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满“地”资源的海底采矿难吗?

2021-08-25 来源: 中国振动机械网
除了生物资源,海底的矿物资源也异常丰富。最早发现海底有矿物资源的是1872年的英国挑战者号护卫舰。当时,船上的科学家在几千米深的海底收集了一些块状石头。这些石头被以后的科学家发现..

除了生物资源,海底的矿物资源也异常丰富。最早发现海底有矿物资源的是1872年的英国挑战者号护卫舰。当时,船上的科学家在几千米深的海底收集了一些块状石头。这些石头被以后的科学家发现富含锰、镍和铜等金属。150年之后,中国、美国和日本等国开始把采矿的目标放到这些块状石头上。

满“地”资源的海底

不同深度的海底,拥有不同的矿物资源。由浅入深,首先是800~2400米的海底,那里的矿产物质主要是锰结核,一种富含钴、钒和铜等金属物质的块状物,而目前人类主要是在这一深度进行采矿作业。再深入一些,来到1400~3700米的海底,那里布满硫化物沉积,这些沉积物主要由金、银和铜等金属物质组成。最后,来到4000~6000米处的海底,这里的矿产物质也是锰结核,不过这些锰结核的成分主要是锰、铜、钴和镍。据科学家估计,这些矿物质加起来超过了3万亿吨,其中铜的储量就达到陆地可开采量的88倍,而钴的储量更是陆地可开采量的5000多倍,这两种金属物质也是海底采矿者的主要目标之一。
 


随着科学技术和绿色能源技术的发展,人们对电能的需求越来越高,而这就需要更多和更粗的电缆来输送电力。铜作为导电性能排名第二的金属(第一位是银),也是电缆里电线的主要构成物质,它的需求量也随之增加。

如今陆地上的铜主要来源于黄铜矿和辉铜矿。由于这些矿物含有硫,所以它们在生成铜的过程中,也生成了二氧化硫,这会污染环境。然而,锰结核里不含硫,因此它在生产过程中也就没有黄铜矿和辉铜矿的环境污染问题。

钴则是制作锂离子电池正极最重要的物质。另外,如今电动汽车的电池也离不开钴,而未来的电动汽车将会越来越多,所以可以预见的是,钴的需求也会越来越多。

现在世界上的钴主要来自于非洲刚果民主共和国,该国每年出产的钴甚至超过其他国家的总和。这里钴的生产问题主要有3点,第一,刚果民主共和国的采矿地区时常发生冲突。第二,在采矿的时候,由于设备条件的简陋,采矿所生成的污染物会溢出来,污染周围的自然环境。第三,采矿的不只有成人工人,还有童工和奴隶。这些因素致使钴的原材料生产并不稳定,而为了更稳定的钴的来源,以及间接地帮助刚果民主共和国的儿童和被称为奴隶的人,科学家就更有理由开采海底矿物了。

海底扫除作业正在进行

那么如何进行海底采矿?目前科学家打算使用的是一种海底真空吸石车。

这台海底真空吸石车叫做帕塔尼亚Ⅱ号。它约有一辆公共汽车那么大,重约25吨,采用履带的行进方式。它先由德国科恩号科考船运送到目的地的海域,然后通过船上的缆绳和电缆,下降到海底。与帕塔尼亚Ⅱ号同行的还有小型潜水艇和一些测量设备,它们负责观测帕塔尼亚Ⅱ号的采矿作业对海底环境的影响。

来到海底的帕塔尼亚Ⅱ号在船上科学家的遥控下会慢慢地前行。车辆前部装有4个“真空吸尘器”,每个吸尘器还连着两根排水软管。吸尘器利用帕塔尼亚Ⅱ号内部真空所造成的压强差,自动把锰结核吸入体内。这样的运作方式所造成的吸力至少可达5000吨,而且还可以节省很多能源。
 


帕塔尼亚Ⅱ号内部分上下两层。吸入体内的较重的物体会受重力影响,自动下沉到底层,而底层有一个收集容器。较轻的物质,例如海底沉积物,会在上层被直接推到尾部排出。尾部还有一个过滤网,以过滤遗漏的体积较小的锰结核。

车内还装满了各种传感器,以监视帕塔尼亚Ⅱ号的运行状况。等收集容器装满之后,海底采矿车就会停止作业,然后被拉回船上。工程师在把矿物给卸下来之后,海底采矿车就会被再次送到海底,继续进行采矿。

海底采矿也要保护环境

海底采矿会不会对海底环境造成影响?跟帕塔尼亚Ⅱ号一起入水的小型潜水艇和测量设备发现,帕塔尼亚Ⅱ号在采矿过程中,不可避免地会吸入一些在海底生活的小动物,进而对海洋的生态环境造成伤害。采矿车排出的海底淤泥也会往上飘,从而影响海底上层的生态环境。

在一些锰结核更丰富的海底热泉区域,往往还栖息着一些原本就因人类而濒危的动物,例如鳞角腹足蜗牛。如果再加上采矿车的侵扰,那么鳞角腹足蜗牛很可能会成为21世纪的渡渡鸟,就此灭绝。

有些讽刺的是,人类之所以进行海底采矿,就是为了保护环境。科学家现在不得不暂停海底采矿作业,继续进行研究,以求在未来能制作出或找到一个既能采矿,又能防止损害海底生态环境的两全其美的机器或办法。


本文关键词:

生态环境 海底采矿 矿物资源

责任编辑:晓丽
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