Nadchodzi era podwodnego górnictwa. Czy zaszkodzi środowisku?

Z wyglądu przypominają czarne trufle. Ciemnoszare, mają kalafiorowatą powierzchnię i zazwyczaj wielkość ziemniaka. Rosną na dnie oceanów, w tempie kilku milimetrów na milion lat. Bliżej im jednak do skał niż roślin i grzybów. Konkrecje polimetaliczne, bo o nich mowa, swoją nazwę zawdzięczają wysokiej zawartości takich pierwiastków jak mangan, żelazo, nikiel, kobalt i miedź. Wydobywanie ich na skalę przemysłową to tylko kwestia czasu.

Eksploracja morskich głębin

Pierwsza fala zainteresowania wydobyciem surowców podmorskich przypada na lata 70. XX w. Zbiega się to z misją CIA i US Navy z 1974 r., mającą na celu podniesienie radzieckiego okrętu podwodnego K-129 z dna morskiego na północny zachód od Hawajów. Aby wydobyć wrak, trzeba było zaprojektować i zbudować odpowiedni statek. By stronie radzieckiej obecność nowej jednostki dźwigowej w tym rejonie nie wydawała się podejrzana, mówiono, że jest ona wykorzystywana właśnie do poszukiwań i wydobycia konkrecji polimetalicznych. Oficjalnie za całym projektem wydobywczym miał stać miliarder Howard Hughes. Jego współpracownicy jeździli na konferencje dotyczące górnictwa morskiego i opowiadali o przedsięwzięciu, inspirując innych do inwestowania w eksplorację podmorskich złóż. Zasłona dymna okazała się bardziej przekonująca, niż było to potrzebne.

Wstępne zainteresowanie szybko jednak osłabło pod naporem wielu trudności. Mimo że konkrecje polimetaliczne po prostu leżały na dnie oceanu i wydawało się, że tylko czekają, żeby ktoś je podniósł, technologia ich masowego wydobycia z głębin była trudna do opracowania. Niepewnie rysowała się też sytuacja prawna – toczyły się gorące spory o to, w jakim stopniu zyski z podwodnych złóż powinny trafiać do kieszeni przedsiębiorców z najbogatszych państw, a w jakim wspierać społeczności z krajów jeszcze do niedawna będących koloniami. To w tym czasie, w latach 1973–1982, pracowano nad obowiązującymi dziś zapisami Konwencji Narodów Zjednoczonych o prawie morza. 

Strony konwencji uznały, iż „znajdujący się poza granicami jurysdykcji państwowej obszar dna mórz i oceanów oraz jego podglebie, jak również jego zasoby, stanowią wspólne dziedzictwo ludzkości”, oraz że „badanie i eksploatację tego obszaru należy prowadzić dla dobra całej ludzkości, niezależnie od geograficznego położenia państw”. W innym miejscu dokumentu uszczegółowiono, że do zasobów zalicza się także konkrecje polimetaliczne. W jaki sposób ich wydobycie miało wspierać całą ludzkość, pozostawało jednak niejasne. Dodatkową przeszkodę stanowiły wahania cen metali na rynkach światowych, co sprawiało, że coraz mniej firm chciało inwestować w rozwój górnictwa morskiego.

Od kilku lat można jednak znów zauważyć zwiększone zainteresowanie surowcami z dna oceanów. Sytuacja prawna też jest dziś dużo bardziej klarowna. Na mocy wspomnianej Konwencji powołano Międzynarodową Organizację Dna Morskiego, agendę ONZ, która zajmuje się zasobami znajdującymi się na obszarach oceanów będących poza jurysdykcją państw.

Górnictwo oceaniczne: wady i zalety

Przedsiębiorstwa, które przygotowują się do eksploatacji podwodnych złóż, zapewniają, że kierują się ekologicznymi przesłankami.

Po pierwsze, cele wyznaczane przez rządzących, np. dekarbonizacja gospodarki, nie mogą być osiągnięte bez rozbudowy odnawialnych źródeł energii i produkcji baterii na masową skalę, co zwiększa zapotrzebowanie na surowce takie jak miedź, nikiel czy kobalt.

Po pierwsze, procentowa zawartość istotnych pierwiastków jest w konkrecjach polimetalicznych dużo wyższa niż w złożach na lądzie. Jak przekonują przedsiębiorcy, żeby pozyskać taką samą ilość danego surowca, trzeba będzie wydobyć z dna oceanu o wiele mniejszą ilość materiału, a przez to prowadzić wydobycie na mniejszym obszarze, co według nich zmniejszy negatywny wpływ na środowisko.

Po drugie, pozyskanie konkrecji polimetalicznych ma wymagać mniejszej ingerencji w ekosystem niż w przypadku kopalni na lądzie, ponieważ podwodne złoża po prostu tam leżą, podczas gdy lądowe trzeba wydobywać spod ziemi, często po wycięciu lasów i zbudowaniu odpowiedniej infrastruktury. Działalność na morzu wydaje się w porównaniu z górnictwem lądowym tylko przejściową niedogodnością – statki i podwodne kombajny po wykonaniu zadania wrócą do portów lub na ląd.

Sceptycy odpowiadają, że ingerencja przy dnie tylko pozornie ma ograniczony zasięg, bo prace wydobywcze zakłócają nie tylko funkcjonowanie organizmów tam żyjących – które zostaną porwane przez sprzęt do zbierania konkrecji – ale także w wyższych warstwach oceanu. Szczególnie problematyczne ma być wzburzanie osadów zalegających na dnie i zanieczyszczenie hałasem. Poza tym trudno ocenić wpływ inwestycji na środowisko, o którym prawie nic nie wiemy. Głębiny oceaniczne to jeden z najsłabiej zbadanych rejonów naszej planety.

Paradoksalnie to właśnie dzięki planom firm wydobywczych dowiadujemy o podwodnych ekosystemach w ostatnich latach coraz więcej. Wspomniana Międzynarodowa Organizacja Dna Morskiego, która ustanawia zasady działania firm wydobywczych, nie udzieliła do tej pory żadnego pozwolenia na eksploatację złóż, ale wydała ponad 30 licencji na eksplorację, która musi poprzedzić wydobycie. Oznacza to, że firmy wydobywcze muszą opłacić naukowe badanie dna oceanicznego i występujących tam istot.

Potwory z oceanicznych głębin

Żyjątka zamieszkujące niczym nieoświetlone głębiny wyglądają nieziemsko. Czasami brakuje słów na ich opisanie nie tylko laikom podziwiającym zdjęcia, ale też naukowcom, którzy mają ustalić systematykę sfotografowanych osobników. Muriel Rabone i współpracownicy opublikowali w 2023 r. w „Biodiversity Data Journal” raport z badań, które miały na celu sklasyfikowanie organizmów wielokomórkowych żyjących w Strefie Clarion-Clipperton, czyli liczącym kilka milionów kilometrów kwadratowych obszarze na północno-wschodnim Pacyfiku, który jest wyjątkowo bogaty w konkrecje polimetaliczne. Autorzy podkreślali, że udało im się uchwycić tylko wycinek fauny tego wielkiego obszaru. Nawet 90 proc. znalezionych organizmów nie było wcześniej nazwanych. Co więcej, ponad jedna trzecia z tysięcy zaobserwowanych gatunków była reprezentowana tylko przez jednego osobnika. A przecież gatunki muszą być tworzone przez wiele osobników – to sugeruje, że wiele musiało się wymknąć obserwacjom. 

Jak wyglądają mieszkańcy tych głębin? Włochaty krab, pokryty łuskami ślimak, blada ośmiornica. Gąbki o najróżniejszych kształtach – jedne wyglądające jak piłeczka do golfa na łodydze, inne jak filigranowy świecznik o pięciu ramionach i dziesiątkach światełek. Zwierzęta podobne do jadalnych grzybów, galaretowatych tuneli albo misternych koronek. Ukwiały. Wąsonogi. Mszywioły. Organizmy jak śnieżne krzaczki i kryształowe gałązki. A do tego cała masa schowanych w osadach maleństw.

W zależności od własnych interesów, jedni mówią, że trzeba tych stworzeń długo szukać, żeby cokolwiek znaleźć, inni podejrzewają, że możemy mieć do czynienia z ogromną bioróżnorodnością takich miejsc. Adrian Glover, biolog pracujący w Muzeum Historii Naturalnej w Londynie twierdzi, że badanie morskich głębin wygląda tak, jakbyśmy chcieli opisać ekosystem lasu deszczowego, przelatując nad nim balonem pośród gęstej mgły i za jedyne narzędzie mieli wiadro, które spuszczamy na linie, podnosimy i znajdujemy w nim dziwną gałąź i kilka grudek ziemi.

Dostępne metody pozwalają nam filmować dno oceaniczne, pobierać próbki do analizowania w laboratoriach, ale nie dają informacji o tym, jak długo żyją występujące tam organizmy, jakie zachodzą między nimi relacje, kto kogo zjada i kto kogo potrzebuje. Nie jest łatwo też zgadnąć, jak ważne są dla nich konkrecje polimetaliczne, wśród których mieszkają. Wydawałoby się, że mogą pełnić podobną rolę jak kamienie na ziemi. Ich zebranie nie powinno mieć większego znaczenia. A jednak kilka miejsc zmienionych w latach 70. i 80. ubiegłego wieku nie powróciło nigdy do równowagi sprzed ingerencji człowieka.

Znaczenie mogły mieć specyficzne warunki panujące na takich głębokościach. Wody są tam niezwykle spokojne. Ślady pozostawione przez maszyny nie zatarły się, zupełnie jak odciski butów astronautów na Księżycu. Pojawiło się tam jakieś życie, ale nie to samo, co wcześniej i o wiele uboższe. Możliwe, że osad wzburzony na dnie przez człowieka zaszkodził zwierzętom, które przystosowane były do odżywiania się przez filtrowanie wody. Dla tych delikatnych organizmów zamulenie mogło być przeszkodą nie do przejścia. A może chodziło o coś jeszcze?

Skąd się bierze tlen

Ten konflikt między przemysłem i środowiskiem naturalnym mógłby być po prostu kolejnym z niekończącej się serii takich właśnie konfliktów. Ale pojawia się tu kilka nowych elementów. Na przykład taki, że naprzeciw siebie stają grupy niosące na sztandarach zielone hasła. Z jednej strony przedsiębiorstwa, które próbują odpowiedzieć na zapotrzebowanie transformacji energetycznej, z drugiej – obrońcy konkretnych ekosystemów i konkretnych gatunków. To pokazuje, że problemów ekologii i klimatu nie da się sprowadzić do prostych odpowiedzi i łatwych rozwiązań. Jak w tej sytuacji można w ogóle mieć „słuszne” poglądy?

Nawet gdybyśmy dla ułatwienia uznali, że firmy wydobywcze kierują się jedynie zyskiem i nie przyświeca im żadne wyższe dobro, to problem zapotrzebowania na surowce pozostaje. Czy lepsze jest wycinanie w Afryce lasów tropikalnych zamieszkanych m.in. przez szympansy i goryle, gdzie również istnieją złoża bogate w pierwiastki potrzebne, żeby odejść od gospodarki opartej na węglu? A może tę zieloną transformację w ogóle trzeba jakoś inaczej wymyślić?

Przykład kobaltu pokazuje, że szukanie alternatywnych rozwiązań jest możliwe. Pierwiastek do tej pory pozyskiwany był głównie w Kongo i kojarzony m.in. z pracą dzieci w kopalniach. W 2019 r. organizacja International Rights Advocates wniosła pozew przeciwko kilku firmom w imieniu rodzin dzieci, które ucierpiały przy wydobyciu surowca. Sąd uznał wprawdzie, że łańcuch dostaw jest w tym przypadku zbyt długi i skomplikowany, żeby udowodnić winę przedsiębiorstw za krzywdę dzieci, jednak cała sytuacja doprowadziła do ważnych deklaracji ze strony Apple’a i Tesli. Pierwsza firma zobowiązała się do korzystania jedynie z kobaltu z recyklingu, począwszy od 2025 r. Producent samochodów elektrycznych natomiast rozpoczął proces odchodzenia od kobaltu w swoich autach i w 2022 r. ogłosił, że już połowa z nich wyposażona była w baterie bez kobaltu ani niklu.

Pojawił się też w tej dyskusji pewien element, którego nikt nie mógł się spodziewać. 

22 lipca tego roku w „Nature Geoscience” ukazał się artykuł, którego autorzy – Andrew K. Sweetman i współpracownicy – twierdzą, że konkrecje polimetaliczne mogą prowadzić do powstawania w oceanicznych głębinach tlenu. 

Badacze wykryli na powierzchni konkrecji niewielkie napięcie elektryczne i spekulują, że przy nagromadzeniu wielu takich niewielkich generatorów napięcia blisko siebie, może ono być wystarczające, aby zaszedł proces elektrolizy wody morskiej, czyli rozdzielenia jej na tlen i wodór.

Naukowcy zamierzali zmierzyć zużycie tlenu przez organizmy żyjące przy dnie, jednak jego stężenie rosło, zamiast – zgodnie z przewidywaniami – maleć w czasie. Później pobrane z dna próbki poddano testom w laboratorium i próbowano sprawdzić, który z elementów jest odpowiedzialny za zmiany w ilości tlenu. Jeśli opublikowane wyniki zostaną potwierdzone w kolejnych badaniach, byłoby to przełomowe odkrycie.

Dotychczas uważano, że cząsteczki tlenu mogą na naszej planecie powstawać w sposób naturalny jedynie w procesie fotosyntezy przy udziale światła, więc wnioski artykułu są dosyć rewolucyjne.

Jednocześnie hipoteza naukowców mogłaby tłumaczyć, dlaczego ekosystemom tak trudno było się odrodzić w obszarach zniszczonych przez ludzi kilka dekad temu – jeśli konkrecje były dla organizmów głębinowych źródłem tlenu, zabranie tych skał z dna miało o wiele poważniejsze skutki niż podniesienie kamienia na lądzie.

Konflikt oceanicznych interesów

Z naukowego punktu widzenia odkrycie nowego sposobu powstawania tlenu na naszej planecie miałoby też niebanalny wpływ na teorie opisujące początki życia na Ziemi. Do tej pory badacze rekonstruując ten etap historii zakładali, że najpierw musiały powstać organizmy produkujące tlen, żeby stworzyć odpowiednie warunki dla powstania organizmów, które go wykorzystują. Jeśli jednak tlen może powstawać naturalnie w drodze elektrolizy, taka kolejność nie musiałaby być zachowana.

Emocje próbują studzić przedstawiciele firmy The Metals Company, która – jak na ironię – zapłaciła za te badania, do czego była zobligowana w ramach licencji eksploracyjnej. Obiecują oni niedługo wykazać błędy metodologiczne zawarte w artykule. Niezależnie od tego, co wykażą następne eksperymenty, pewne jest, że mamy do czynienia ze światem bardzo słabo poznanym. Czy odejście od węgla warte jest poświęcenia wszystkiego, co możemy tam odkryć?