Havsbottenbrytning efter sällsynta metaller – en lysande idé eller en annan miljökatastrof?

Dussintals världsledare från 55 länder anlände till hamnen i Brest i Frankrike denna vecka för toppmötet One Ocean, ett aldrig tidigare skådat internationellt politiskt möte för att ta upp ett brett spektrum av akuta maritima frågor, från överfiske till plastföroreningar till piratkopiering.

Men en fråga – gruvdrift på havsbotten – verkade väcka uppmärksamheten. Frankrikes president Emmanuel Macron har preliminärt gett sitt stöd till idén, identifierat utforskning av havsbotten som en investeringsprioritet för Frankrike, och lyft fram potentialen att få tillgång till "sällsynta metaller" samt en bättre förståelse av marina ekosystem.

Men många miljögrupper motsätter sig idén och säger att det kommer att vara skadligt för känsligt marint liv, inklusive för arter som inte ens har upptäckts ännu.

I ett brev denna vecka från senator Lisa Murkowski till energiminister Jennifer Granholm, satte Murkowski frågan om havsbottenbrytning i centrum och påpekade att USA inte har ratificerat FN:s havsrättskonvention (UNCLOS), så vi är inte en del av förhandlingarna om regler för havsbottenbrytning.

Det finns ingen diskussion om att kritiska metaller som Co, Li, Te och Nd är avgörande för en framtida energisnål energi om förnybara energikällor och elfordon ska spela en stor roll.

Det finns heller ingen debatt om att vi har ett bedrövligt ont om tillgång på dessa metaller, en tillgång som generellt sett är en miljömässig och social mardröm.

Avfallet från Li, grafit och högrenhet-Si-bearbetning har förstört hela byar och ekosystem i bland annat Kina, Indonesien och Bolivia. Amerika har fortfarande att göra med den sura gruvdräneringen som finns kvar efter 120 års gruvdrift. Och som bloddiamanter kommer hälften av Co-förnödenheterna från omänskliga barnarbetesmetoder.

Anledningen till att detta är så viktigt är att många av de människor som stöder den nya energirevolutionen av icke-fossila bränslen och förnybara energikällor, elfordon, bevarande och effektivitet, också bryr sig om de sociala frågor som många av dessa tekniker införlivar i deras spår – korruption , miljöföroreningar, extrem fattigdom och barnarbete.

Inte den bild som människor på det skuggodlade kaféet eftersökte som surfar på internet efter frigående ägg på sina iPhones.

Så nya metallkällor bör överväga deras livscykel koldioxidavtryck, miljöföroreningar och sociala rättvisa effekter. Alla är överens om att det är en utmärkt sak att återvinna de metaller vi har, men vi kommer att behöva tusen gånger så mycket kritiska metaller vi har nu, även om vi återvinner till 100 %.

Geologer har länge vetat att havsbotten är full av metaller - Cu, Ni, Ag, Au, Pt och till och med diamanter. Manganknölar är polymetalliska stenkonkreteringar som ligger löst på havsbotten eller begravda grunt i sedimentet.

Dessa knölar förekommer i de flesta hav, även i vissa sjöar, och är rikliga på djuphavets avgrundsslätter mellan 4,000 6,000 och 13,000 20,000 meter (XNUMX XNUMX och XNUMX XNUMX fot). Knölarna kan lätt skördas från havsbotten.

Clarion-Clipperton-zonen är den största av de mest ekonomiska zonerna, ungefär lika stor som Europa och sträcker sig från Mexikos västkust till Hawaii. Denna zon är också i centrum i One Ocean Summit denna vecka. Den totala massan av manganknölar i denna zon är över 21 miljarder ton. Andra viktiga områden inkluderar Peru Basin, Penrhyn Basin nära Cooköarna och centrala Indiska oceanen.

Dessa områden övervakas av FN:s internationella havsbottenmyndighet (ISA).

Till skillnad från metallmalmer på land som sällan har metallutbyten över 20 %, och ofta är mindre än 2 %, är dessa havsbottenknölar till 99 % användbara mineraler – 33 % metall och resten användbara i produkter som byggmaterial och gödningsmedel eftersom det inte finns några giftiga nivåer av tunga ämnen som kvicksilver eller arsenik.

Så det finns inget giftigt avfallsavfall eller gruvavfall som på land, ingen avskogning, inga dagbrott, inga förorenade floder eller akviferer och inga avfallsavfall

Havsbottengruvor använder inte barnarbete som mycket av landbrytningen gör. Och den har ett koldioxidavtryck under hela livscykeln som är 90 % mindre än landbrytning.

En studie av Paulikas et al. (2020) tillsammans med andra peer-reviewed studier, jämför land- och havsbrytning från ett dussin miljösynpunkter och resultaten visar att havsbrytning är 70 % till 99 % mindre miljöpåverkande än landbrytning i alla kategorier.

Så vad ska man inte gilla med det här?

I stort sett bara livsmiljöeffekterna. Brytning, pumpning och rengöring av manganknölarna kan skapa sediment, buller och vibrationer.

Så den stora frågan, och det slutliga beslutet, är – är fördelarna med kol, föroreningar och social rättvisa viktigare än ekosystemskadorna på havsbotten? Och kan vi minimera den ekosystemskadan?

Det tycker verkligen Metals Company. Metals är ett kanadensiskt företag som arbetar i en ISA-beviljad del av Clarion-Clipperton-zonen. De har genomfört en flerårig miljökonsekvensbedömning för att till fullo förstå och mildra potentiella skador på miljön. Det finns några nyckelelement om området och processen som är viktiga.

Clarion Clipperton Zone är ett av de minst produktiva områdena i havet, med en av de lägsta biomassamiljöerna på planeten, mycket lik öknar på land. Abyssal CCZ är hem för 300 gånger mindre biomassa än i en genomsnittlig biom på land, och upp till 3000 gånger mindre jämfört med regnskogsregioner där mycket konventionell gruvdrift äger rum. Det finns inga växter, 70% av livet existerar som bakterier, och de flesta organismer är mindre än 4 cm.

Jag vill inte bagatellisera någon organism men Kurt Vonnegut noterade att det inte finns något sådant som en gratis lunch, så vi måste bryta områden med minst organismer och mångfald eftersom vi kommer att bryta någonstans. Antingen det eller håll dig till fossila bränslen.

När det gäller sediment som släpps ut i vattenpelaren visar experimentellt arbete utfört av MIT, Scripps och The Metals Co extremt hög utspädning av sedimentkoncentrationen per liter inom några ögonblick efter utsläpp. Och experimentellt arbete visar att 20 samtidiga operationer som samlar in 3Mpta (våta) av knölar skulle krävas för att partikelkoncentrationerna skulle stiga över bakgrundsnivåer som uppmätts i CCZ.

Dessutom, om alla partiklar som introduceras i vattenpelaren genom dessa operationer snabbt sjunker till havsbottens CCZ-området, skulle det resulterande nedfallet vara 0.02 mikrogram per år - bara 2% av den observerade normala sedimentationshastigheten i CCZ på 1 mikrogram per år.

Baserat på 11 havsbottenstörningar och kommersiella gruvstudier är ekologiska återhämtningsgrader för knöluppsamling mycket lägre än för gruvbrytning på land – årtionden kontra årtusenden.

ISA har avsatt fler områden för skydd (1.44 miljoner km2) än vad som för närvarande är under utforskning (1.1 miljoner km2) och entreprenörer kommer att avsätta ytterligare områden och lämna kvar 15 % av knölarna för att ytterligare hjälpa återhämtningen.

Slutligen kommer forskning som pågår avgöra var det är bäst att återföra processvattnet. Det ser ut att vara cirka 1,500 XNUMX meter, långt under den eufotiska zonen, där det är osannolikt att det finns någon betydande påverkan på organismer i vattenpelaren och där temperaturskillnaden mellan det vattnet och vattnet på havsbotten inte kommer att orsaka betydande effekter .

Sammantaget är det osannolikt att dessa processer orsakar de utbredda dödsfallen så fruktade av många, inklusive mig själv.

Till skillnad från landoperationer kommer de flesta havsbottenuppsamlare endast att störa de översta 5 cm av havsbotten och kommer att rikta ett vattenflöde parallellt med havsbotten för att lyfta knölarna utan att faktiskt röra dem.

Detta är inte att säga att operationen kommer att vara perfekt, men den kommer att vara mycket, mycket mindre effektfull än någon landoperation, och är den mest optimala metoden för att få dessa kritiska metaller mellan nu och 2050.

Då kommer vi förhoppningsvis att återvinna så mycket att all gruvdrift som behövs utöver den tiden kommer att vara minimal.