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2017年秋天爆出一則新聞：有家日本企業(yè)從沖繩島附近1600多米深的海底開采出了礦石。收獲的可不僅僅是一份微不足道的樣本，而是超過15噸的金屬礦石，它們被不間斷地從海底泵到船上。這一前無古人的壯舉宣告了海底采礦時(shí)代的到來。


毫無疑問，地球資源開采進(jìn)入了一個(gè)新紀(jì)元。不論在日本還是其他國家，眾多企業(yè)爭先恐后地涌向大洋洋底，發(fā)掘金屬礦藏，加拿大鸚鵡螺礦業(yè)公司就是其中一員，它計(jì)劃從2019年開始在巴布亞新幾內(nèi)亞附近1700米深的海底開采銅礦。其實(shí)該想法由來已久。1960年代初就有不少地質(zhì)學(xué)家就把目光投向了海底，那里有著大量直徑5至10厘米的礦物結(jié)核，富含錳、鎳、鈷，甚至稀土金屬。這些奇特的小球有一個(gè)很可愛的名稱，叫做多金屬結(jié)核（又名錳結(jié)核）?！皣@它們展開的海洋測繪目標(biāo)明確，那就是工業(yè)級的開采。”法國海洋開發(fā)研究院地球化學(xué)和資源循環(huán)實(shí)驗(yàn)室的研究員伊夫·富凱介紹道?！昂５椎V床里的金屬組合很獨(dú)特，在陸地上找不到對應(yīng)的樣本。”德國基爾大學(xué)的馬克·漢寧頓驚嘆不已。不過在當(dāng)時(shí)，雖然豐富的礦藏令人覬覦，但是超過4000米的深度還是讓人望而卻步。1978年在海脊上發(fā)現(xiàn)的活躍熱液礦又帶來了另一線新曙光。因?yàn)檫@些從地幔里噴涌而出的滾燙液體富含金屬元素，它們一經(jīng)噴出就立刻進(jìn)入了海底的冰水里。結(jié)果就是，億萬年來，不計(jì)其數(shù)的銅、鋅、金或銀微粒沉淀在了熱液“煙囪”的腳邊。


這些礦藏被稱為多金屬硫化物，含銅量在7%左右，而如今開采的陸上銅礦平均含銅量僅為0.5%?！斑@就好比一個(gè)全是金屬的大餅，直徑200米，厚100到200米；真是一份厚禮！”巴黎地球物理學(xué)院的海洋地質(zhì)學(xué)家杰羅姆·迪芒笑道，“這些金屬沉淀物就躺在海底，開采起來無需掘地三尺，幾乎只要伸伸手就能摘得?！碑?dāng)然深入水下2000米還是免不了的。難道地球已經(jīng)到了山窮水盡的地步，只能讓礦工深入海底，沖破無邊黑暗，承受地獄般的巨大壓力？并非如此。“人類在陸地上仍然能找到充沛的金屬資源，可以滿足全世界的需求，很長時(shí)間里都不用擔(dān)心實(shí)際的匱乏?！卑拇罄麃喣{什大學(xué)杰出的資源專家加文·馬德?lián)Ｕf。海底淘金的動(dòng)機(jī)其實(shí)是地緣戰(zhàn)略意義上的，因?yàn)樵S多重要金屬對數(shù)字技術(shù)或可再生技術(shù)必不可少，卻集中在一小部分國家手里。“歐洲和日本目前都很依賴中國，它們當(dāng)然更愿意開拓新渠道?！币练颉じ粍P解釋道，“它們憑借各自的領(lǐng)海和公海就可以自給自足。畢竟海洋覆蓋了地球表面三分之二的面積?！贝送猓陉懙厣祥_采礦藏多多少少會(huì)破壞周圍環(huán)境，引發(fā)當(dāng)?shù)鼐用竦膽嵟曈憽鴱暮Ｉ鲜凸I(yè)取得的可觀進(jìn)步來看，海底不再那么遙不可及，因?yàn)槿缃耖_采水下3000多米深的油氣田已是家常便飯了。深海采礦的新時(shí)代似乎已經(jīng)到來，世界各國都在摩拳擦掌?！澳壳拔覀円呀?jīng)頒發(fā)了29張公海開采許可證，允許在深度1800至5000米的海底作業(yè)?！眹H海底管理局資源部負(fù)責(zé)人桑多爾·穆爾索透露。領(lǐng)軍者是日本，這點(diǎn)很容易理解，日本的資源向來十分貧乏。杰羅姆·迪芒證實(shí)，“所有地質(zhì)學(xué)家都投身其中，其他科學(xué)計(jì)劃都暫時(shí)擱置了！”此外，“韓國和印度也在緊鑼密鼓地開展地球物理研究，在印度搜索硫化物和金屬結(jié)核的蹤跡”，杰羅姆·迪芒繼續(xù)介紹說。歐洲當(dāng)然也不甘落后，在研發(fā)上增大投入，聚集瓦利斯群島和富圖納群島法屬海域里的多金屬硫化物，以及亞速群島周邊的豐富礦藏。法國在該領(lǐng)域走在前列，并于2015年10月制定了一項(xiàng)“關(guān)于探索開發(fā)海底礦藏的國家策略”。

海洋礦產(chǎn)資源的分類及特點(diǎn)

⑴濱海砂礦是一類在濱海環(huán)境下形成的具有重要工業(yè)或經(jīng)濟(jì)價(jià)值的礦砂。已探明的濱海砂礦達(dá)數(shù)十種，其中：金屬礦物中的鈦鐵礦、金紅石、鋯石、磁鐵礦(鈦磁鐵礦)對于航天工業(yè)及核工業(yè)具有重要意義；稀有金屬礦物中的錫石、鈮鉭鐵礦亦在航天工業(yè)或核工業(yè)中發(fā)揮著重要作用；稀土礦物中的獨(dú)居石、磷釔礦所含稀土資源在高新技術(shù)工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛；貴金屬礦物中的砂金、金剛石、銀、鉑等具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；非金屬礦物中的石英砂、貝殼、琥珀等亦含有一定價(jià)值。在當(dāng)前的海底礦產(chǎn)資源開發(fā)利用中，其產(chǎn)值僅次于海底石油和天然氣。世界上已有30多個(gè)國家或地區(qū)正在進(jìn)行濱海砂礦的勘探和開采工作。
⑵海底煤礦是指埋藏于海底巖層中的煤礦，其作為陸地煤礦的一個(gè)補(bǔ)充資源已有多年的開采歷史，近年來更是被看成一種潛在巨大資源日益被世界各國重視。如今，英國、土耳其、加拿大、智利、澳大利亞、新西蘭、日本等國均有不同規(guī)模的海底煤礦開采、開發(fā)。然而，由于海底煤礦所處位置的特點(diǎn)與陸地煤礦具有很多不同，這使得海底煤礦開采有了更大的難度。一方面，海底煤礦的巷道開掘支護(hù)及后期維護(hù)需要在技術(shù)上更進(jìn)一步；另一方面，海底煤礦開采過程中通風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、排矸系統(tǒng)等較陸地煤礦需要更好的維護(hù)；再有煤礦開采后采空區(qū)的處理在技術(shù)上比陸地煤礦也具有更高要求。同時(shí)，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，開采海底煤礦比開采陸地煤礦存在不利因素。因而，海底煤礦技術(shù)應(yīng)用方面仍有待進(jìn)一步提高。
⑶深海采礦作為一項(xiàng)從20世紀(jì)50～60年代開始逐漸興起的能源研究方向，雖然在經(jīng)歷了20多年的熱潮，到20世紀(jì)90年代逐漸冷卻下來。但作為21世紀(jì)最有價(jià)值的礦產(chǎn)資源，深海礦物的開發(fā)在進(jìn)入新世紀(jì)以來，又一次成為各國海洋資源利用的主要研究方向。世界各國在這方面又開始增加投入，都希望能在海洋能源利用方面進(jìn)入領(lǐng)先之列。深海礦物主要包括三種類型：大洋多金屬結(jié)核礦、富鈷結(jié)核和海底甲烷水合物、海底熱液礦床等。其中多金屬結(jié)核礦和富鈷結(jié)殼均含有豐富的鎳、鈷、錳、銅等戰(zhàn)略金屬，我國陸地金屬上除鎳以外，其它三種長期供應(yīng)不足。甲烷水合物作為一種有望替代煤、石油等傳統(tǒng)能源的21世紀(jì)新興能源，其儲(chǔ)量豐富，具有極廣闊的應(yīng)用前景。

深海采礦的幾大核心問題

1.什么是深海采礦？

所謂“深海采礦”指的是挖掘深海礦產(chǎn)資源的過程。而“深海”則是指海平面200米以下的區(qū)域。深海約占地球表面積的65%，擁有豐富的物種多樣性。那里的物種都能夠適應(yīng)惡劣的環(huán)境，而且其中有許多甚至還不為科學(xué)所知。此外，那里還擁有獨(dú)特多樣的地質(zhì)形態(tài)，包括海底山脈、高原、火山群、峽谷、廣闊的海底平原，以及馬里亞納海溝。馬里亞納海溝是目前地球上已知的最深的海溝，距離海平面大約11000米。

2.深海采礦已經(jīng)開始了嗎？

目前世界各地開展的主要是淺海領(lǐng)域的泥沙、錫礦和鉆石開采，而且有些是在一些國家的領(lǐng)海進(jìn)行的。但是，在公海（即不屬于任何國家的國際海域）領(lǐng)域進(jìn)行深海開采目前還處于探索階段。截至目前，共有29個(gè)為期15年的深海勘探合同獲批，目的是對3種不同的礦產(chǎn)資源的規(guī)模和范圍進(jìn)行評估，累計(jì)覆蓋面積達(dá)到130萬平方公里。不過，在“深海開采行為準(zhǔn)則”達(dá)成一致意見之前還不能對上述區(qū)域進(jìn)行實(shí)際開采。在今年的兩次重要會(huì)議上，相關(guān)方將針對這部法規(guī)的詳細(xì)內(nèi)容展開討論，預(yù)計(jì)2020年正式出臺。

3.“行為準(zhǔn)則”由誰決定？

該準(zhǔn)則將由國際海底管理局（ISA）審核通過并最終頒布。ISA是一個(gè)依照《聯(lián)合國海洋法公約》成立的獨(dú)立機(jī)構(gòu)，總部位于牙買加金斯頓，目前共有包括歐盟在內(nèi)的168個(gè)國家和地區(qū)組織成員。

4.開采主體有哪些？

深海礦開采主體有很多，包括法人企業(yè)、國有企業(yè)、（中國、法國、德國、印度、日本、大韓民國和俄羅斯聯(lián)邦）政府、由保加利亞、古巴、捷克共和國、波蘭、俄羅斯聯(lián)邦和斯洛伐克等國組成的國際海洋金屬聯(lián)合組織以及庫克群島、基里巴斯、瑙魯、新加坡和湯加等小島嶼國家。

5.開采資源有哪些？在哪里開采？

目前擬定的開采目標(biāo)包括鎳、銅、鈷、錳、鋅、銀和金。目前勘探工作主要集中在3種海洋礦產(chǎn)資源，包括深海多金屬結(jié)核、多金屬硫化物（即深海熱泉附近形成的“深海塊狀硫化物”）和覆蓋在海底山上的富鈷鐵錳結(jié)殼?？碧絽^(qū)域主要集中在太平洋、大西洋中部和印度洋海域。

6.我們?yōu)槭裁葱枰@些礦產(chǎn)？

因?yàn)樵S多電子產(chǎn)品和能源存儲(chǔ)設(shè)備都需要這些資源，比如智能手機(jī)、筆記本電腦、太陽能電池板、風(fēng)力渦輪機(jī)和電動(dòng)汽車等等。目前這些礦產(chǎn)資源的需求日漸增長，但是陸地開采供應(yīng)的難度卻越來越大，利潤也越來越低。主張深海開采的人士認(rèn)為，深海開采能夠提供可靠、清潔和合乎倫理的礦產(chǎn)來源。

7.如何開采？

使用比藍(lán)鯨還要重的巨型機(jī)器對海底地層進(jìn)行挖掘、疏浚或切割。通過數(shù)公里長的管道將這些海底礦藏輸送到海面上的船上進(jìn)行處理，同時(shí)廢料將被泵回海中，所有流程都在海上完成。

8.會(huì)對海洋產(chǎn)生什么影響？

這些作業(yè)過程將給海底、上層水體和所有周邊環(huán)境造成影響。為了開采結(jié)核而進(jìn)行的海底刮擦?xí)茐恼卖~、海綿動(dòng)物及其他物種的深海棲息地。大量的動(dòng)物群落集中在深海熱泉附近。這些海洋動(dòng)物組成了地球上最富活力的生態(tài)系統(tǒng)之一，而在熱泉噴口采礦可能會(huì)擾動(dòng)沉積物，造成一些動(dòng)物窒息。而其他一些生活于深海、適應(yīng)了少光高壓環(huán)境的物種也有可能受到開采帶來的噪音和污染影響。科學(xué)家們擔(dān)心，目前我們對這些生物或生態(tài)系統(tǒng)的了解還不夠深入，無法建立一個(gè)適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)對其進(jìn)行保護(hù)或監(jiān)測礦產(chǎn)開采的影響。

9.誰會(huì)從深海開采中獲益？

國際海底管理局（ISA）的法規(guī)草案規(guī)定，從開采中獲得的擬定特許費(fèi)或其他款項(xiàng)將受到受益分享制度的管理，并在充分考慮到發(fā)展中國家需求，特別是最不發(fā)達(dá)國家和內(nèi)陸地區(qū)國家的利益和需求的前提下在成員國之間進(jìn)行分配。相關(guān)支付制度目前仍在研究之中，幾種不同的經(jīng)濟(jì)模式都已被納入考量范圍。

10.何時(shí)開始深海開采？

合同方為了獲得開采權(quán)，必須根據(jù)國際海底管理局規(guī)定的制度、法規(guī)和程序進(jìn)行環(huán)境影響評估，并證明其財(cái)力和技術(shù)能力。一些行業(yè)組織表示已準(zhǔn)備好從2023年就進(jìn)行開采，但大多數(shù)觀察人士表示，2025年開始的可能性也許更大。

圍繞深海采礦持久的眾說紛紜

在過去，商業(yè)性質(zhì)的深海采礦行動(dòng)僅限在各國領(lǐng)海內(nèi)進(jìn)行，并未擴(kuò)展至廣闊的的國際公海，但如今隨著陸地和沿海礦藏幾乎被開發(fā)殆盡，以及各類消費(fèi)電子產(chǎn)品、電動(dòng)汽車對電池需求的日益增長，深海區(qū)域已然成為了人類下一個(gè)目標(biāo)。

為了解決公海領(lǐng)域采礦所帶來的問題，聯(lián)合國下屬的「國際海底管理局（ISA）機(jī)構(gòu)目前正在擬定一份“開采行為準(zhǔn)則”，目標(biāo)是在2020年年底前，讓所有簽署了《聯(lián)合國海洋法公約》的168個(gè)成員國達(dá)成共識，讓開采商能夠在幾個(gè)指定的國際海域進(jìn)行商業(yè)化采礦。

另一邊，不少科學(xué)家和環(huán)境保護(hù)組織則對開采商們即將到來的行動(dòng)感到擔(dān)憂。他們向國際海底管理局發(fā)出警告，稱在人類對于深海環(huán)境的了解尚不充分，甚至還有很多新物種未被發(fā)現(xiàn)之前，貿(mào)然地進(jìn)行開采，只會(huì)對深海環(huán)境造成不可逆的破壞，重蹈人類在陸地采礦的覆轍。地球的未來，以及深海中的億萬生靈，此刻都懸在我們的一念之間。廣義上的“深?！眳^(qū)域，在國際上已有明確定義。它一般是指水深200米以下的區(qū)域，總面積約占全球海洋的65%，同時(shí)占地球總表面積的45%左右。你顯然不能指望，人類可以像在陸地一樣，開著礦車在深海平原上縱橫馳騁。你真正會(huì)看到的深海用礦機(jī)，長著都和坦克差不多，有的重量甚至達(dá)到了藍(lán)鯨的兩倍多。它們配有巨大的履帶、犁刀或螺旋狀的滾筒，到達(dá)海底后便會(huì)像吸塵器一般將夾雜了礦石的沉積物吸入，或是用滾動(dòng)鏈齒將海平面挖開，再通過好幾公里長的垂直管道泵輸送到海面上的礦船上。


對大部分開采商來說，深海內(nèi)最具吸引力的是三種礦物，包括多金屬結(jié)核、從熱泉噴口噴出的多金屬硫化物，以及覆蓋在海底山上的富鈷結(jié)殼。以多金屬結(jié)核為例，這種通體黑色、和馬鈴薯差不多大小的球體石塊，主要分布在深海平原的細(xì)粒沉積物中，它一般含有多種金屬，包括錳、鐵、銅、鎳、鈷、鉛和鋅，還含有少量貴重金屬，例如鉬、鋰、鈦和鈮等。目前，多金屬結(jié)核商業(yè)開采最深入的區(qū)域是位于太平洋東部的克拉里昂-克利珀頓區(qū)（CC區(qū)），該區(qū)域的水深達(dá)到了3500～5500米，僅能依靠專業(yè)的深海開采設(shè)備才能到達(dá)。但僅僅是這一處礦床所蘊(yùn)含的鋰離子電池原料——鎳、鈷和錳，就已經(jīng)超過了目前陸地上已知的這三種礦產(chǎn)資源的總和。面對如此龐大的資源儲(chǔ)量，任何開采商乃至是國家政府都會(huì)希望從中分得一杯羹，只不過在國際海底管理局的規(guī)定完成前，公海領(lǐng)域只允許進(jìn)行勘探性質(zhì)的行動(dòng)。當(dāng)然，這并不妨礙一些開采商在別國的領(lǐng)海內(nèi)開展采礦嘗試。


全球第一家獲得深海采礦許可的是加拿大的鸚鵡螺礦業(yè)（Nautilus Minerals）公司，它們之所以會(huì)用「鸚鵡螺」這個(gè)名字，大概也是有意向史上第一艘動(dòng)力潛艇致敬。不過，這家公司的采礦地并不是在加拿大海域內(nèi)，而是南太平洋西部的一個(gè)島國：巴布亞新幾內(nèi)亞。負(fù)責(zé)該業(yè)務(wù)的鸚鵡螺礦業(yè)副總裁亞當(dāng)·賴特（Adam Wright）說道，在他看來，陸地采礦會(huì)破壞大片樹木和地表土壤，而海底采礦則可以有效避免這些問題出現(xiàn)。從技術(shù)層面上說，礦產(chǎn)行業(yè)也已經(jīng)對深海開采有了充分準(zhǔn)備。一部分原因得益于海洋油氣開采的成熟化，讓不少基礎(chǔ)裝備與組件都可以直接應(yīng)用在深海采礦中，加上多年的勘探測試，也間接推動(dòng)了像深海礦車這類裝備的進(jìn)步，剩下的就是在具體的商業(yè)化項(xiàng)目上進(jìn)行論證。但與此同時(shí)，來自阿拉斯加大學(xué)的海洋保護(hù)教授理查德·施泰納（Richard Steiner）博士卻對鸚鵡螺公司前期提交的環(huán)境影響評估報(bào)告提出質(zhì)疑：該項(xiàng)目很可能會(huì)對一些全球極為罕見、以及人類了解甚少的生物群落造成長期影響，甚至是滅絕；同時(shí)，與規(guī)模和風(fēng)險(xiǎn)相比，項(xiàng)目本身也無法為巴布亞新幾內(nèi)亞的人民帶來對等的益處。還有人表示，開采船和海底機(jī)器的長期運(yùn)作會(huì)產(chǎn)生大量的噪聲，這會(huì)讓那些靠聲音來判斷方位的深海動(dòng)物失去相互交流和聆聽周圍環(huán)境的機(jī)能，甚至?xí)M(jìn)一步趕跑魚群，影響當(dāng)?shù)氐臐O業(yè)捕撈。這個(gè)本該在2019年初啟動(dòng)的項(xiàng)目，之后卻因鸚鵡螺礦業(yè)和巴布亞新幾內(nèi)亞政府之間的糾紛導(dǎo)致中斷，連原本花數(shù)億重金制造的深海開采船都只能賣給另一家公司。


截止到今天，有關(guān)深海采礦的爭議正在繼續(xù)，但無論持支持態(tài)度的開采商和國際海底管理局，還是反方的環(huán)保組織和部分科學(xué)家，雙方都會(huì)拿出對自己有利的觀點(diǎn)，唯一缺失的是真正具有說服力的勘探數(shù)據(jù)。由于技術(shù)和財(cái)力上的限制，此前大部分深海區(qū)域從未有過考察，更別說驗(yàn)證海底采礦對生物和環(huán)境帶來的影響，少數(shù)試驗(yàn)只是使用一些小型機(jī)器來模擬礦機(jī)作業(yè)，要不就是實(shí)驗(yàn)室的模擬推論，但覆蓋面還不夠廣。目前，針對深海采礦影響分析的最大規(guī)模試驗(yàn)還是在三十多年前進(jìn)行的。科學(xué)家Thiel當(dāng)時(shí)使用了一個(gè)寬8米的爬犁模擬礦機(jī)采礦，在海底揚(yáng)起了一大片如同云霧般的泥沙，這些沉積物之后會(huì)沉降下來覆蓋大部分區(qū)域，讓海底生物被掩埋，直至窒息而死。原因在于，千米下的深海往往都是極為清澈的，那里的生物也適應(yīng)了這樣的環(huán)境，但誰都不知道它們是否也能適應(yīng)夾雜了泥沙的渾濁水流。在這次試驗(yàn)后，Thiel還多次重回試驗(yàn)點(diǎn)查看，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域的生態(tài)和一些生物始終沒能恢復(fù)到原樣，這雖然能說明一些問題，但依舊很難讓研究人員對實(shí)際的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化。國際海底管理局的科學(xué)顧問團(tuán)在接受《自然》雜志采訪時(shí)也表示，大家都知道深海采礦會(huì)對生物帶來影響，但這究竟會(huì)帶來整個(gè)物種的滅絕，還是只限定在采礦區(qū)內(nèi)？這個(gè)問題很復(fù)雜，仍然需要長期的環(huán)境基準(zhǔn)研究。而前鸚鵡螺礦業(yè)的創(chuàng)始人，現(xiàn)任深綠礦業(yè)公司負(fù)責(zé)人的大衛(wèi)·海登（David Heydon）在接受《大西洋月刊》采訪時(shí)則強(qiáng)調(diào)，如果人類繼續(xù)靠陸地上的化石燃料來維持，地球終將走向毀滅。如今，國際海底管理局已經(jīng)簽署了30份深海采礦合同，這些開采商都擁有締約國的擔(dān)保，合同的有效期為 15 年，只要確定了“行為準(zhǔn)則”，它們就可以在數(shù)個(gè)指定區(qū)域正式開展商業(yè)化采礦行動(dòng)。某種程度上說，有關(guān)深海采礦的爭論其實(shí)早已結(jié)束，當(dāng)許多國家開始尋求全面電子化、智能化的改革，而各類新興的科技產(chǎn)品在引領(lǐng)著消費(fèi)者遠(yuǎn)離傳統(tǒng)化石燃料之時(shí)，到深海尋求更豐富的礦藏，已經(jīng)變成了必然選擇。