Od morza począł się nasz glob ziemski i – kto wie – czy się na morzu nie skończy!” – słowa, które wypowiedział kapitan Nemo, bohater powieści Juliusza Verne’a „Dwadzieścia tysięcy mil podmorskiej żeglugi”, nadal rozpalają wyobraźnię.
Francuski pisarz fantazjował o wydobywaniu oceanicznych złóż cynku, żelaza, srebra i złota. Wygląda na to, że jego XIX-wieczne wizje w XXI wieku mogą stać się rzeczywistością. Zasoby kopalne na lądzie nieubłaganie wyczerpują się, więc w ciągu kilku najbliższych lat podwodne górnictwo ruszy na wielką skalę. Woda, pokrywająca ponad 70 proc. powierzchni Ziemi, przez stulecia skutecznie ukrywała przed nami cenne zasoby. Dopiero niedawno nauczyliśmy się, jak z nich korzystać.
Rozpuszczona tablica Mendelejewa
Podwodne odwierty dostarczają nam ropy naftowej i gazu ziemnego; z mórz i oceanów wydobywamy także materiały budowlane (takie jak piasek i żwir), a nawet złoto i diamenty! „Zyski z eksploatacji przybrzeżnych złóż diamentów wynoszą 2 mld dolarów rocznie, podmorska ropa i gaz dają zaś 200 mld” – mówi dr John Wiltshire, specjalista od podmorskich zasobów z University of Hawaii.
Spod wody wydostajemy także cynę i wolfram. Przy brzegach występują złoża gipsu i soli kamiennej – na głębokości nieprzekraczającej kilkuset metrów. Najgłębiej położony odwiert naftowy leży na głębokości ok. 3 km, ale ludzie sięgają coraz dalej. Nie bez powodu. „Myślę, że nie ma takich zasobów, których nie dałoby się znaleźć w oceanie. Woda morska zawiera całą tablicę Mendelejewa” – podkreśla Andrzej Przybycin, wicedyrektor Państwowego Instytutu Geologicznego i członek Komisji Prawno-Technicznej Międzynarodowej Organizacji Dna Morskiego.
W morskiej wodzie w bardzo małych stężeniach są rozpuszczone nawet takie związki jak złoto, uran czy platyna, ale na razie nie opłaca się uzyskiwać ich z tego źródła. W przyszłości może się to jednak zmienić. „Ocean z pewnością nie jest niewyczerpany, ale zajmuje olbrzymią przestrzeń w porównaniu z miejscami zamieszkanymi przez człowieka, które stanowią zaledwie 10 proc. powierzchni Ziemi. Być może byłoby to drogie, ale z pewnością z oceanów można uzyskać wszystko, co jest potrzebne cywilizacji” – przekonuje dr Wiltshire.
Podmorskie zbiory ziemniaków
W pierwszej kolejności zajmiemy się jednak łatwiej dostępnymi złożami polimetalicznymi. W przeciwieństwie do kopalin występujących na lądzie zawierają one nie jeden, lecz wiele rodzajów metali, które można z nich uzyskać.
Morza i oceany kryją kilka rodzajów takich złóż. Firmy wydobywcze interesują się rudami siarczkowymi – są mocno skoncentrowane i powstają na stosunkowo niewielkich głębokościach, rzędu 1,6 km. Zawierają metale takie jak złoto, srebro, cynk, kobalt, ołów, miedź i mangan. Płytko położone są też cienkie skorupy, zawierające mangan i kobalt.
Prawdziwe eldorado zaczyna się jednak głębiej, od 3,8 do 6 km pod powierzchnią wody. Można tam znaleźć tzw. konkrecje polimetaliczne – rozsypane na dużych obszarach dna kuliste obiekty, kształtem przypominające ziemniaki. Mają bardzo różne rozmiary, od okruchów po półtonowe kolosy. Są bardzo stare – by urosnąć o milimetr, potrzebują aż miliona lat.
W centrum konkrecji znajduje się zarodek, wokół którego odkładają się cieniutkie warstwy związków metali. Zarodkiem może być prawie wszystko – często w środku „morskiego ziemniaka” znajdowano fragment zwierzęcej kości. Konkrecje zawierają unikatowy zestaw kilkunastu rud metali – m.in. kobaltu, niklu, wanadu, miedzi, ołowiu, cynku, tytanu, molibdenu i manganu.
Światowe zasoby konkrecji szacuje się na 90 mld ton. Choć leżą głęboko, są stosunkowo łatwo dostępne. „Konkrecje po prostu zbiera się z morskiego dna jak ziemniaki z pola” – tłumaczy dr Tomasz Abramowski, dyrektor generalny konsorcjum InterOceanMetal. Nadal jednak wyzwaniem jest szybkie i tanie dostarczenie tego surowca na powierzchnię oceanu.
Apetyt na gazowy lód
Oceany to również rezerwuar paliwa, które może zastąpić ropę naftową i gaz ziemny. Mowa o gazohydratach, które wiążą gaz w formach zwanych klatratami. „Są to swego rodzaju klatki z lodu uformowane wokół cząsteczek metanu. W jednym metrze sześciennym takich gazohydratów może się znajdować grubo ponad 100 metrów sześciennych gazu” – wyjaśnia Krzysztof Maliszewski, geolog z Muzeum Ziemi Polskiej Akademii Nauk.
Morskie zasoby metanu są zapewne wielokrotnie większe niż wszystkie znane złoża ropy i gazu ziemnego. Jedyne, czego brakuje, by gazowy lód stał się paliwem przyszłości, to odpowiednia technologia. Klatraty metanu przypominają bryły śniegu i są stabilne tylko w ściśle określonym ciśnieniu i temperaturze. Jeśli warunki się zmienią, gaz uwalnia się i gwałtownie zwiększa swą objętość. Dlatego inżynierowie z całego świata głowią się, jak bezpiecznie wydobywać ten cenny surowiec.
W badaniach tych przoduje Japonia, u której wybrzeży odkryto duże złoża klatratów. Występują one jednak w wielu miejscach na świecie. Możliwość czerpania paliwa z tych zasobów dałaby szansę na uniezależnienie się od dostaw ropy czy gazu ziemnego krajom azjatyckim, mającym dostęp do płytkich mórz, oraz państwom graniczącym z Arktyką, gdzie niska temperatura zapewnia hydratom odpowiednią stabilność. Polska niestety nie może na to liczyć, bo w Bałtyku mamy niewiele gazohydratów – są za to gaz ziemny, ropa i kruszywa.
Kto ma prawo do dna?
Konsorcjum InterOceanMetal, do którego oprócz Polski należą Bułgaria, Czechy, Słowacja, Kuba i Rosja, od lat przeczesuje 75 tys. km kw. dna morskiego w strefie Clarion-Clipperton na wschodnim Pacyfiku. Szacuje się, że na tym terenie spoczywa aż 60 mln ton surowców metalicznych. Polscy geolodzy ustalili, że na każdy metr kwadratowy przypada tam średnio 13 kg konkrecji o 33-procentowej zawartości metali. Wydaje się, że to niedużo, ale zawartość metalu w wydobywanych na lądzie rudach to zwykle nie więcej niż 3 proc. Wartość złóż w badanej przez Polaków strefie oceniana jest na co najmniej kilkadziesiąt miliardów dolarów, a niewykluczone, że głęboko pod dnem uda się tam znaleźć także inne skarby. Ale znaleźć jest łatwiej, niż wydobyć.
Strefa Clarion-Clipperton znajduje się na międzynarodowym terytorium, zaś koncesjami badawczymi zarządza Międzynarodowa Organizacja Dna Morskiego (International Seabed Authority – ISA). Już w latach 70. XX w. na okolicznych wodach przeprowadzono pierwsze udane próby wydobycia konkrecji, ale ich kontynuowanie uniemożliwiło wprowadzenie Konwencji Narodów Zjednoczonych o prawie morza. Teraz jednak ma się to zmienić. Do 2016 r. ISA chce opracować regulacje prawne i zasady wydawania koncesji wydobywczych. Wprowadzi system opłat, określi wielkość działek i normy ekologiczne.
Licencję wydobywczą ma na razie tylko jedna firma na świecie – kanadyjska Nautilus Minerals (skojarzenia z kapitanem Nemo raczej nie są przypadkowe!). Zamierza ona wydobywać rudę na wodach terytorialnych Papui-Nowej Gwinei. Jednak choć zbudowała już większość systemu wydobywczego, to z powodu kłopotów prawnych prace nie ruszą przed 2015 roku. Kolejni gracze, w tym InterOceanMetal, chcą wystartować najpóźniej w 2019 r., gdy tylko dopracują potrzebne technologie.
Ekonomia kontra ekologia
W otchłaniach oceanu najlepiej poradzą sobie roboty i zdalnie sterowane urządzenia. Sprzęt do wydobywania konkrecji polimetalicznych przypomina ogromny odkurzacz.
„Na dole będzie pracował agregat zbierający i crusher, który rozdrobni konkrecje tak, by uzyskany materiał miał grubość około centymetra” – opowiada dr Abramowski. Tak obrobioną rudę łatwiej będzie przepompować przez rurę na powierzchnię.
Choć technicznie wszystko wydaje się proste, do rozwiązania pozostaje jeszcze jeden problem: ocena wpływu podwodnego górnictwa na morskie ekosystemy. Urządzenia wydobywcze dotrą przecież do osadów dennych położonych głęboko pod powierzchnią wody i na pewno wyrządzą tam spore szkody.
Działacze Greenpeace obawiają się też, że składniki odżywcze z dna oceanicznego zostaną przeniesione na stosunkowo ubogą w nie powierzchnię, co może skutkować zakwitami glonów i zanieczyszczeniem wody, wpływającym na populację ważnych dla gospodarki ryb. Dlatego organizacja ta postuluje utworzenie stref, w których wydobycie byłoby zabronione. Miałyby zajmować 40 proc. powierzchni oceanów i pomóc w zachowaniu bioróżnorodności.
Specjaliści podkreślają, że w ogólnym rozrachunku wydobycie surowców z oceanów może być korzystniejsze dla środowiska niż klasyczne, lądowe górnictwo. Przy okazji prac wydobywczych można też prowadzić badania naukowe. Bakteriami i zwierzętami głębokomorskimi interesują się genetycy, których fascynuje ich wyjątkowa odporność na wysokie ciśnienie, zasolenie i ekstremalne temperatury.
„Pole do popisu mieliby tutaj także biolodzy, zyskać mogłaby medycyna. Być może niektóre przystosowania głębokomorskich zwierząt dałoby się wykorzystać do opracowania nowych technologii” – spekuluje Krzysztof Maliszewski. Oceany nadal pozostają najsłabiej przebadanym środowiskiem na Ziemi, więc ekscytujących odkryć na pewno nie zabraknie.
DLA GŁODNYCH WIEDZY
- Konsorcja pracujące nad możliwością eksploatacji podwodnych zasobów – www.iom.gov.pl, www.nautilusminerals.com
- Międzynarodowa Organizacja Dna Morskiego – www.isa.org.jm
- Inicjatywa mająca na celu ochronę podmorskich ekosystemów www.theterramarproject.org