Free Press

W 1972 roku młody ekolog Hjalmar Thiel udał się do odległej części Oceanu Spokojnego, znanej jako Strefa Clarion-Clipperton (CCZ). Dno morskie szczyci się tam jednym z największych na świecie niewykorzystanych zbiorów pierwiastków ziem rzadkich. Około 4000 metrów pod powierzchnią oceanu, w otchłani mułu CCZ znajdują się biliony konkrecji polimetalicznych – złóż wielkości ziemniaka, wypełnionych miedzią, niklem, manganem i innymi cennymi rudami.

Thiel był zainteresowany w dużej mierze niezbadaną meiofauną regionu – maleńkimi zwierzętami, które żyją na konkrecjach i pomiędzy nimi. Jego towarzysze podróży – przyszli górnicy – byli bardziej chętni do zbierania jej bogactw. „Mieliśmy wiele kłótni” – mówi. Podczas innego rejsu Thiel odwiedził Morze Czerwone z niedoszłymi górnikami, którzy chcieli wydobyć potencjalnie wartościowe rudy z bogatych w metale mułów tego regionu. W pewnym momencie ostrzegł ich, że jeśli zrealizują swoje plany i wyrzucą odpadki na powierzchnię morza, mogą one zadusić małe pływaki, takie jak plankton. „Byli prawie gotowi mnie utopić”, wspomina Thiel o swoich towarzyszach.

W późniejszej konfrontacji, Thiel – który był na Uniwersytecie w Hamburgu w Niemczech – zapytał, jak przemysł planował przetestować wpływ wydobycia z dna morza na środowisko. Poradzono mu, by przeprowadził własny test. Tak też zrobił, w 1989 roku.

Po trzydziestu latach test, który wymyślił Thiel wraz z kolegą, jest nadal największym eksperymentem dotyczącym potencjalnych skutków komercyjnego wydobycia głębinowego. Prosta próba, nazwana DISCOL, polegała na wygrabieniu środka działki o powierzchni około 11 kilometrów kwadratowych na Oceanie Spokojnym za pomocą narzędzia o szerokości 8 metrów, zwanego broną pługową. Symulowane wydobycie stworzyło pióropusz wzburzonego osadu, który spadł i zasypał większość badanego obszaru, tłamsząc stworzenia żyjące na dnie morza. Test ujawnił, że wpływ wydobycia na dno morskie sięgał dalej niż ktokolwiek sobie wyobrażał, ale nie wydobyto żadnych skał z dna morskiego, co samo w sobie zniszczyłoby jeszcze więcej życia morskiego.

Podjęto wiele prób rozwinięcia podstawowego podejścia firmy DISCOL, ale żadna z nich nie zakończyła się sukcesem, głównie z powodu trudności technicznych i finansowych. Ostatnio planowana próba wydobywcza, mająca na celu przetestowanie zrobotyzowanego kombajnu do zbierania guzków w CCZ w kwietniu tego roku, została odwołana w ostatniej chwili z powodu awarii technicznej. Próba ta, zaplanowana przez belgijskiego wykonawcę Global Sea Mineral Resources, pozwoliłaby naukowcom lepiej zrozumieć wpływ wydobycia na dno morskie dzięki wykorzystaniu 25-tonowego ciągnika do orania dna oceanu.

„To była zdecydowanie znacząca porażka, ponieważ była to naprawdę jedyna okazja, aby spróbować nawet zacząć dostrzegać interakcję tych dużych, ciężkich maszyn ze środowiskiem morskim” – mówi Kristina Gjerde, doradca ds. polityki morskiej w Międzynarodowej Unii Ochrony Przyrody w Cambridge, Massachusetts.

Takie było kłopotliwe trajektorii górnictwa głębinowego kiedykolwiek od gorliwych przemysłowców udowodnił, prawie pół wieku temu, że to było technicznie wykonalne, aby wydobyć rzadkie metale i minerały z dna oceanu. Firmy i narody często obiecywały, że wkrótce zaczną wydobywać cenne rudy z głębin, ale komercyjne wysiłki nie przyniosły rezultatów z wielu powodów – przede wszystkim ogromnych kosztów wstępnych, historycznie niskiej wartości rud głębinowych i braku regulacji, co przyczyniło się do nieufności inwestorów.

„Technologia jest dostępna – to niepewność finansowa i regulacyjna powstrzymywała branżę”, mówi Govinder Singh Chopra, założyciel firmy SeaTech w Singapurze, projektant statków pomocniczych do górnictwa głębinowego.

Teraz wydaje się, że nadszedł czas tej rodzącej się branży. Rosnący popyt na baterie do zasilania samochodów elektrycznych oraz do przechowywania energii wiatrowej i słonecznej doprowadził do wzrostu kosztów wielu metali ziem rzadkich i wzmocnił uzasadnienie biznesowe dla górnictwa morskiego. Co więcej, długo oczekiwane przez branżę przepisy – w formie kodeksu górniczego – mają zostać sfinalizowane do 2020 r., wprowadzając proces, w ramach którego wykonawcy będą mogli ubiegać się o 30-letnie licencje na wydobycie wyznaczonych „obszarów roszczeń” w częściach międzynarodowego dna morskiego, takich jak CCZ. Już teraz górnicy badają potencjalne bogactwo tych obszarów roszczeń, ale komercyjne wydobycie nie rozpocznie się przed wprowadzeniem przepisów. Inwestycje w tę branżę obecnie rosną.

W zeszłym miesiącu start-up o nazwie DeepGreen w Vancouver w Kanadzie ogłosił, że zbiera 150 mln USD, aby rozpocząć poszukiwania bogactw mineralnych w części Oceanu Spokojnego – jest to oznaka rosnącego zaufania do przyszłości branży.

Zarówno naukowcy, jak i obrońcy przyrody obawiają się jednak, że stworzenie przepisów zachęci branżę do rozpoczęcia wydobycia na długo przed tym, jak będzie wystarczająco dużo informacji na temat tego, jak operatorzy mogą uniknąć powodowania poważnych szkód środowiskowych. Nieliczne dane, które istnieją, sugerują, że górnictwo głębinowe będzie miało niszczycielski i potencjalnie nieodwracalny wpływ na życie morskie.

Od czasu zakończenia eksperymentu DISCOL naukowcy wracali na miejsce cztery razy, ostatnio w 2015 roku. Stanowisko nigdy nie odzyskało dawnej świetności. W zaoranych obszarach, które pozostają dziś tak samo widoczne jak 30 lat temu, w niewielkim stopniu powróciły charakterystyczne zwierzęta, takie jak gąbki, korale miękkie i ukwiały morskie. „Zakłócenia są znacznie silniejsze i trwają znacznie dłużej, niż kiedykolwiek byśmy przypuszczali” – mówi Thiel.

Ciche miejsce

Głębie morskie – zwykle definiowane jako sfera poniżej 200 metrów – to świat skrajności. Temperatury w pobliżu dna morskiego w wielu miejscach oscylują wokół 0°C, nie ma tam prawie żadnego światła, a ciśnienie może przekraczać 1000 barów, co jest równoznaczne z tym, że kilka słoni stoi na twoim dużym palcu u nogi. Ale mimo to życie kwitnie. Głębokie morze zawiera ogromny wachlarz ekosystemów, które naukowcy ledwie zaczęli badać.

Górnicy skupili się na trzech typach środowiska do zbadania pod kątem potencjalnych zbiorów. Równiny abisalne, takie jak CCZ, są usiane metalicznymi guzkami, które tworzą się przez miliony lat, gdy minerały wytrącają się wokół zębów ryb, kości i innych małych obiektów. Regiony te są jednymi z najspokojniejszych i najbardziej odległych ekosystemów na naszej planecie, gdzie drobny osad spływa z prędkością około jednego centymetra co 1000 lat. To niskoenergetyczne środowisko jest domem dla robaków wieloszczetów, skorupiaków, gąbek, ogórków morskich, rozgwiazd, kruchych gwiazd, jeżowców i różnych ryb głębinowych, a także niezliczonych gatunków drobnoustrojów i maleńkich stworzeń zamieszkujących osady.

Innym rodzajem złóż mineralnych jest bogata w metale skorupa, która pokrywa góry podwodne, wznoszące się tysiące metrów ponad równiny abisalne. Powłoki te są wypełnione metalami o wysokiej wartości, takimi jak kobalt, platyna i molibden. Środowisko gór podwodnych jest zdominowane przez koralowce, gąbki i inne zwierzęta filtrujące, a także tuńczyki, rekiny, delfiny i żółwie morskie.

Trzecia forma złóż mineralnych, która przyciąga uwagę, to masywne siarczki – bogate w miedź, ołów, cynk, złoto i srebro. Rudy te tworzą się wokół kominów z przegrzaną wodą, które występują wzdłuż grzbietów wulkanicznych biegnących przez baseny oceaniczne. W otworach hydrotermalnych żyją takie stworzenia jak mały, ślepy krab yeti (Kiwa tyleri) z charakterystycznymi blond, futrzastymi włosami oraz ślimak łuskonogi (Chrysomallon squamiferum), który pokrywa swoje miękkie wnętrze żelazną skorupą i jest pierwszym głębinowym zwierzęciem uznanym za zagrożone z powodu zagrożenia wydobyciem.

Przez lata zakładano, że pierwszym środowiskiem głębinowym, które zostanie wydobyte, będą kominy hydrotermalne na wodach terytorialnych Papui Nowej Gwinei. Nautilus Minerals z Toronto w Kanadzie realizował ten projekt, ale trudności finansowe i lokalna opozycja wykoleiły to przedsięwzięcie, pozostawiając CCZ jako najbardziej prawdopodobny poligon doświadczalny dla górnictwa głębinowego. Szacuje się, że konkrecje w tym regionie zawierają więcej kobaltu, manganu i niklu niż suma wszystkich znanych złóż na lądzie (patrz „Zatopiony skarb”). CCZ rozciąga się od Hawajów do półwyspu Baja California, i jest tak szeroki jak sąsiednich Stanów Zjednoczonych.

Firmy systematycznie posuwają się do przodu z planami eksploatacji minerałów w CCZ. Międzynarodowa Organizacja Dna Morskiego (ISA) – organ złożony ze 168 członków, utworzony przez ONZ w celu promowania i regulowania wydobycia z dna morskiego – w ciągu ostatniej dekady przyznała 29 licencji poszukiwawczych dla wykonawców sponsorowanych przez rządy krajowe w celu poszukiwania bogactw mineralnych w wielu lokalizacjach głębinowych. Z przyznanych licencji, 16 dotyczy CCZ, a te obejmują około 20% całkowitego obszaru.

Od czasu pierwszej wizyty Thiela w tym regionie w 1972 roku, naukowcy zbadali go znacznie bardziej szczegółowo. Biolog głębinowy Craig Smith z Uniwersytetu Hawajskiego w Honolulu spędził 30 lat na badaniu społeczności w CCZ, gdzie zebrał ogórki morskie, jeżowce, korale miękkie, rozgwiazdy, ukwiały morskie, robaki i wiele innych. Około 90% gatunków zwierząt zebranych przez jego grupę jest nowych dla nauki lub nieopisanych. Wśród nich są rzadkie gatunki nie występujące nigdzie indziej w głębinach morskich. Smith uważa, że nawet teraz naukowcy pobrali próbki zaledwie 0,01% całkowitego obszaru CCZ.

W jednym pojedynczym brytyjskim obszarze roszczeń o powierzchni 55 000 kilometrów kwadratowych, Smith i jego koledzy byli zaskoczeni zebraniem ponad 1000 gatunków zwierząt, co, jak szacują, stanowi mniej niż połowę całkowitej liczby żyjących tam zwierząt. „I to nie licząc mikrobów, których jest ponad 100 000 różnych gatunków”, mówi Smith. „Spodziewamy się, że istnieją tysiące gatunków, które są unikalne dla CCZ”, mówi. „Badam tam bioróżnorodność od dziesięcioleci, ale wciąż nie wiemy tak wiele”. Niektóre z gatunków mogą mieć niewielkie zasięgi, więc gdyby zostały wymazane, byłoby to wymieranie globalne.

Luki w danych

Ale chociaż górnictwo głębinowe zagraża niektórym z tych gatunków, podniosło również świadomość bioróżnorodności środowiska dna morskiego. Smith i wielu innych biologów głębinowych prowadzi badania ekologiczne, aby pomóc wykonawcom w ustaleniu tego stanu wyjściowego. A przyszli górnicy mogą przeprowadzać testy, aby zrozumieć, jak ich sprzęt wpłynie na środowisko, w którym pracują.

Celem takich badań jest pomoc górnikom i ISA w ograniczeniu potencjalnych szkód związanych z przemysłem oraz w opracowaniu planów zarządzania środowiskiem. Ale wielu badaczy twierdzi, że system nie działa dobrze w praktyce, częściowo dlatego, że wymagania dotyczące danych wyjściowych są słabe. „To będzie dość wymowne, ponieważ po raz pierwszy będziemy mieli wgląd w jakość i ilość danych dotyczących wykonawców. Domyślam się, że wielu wykonawców nie składa tego, co uznalibyśmy za dokładną ocenę stanu wyjściowego” – mówi Daniel Jones, ekolog głębinowy z Narodowego Centrum Oceanografii w Southampton w Wielkiej Brytanii.

Innym powodem do niepokoju wśród badaczy jest to, że nie ma wymagań dotyczących testowania wpływu na środowisko gigantycznych maszyn górniczych przed rozpoczęciem komercyjnego wydobycia. Od 1970 roku przeprowadzono tylko 12 testów na małą skalę dotyczących wydobycia konkrecji, większość z nich przy użyciu wąskiego, około 2,5-metrowego instrumentu do naruszania dna morskiego. Spośród nich, DISCOL jest uważany za najbardziej zaawansowany, głównie ze względu na szerszy pług, duży obszar objęty badaniami i długie serie czasowe danych. „Wszystkie te badania mają wady, DISCOL też jest niedoskonały, ale to najlepsze, co mamy”, mówi Jones. Wielu naukowców i obrońców przyrody twierdzi, że źródłem niektórych problemów jest to, że ISA ma podwójną odpowiedzialność. Kiedy został powołany przez ONZ w 1994 roku, ISA otrzymał dwa mandaty: chronić międzynarodowe dno morskie przed poważnymi szkodami oraz rozwijać jego zasoby, zapewniając, że ich eksploatacja przyniesie korzyści ludzkości. (Na wodach krajowych, kraje mogą opracować własne zasady dotyczące eksploatacji dna morskiego, ale muszą być one co najmniej tak surowe, jak zasady, które zostaną przyjęte w przyszłym roku przez ISA). ISA jest zarówno kłusownikiem, jak i strażnikiem zwierzyny”, mówi Hannah Lily, prawnik zajmujący się sprawami morskimi w Pew Charitable Trusts w Londynie, która nie wypowiada się w imieniu Pew.

ISA odpowiedziała na niektóre z tych obaw. Mówi ona, że „niezwykle ważnym aspektem mandatu ISA jest zapewnienie odpowiednich ocen środowiskowych i zabezpieczeń w działaniach, które reguluje”, na przykład.

Mówi ona również, że „jej decyzje są podejmowane w drodze konsensusu wśród 168 krajów, które składają się na jej członkostwo, przy czym wszystkie kraje mają jeden głos”. Belgijski kontrahent Global Sea Mineral Resources bronił sposobu, w jaki kontrahenci górniczy i ISA posuwają się naprzód. Firma twierdzi, że ISA wykazała się aktywnością w tworzeniu planu zarządzania środowiskiem, który obejmuje wydzielenie dziewięciu obszarów o szczególnym znaczeniu dla środowiska. Zamiarem jest utrzymanie tych obszarów – około 30% CCZ – wolnymi od wydobycia w celu ochrony bioróżnorodności.

Zamieszkane przez osady

Wydobycie w CCZ, jeśli do niego dojdzie, jest wciąż odległe o prawie dekadę, przy czym Global Sea Mineral Resources dąży do otwarcia komercyjnej kopalni głębinowej do 2027 roku. Kiedy jednak dojdzie do jej uruchomienia, scena na dnie oceanu będzie wyglądać mniej więcej tak: Robotyczne maszyny tak duże jak kombajny będą pełzać wzdłuż, zbierając metalowe guzki i zasysając z nimi górne 10 centymetrów lub tak miękkiego osadu. Ponieważ guzki rosną tak wolno, wydobycie ich skutecznie usunie je z dna morskiego na stałe, mówią naukowcy.

Guzki są niezastąpionym siedliskiem dla wielu stworzeń, które żyją w CCZ. „Dla większości zwierząt w bezpośrednim sąsiedztwie, wydobycie będzie zabójcze. Zlikwiduje większość dużych zwierząt i wszystko, co jest związane z konkrecjami. Powiedziałbym, że to oczywiste” – mówi Henko de Stigter, naukowiec zajmujący się systemami oceanicznymi w Królewskim Holenderskim Instytucie Badań Morza w Texel, którego ocenę podziela wielu badaczy.

Ale skutki wydobycia w CCZ byłyby znacznie szersze niż tylko zabicie ekosystemu wokół konkrecji. Gdy kolektory przemieszczały się po dnie morskim, wzbudzały duże chmury miękkich osadów, które rozpraszały się, być może na dziesiątki tysięcy kilometrów, zanim w końcu ponownie się osadzały. Przy dużym zagęszczeniu, pióropusze osadów mogą pogrzebać i udusić zwierzęta na dnie morza. Tylko jak daleko osady się rozproszą pozostaje nieznane. „Dopiero zaczynamy dostrzegać, jak daleko sięgają pióropusze i wciąż jesteśmy bardzo daleko od poznania ich skutków” – mówi de Stigter. W przyszłym miesiącu będzie on testował wpływ prototypowego zbieracza guzków w płytkich wodach Morza Śródziemnego.

Naukowcy przeprowadzają również symulacje laboratoryjne i komputerowe, aby ocenić wpływ zaburzonych osadów. Jedno z badań modelowania komputerowego, opublikowane w styczniu (B. Gillard et al. Elem. Sci. Anth. 7, 5; 2019), wykazało, że osad może zająć do dziesięciu razy więcej czasu na ponowne osadzenie się, niż się obecnie zakłada, co oznacza, że prawdopodobnie będzie podróżował dalej w kolumnie wody. A niektórzy badacze twierdzą, że nawet śladowe ilości osadów wzburzonych przez operacje wydobywcze mogą zdusić życie na dnie morza daleko.

W CCZ, po zebraniu konkrecji przez kombajn, zostaną one przetransportowane w górę kilometrowej rury do dużego statku wsparcia powierzchniowego, który posortuje miliony konkrecji dziennie i zwróci osad odpadowy do morza, tworząc kolejny pióropusz. W tej chwili nie ma jasności co do tego, gdzie odpady zostaną uwolnione, częściowo dlatego, że powrót osadów na dno morza jest kosztowny i technicznie trudny. Jedną z propozycji jest ponowne zatłoczenie pióropusza na głębokości 1000 metrów, wciąż tysiące metrów nad dnem morskim. Naukowcy martwią się, że ta praktyka może zaszkodzić lub zabić życie na średnich głębokościach wody, tak jak Thiel obawiał się 30 lat temu.

Bez większej ilości informacji o tych środowiskach głębinowych, naukowcy nie wiedzą nawet jak zdefiniować ryzyko. „Co to jest poważna szkoda? Istnieją pewne wyraźne czerwone linie, ale nie ma jeszcze ostatecznej odpowiedzi na to pytanie” – mówi Gordon Paterson, jeden z trzech ekologów zasiadających w Komisji Prawno-Technicznej (LTC) ISA, która jest po części naukowym ciałem doradczym. „Rozumiemy, że globalne wymieranie jest poważną szkodą i wiemy, że ingerencja w sekwestrację dwutlenku węgla jest poważną szkodą. Naukowcy wiedzą, że wydobycie spowoduje lokalne wymieranie gatunków w CCZ, ale czy mówimy o wymieraniu gatunków w całym CCZ, czy tylko na obszarze objętym wydobyciem? To skomplikowane” – mówi.

Jak założyć przemysł

Pomimo braku danych, ISA dąży do ukończenia swoich regulacji w przyszłym roku. Jej rada spotkała się w tym miesiącu w Kingston na Jamajce, by pracować nad projektem kodeksu górniczego, który obejmuje wszystkie aspekty – środowiskowe, administracyjne i finansowe – funkcjonowania branży. ISA twierdzi, że słucha naukowców i uwzględnia ich rady przy opracowywaniu przepisów. „Jest to największe przygotowanie, jakie kiedykolwiek przeprowadziliśmy dla jakiejkolwiek działalności przemysłowej”, mówi Michael Lodge, sekretarz generalny ISA, który uważa, że kodeks górniczy daje ogólne wytyczne, z możliwością rozwoju bardziej postępowych standardów w czasie. „To o wiele lepsze rozwiązanie niż to, które stosowaliśmy w przeszłości w przypadku wydobycia ropy i gazu, wylesiania czy usuwania odpadów nuklearnych” – mówi Matthias Haeckel, biogeochemik z GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel w Niemczech. Jednak Cindy Van Dover, biolog głębinowy z Uniwersytetu Duke’a w Durham w Karolinie Północnej, twierdzi, że ISA otrzymuje wiele darmowej pomocy od naukowców takich jak ona. „Innym zarzutem stawianym ISA jest to, że nie jest ona przejrzysta w podejmowaniu decyzji; spotkania komisji prawnej i technicznej organizacji są zamknięte, a raporty podsumowujące nie zawierają szczegółów, twierdzą Gjerde i Jones. W szczególności wielu jest zaniepokojonych tym, że przy przyznawaniu licencji na poszukiwania nie konsultuje się z naukowcami w większym stopniu. Na przykład w zeszłym roku Polsce przyznano prawo do eksploracji 10 tys. kilometrów kwadratowych Grzbietu Śródatlantyckiego pod kątem wydobycia. Obszar roszczeń sąsiaduje z Zaginionym Miastem, unikalnym polem hydrotermalnym, które zostało uznane przez Organizację Narodów Zjednoczonych do spraw Oświaty, Nauki i Kultury za obiekt światowego dziedzictwa. Zarówno naukowcy, jak i obrońcy przyrody sprzeciwiają się tej decyzji. Wśród krytyków jest Gretchen Früh-Green, biolog ze Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Technologii w Zurychu, która była częścią zespołu, który odkrył Zaginione Miasto w 2000 roku.

Jasne jest również to, że wielu chciałoby, aby przemysł znalazł lepszy sposób na ocenę szkód, jakie może wyrządzić górnictwo głębinowe przed rozpoczęciem komercyjnego wydobycia. „Jako wynalazca DISCOL, powiedziałbym, że potrzebujemy lepszego eksperymentu”, mówi Thiel. Jednak wykonawcy twierdzą, że przeprowadzenie pełnowymiarowej próby wydobywczej byłoby zbyt kosztowne.

Wykonawca ISA widzi korzyść w posuwaniu się naprzód. „Po uruchomieniu wydobycia i monitoringu można opracować standardy i stopniowo je zaostrzać po uzyskaniu informacji zwrotnej z monitoringu działalności” – mówi Lodge. „Jeśli przemysł posunie się tak daleko, jeśli zainwestują pieniądze, będą chcieli pewnego zabezpieczenia, że mogą prowadzić wydobycie. Tak więc monitorowanie testu wydobywczego niewiele zmieni” – mówi Thiel. Jones zgadza się z tym stwierdzeniem. „Przepisy są dość trudne do zmiany po ich wprowadzeniu”, mówi. „Wymagałoby to porozumienia wielu narodów, które spotykają się rzadko”.

Na razie ISA ma trudne zadanie nakłonienia swoich 168 krajów członkowskich, by zgodziły się na projekt kodeksu, który, jak mają nadzieję obrońcy przyrody i naukowcy, nakaże przemysłowi zachowywać się odpowiedzialnie. Następnie minie kilka lat, zanim firmy wydobywcze będą mogły zebrać pieniądze na swoje przedsięwzięcia oraz zbudować i przetestować sprzęt. Biorąc pod uwagę te ograniczenia, naukowcy wciąż mają szansę poprawić sposób, w jaki oceniają ryzyko związane z pozyskiwaniem minerałów z dna morskiego. „Nie można po prostu schować głowy w piasek”, mówi Van Dover, „i mieć nadzieję, że to wszystko minie.”