Полезное ископаемое добываемое на дне моря
Помимо поверхности континентов, человек в течение всей своей истории использует полезные ископаемые океана и моря.
До недавних времен главной областью эксплуатации было рыболовство, но в последние десятилетия важную роль в экономике некоторых приморских государств играет добыча нефти с морского дна в районе материковых окраин.
Человек использует соли, растворенные в морской воде. В настоящее время о запасах моря часто говорят, как о надежде человечества. Моря и океаны, покрывающие более двух третей поверхности земного шара, призваны поддержать энергетический, сырьевой и пищевой баланс увеличивающегося населения Земли.
Естественно, встает вопрос, реально ли это?
Что можно добыть с Мирового океана
Казалось бы само собой разумеющимся, что соль, которую употребляет человек, происходит из моря, но это не так.
Лишь третья часть поваренной соли получается путем испарения морской воды, остальная добывается на континентах или путем испарения соляного раствора — минерализованных вод, сопровождающих месторождения соли.
Итак, морская вода является химическим сырьем, но самое ценное, что из нее получают, не соль, а бром, используемый в первую очередь в фотографической промышленности, и магний. Из морской воды добывается более двух третей мирового потребления этих элементов.
Добыча брома в океане
Морская вода содержит и ряд других соединений, находящихся в растворенном состоянии. Время от времени в СМИ можно прочесть, сколько в ней находится урана или золота. Эти цифры действительно поражают.
Однако нас ограничивает в действиях тот факт, что мы пока не располагаем достаточным количеством энергии, чтобы наладить процесс их извлечения. Но ряд процессов проводит за человека сама природа.
Добыча тяжелых металлов с морского дна
Так, например, медь, марганец, кобальт, никель нет необходимости добывать из морской воды, поскольку эти металлы выпадают и кристаллизуются на дне океанских впадин в виде марганцовых конкреций. Это – образования величиной с орех, кулак или футбольный мяч, во множестве рассыпанные по дну Тихого и Атлантического океанов и состоящие из слоев окислов железа и марганца, кристаллическая структура которых легко связывает более тяжелые металлы, как никель, кобальт и медь.
Общее содержание полезных ископаемых океана в виде металлов в марганцовых конкрециях достигает 2,5%. Поэтому исследовательские корабли составляют карты морского дна, фотографируют его с помощью подводных камер, а ученые анализируют содержание металла в этих шаровидных образованиях.
Выявленное содержание металлов пока невелико, а расходы по добыче сырья со дна велики. Но надежды на источники сырья имеются, хотя о юридической стороне вопроса добычи со дна моря люди договариваются с трудом.
С большим успехом проводится добыча так называемых тяжелых минералов в прибрежных областях.
Например, ученые нашли подводную гору в 300 милях от побережья Канарских островов. Гора представляет редкоземельный металл теллур.
Стоимость этого металла составляет порядка 300 долларов за кг, что будет достаточно прибыльно начать добычу с морского дна.
Вода сортирует минералы
Средневековые горняки, да и позже золотоискатели получали золото путем промывки речных наносов. Вода уносила из старательских сит более легкие силикатные минералы, а на дне оставались более тяжелые минералы. Когда посчастливилось, то и кусочки золота.
Морской прибой и сильные морские течения в ряде мест делали эту работу за человека.
Более тяжелые минералы, например, касситерит (оловянная руда), циркон (циркониевая руда), рутил (окисел титана), моназит (сложный фосфат с содержанием редкоземельных элементов) и даже алмаз высвобождаются из горных пород в процессе выветривания, а поскольку они более стойки, чем многие другие минералы (например, полевой шпат), вода уносит их в море. Там они сортируются как в старательском сите: более легкие, обычно силикатные и кварцевые материалы уносятся, а на пляже или на мелком морском дне остаются тяжелые, полезные фракции. Во многих местах в мире добываются минералы в переходных зонах от океана к материкам.
Однако полезные ископаемые океана и моря пока сложно извлечь или достать с морского дна с учетом получения прибыли. Но технологии улучшаются и, возможно, основные источники сырья будут находиться в море.
Как все начиналось
О богатствах океанического дна известно уже более полутора веков. В романе Жюля Верна «20 000 лье под водой» капитан Немо упоминает «значительные залежи руд, цинка, железа, серебра, золота» и видит за ними будущее. В 1868 году российский корабль добыл самородок железной руды в Северном Ледовитом океане в ходе работ по углублению морского дна. Еще пять лет спустя месторождение железа было найдено в Атлантическом океане, еще через два года — в Тихом. Но настоящий прорыв в освоении глубоководных запасов полезных ископаемых начался лишь в 1960-е годы XX века, с выходом книги «Минеральные богатства океана» (Mineral Resources of the Sea) американского геолога Джона Меро (в 1969 году она была переведена на русский язык и издана в СССР в издательстве «Прогресс»). В 1970 Генеральная Ассамблея ООН признала океанические ресурсы общим достоянием человечества и декларировала их международное использование в мирных целях. В 1982-м была принята конвенция Организации Объединенных Наций по морскому праву (ЮНКЛОС), участниками которой стали 168 стран. В 1994 году все они вошли в состав Международного органа по морскому дну, регулирующего глубоководную разведку и добычу полезных ископаемых.
В последние десятилетия XX века интерес к глубоководной добыче несколько иссяк из-за доступности запасов полезных ископаемых на суше и падения цен на металлы: затраты на технологии и оборудование превышали потенциальную выгоду от освоений подводных месторождений. Современная ситуация выглядит иначе: ресурсы на суше истощаются, а материально-техническая база — совершенствуется. Именно поэтому правительства, корпорации и научно-исследовательские организации осваивают программы добычи полезных ископаемых.
Мировой океан как мировое достояние
Если представить себе Мировой океан со всеми его ресурсами в виде условного государства, то его ВВП составит порядка 3 трлн долларов США: так считают эксперты Росгеологии. Это сопоставимо с показателями Бразилии, Великобритании, Франции или Индонезии. К середине XXI века эта цифра может увеличиться более чем вдвое. В океане обнаружены россыпи традиционных и специфических твердых полезных ископаемых, запасы нефти, газа, газовые гидраты (их можно использовать как альтернативный источник природного газа). Кроме того, в морской воде содержится более 70 элементов таблицы Менделеева.
Уже к концу XX века стали широко известны нефтяные и газовые запасы всех четырех океанов, а также дна Каспийского моря (доступ к каспийской нефти имеют Россия, Иран, Азербайджан, Казахстан и Туркменистан). 30-35% мировой добычи углеводородов относится к шельфовым и глубоководным месторождениям. Мировой алмазный гигант De Beers Group использует специализированные корабли на атлантическом побережье Африки для перемещения техники по морскому дну в поисках алмазов. На подводные месторождения возлагается большая надежда после значительного спада в алмазной отрасли в 2019 году и сокращения добычи в разгар пандемии коронавируса.
Плавучая самоподъемная буровая установка (СПБУ) «Арктическая» компании «Лукойл». Фото: РИА Новости
Канадская геологоразведочная компания Nautilus Minerals разрабатывает месторождения драгоценных металлов в территориальных водах Папуа-Новой Гвинеи, а в Японии и Южной Корее запускаются государственные проекты по освоению собственных морских запасов. Не остается в стороне и Россия: в Указе Президента РФ №327 «Об утверждении Основ государственной политики Российской Федерации в области военно-морской деятельности на период до 2030 года» от 20 июля 2017 года говорится о растущем значении океанических вод «в связи с истощением природных ресурсов суши, воздействием хозяйственной и иной деятельности человека на окружающую среду, изменением климата, миграцией населения и другими процессами». Но наиболее лакомым кусочком для корпораций становятся воды открытого моря: они составляют более половины всего пространства Мирового океана и содержат больше полезных ископаемых, чем все континенты, вместе взятые.
Вплоть до 70-х годов прошлого века считалось, что в глубоководных впадинах жизни нет, потому что солнечные лучи не проникают так глубоко. Соответственно, фотосинтез водорослей там невозможен. А без водорослей, которые становятся первым звеном для множества пищевых цепочек, не смогут существовать и другие организмы. Но в 1977 году океанологи открыли гидротермальные источники на глубине около 2500 метров. В их водах обнаружили осьминогов, крабов и трубчатых червей, питающихся органическими соединениями. Согласно современному исследованию Шведской королевской академии наук, одно горнодобывающее судно оставляет за собой более 50 тысяч кубометров отходов в день. Часть этих отходов содержит ртуть и свинец, что, по мнению ученых, может привести к вымиранию целых видов подводных организмов.
Фото: pixabay.com
С одной стороны, освоение морских богатств сможет восстановить горнодобывающую отрасль после кризиса и сберечь минеральные ресурсы суши (обеспеченность запасами многих полезных ископаемых на континентах не превышает 50 лет). С другой, развитие глубоководной добычи неизбежно приведет к негативным последствиям для экосистемы Мирового океана. Что же делать и как регулировать эту проблему на государственном и международном уровне?
Проблемы и пути их решения
Основная проблема правового регулирования глубоководной добычи полезных ископаемых заключается в «плавающем» статусе Международного органа по морскому дну. В отличие от многих других организаций ООН, он подчиняется собственному генеральному секретарю: сейчас этот пост занимает британец Майкл Лодж. Собрания организации проходят ежегодно в Кингстоне, столице Ямайки. Целью их деятельности является не запрет глубоководной добычи, а уменьшение ущерба для окружающей среды от нее.
В 2019 году представители стран-участниц Международного органа по морскому дну впервые рассмотрели проект Горнодобывающего кодекса — документа, определяющего порядок добычи полезных ископаемых на дне океана. В то же время, к этому моменту порядка 30 корпораций уже оформили разрешения на освоение морского дна в Тихом, Атлантическом и Индийском океанах. По состоянию на 2020 год, кодекс еще не вступил в силу, а подводная добыча уже происходит в коммерческих масштабах и вызывает закономерные вопросы у экологических организаций. Согласно исследованиям Greenpeace, отходы от разработки полезных ископаемых в Мировом океане могут перемещаться на тысячи километров.
Подводные горы, богатые металлами и минералами, являются источником обитания рыб, кораллов, губок, дельфинов и морских черепах. В водах гидротермальных источников селятся моллюски, и промышленные работы могут поставить некоторые их виды на грань вымирания. По словам Майкла Лоджа, развитие добычи приведет к развитию мониторинга и необходимости разработки международных стандартов. Сейчас, на предварительном этапе, эксперты видят меньше опасности для окружающей среды в освоении морского дна, чем в ядерной и нефтяной промышленности. Ожидается, что в период с 2020 по 2030 год рынок глубоководной добычи будет расти на 37,1% в год.
Но пока ни коммерческие, ни общественные организации не могут объективно оценить последствия для окружающей среды от освоения морского дна. Часть ученых говорит о том, что не стоит спешить с бурной деятельностью, ссылаясь на недостаточную изученность флоры и фауны Мирового океана. По словам биолога Лизы Левин из Института океанографии Скриппса, миллионы видов живых организмов, обитающих в морской воде, до сих пор не описаны подробно. С ней соглашается и ее коллега Джефф Дрейзен из Гавайского университета в Маноа: ученый утверждает, что оценить все риски невозможно, пока морские глубины остаются самой неизученной экосистемой на планете.
Фото: unsplash.com
По последним данным, совещание Международного органа по морскому дну, посвященное внедрению Горнодобывающего кодекса и изначально запланированное на 2020 год, вряд ли будет проведено до начала 2021-го из-за закрытия границ большинства государств. В результате у ученых и экспертов по защите окружающей среды теперь есть чуть больше времени для исследований, сбора и анализа данных. Даже если документ удастся принять в следующем году, до старта полноценного и рационального освоения богатств Мирового океана должно пройти еще несколько лет: слишком поспешные меры могут привести к непредсказуемым последствиям.
Пока не до конца ясно, чем обернется для планеты глубоководная добыча полезных ископаемых: новыми возможностями или новой экологической катастрофой. Ответ на этот вопрос во многом зависит от согласованных действий корпораций, международных организаций и мирового научного сообщества.
Колыма, № 12, 1969 год
Две трети нашей планеты покрывают моря и океаны. Человечество веками использует минеральные ресурсы суши, и лишь в последние годы начались работы по использованию морских месторождений. В морской воде растворены почти все химические элементы; на дне морей и океанов есть нефть, уголь, железо-марганцевые руды, фосфориты, уран, золото, олово, редкие и рассеянные элементы.
Наиболее развитые капиталистические страны успешно осуществляют подводную добычу полезных ископаемых, причем экономический эффект в 1,5—3 раза превышает показатели аналогичных работ на суше [2]. Добывают нефть со дна моря США, Англия, Голландия и другие страны, добыча угля проектируется Японией, добываются алмазы в ЮАР, рутил и цирконий — в Австралии, ГДР, Индии. Особо интересным для геологов и горняков Магаданской области является подводная добыча касситеритов из морских россыпей в Индонезии и Таиланде, Выдающийся ученый Ю. А. Билибин указывал на о-возможность наличия прибрежно-морских россыпей на побережьях Советского Союза, в частности, на Северо-Востоке [3J.
Морские россыпи разделяются по происхождению на две основные группы: образованные на суше и находящиеся сейчас под водой в результате трансгрессии (наступления моря) и собственно морские, образовавшиеся, при размыве морем коренных источников или вторичных отложений (кор выветривания, древних россыпей и т. п.). Есть россыпи морского происхождения, оказавшиеся на суше в результате регрессии (отступления) моря и перекрытые впоследствии материковыми осадками [1].
В последние годы в Советском Союзе начаты разведочные и добычные работы на прибрежно-морских россыпях Прибалтики (ильменит, рутил, циркон); считаются перспективными берега моря Лаптевых (там уже найдена россыпь касситерита в Ванькиной губе), Японского моря, остров Сахалин, Курильские острова, Камчатский полуостров [4].
Анализ геологического строения Северо-Востока, и в частности Чукотки, показывает, что пересечение золото- и оловоносных зон с береговой линией (как бы «погружение» металлоносных зон в море), сочетание трансгрессий и регрессий в истории развития региона, наличие кор выветривания, в которых при длительном химическом выветривании мощных минерализованных зон со слабыми содержаниями полезных ископаемых накапливались довольно высокие концентрации золота и олова, благоприятны для образования прибрежно-морских россыпей. Перспективным в этом отношении является почти все побережье Центральной и Восточной Чукотки, в первую очередь Чаунская, Валькаркайская и Ам- гуэмская низменности, районы мыса Биллингса и Кибера.
На перспективность берегов Северо-Востока не обходимость познания закономерностей отложения морских осадков и поисков морских россыпей указывалось на семинаре- совещании по методике и технике разведки полезных ископаемых дна морей и океанов, созванном по инициативе Министерства геологии РСФСР осенью 1967 г. в Клайпеде, а также на совещании по организации поисковых и разведочных работ на морские россыпи золота и олова, организованном СВГУ и проходившем в марте 1968 г. в Магадане с участием ведущих научно-исследовательских институтов страны — ВНИИмор гео, МГИ, НИИГА и др.
Теоретические предпосылки подтвердились и практическими находками чаунских геологов: в марте 1968 г. при бурении скважин колонковыми станками со льда Восточно-Сибирского моря в районе мыса Биллингса в 70 м от берега была найдена переотложенная россыпь касситерита с весовыми содержаниями золота. В мае—июне 1968 г. в Валькаркайской низменности при прослеживании аллювиальной россыпи р. Рывеем станками ударно-механического бурения была найдена россыпь золота мощностью 1,2—2,8 м с устойчивыми промышленными содержаниями, по предварительным данным, имеющая морское происхождение и расположенная вдоль береговой линии. Морские осадки охарактеризованы фаунистически и перекрыты позднейшими материковыми отложениями при регрессии моря. Россыпь предположительно имеет длину несколько километров и, по оценке В. Л. Сухорослова, Ю. А. Эсаулова и автора, сопоставима по запасам с наиболее интересными аллювиальными россыпями Чукотки.
Горнякам объединения «Северовостокзолото» нужно вплотную заинтересоваться добычей морских россыпей золота и олова, которые, несомненно, будут выявлены при широком ведении соответствующих геологоразведочных работ. На подводной добыче полезных ископаемых могут быть достигнуты высокие технико-экономические показатели: здесь, как правило, не требуется вскрышных работ, строительства подъездных путей, отвалов, хвостохранилищ, резко сокращаются подготовительные работы. Месторождения моря осваиваются гораздо быстрее, чем на суше, при значительно меньших удельных капиталовложениях [4]. Основным же является возможность резкого расширения сырьевой базы Северо-Востока по россыпному золоту и олову.
ЛИТЕРАТУРА
Аксенов А. А., Невесский Е. Н., Павлидис Ю. А., Щербаков Ф.А. Изучение процессов образования и захоронения современных прибрежных россыпей. Сборник «Геология россыпей». М., «Наука», 1965.
Безуглов Э. Кладовая Нептуна. «Правда», 17/VI, 1968.
Билибин Ю.А. Основы геологии россыпей. АН СССР, М, 1955.
Костин В.Н., Нурок Г.А. Первый опыт и перспективы подводной добычи полезных ископаемых со дна морей и океанов. «Горный журнал», 1968, № 2
-0+1
Просмотров статьи: 9648, комментариев: 6
- Содержание сайта
- Комментарии
- Главная страница
Права
Разделение морского пространства регулируется Конвенцией ООН по морскому праву, которая была принята в 1982 году и действует с 1994-го. Она выделяет, прежде всего, территориальные воды (12 морских миль — 22 км), где действует правовой режим соответствующего государства, а также пространство его эксклюзивной экономической зоны (370 км), где то же государство сохраняет исключительное право на разведку и разработку ресурсов моря и дна. В некоторых случаях эта зона может быть расширена в пределах континентального шельфа, но не далее 350 миль (650 км) от берега. Следом начинается «юридически открытое море», область международного права.
Статус этих районов определен в 136-й статье Конвенции по морскому праву, которая объявляет ресурсы международного дна общим наследием человечества. Регулированием их исследований и эксплуатации занимается Международный орган по морскому дну (МОМД). Он же заботится и о сохранении среды, что закреплено в 145-й статье конвенции. МОМД включает экспертов из 167 стран и к настоящему моменту одобрил только 29 проектов по разведке и добыче подводных месторождений. 17 из них связаны с полиметаллическими конкрециями, большинство других — с разработкой неглубоко залегающих сульфидных руд. В 2001 году лицензию получила «Южморгеология», главное предприятие РФ, занятое освоением минеральных ресурсов международного района дна.
Тем временем многие государства сами присматриваются к возможностям добычи в пределах собственной эксклюзивной экономической зоны. Совместное предприятие Саудовской Аравии и Судана в 2020 году планирует начать разработку металлических залежей неглубоко на дне Красного моря. Канадская фирма Diamond Fields International уже добывает алмазы из океана у побережья Намибии, а канадская же Nautilus Minerals готовится к работе в море близ Папуа — Новой Гвинеи. Здесь, всего в 25 км от берега, на глубине чуть больше 1,5 км разведаны сульфидные руды, содержащие золото, серебро, цинк и другие металлы. По словам представителя Nautilus Minerals, местные залежи меди в 10−15 раз богаче обычных месторождений суши.
Национальные юрисдикции территории Мирового океана
Машины
Каким бы ни было подводное месторождение, его эксплуатация требует соответствующей (подводной!) горнодобывающей и горнопроходческой техники, а также системы подъема руды на корабль поддержки. Для доставки тяжелых металлических конкреций разрабатываются конвейерные системы, напоминающие вертикальные поезда вагонеток. Однако новогвинейское месторождение Solwara содержит сульфидные руды, дробящиеся сравнительно легко. Поэтому в Nautilus Minerals планируют использовать 12-дюймовый жесткий трубопровод, оснащенный поршневым насосом производства американской GE Hydril. Для подачи породы к этому «подводному пылесосу» разрабатывается специальная машина, разумеется, роботизированная.
Что бы мы ни добывали на морском дне, работать придется на приличной глубине, и техника для этого желательна именно беспилотная. В Папуа — Новой Гвинее будет трудиться целая бригада таких роботов: это и мощная фрезерная машина, предварительно расчищающая дно, и отдельный фрезер для добычи и измельчения породы, который сможет разрабатывать верхний слой на глубину около 10−12 м, и сборщик пульпы. На судне поддержки она будет освобождаться от избытков воды и перегружаться на баржи для доставки на берег, на перерабатывающий завод. При этом лишнюю воду добытчики обещают закачивать обратно, на ту же глубину, чтобы минимизировать перемешивание жидкости разной температуры и плотности, которое грозит нарушить жизнь океанских экосистем.
Добыча минеральных ресурсов океанского дна: технологии и опасности
Жизнь
Глубоководные районы занимают около половины площади планеты, но на них приходится до 95% общего объема биосферы. К сожалению, погружение на такую глубину связано с огромными техническими трудностями, поэтому мы до сих пор смутно представляем себе и местную жизнь, и те опасности, которые несет для нее эксплуатация местных ресурсов. Например, конкреции абиссальных равнин создают редкую на сыпучем дне твердую опору, которая исключительно важна для здешней фауны, от губок до ракообразных. Склоны срединно-океанических хребтов обеспечивают минералами бесчисленных жителей верхних слоев океана, служат местами обитания рыб и морских млекопитающих.
По словам представителей компании Diamond Fields Resources, ведущей добычу алмазов со дна Атлантики у берегов Намибии, уже тестовые заборы породы, проводившиеся в течение двух месяцев 2016 года, принесли 26 965 карат драгоценных камней.
«Черные курильщики» и вовсе населены уникальными организмами, которые порой не встречаются больше нигде в мире. Биологи находят здесь десятки новых видов каждый год и не без оснований опасаются, что после выработки такого месторождения местные экосистемы колонизуют уже совершенно другие существа, прежде здесь не жившие. Вдобавок, многие глубоководные жители отличаются исключительно медленным ростом и большой продолжительностью жизни. Достаточно назвать рекордсменов среди позвоночных — гренландских акул, возраст которых, по некоторым оценкам, может превышать 500 лет. Такие популяции чрезвычайно чувствительны к любому вмешательству извне.