Потребности современной цивилизации в цветных, редкоземельных и благородных металлах огромны — и все время растут. Мировая выработка меди в 2016 году превысила 26 млн т, а к 2030-му, как ожидается, достигнет 40 млн. Новые технологии, гаджеты и альтернативная энергетика лишь стимулируют этот спрос. По оценкам агентства Wood Mackenzie, на установку каждого мегаватта мощности ветрогенераторов расходуется около 3,6 т меди и больше 350 кг редкоземельных металлов. Утолить эту ненасытную жажду обещает океан.
Сверху — фрезерная машина Auxiliary Cutter: испытания «карьерной» техники Nautilus Minerals под водой успешно прошли в 2018 году на разных участках пласта.
Масштабные нефтегазовые платформы на морском шельфе не удивляют уже никого. На подходе — добыча метана из газовых гидратов, разработка фосфоритов и железистых песчаников, расположенных поблизости от побережья. Однако многие ценные ресурсы находятся еще дальше и глубже. Океанское дно, покрытое водой на двести и более метров, занимает около половины поверхности Земли, и большая часть этого громадного пространства уходит ниже 3 км. Плавно спускаются глубоководные склоны абиссальных равнин, усеянные увесистыми «булыжниками» ценных металлов. Длинные срединно-океанические хребты обросли конкрециями железа и марганца; богатые сульфидные руды накапливаются вокруг бесчисленных «черных курильщиков».
Ценности
«Черные курильщики» — бьющие из-под морского дна гидротермальные источники — выносят концентрированный раствор серы и целого набора металлов. Взаимодействуя с холодной водой, они оседают в виде нерастворимых сульфидов, содержащих медь и цинк, золото и серебро, свинец, барий. Мировые запасы сульфидных руд на дне Мирового океана оцениваются в 600 млрд т, включая не менее чем 30 млрд т чистых меди и цинка. Среди тысяч «черных курильщиков» разведано порядка 200 таких отложений, и около десятка из них достаточно богаты для скорой промышленной разработки. Самые многообещающие находятся в Тихом океане и залегают на довольно умеренных глубинах — до 3,7 км.
Распределение минеральных ресурсов Мирового океана
Еще выше можно найти залежи железомарганцевых конкреций — округлых минеральных образований, напоминающих увесистые камни. Они встречаются на склонах срединно-океанических хребтов, на глубинах от 0,8 до 2,4 км и помимо железа и марганца содержат массу благородных и редкоземельных элементов. Наиболее перспективные месторождения разведаны близ атолла Джонстон и Маршалловых островов, вдоль срединного хребта Тихого океана. Но, вообще, подводные горные склоны занимают около 4,7% от площади Мирового океана, и их железомарганцевые запасы могут достигать 300 млрд т. Пока что их разработка — дело довольно хлопотное: такие конкреции буквально врастают в подстилающую породу. Куда проще добыть те же минералы на абиссальных равнинах, пускай некоторые из них и уходят на глубину более 4 км.
Во многих регионах океана эти обширные пустоши усеяны увесистыми «булыжниками», которые мирно лежат поверх придонных осадков. Механизм образования таких полиметаллических конкреций на дне морей и некоторых озер до конца неясен. Однако установлено, что металлы осаждаются из воды чрезвычайно медленно: слой за слоем нарастает со скоростью порядка сантиметра за миллион лет. Сегодня они достигают средних размеров 5−10 см и могут залегать с плотностью до 10−15 кг/м2, — достаточно для того, чтобы их добыча была экономически обоснована. Неудивительно, что большая часть проектов по разработке минеральных ресурсов морского дна связана именно с полиметаллическими месторождениями абиссальных равнин.