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Nel 1972, un giovane ecologista di nome Hjalmar Thiel si avventurò in una parte remota dell’Oceano Pacifico nota come Clarion-Clipperton Zone (CCZ). Il fondale marino vanta una delle più grandi collezioni non sfruttate al mondo di elementi delle terre rare. Circa 4.000 metri sotto la superficie dell’oceano, il fango abissale della CCZ contiene trilioni di noduli polimetallici – depositi delle dimensioni di una patata carichi di rame, nichel, manganese e altri minerali preziosi.

Thiel era interessato alla meiofauna della regione, in gran parte non studiata – i piccoli animali che vivono su e tra i noduli. I suoi compagni di viaggio – futuri minatori – erano più desiderosi di raccogliere le sue ricchezze. “Abbiamo avuto un sacco di lotte”, dice. In un altro viaggio, Thiel visitò il Mar Rosso con aspiranti minatori desiderosi di estrarre minerali potenzialmente preziosi dai fanghi ricchi di metalli della regione. A un certo punto, li ha avvertiti che se avessero continuato con i loro piani e scaricato i loro sedimenti di scarto sulla superficie del mare, avrebbero potuto soffocare i piccoli nuotatori come il plancton. “Erano quasi pronti ad affogarmi”, ricorda Thiel dei suoi compagni.

In un confronto successivo, Thiel – che era all’Università di Amburgo in Germania – ha messo in discussione il modo in cui l’industria prevedeva di testare l’impatto ambientale dell’estrazione dai fondali marini. Gli fu consigliato sommessamente di fare il proprio test. E così fece, nel 1989.

Trenta anni dopo, il test che Thiel e un collega hanno ideato è ancora il più grande esperimento mai fatto sui potenziali impatti dell’estrazione commerciale in alto mare. Chiamato DISCOL, il semplice esperimento consisteva nel rastrellare il centro di un lotto di circa 11 chilometri quadrati nell’Oceano Pacifico con un attrezzo largo 8 metri chiamato erpice ad aratro. L’estrazione mineraria simulata ha creato un pennacchio di sedimenti disturbati che è piovuto e ha sepolto la maggior parte dell’area di studio, soffocando le creature sul fondo del mare. Il test ha rivelato che l’impatto dell’estrazione mineraria dei fondali marini arrivava più lontano di quanto chiunque avesse immaginato, ma non ha effettivamente estratto alcuna roccia dal fondo del mare, che avrebbe distrutto ancora più vita marina.

Ci sono stati molti tentativi di far avanzare l’approccio di base di DISCOL, ma nessuno è riuscito, soprattutto a causa di difficoltà tecniche e finanziarie. L’ultima prova mineraria pianificata, per testare una macchina robotica per la raccolta dei noduli nella CCZ questo aprile, è stata annullata all’ultimo minuto a causa di un guasto tecnico. La prova, pianificata dall’appaltatore belga Global Sea Mineral Resources, avrebbe dato agli scienziati una migliore comprensione degli impatti dell’estrazione dal fondo del mare utilizzando un trattore da 25 tonnellate per arare il fondo dell’oceano.

“Questa è stata sicuramente una battuta d’arresto significativa, perché era davvero l’unica opportunità per cercare anche solo di iniziare a vedere l’interazione di queste grandi macchine pesanti con l’ambiente marino”, dice Kristina Gjerde, un consigliere di politica d’alto mare con l’Unione internazionale per la conservazione della natura a Cambridge, Massachusetts.

Questa è stata la traiettoria travagliata dell’estrazione mineraria in acque profonde da quando gli industriali avidi hanno dimostrato, quasi mezzo secolo fa, che era tecnicamente possibile estrarre metalli rari e minerali dal fondo dell’oceano. Le aziende e le nazioni hanno spesso promesso che presto avrebbero iniziato a estrarre minerali preziosi dalle profondità, ma gli sforzi commerciali non sono riusciti a decollare per una serie di motivi – in particolare gli enormi costi iniziali, il valore storicamente basso dei minerali di mare profondo e la mancanza di regolamenti, che hanno contribuito alla diffidenza degli investitori.

“La tecnologia è disponibile – è l’incertezza finanziaria e normativa che ha trattenuto l’industria”, dice Govinder Singh Chopra, fondatore di SeaTech a Singapore, un progettista di navi di supporto per l’estrazione in acque profonde. Una crescente domanda di batterie per alimentare le auto elettriche e per immagazzinare l’energia eolica e solare ha fatto salire il costo di molti metalli delle terre rare e ha rafforzato il business case per l’estrazione dai fondali marini. Inoltre, i regolamenti tanto attesi dell’industria – sotto forma di un codice minerario – dovrebbero essere finalizzati entro il 2020, mettendo in atto un processo in cui gli appaltatori possono richiedere licenze trentennali per estrarre “aree di rivendicazione” assegnate in parti del fondo marino internazionale come la CCZ. I minatori stanno già esplorando la potenziale ricchezza di queste aree di rivendicazione, ma nessuna estrazione commerciale inizierà fino a quando i regolamenti non saranno in vigore. Gli investimenti in questa industria stanno crescendo.

Il mese scorso, una start-up chiamata DeepGreen a Vancouver, Canada, ha annunciato che sta raccogliendo 150 milioni di dollari per iniziare ad esplorare la ricchezza mineraria in una parte dell’Oceano Pacifico – un segno di crescente fiducia nel futuro dell’industria.

Sia gli scienziati che gli ambientalisti, tuttavia, sono preoccupati che la creazione di regolamenti incoraggerà l’industria ad iniziare l’estrazione molto prima che ci siano abbastanza informazioni su come gli operatori possono evitare di causare gravi danni ambientali. Gli scarsi dati esistenti suggeriscono che l’estrazione in acque profonde avrà impatti devastanti e potenzialmente irreversibili sulla vita marina.

Da quando l’esperimento DISCOL è stato completato, gli scienziati sono tornati sul sito quattro volte, più recentemente nel 2015. Il sito non si è mai ripreso. Nelle aree arate, che rimangono visibili oggi come 30 anni fa, c’è stato poco ritorno di animali caratteristici come spugne, coralli molli e anemoni di mare. “Il disturbo è molto più forte e dura molto più a lungo di quanto avremmo mai pensato”, dice Thiel.

Il posto tranquillo

Il mare profondo – solitamente definito come il regno sotto i 200 metri – è un mondo di estremi. Le temperature vicino al fondo del mare in molti luoghi si avvicinano a 0 °C, non c’è quasi nessuna luce, e la pressione può superare i 1.000 bar, equivalente ad avere un paio di elefanti in piedi sul tuo alluce. Ma la vita continua a prosperare. Il mare profondo contiene una vasta gamma di ecosistemi che i ricercatori hanno appena iniziato a studiare.

I minatori si sono concentrati su tre tipi di ambiente da esplorare per un potenziale raccolto. Le pianure abissali come la CCZ sono disseminate di noduli metallici che si formano nel corso di milioni di anni quando i minerali precipitano intorno a denti di pesce, ossa o altri piccoli oggetti. Queste regioni sono alcuni degli ecosistemi più tranquilli e remoti del pianeta, dove i sedimenti fini piovono al ritmo di circa un centimetro ogni 1.000 anni. Questo ambiente a bassa energia è la casa di vermi policheti, crostacei, spugne, cetrioli di mare, stelle marine, stelle di mare, ricci di mare e vari pesci di acque profonde, così come innumerevoli specie microbiche e piccole creature che vivono nei sedimenti.

Un altro tipo di deposito minerale è la crosta ricca di metalli che copre le montagne sottomarine, che si ergono per migliaia di metri sopra le pianure abissali. Questi rivestimenti sono pieni di metalli di alto valore, come cobalto, platino e molibdeno. L’ambiente delle montagne sottomarine è dominato da coralli, spugne e altri filtratori, oltre che da tonni, squali, delfini e tartarughe marine.

Una terza forma di deposito minerario che sta attirando l’attenzione sono i solfuri massicci – ricchi di rame, piombo, zinco, oro e argento. Questi minerali si formano intorno a bocche di acqua surriscaldata che si trovano lungo le creste vulcaniche che attraversano i bacini oceanici. Le bocche idrotermali sostengono creature come il piccolo granchio yeti cieco (Kiwa tyleri) con il suo caratteristico pelo biondo e peloso, e la lumaca dai piedi squamosi (Chrysomallon squamiferum), che blinda il suo interno morbido con un guscio di ferro ed è il primo animale di mare profondo ad essere dichiarato in pericolo a causa della minaccia delle miniere.

Per anni, si è pensato che il primo ambiente di profondità ad essere estratto sarebbe stato quello dei camini idrotermali nelle acque territoriali della Papua Nuova Guinea. La Nautilus Minerals di Toronto, Canada, stava perseguendo quel progetto, ma difficoltà finanziarie e l’opposizione locale hanno fatto deragliare l’impresa, lasciando la CCZ come il banco di prova più probabile per l’estrazione in acque profonde. Le stime suggeriscono che i noduli in quella regione contengono più cobalto, manganese e nichel del totale di tutti i depositi conosciuti sulla terraferma (vedi “Tesoro sommerso”). La CCZ si estende dalle Hawaii alla penisola di Baja California, ed è ampia quanto gli Stati Uniti contigui.

Le aziende stanno costantemente andando avanti con i piani di sfruttamento dei minerali nella CCZ. L’International Seabed Authority (ISA) – un organismo di 168 membri creato dalle Nazioni Unite per promuovere e regolamentare l’estrazione dei fondali marini – nell’ultimo decennio ha concesso 29 licenze di esplorazione a contraenti sponsorizzati dai governi nazionali per esplorare le ricchezze minerarie in una serie di località in acque profonde. Delle licenze concesse, 16 sono per la CCZ, e queste coprono circa il 20% dell’area totale.

Dalla prima visita di Thiel nella regione nel 1972, gli scienziati l’hanno esplorata molto più in dettaglio. Il biologo d’alto mare Craig Smith dell’Università delle Hawaii a Honolulu ha passato 30 anni a studiare le comunità della CCZ, dove ha raccolto cetrioli di mare, ricci di mare, coralli molli, stelle marine, anemoni di mare, vermi e molto altro. Circa il 90% delle specie animali che il suo gruppo ha raccolto sono nuove per la scienza o non descritte. Tra queste ci sono specie rare che non si trovano da nessun’altra parte nelle profondità marine. Smith pensa che, ancora oggi, gli scienziati hanno campionato solo lo 0,01% dell’area totale della CCZ.

In una singola area di reclamo del Regno Unito di 55.000 chilometri quadrati, Smith e i suoi colleghi sono stati sorpresi a raccogliere più di 1.000 specie animali, che stimano essere meno della metà del numero totale che vive lì. “E questo senza contare i microbi, di cui ci sono oltre 100.000 specie diverse”, dice Smith. “Ci aspettiamo che ci siano migliaia di specie che sono uniche nella CCZ”, dice. “Ho studiato la biodiversità lì per decenni, ma non sappiamo ancora così tanto”. Alcune delle specie potrebbero avere piccole gamme, quindi se dovessero essere spazzate via, sarebbe un’estinzione globale.

Data gaps

Anche se l’estrazione mineraria in profondità minaccia alcune di queste specie, ha anche aumentato la consapevolezza della biodiversità dell’ambiente del fondo del mare. Per legge, gli appaltatori minerari sono tenuti a valutare ciò che vive nella loro area di rivendicazione, e Smith e molti altri biologi di acque profonde conducono indagini ecologiche per aiutare gli appaltatori a stabilire questa linea di base. E i futuri minatori possono effettuare test per capire come le loro attrezzature avranno un impatto sull’ambiente in cui lavoreranno.

Lo scopo di tali studi è quello di aiutare i minatori e l’ISA a ridurre ogni potenziale danno dell’industria e a sviluppare piani di gestione ambientale. Ma molti ricercatori dicono che il sistema non ha funzionato bene in pratica, in parte perché i requisiti per i dati di base sono deboli.

I dati sono stati riservati, ma stanno diventando disponibili al pubblico questo mese. “Sarà abbastanza eloquente perché avremo un’idea per la prima volta della qualità e della quantità dei dati degli appaltatori. La mia ipotesi è che molti appaltatori non stanno mettendo insieme ciò che noi consideriamo come una valutazione di base completa”, dice Daniel Jones, un ecologo di acque profonde presso il National Oceanography Centre di Southampton, Regno Unito.

Un’altra preoccupazione tra i ricercatori è che non ci sono requisiti per testare gli impatti ambientali delle macchine minerarie giganti prima dell’inizio dell’estrazione commerciale. Dal 1970, solo 12 test su piccola scala sono stati fatti sull’estrazione dei noduli, la maggior parte usando uno strumento stretto, largo circa 2,5 metri, per disturbare il fondo del mare. Di questi, DISCOL è considerato il più avanzato, soprattutto a causa dell’aratro più largo, della grande area coperta e della lunga serie di dati. “Tutti questi studi hanno dei difetti, e anche DISCOL è imperfetto, ma è il meglio che abbiamo”, dice Jones.

Molti scienziati e conservazionisti dicono che la radice di alcuni dei problemi è che l’ISA ha due responsabilità. Quando è stata istituita dall’ONU nel 1994, l’ISA ha ricevuto due mandati: proteggere i fondali marini internazionali da gravi danni e sviluppare le sue risorse, assicurando che il loro sfruttamento vada a beneficio dell’umanità. (Nelle acque nazionali, i paesi possono sviluppare le proprie regole sull’estrazione dei fondali marini, ma devono essere almeno rigorose come le regole che saranno adottate l’anno prossimo dall’ISA). L'”ISA è sia bracconiere che guardiacaccia”, dice Hannah Lily, un avvocato marittimo del Pew Charitable Trusts di Londra, che non parla a nome di Pew.

L’ISA ha risposto ad alcune di queste preoccupazioni. Dice che “un aspetto estremamente importante del mandato dell’ISA è garantire valutazioni ambientali appropriate e salvaguardie nelle attività che regolamenta”, per esempio.

Dice anche che “le sue decisioni sono prese per consenso tra i 168 paesi che ne fanno parte, tutti i paesi hanno un voto”. Finora, i membri hanno approvato solo attività di esplorazione.

L’appaltatore belga Global Sea Mineral Resources ha difeso il modo in cui gli appaltatori minerari e l’ISA stanno andando avanti. Dice che l’ISA è stata proattiva nello stabilire un piano di gestione ambientale che include la messa da parte di nove aree di particolare interesse ambientale. L’intenzione è quella di mantenere queste aree – circa il 30% della CCZ – libere dall’attività mineraria per proteggere la biodiversità.

Soffocato dai sedimenti

L’attività mineraria nella CCZ, se avverrà, è ancora lontana quasi un decennio, con la Global Sea Mineral Resources che punta ad aprire una miniera commerciale in alto mare entro il 2027. Quando inizierà, la scena sul fondo dell’oceano sarà più o meno così: macchine robotiche grandi come mietitrebbie strisceranno lungo, raccogliendo noduli metallici e aspirando i primi 10 centimetri o giù di lì di sedimenti morbidi con loro. Poiché i noduli crescono così lentamente, la loro estrazione li rimuoverà effettivamente dal fondo del mare in modo permanente, dicono gli scienziati.

I noduli sono un habitat insostituibile per molte delle creature che vivono nella CCZ. “Per la maggior parte degli animali nelle immediate vicinanze, l’estrazione sarà letale. Spazzerà via la maggior parte dei grandi animali e tutto ciò che è attaccato ai noduli. Questo è un dato di fatto, direi”, dice Henko de Stigter, uno scienziato dei sistemi oceanici presso il Royal Netherlands Institute for Sea Research a Texel, la cui valutazione è condivisa da molti ricercatori.

Ma l’impatto dell’estrazione nella CCZ sarebbe molto più ampio che uccidere solo l’ecosistema intorno ai noduli. Mentre i collettori si spostano sul fondo del mare, solleverebbero grandi nuvole di sedimenti morbidi che si disperderebbero, forse per decine di migliaia di chilometri, prima di risistemarsi. Ad alte densità, i pennacchi di sedimenti possono seppellire e soffocare gli animali sul fondo del mare. Quanto lontano il sedimento si disperderà rimane sconosciuto. “Stiamo solo iniziando a vedere quanto lontano arriva il pennacchio e siamo ancora molto lontani dal sapere quale sarà l’effetto”, dice de Stigter. Il mese prossimo, egli testerà gli impatti di un prototipo di raccoglitore di noduli nelle acque basse del Mediterraneo.

Gli scienziati stanno anche effettuando simulazioni di laboratorio e al computer per valutare l’impatto del sedimento disturbato. Uno studio di modellazione al computer, pubblicato a gennaio (B. Gillard et al. Elem. Sci. Anth. 7, 5; 2019), ha scoperto che il sedimento potrebbe richiedere fino a dieci volte più tempo per reinsediarsi rispetto a quanto attualmente ipotizzato, il che significa che probabilmente viaggerà più lontano nella colonna d’acqua. E alcuni ricercatori dicono che anche tracce di sedimenti smossi dalle operazioni di estrazione potrebbero soffocare la vita sul fondo del mare molto lontano.

Nella CCZ, una volta che i noduli sono stati raccolti da una mietitrice, saranno spinti su un tubo lungo chilometri verso una grande nave di supporto di superficie, che smisterà milioni di noduli al giorno e restituirà i sedimenti di scarto al mare, creando un altro pennacchio. In questo momento, c’è poca chiarezza su dove saranno rilasciati i rifiuti, in parte perché riportare i sedimenti sul fondo del mare è costoso e tecnicamente impegnativo. Un suggerimento è quello di reiniettare il pennacchio ad una profondità di 1.000 metri, ancora migliaia di metri sopra il fondo del mare. Gli scienziati si preoccupano che questa pratica potrebbe danneggiare o uccidere la vita a media profondità, proprio come Thiel temeva 30 anni fa.

Senza maggiori informazioni su questi ambienti di mare profondo, i ricercatori non sanno nemmeno come definire i rischi. “Cos’è un danno grave? Ci sono alcune linee rosse chiare, ma non c’è ancora una risposta definitiva a questa domanda”, dice Gordon Paterson, uno dei tre ecologisti che siedono nella Commissione Legale e Tecnica (LTC) dell’ISA, che è, in parte, un organo di consulenza scientifica. “Sappiamo che l’estinzione globale è un danno grave e sappiamo che l’interferenza nel sequestro del carbonio è un danno grave. Gli scienziati sanno che l’estrazione mineraria causerà l’estinzione locale delle specie nella CCZ, ma stiamo parlando dell’estinzione delle specie in tutta la CCZ o solo nell’area minata? È complicato”, dice.

Come avviare un’industria

In mezzo a questa scarsità di dati, l’ISA sta spingendo per finire i suoi regolamenti il prossimo anno. Il suo consiglio si è riunito questo mese a Kingston, in Giamaica, per lavorare su una bozza del codice minerario, che copre tutti gli aspetti – ambientali, amministrativi e finanziari – di come l’industria opererà. L’ISA dice che sta ascoltando gli scienziati e incorporando i loro consigli mentre sviluppa i regolamenti. “Questo è il massimo della preparazione che abbiamo mai fatto per qualsiasi attività industriale”, dice Michael Lodge, il segretario generale dell’ISA, che vede il codice minerario come una guida generale, con spazio per sviluppare standard più progressivi nel tempo.

E molti scienziati concordano. “Questo è molto meglio di quanto abbiamo agito in passato sulla produzione di petrolio e gas, la deforestazione o lo smaltimento delle scorie nucleari”, dice Matthias Haeckel, un biogeochimico presso il GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel in Germania.

L’ISA è stato criticato da alcuni ricercatori per aver cercato il parere di esperti solo dai tre ecologisti di LTC. Ma Cindy Van Dover, una biologa delle profondità marine alla Duke University di Durham, North Carolina, dice che l’ISA riceve molto aiuto gratuito da scienziati come lei. “C’è un sacco di scienza dietro le quinte che viene alimentata nell’ISA”, dice.

Un’altra accusa mossa all’ISA è che non è trasparente su come prende le decisioni; le riunioni della commissione legale e tecnica dell’organizzazione, per esempio, sono chiuse, e i rapporti sommari mancano di dettagli, dicono Gjerde e Jones. In particolare, molti sono arrabbiati perché gli scienziati non vengono consultati di più nella concessione delle licenze di esplorazione. L’anno scorso, per esempio, la Polonia ha ottenuto il diritto di esplorare 10.000 chilometri quadrati del Mid-Atlantic Ridge per l’estrazione. L’area rivendicata è adiacente alla Città Perduta, un campo idrotermale unico che è stato destinato dall’Organizzazione delle Nazioni Unite per l’Educazione, la Scienza e la Cultura allo status di patrimonio mondiale. Sia gli scienziati che gli ambientalisti si sono opposti a questa decisione. Tra i critici c’è Gretchen Früh-Green, una biologa dell’Istituto Federale Svizzero di Tecnologia di Zurigo, che ha fatto parte del team che ha scoperto la Città Perduta nel 2000.

È anche chiaro che molti vorrebbero che l’industria trovasse un modo migliore per giudicare i danni che l’estrazione in profondità potrebbe causare prima di iniziare l’estrazione commerciale. “Come inventore del DISCOL, direi che abbiamo bisogno di un esperimento migliore”, dice Thiel. Ma gli appaltatori dicono che sarebbe proibitivamente costoso effettuare una prova mineraria su larga scala.

L’ISA vede un vantaggio nell’andare avanti. “Una volta che hai l’estrazione, hai il monitoraggio, poi puoi sviluppare degli standard e puoi progressivamente stringere quegli standard una volta che hai un ciclo di feedback dal monitoraggio della tua attività”, dice Lodge.

Non tutti sono convinti che questo approccio “wait-and-see” funzionerà. “Se l’industria procede così tanto, se investono denaro, vorranno una certa sicurezza di poter fare il mining. Quindi monitorare il test di estrazione non cambierà molto”, dice Thiel. Jones è d’accordo. “I regolamenti sono abbastanza difficili da modificare una volta che sono stati messi in atto”, dice. “Richiederebbe l’accordo di molte nazioni che si incontrano solo di rado”.

Per il momento, l’ISA ha il duro compito di far sì che le sue 168 nazioni membri siano d’accordo anche solo sulla bozza del codice, che i conservazionisti e gli scienziati sperano imponga all’industria di comportarsi in modo responsabile. Dopo di che, ci vorranno diversi anni perché le compagnie minerarie raccolgano il denaro per le loro imprese e per costruire e testare le attrezzature. Dati questi vincoli, c’è ancora un’opportunità per gli scienziati di migliorare il modo in cui valutano i rischi della raccolta di minerali dal fondo del mare. “Non si può semplicemente mettere la testa sotto la sabbia”, dice Van Dover, “e sperare che tutto sparisca”.