少影响，现场不留下尾矿（已从中去除矿物质的矿石）。“在海底，您不必像露天矿那样挖掘整座山，在露天矿中，每吨矿石可能产生三吨废料，”他说。项目规划包括独立的审查和环境影响研究，并得到了马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所、加利福尼亚州斯克里普斯海洋研究所和其他机构的专家的帮助。约翰斯顿表示，无论采矿产生什么影响，该矿址应在项目结束后 5 到 10 年内完全恢复。
理查德·施泰纳是一位保护生物学家，也是阿拉斯加大学的前教授，他没有参与 Solwara 项目，但他对此表示怀疑。“毫无疑问，这将带来巨大的环境影响，”他说——从强光、噪音和潜在的有毒泄漏，到可能堵塞许多海洋生物用于摄食的过滤器的沉积物羽流。深海是地球上最大且最不为人所知的生物栖息地，深海热液喷口——最近在 1977 年才被发现——可能是所有生态系统中最稀有的生态系统之一，施泰纳说，他 возглавляет 保护咨询公司 Oasis Earth。目前仅知约 300 个喷口地点，对存在总数的估计范围在 500 到 5,000 个之间。
施泰纳说，使用陆地矿山作为基准的影响报告是在比较苹果和橘子，而且我们在深水石油和天然气开采方面的环境记录并不令人鼓舞。深海是无情的，即使对于专家来说也是如此；2014 年，伍兹霍尔的“涅柔斯”号机器人潜水器在新西兰东北部太平洋海底 10 公里深的克马德克海沟中内爆，那里是两个构造板块的交汇处。“存在无知、傲慢、贪婪和非常糟糕的科学理解的危险组合，”施泰纳说。“人类是陆地灵长类动物；我们只是不了解水下世界。”
范·多弗表示，Solwara 项目将回答其中的一些问题，前提是鹦鹉螺团队认真监控其运营，并按承诺与科学家和公众分享信息。但这仍然是一个很大的“如果”。鹦鹉螺公司最初计划在 2018 年初开始测试运营，但资金问题已将日期无限期推迟，直到该公司找到为该项目付款的方式。与此同时，研究人员在东京南部的一个热液矿床发现了高品位黄金。此外，中国正在测试深海采矿勘探车，并宣布计划建造一个水下实验室，以在南海寻找矿产。国际海底管理局负责管理国际水域的深海采矿，已经批准了 27 项勘探计划，这些计划将在未来几年内在世界各地的海洋中进行。