Полезные ископаемые на дне тихого океана
Согласно исследованиям ученых-геологов, запасы большинства полезных ископаемых в Мировом океане во много раз превышают их объемы на суше. Некоторые из них, такие как нефть или природный газ, активно добываются человечеством, извлечение других находится на стадии разработок или теоретических исследований. Минеральные ресурсы Тихого океана составляют около 70% всех подводных богатств планеты Земля.
Минеральные ресурсы – это однородные, встречающиеся в природе неорганические породы.
Распространения железомарганцевых конкреций
Запасы железомарганцевых отложений самого большого океана на планете оцениваются в 112 млрд т. Общая площадь дна, на котором распространены конкреции, составляет 16 млн кв. км. Среднее содержание руды – 7,3 – 7,8 кг/кв. м, а в отдельных районах оно достигает 79 кг/кв. м. Опытные разработки участков проводят США и Япония.
Железомарганцевые конкреции распространены у западных берегов Канады и США, близ Японии, в экономической зоне островов Кука. Большая часть запасов сосредоточена в международных водах – зоне Кларион-Клиппертон (между Гавайскими островами и островами Клиппертон) или бассейне Перу (на юго-востоке Тихого океана).
Их статус и возможность использования регулируются Международным органом по морскому дну.
Промышленные запасы фосфоритов и баритов
Промышленные запасы фосфоритов в Тихом океане сосредоточены на вершинах подводных гор, поднятиях и в шельфовых районах материков и крупных островов. Сырье, используемое для производства минеральных удобрений, добывают в прибрежных районах Новой Зеландии и Калифорнии. Большие запасы сосредоточены у острова Науру.
Фосфорит – твердая порода с непостоянным минеральным составом.
Месторождения баритов, применяемых в химической промышленности, разработаны у берегов Аляски. Их запасы составляют 2,5 млн т.
Титаномагнетитовые и магнетитовые россыпи
Эти россыпи разрабатываются вблизи о. Хонсю, в Индонезии, на Филиппинах, возле российского острова Итуруп. Минеральные породы этих регионов отличаются высоким содержанием железа, титана и ванадия. В зависимости от месторождений из извлекаемого сырья также добывают медь, никель, золото, платину.
Рудообразующие гидротермы
В рифтовых зонах океанического дна встречаются “черные курильщики” – выходы ювенильных горячих вод с большим содержанием химических соединений различных металлов. Рудообразующие гидротермы распространены возле Галапагосских островов и в Калифорнийском заливе.
Рудообразующие гидротермы – это месторождения, созданные горячими минерализованными растворами.
В водах горячих источников, температура которых иногда достигает +250…+300°С, содержится высокая концентрация железа, меди и цинка.
В качестве примесей встречаются никель, кадмий, серебро, золото и др.
Нерудное сырье
Залежи нерудного минерального сырья лучше всего изучены в шельфовой зоне Тихого океана. Промышленный интерес представляют глауконитосодержащие пески (в состав минерала входят железо, кремнезем и оксид калия), месторождения пирита (сульфида железа) и доломита. В состав последнего минерала входят кальций и магний.
Нефтегазопроявления
В XX в. начались активные разработки нефтегазовых проявлений в море. В тихоокеанском регионе основные районы распространения горючих полезных ископаемых сосредоточены на его периферии:
- в Охотском море;
- в Притихоокеанской нефтегазоносной области России;
- в Южно-Китайском море;
- в Тасмановом море;
- в морях Малайского архипелага.
Добычу нефти ведут в Охотском море.
Добычу нефти и газа ведут США, Перу, Япония, Чили, Бруней, Австралия, Россия. Промышленным потенциалом обладает и шельфовая зона Китая.
Угленосные пласты
В прибрежных районах обнаружены залежи угленосных пластов. Морской добычей угля занимаются Австралия, Новая Зеландия, Япония. В азиатской стране доля энергетического сырья, извлекаемого из океана, составляет 40% от всего потребляемого.
Металлоносные осадки
Металлоносные осадки наиболее распространены в юго-восточной части океана. Площадь районов распространения донных отложений, в состав которых входят Fe и Mn, оценивается в 1 млн кв. км. Содержание металлов в сырье составляет 10%.
Металлоносные осадки – отложения дна морей и океанов.
Месторождения природных строительных материалов
Шельфовые регионы обладают большим потенциалом добычи природных строительных материалов. Для нужд промышленности извлекаются гравий, песок, глина, известняк-ракушечник и пр.
Сырье активно используется для строительства непосредственно в море, возведения масштабных конструкций – искусственных островов или аэропортов (в Японии).
Донные минеральные отложения Тихого океана
Эти отложения различают по методу их образования. Во многом это определяет и степень их распространенности. Также на наличие и концентрацию сырьевых ресурсов влияют климатическая зональность, рельеф дна, степень удаленности от суши (материка).
Вулканогенные ископаемые
Вулканогенные полезные ископаемые образуются как продукты извержений подводных и надводных вулканов. В Тихом океане они распространены в области огненного кольца, а также на периферийных участках.
Гидротермальные ископаемые образуются в процессе вулканизма.
Хемогенные
Хемогенные минеральные ресурсы образуются путем осаждения вещества из воды химическим путем. Для региона характерно образования небольших (до 2 мм) шариков карбоната кальция. Он встречается на мелководье (до 20 м). Залежи фосфоритов образовались у побережья Калифорнии на глубинах от 100 до 400 м.
Биогенные
Биогенные осадочные породы образуются в результате накопления останков живых организмов. За счет осаждения ракушек и простейших организмов сформировались кремнистые и карбонатные отложения. Содержание карбоната кальция в таких породах колеблется от 30 до 90%, а иногда составляет и 99,9%.
Биогенные породы образованы в результате жизнедеятельности животных.
Диатомовые природные ресурсы
Данные ресурсы образовались за счет накопления панцирей диатомовых водорослей в холодных регионах Тихого океана. Существует 2 района распространения глинистых илов, появившихся таким образом. Один из них простирается на 900-1200 км от Антарктиды, другой занимает участок в северной части региона в Охотском и Беринговом морях.
Полигенный слой
Полигенные минеральные ресурсы образовались под воздействием сразу нескольких факторов. Частицы таких пород не превышают 0,01 мм. К ним относятся красные глубоководные глины, занимающие 35-50% дна. Железомарганцевые конкреции, распространенные на удалении от материков, представлены этими типами пород.
Терригенные
Терригенные осадки появились в ходе выноса в водоем обломков горных пород суши водами рек. Больше всего они распространены в прибрежных регионах, но встречаются и в центральной части Тихого океана. Для этого типа минеральных осадочных пород характерно разделение по размеру – от мелких алевритовых глинистых отложений до крупных валунов и глыб.
По прогнозам геологов в ближайшие 50 лет потребности в железе, меди, цинке, алюминии увеличится минимум в полтора раза, а в нефти и других минеральных материалах – в два-три раза, но, по прогнозам геологов, олово, медь, цинк, никель на суше исчезнут через 25-30 лет, серебро и золото через 15-20 лет. Даже огромные запасы каменного угля подойдут к концу спустя столетие. И тогда только глубоководные разработки смогут обеспечить будущим поколениям единственный источник природного сырья, и человечеству придется осваивать гигантские запасы океанских недр, а пока делаются только первые шаги в этом направлении
Корки на океанском дне
Весной нынешнего года новостные агентства сообщили, что Россия получила эксклюзивное право разведки полезных ископаемых в Тихом океане. Международный орган по морскому дну предоставил России на 15 лет эксклюзивное право разведки в Тихом океане рудных полезных ископаемых на площади 3 тыс. кв. км. Согласно этому документу, Россия сможет исследовать кобальтоносные железномарганцевые корки (слой полезных ископаемых на дне) в районе Магеллановых гор Тихого океана.Специалисты предупреждают, что надо понимать исключительную сложность работы на глубинах 5–6 км, ее можно сравнить с освоением космоса. Это самый передний край технического прогресса. Создание комплекса, который будет ползать по дну, добывать руду, подавать ее на поверхность и там ее обогащать – такое пока происходит только в фантастических романах.
Еще одна заманчивая перспектива: добыча метана, который скапливается под дном океана в громадных количествах, в 2 раза превышающих общее количество угля, нефти и газа в мире. Метан мог бы решить энергетические проблемы будущего, но пока не придумали безопасный способ его добычи, морские глубины так просто свои богатства не отдадут. На глубине газ находится в виде замороженного гидрата метана, который «цементирует» морское дно. Если же ледяное твердое вещество превратится в газ, его объем увеличится более чем в 100 раз. Это делает его извлечение очень опасным для прибрежных регионов. Несмотря на то, что на океанском дне можно найти все элементы таблицы Менделеева, реализована пока только добыча со дна океанов и морей нефти и газа. Россия тоже активно участвует в разработке ресурсов, в том числе, в Тихоокеанском регионе.
Богатства Сахалина
На Сахалинском шельфе и в других районах Охотского моря сосредоточены огромные запасы рыбы и морепродуктов. Коренных жителей региона всегда кормило море. У берегов острова сосредоточены самые большие запасы крабов и беспозвоночных, в том числе, морских ежей. На побережье строят свои гнезда и отдыхают при сезонных перелетах птицы. Здесь находятся лежбища морских котиков, сивучей.
Кроме живых морских богатств, в регионе открыты уникальные месторождения нефти и газа.
Сахалинская область стала центром нефте- и газодобычи на Дальнем Востоке. Здесь открыто более 80 месторождений, в том числе,16 на шельфе острова Сахалин в Охотском море. 8 шельфовых месторождений по объемам запасов специалисты отнесли к категории крупных, а 2 из них, Лунское месторождение проекта «Сахалин-2» и Южно-Киринское проекта «Сахалин-3» – к категории уникальных.
Проект «Сахалин-3» по разработке крупнейшего Южно-Киринского газоконденсатного месторождения активно развивается. Большинство разведанных запасов нефти и газа находятся на северо-восточном шельфе Сахалина.
В соответствии с принятыми документами, должен быть заранее рассчитан и скомпенсирован возможный ущерб, нанесенный экологии края и ее биологическим ресурсам, в том числе, рыбным.
Какие работы выполняются при освоении месторождений нефти и газа:
– Геологические изыскания, сейсморазведка, бурение для оценки запасов;
– Монтаж платформ, прокладка трубопроводов, бурение скважин, подготовка инфраструктуры на берегу;
– Эксплуатация месторождения – добыча полезных ископаемых, обслуживание скважин, транспортировка нефти и газа.
Какие риски для окружающей природы они несут:
– При выполнении сейсморазведки выполняется несколько миллионов пневмовзрывов, ударные волны от них вызывают гибель мальков рыб, а у взрослых особей поражают зрение, слух, нарушают способность к ориентации.
– При бурении образуются буровой раствор и шлам, которые сбрасываются обратно в море. К сожалению, в них содержатся тяжелые металлы и другие токсичные вещества. Из-за этого ухудшаются характеристики воды, гибнет фито- и зоопланктон.
– Вероятность аварий, главная из которых разлив нефти, имеющий долговременные отрицательные последствия (гибель морских гидробионтов и птиц, загрязнение воды).
Как защитить природу:
В российском законодательстве существуют строгие требования по охране природы при освоении нефтегазовых месторождений и компенсации возможного ущерба для морской экологии. Главное, добиться строгого соблюдения этих требований. Необходим экологический мониторинг и открытый доступ к собранной информации для самых широких слоев общественности.
Например, законом прямо запрещено сбрасывать буровые отходы в море, но, к сожалению, эти нормы часто нарушаются. Важный момент, который нужно учесть при работах на Сахалине – это высокая сейсмическая опасность в регионе. При прокладке трубопроводов должна быть обеспечена прочность, необходимая для их функционирования даже в условиях землетрясения силой 9 баллов. Очень важно минимизировать возможность столкновения танкеров, перевозящих нефть с рыболовными судами.
Несмотря на все экономические плюсы от увеличения добычи нефти и газа на Сахалине и в других регионах, нельзя жертвовать рыбной отраслью. Срок эксплуатации месторождений исчисляется десятками лет, нефть и газ – ресурс не возобновляемый, в отличие от морских биологических ресурсов: рыбы и других обитателей океана, которых мы должны сохранить для наших потомков.
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.
Группа японских ученых из Токийского университета обнаружила огромные запасы кобальта и некоторых редкоземельных металлов на дне Тихого океана в районе японского острова Минамиторисима, расположенного в 2 тыс. км к юго-востоку от Токио.
Об этом сообщил телеканал NHK.
Сами металлы обнаружены в составе шарообразных минеральных образований – железомарганцевых конкреций. На кадрах, снятых учеными во время погружения на глубину 5,5 тыс. метров, видно, что обширная часть океанического дна буквально усыпана коричнево-черными конкрециями диаметром от 5 до 10 см.
В результате анализа выяснилось, что в составе этих образований содержится марганец, кобальт и некоторые редкоземельные металлы. Аналогичные залежи на площади 44 тыс. кв. км уже ранее были обнаружены у побережья острова Кюсю, однако находка в районе Минамиторисимы значительно более существенная, говорят ученые.
“Объемы этих придонных залежей кобальта сопоставимы с объемом его потребления в Японии на протяжении 1600 лет. То, что он был обнаружен в исключительной экономической зоне Японии, имеет большое значение. Я бы хотел, чтобы в будущем в Японии стала бы возможной собственная добыча природных ресурсов”, – рассказал о находке профессор Токийского университета Ясухиро Като.
https://tass.ru/nauka/3573362
27.10.2013 Япония будет добывать полезные ископаемые в океане https://www.japantoday.ru/chto-pochitat/yaponiya-budet-dobyvat-poleznye-iskopaemye-v-okeane.html
летом 2013 года Япония получила права добывать столь необходимые ей полезные ископаемые в Тихом океане. Этим правом страна будет пользоваться на протяжении еще 15 лет. Добычу полезных ископаемых Страна восходящего солнца будет осуществлять на территории в 3 тысячи квадратных километров возле острова Минамиторисима на северо-западе Тихого океана.
На этой территории находятся редкоземельные металлы в больших количествах. Ими страна сможет обеспечить себя на несколько веков вперед, а объем самих запасов в 100 раз больше, чем объем всех редкоземельных металлов, которые были разведаны ранее.
29.03.2013 Японские геологи обнаружили на океанском дне редкоземельные элементы https://animeweekend.ru/nauka/5789
При выполнении японскими геодезистами разметки участка морского дна были обнаружены редкоземельные элементы.
Месторождение было обнаружено на дне Тихого океана неподалеку от острова Минамиторисима, при этом залежи редкоземельных элементов расположены в исключительной экономической зоне Японии, а их глубина залегания составляет всего 1-10 метров ниже уровня дна океана. Согласно подсчетам японским ученых, запасы этих полезных ископаемых более чем в сто раз превышают объемы всех ранее найденных редкоземельных элементов на планете. Кроме того, эксперты уже выяснили, что их добыча с глубины не будет сложной и дорогостоящей.
Данная находка еще ценна для Японии тем, что абсолютным монополистом в добыче редкоземельных элементов (94%) является Китай. Главным же потребителем данного сырья является японская автомобильная и электронная промышленность, на их долю приходится около половины добычи во всем мире.
Комментарии https://aftershock.news/?q=node/430229
i/ Эти конкреции – тема типа сланца. Про конкреции лечат уже десятки лет.
Запудривают мозг проведением негодных аналогий с традиционными месторождениями. А тут добыча выглядит не как разработка точки, а как сбор на многокилометровой глубине на огромных площадях поверхности дна шариков, в которых какие-то микроскопические доли всякоразных ништяков (включая золото, кстати). Да я просто охреневаю от себестоимости такой добычи.
ii/ : метангидраты уже добывали из пучины морской , теперь кобальт выкапывают в неимоверных количествах . Только бы не перестарались : место у них неспокойное – провалятся , нахрен , под землю.
Карта минеральных ресурсов и донных осадков мирового океана (1985) https://www.mining-enc.ru/m/mineralnye-resursy/
ВНИИОкеангеология. Отдел геологии и минеральных ресурсов океана
https://vniio.ru/podrazdelenie_3
https://vniio.ru/izuchenie_geologii_i_tverdyh_polezn
https://vniio.ru/izuchenie_geologii_i_tverdyh_polezn
ЖМК – железо-марганцевые конкреции, КМК – кобальт-марганцевые корки, ГПС – глубоководные полиметаллические сульфиды
1 – граница мегапояса океанского железомарганцевого конкрециеобразования; 2 – граница поясов океанского железомарганцевого конкрециеобразования;
3 – номера и названия поясов: I – Северный Приэкваториальный, II – Экваториальный, III – Южный Приэкваториальный, IV – Субантарктический; 4, 5 – поля распространения ЖМК и КМК (цифры в кружках): 1 – Кларион-Клиппертон, 2 – Центрально-Тихоокеанское, 3 – Перуанское, 4 – Калифорнийское, 5 – Пенрин, 6 – Южно-Тихоокеанское, 7 – Менарда, 8 – Уэйк, 9 – Мидпасифик, 10 – Гавайское, 11 – Магеллановых гор, 12 – Лайн, 13 – Центрально-Индоокеанское, 14 – Западно-Австралийское, 15 – Диамантина, 16 – Мадагаскарское, 17 – Экватор, 18 – Северо-Американское; 6 – скопления океанических сульфидных руд: 1 – ТАГ, МИР, Снейк Пит, Брокен Спур, Лаки Страйк, Менез Гвен; 2 –Логачев; 3 – Красное море (впадины Атлантик II, Вальдивия, Суакин); 4 – Трог Окинава, Идзу-Бонино; 5 – Манус, Вурдлак; 6 – Трог Лау; 7 – Хуан-де-Фука, хр.Эксплорер, хр.Эндевор; 8 – Калифорнийский залив (Гуаймас), 21о с.ш. ВТП, 9 – 12о с.ш.ВТП, 10 – Галапагос; 11 – 21-22о ю.ш. ВТП; 12 – Командорские о-ва (вулкан Пийпа); 7 – фосфориты (фосфоритовые провинции и области): 1 – Калифорнийская,
2 – Перуано-Чилийская, 3 – Япономорская, 4 – Чатем, 5 – Средне-Тихоокеанская, 6 – Капская, 7 – Марокканская, 8 – Атлантическая; 8 – осевая зона и центральный
рифт срединно-океанического хребта: И-Т – Индо-Тихоокеанское звено, И-А – Индо-Атлантическое звено, И-К – Индо-Красноморское звено мировой системы
срединно-океанических хребтов
https://www.vipstd.ru/gim/content/view/70/146/
Мировой океан, литература https://www.geokniga.org/labels/5949
– – – –
История с подводными месторождениями металлов почти столь же стара, сколь и история с метангидратами 🙂
Подводные поля делят, но с тем же успехом, что и Луну