Mélytengeri bányászat: Hogyan lehet egyensúlyt teremteni a fémek iránti igény és az ökológiai hatások között – Scientific American Mélytengeri bányászat: Hogyan lehet egyensúlyt teremteni a fémek iránti igény és az ökológiai hatások között

Az emberiség fosszilis tüzelőanyagoktól való függőségének megszüntetéséhez több milliárd kilogramm fémre lesz szükség: egyetlen szélturbina több mint egy tonna rezet tartalmazhat, az elektromos autók akkumulátorai pedig rengeteg kobaltot, nikkelt és mangánt igényelnek. E fémek többsége jelenleg szárazföldi bányákból származik – gyakran az erdőirtás, a vízszennyezés és az emberi jogok megsértése árán. A mélytengerfenéken található hatalmas fémkészlet azonban hamarosan alternatív forrást jelenthet.

Bár a vállalatok már évtizedek óta foglalkoznak ezzel a lehetőséggel, a mérnöki kihívások és a kedvezőtlen gazdaságosság miatt a munkálatok a feltárási fázisban maradtak. Hiányoztak a születőben lévő iparágat szabályozó nemzetközi szabályok is. De ez hamarosan megváltozhat: Az ENSZ által alapított Nemzetközi Tengerfenékhatóság (ISA) véglegesíti a nemzetközi vizeken a mélytengeri fémek kereskedelmi célú kitermelésére vonatkozó szabályokat. Ezek a szabályok egy éven belül megjelenhetnek. A szabályozással járó feszültséget a fémtermeléshez fűződő gazdasági érdekek és egy másik szempont, a környezeti károkozás lehetősége közötti egyensúlyozás jelenti.

A támogatók szerint a mélytengeri bányászat elkerülheti a szárazföldi kitermelés néhány rossz tulajdonságát, és csökkentheti a megújuló technológia költségeit. Néhány tudós azonban óva int attól, hogy túl gyorsan ugorjunk át a feltárásról a kitermelésre, tekintve, hogy milyen keveset tudunk a mélytengeri környezetről és az ott élő élővilágról. “Általánosságban nem hiszem, hogy jelenleg objektíven fel tudnánk mérni az összes kockázatot” – mondja Jeff Drazen, a Manoa-i Hawaii Egyetem tengerbiológusa. “Ez a bolygó legszegényebben leírt ökoszisztémája.”

Nyeremény a hatalmas mélységben

A mélytengeri ásványok iránti érdeklődés nagyrészt egy bizonyos erőforrásra összpontosul: a polimetálgumókra. Ezek a burgonya méretű lelőhelyek mangánban, rézben, kobaltban és nikkelben gazdagok. Antje Boetius, a németországi Brémában működő Max Planck Tengeri Mikrobiológiai Intézet tengerbiológusa szerint évmilliók alatt alakulnak ki, amikor az oldott fémek szerves anyagok – gyakran ősi cápafogak – magjai körül kicsapódnak. Elmondása szerint ezek a gócok a világ tengerfenékének számos területén elszórtan találhatók. Különösen sok van belőlük az óceán mélytengeri síkságának Hawaiitól Mexikóig húzódó, Clarion-Clipperton zónának (CCZ) nevezett hatalmas részén. Csak a CCZ-ben található gócok több nikkelt és kobaltot tartalmaznak, mint e fémek összes ismert szárazföldi készlete.

Az ilyen gócok kiemelése nyugvóhelyükről – gyakran több mint három kilométerrel a felszín alatt – még mindig csak elméleti elképzelés, bár a legtöbb terv hasonló tervet követ: Először is, dömperkocsi méretű gyűjtőjárművek átfésülnék a tengerfeneket a gócokat tartalmazó üledékek után. Ezután egy függőleges “felszállócső” juttatná fel az anyagot a válogatóberendezésekkel felszerelt hajókra, amelyek kiszednék az értékes gócokat, a nem kívánt üledéket pedig visszasöpörnék az óceánba.

De ez a bányászati módszer szükségszerűen megzavarná a tengeri környezetet, megváltoztatva a mélytengeri ökoszisztémákat, amelyek megértésén a tudósok még dolgoznak. A Nature 2016-os tanulmányában a kutatók hét új fajt (köztük négy új nemzetséget képviselő fajt) találtak, amelyek a CCZ gomolygóágyai között élnek. “Több millió olyan faj van odakint, amelyeket még nem írtak le” – mondja Lisa Levin, a Scripps Institution of Oceanography tengerbiológusa, aki nem vett részt a tanulmányban.

Egy ismeretlen költség

Még ha a kutatók össze is rakják ezeknek az ökoszisztémáknak az alapjait, a legújabb tanulmányok azt próbálják megérteni, hogy a bányászat milyen hatással lehet rájuk. Boetius és munkatársai munkája, amely idén áprilisban jelent meg a Science Advances című szaklapban, megállapította, hogy a bányászati járművek hosszú távú fizikai és biológiai hatást gyakorolhatnak a tengerfenékre. Kutatócsoportja újra felkereste a Peru medencében azt a helyet, ahol 1989-ben a kutatók szimulálták a bányajárművek hatásait, amikor egy hajó által vontatott, lapátra szerelt ekével nyomokat vágtak a tengerfenékbe. Az eke nyomai évtizedekkel később is jól láthatóak voltak. Kezdetben “teljesen megdöbbentünk” – mondja Boetius. De elmagyarázza, hogy a mélytenger stabil környezetében – gyenge áramlásokkal és a tengerfenékre hulló üledék alacsony arányával – sokkal hosszabb időbe telik, amíg egy terület helyreáll, mint a sekélyebb vizekben vagy a szárazföldön. A régi járműnyomokban 30 százalékkal kevesebb mikroba volt jelen, mint egy közeli, szántatlan területen. Az olyan állatok, mint a férgek és a tengeri uborkák szintén kevésbé voltak jelen. “Annyira tömörödött az üledék, hogy már senki sem tud bejutni” – mondja Boetius. “A kísérletünk valóban azt mutatja, hogy az ilyen fizikai folyamatok megakadályozzák az állatok és mikrobák visszatérését, hogy újra benépesítsék ezt az élőhelyet.”

A bányászat hatásai messze túlmutathatnak a tengerfenéken. A válogatóhajók által a vízbe visszasöpört üledéktölcséreket az óceán napsütötte felszíni rétege alatt kiálló, fordított kéményekhez hasonlították. A tudósok becslése szerint egyetlen gócbányászati művelet naponta 50 000 köbméter üledékkel terhelt vizet szabadíthat fel, ami 10 Goodyear léghajó megtöltéséhez elegendő. Thomas Peacock, a Massachusetts Institute of Technology gépészmérnöke, aki számítógépes modellek és helyszíni kísérletek segítségével tanulmányozza a fúvókák viselkedését, azt tapasztalta, hogy a turbulencia felhígítja a fúvókát, így az üledékkoncentráció gyorsan a háttérszint közelébe kerül.

Mégis, Drazen szerint még egy kis emelkedés is károsíthatja a mélytengeri lakókat, például a planktont és a medúzákat, amelyek egy üledéktől szinte mentes élőhelyen fejlődtek ki. Sok ilyen élőlény úgy táplálkozik, hogy apró szerves részecskéket szűr ki a vízből. Ha egy üledékfelhőbe kerülnek, “rengeteg iszapot kell átrostálniuk” – mondja. “Ez eltömítheti a szűrőberendezésüket, vagy megnehezítheti számukra, hogy kiválasszák a jó anyagot a rosszból.”

A Proceedings of the National Academy of Sciences USA folyóiratban júniusban megjelent, szakértői véleményezéssel ellátott tanulmányban Drazen és több mint egy tucat társszerzője kiemelte ezt és más, a mélytengeri vizeket fenyegető kockázatokat. A szerzők arra is figyelmeztettek, hogy a gyakorlat megzavarhatja az állatok kommunikációját: a felszállócsöveken felzúgó üledékből származó zajszennyezés zavarhatja a bálnák és más cetfélék akusztikus jeleit, míg az üledékfelhők elhomályosíthatják a biolumineszcens jeleket, amelyeket az olyan élőlények, mint a tintahalak és medúzák használnak a mélytenger sötétjében. “Az állatok csak villognak és villognak” – mondja Drazen. Egy tengeralattjárót átvezetni rajtuk “olyan, mintha a csillagokon keresztül zuhannánk.”

Hogyan folytassuk

Míg Drazen és mások azonosították a bányászat által a mélytengeri élővilágnak okozott károk bizonyos típusait, még nem tudják pontosan meghatározni, mekkora kárt okozhatnak: a rendelkezésre álló információ még mindig kevés, és az iparág még a kezdeti stádiumban van. Ez a bizonytalanság sok tudóst az elővigyázatossági megközelítés elfogadására késztetett. Diva Amon, a londoni Természettudományi Múzeum tengerbiológusa szerint a szárazföldi bányászat ártalmai nem indokolják az óceánfenék kiásását. “Lényegében kárt okoznánk egy olyan ökoszisztémában, amelyet még nem értünk” – mondja. Olyan csoportok, mint a Conservation International nonprofit szervezet, 10 éves moratóriumot követelnek a mélytengeri bányászatra, hogy a tudósoknak és a politikai döntéshozóknak több idejük legyen megvizsgálni a lehetséges környezeti károkat.

Mások azonban úgy látják, hogy a feltörekvő iparág erkölcsi kötelesség, tekintettel a fémek kulcsfontosságú szerepére a globális felmelegedés megfékezéséhez szükséges megújuló energiaforrások technológiáiban – és a jelenlegi bányászati gyakorlathoz gyakran kapcsolódó környezeti és társadalmi költségekre. “Elkezdtem megnézni a szárazföldi bányászat lábnyomát, és az borzalmas” – mondja Gregory Stone, a DeepGreen, a CCZ-ben feltárási szerződésekkel rendelkező bányavállalat vezető óceánkutatója. Rámutat a munkásokra gyakorolt, olykor halálos egészségügyi hatásokra és a gyermekmunkát érintő jogsértésekre, amelyek gyakran kapcsolódnak az olyan ásványi anyagok szárazföldi bányászatához, mint a kobalt. A mélytengeri bányászattal “a bolygórendszerben bekövetkező zavarok sokkal kisebbek lesznek” – állítja Stone. Hozzáteszi, hogy a kereskedelmi célú kitermelést megelőző többéves környezeti vizsgálat – amelyet az ISA a végleges szabályozásban előírhat – segíthet a károk minimalizálásában. Ez például úgy történhetne, hogy a környezeti szempontból legérzékenyebb területeket tiltottá tenné a bányászat számára.

Az ISA a CCZ-ben végzett egyre növekvő számú tudományos kutatást használja fel “a tengeri környezet védelméhez szükséges legjobb intézkedések meghatározására”, miközben a csoport megalkotja a mélytengeri bányászat-kitermelésre vonatkozó első szabályzatot – áll a főtitkár, Michael Lodge írásos nyilatkozatában. A szabályzatot akkor fogadják el, ha mind a 168 ISA-tag (167 ország és az Európai Unió) egyetért vele – tette hozzá. Idén nyáron a COVID-19 miatt elhalasztották a szervezet éves közgyűlését, de a szabályozást jövőre mégis elfogadhatják. Lodge nem részletezte a lehetséges szabályozási megközelítéseket az egyes lehetséges környezeti ártalmakra vonatkozóan, amelyeket a kutatók eddig azonosítottak. De azt mondta, hogy a bányászati szabályzat “konkrét rendelkezéseket fog tartalmazni a tengeri környezet hatékony védelme és a tengeri biológiai sokféleség megőrzése, az emberi egészség és biztonság, valamint a pénzügyi és egyéb gazdasági előnyök méltányos megosztása érdekében. “*

Az összes ágazat – az ipar, a tudományos élet és a természetvédelem – tudósai szorosan követik az ISA erőfeszítéseit. Boetius szerint az elmúlt években az ISA megbeszéléseket hívott össze a baktériumoktól a polipokig terjedő szervezetek védelméről. “A rendszer környezetbarátabb és aggályosabb lett, mint 20 évvel ezelőtt volt” – mondja. Boetius és mások, köztük a Deep-Ocean Stewardship Initiative nevű nemzetközi hálózat, szakértői hozzájárulást nyújtottak a megfelelő környezetvédelmi óvintézkedések biztosításához. “Hatalmas előrelépések történtek a szabályozás kidolgozásának folyamata során” – mondja Amon, aki a hálózat munkatársa. “De még mindig sok a tennivaló.”

Levin egyetért ezzel, és felveti a kérdést, hogy a véglegesített ISA szabálykönyv mekkora része lesz végrehajtható mandátum – szemben a puszta javaslatokkal. “A környezetvédelmi elemek nagy része jelenleg csak iránymutatás” – mondja. Levin nem szólít fel moratóriumra, de azt mondja, hogy nincs teljesen meggyőződve a mélytengeri bányászat szükségességéről; nem hiszi, hogy az egyszerűen felváltaná a szárazföldi műveleteket. “Majdnem biztos, hogy hozzáadódna” – mondja Levin. Azt is megjegyzi, hogy a fémek újrahasznosításának és a termékek élettartamának jövőbeli javulása csökkentheti az új új fémforrások iránti igényt. “Az első számú kérdésem az, hogy “Tényleg szükségünk van-e az óceán fenekéről származó ásványi anyagokra?””. mondja Levin.

*A szerkesztő megjegyzése (9/1/20): Ez a bekezdés a közzététel után átdolgozásra került, hogy kiegészüljön egy frissítéssel arról, hogy az ISA bányászati kódexe várhatóan konkrét potenciális környezeti ártalmakkal foglalkozik.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.