Рабаул, посёлок на северной оконечности острова Новая Британия в Папуа – Новой Гвинее, всё ещё покрыт пеплом взорвавшегося десятки лет назад вулкана. Извержения уже два раза разрушали город, один раз в 1937, второй – в 1994. Оба раза жители стойко встретили стихию и отроились заново. Сегодня, проезжая Рабаул, вы заметите длинные участки, где пепел всё ещё лежит на краю и даже кое-где в середине дороги. Его слой такой толстый, что вам захочется закрыть окна, чтобы пыль не заполнила машину.
Этот вулкан уничтожил тогдашнюю главную индустрию острова – туризм, которому после 20 лет ещё предстоит возродиться – но он может стать основой для другой. Правда, этой индустрии пока не существует. И некоторые борцы за окружающую среду, учёные и активисты надеются, что она вообще не появится.
Это оттого, что здесь, в Папуа – Новой Гвинее одна богатая и передовая компания собирается стать первым добытчиком ископаемых с больших глубин. Это будет означать, что флот гигантских роботов с дистанционным управлением будут добывать драгоценности, разбросанные на глубине в 1 500 метров.
Выглядят эти гигантские подводные устройства сошедшими со съёмочной площадки научно-фантастического фильма – представьте, как если бы «Аватар» скрестили с «Бездной». Выкапывать они собираются медь, золото и другие полезные ископаемые там, куда не проникает взгляд.
Эту веху мало кто замечал, но приближаемся мы к ней очень быстро. А это поднимает вопросы о будущем потребления в нашем быстро меняющемся мире, охочем до минералов: как глубоко мы готовы нырнуть, чтобы добыть материалы, необходимые для работы электронных устройств?
Идея вспарывать малоизученное глубоководное дно вызывает много волнений – от местных жителей, беспокоящихся о несчастных случаях, до учёных, переживающих за экосистему, которую мы не понимаем, но можем уничтожить. Но если таких полезных материалов, как медь, остаётся всё меньше, не будет ли разумным добывать её в глубинах, подальше от людей? Или же сам факт, что мы собираемся бороздить дно океана на роботизированных уборочных машинах, может стать достаточным основанием для того, чтобы остановиться и подумать над нашей постоянной жаждой металлов, формирующих современную жизнь?
Так или иначе, а первая глубоководная шахта должна начать работу в течение двух лет в местечке под именем «Солвара-1», которое было взято в лизинг у правительства Папуа – Новой Гвинеи. Оно находится недалеко от берега Рабаула, в воде у подножия того самого активного вулкана.
Извержение вулкана Рабаул
Добыча ископаемых на морском дне – предприятие настолько же многообещающее, как ядерный синтез, и потому оно привлекает крупные инвестиции, иногда мелькает в прессе и балансирует на грани практической реализации вот уже лет пятьдесят. Но в 2018 году канадская компания Nautilus обещает начать работы, которые до неё никто ещё не проделывал: реальная добыча полезных ископаемых на глубине.
«Добыча на глубине серьёзно изменит международную горную промышленность,- сказал мне директор Nautilus, Майк Джонстон. – На дне морском расположено огромное количество первосортных залежей. Подводные сульфидные системы вроде Солвары-1 существуют по всему миру рядом с гидротермальными источниками, богатыми медью, золотом, серебром и цинком».
Джонстон намекает, ни много, ни мало, на глубоководную золотую лихорадку – и не он первый. Впервые об этом заговорили ровно 50 лет назад. Поиски возможностей разработки океанского дна начались в 1965 году, когда Джон Меро [John L. Mero], консультант на верфи и бывший сотрудник Института морских ресурсов в Беркли, опубликовал работу «Морские полезные ископаемые». В ней он писал, что «море – это главный склад минералов, служащих основой индустриального общества», и утверждал, что никель, кобальт и медь практически в неограниченном количестве валяются на дне океана в марганцевых узелках (комках, богатых металлом), ожидая добытчиков.
Меро предложил сбрасывать глубоководные землечерпалки на глубины в 3 км, которые работали бы, как «гигантские пылесосы, собирающие тонкий поверхностный слой материала».
Заинтересовавшись этой публикацией, США, Франция и Германия ринулись изучать глубины в поисках скоплений океанских богатств. Десятилетия эти страны топили сотни миллионов долларов на дне океана, и всё зря. Исследование от 2000 года в журнале Science утверждает, что в это предприятие было вложено $650 миллионов, причём большая часть – до падения цен на металлы во время рецессии из-за нефтяного кризиса 1973 года, и до того, как учёные поняли, что предсказания Меро об огромных богатствах были чрезмерно оптимистичными. На десятки лет глубоководная добыча была заброшена, и мечта о сборе морских богатств оставалась нереализованной.
Но в последние годы появилось два тренда, благодаря которым интерес к этой теме вернулся. Растущая потребность в металлах, особенно меди, привела к росту прибылей с её добычи. Медь необходима для современной жизни – она ковкая и хорошо проводит электричество, поэтому её используют в потребительской электронике, кабелях, автомобилях, холодильниках, и проч. А её стоимость активно растёт ввиду энергичной индустриализации таких стран, как Китай и Индия. Подводные участки, где можно было бы устроить добычу, содержат и другие необходимые в современном производстве минералы – никель, серебро, золото, кобальт.
Тем временем, новые технологии – например, подводные роботы-шахтёры с дистанционным управлением – сделали морское дно более доступным. «Когда в 2004-м я смог ознакомиться с современными технологиями,- рассказал мне Джонстон,- мне стало очевидно, что произошли быстрые изменения, и то, что выглядело просто невероятно в 1970-х, сейчас осуществить довольно просто».
А лучшее понимание глубоководной геологии привело к появлению новой волны энтузиастов, переместивших свой интерес с марганцевых узелков к сульфидным рудам, формирующимся вблизи гидротермальных источников срединно-океанических хребтов (известных, как «чёрные курильщики»).
Nautilus – лишь одна из групп, собирающихся воспользоваться преимуществами трендов, приближающих к реальности глубоководную добычу. Эту же идею активно исследуют в Японии и Корее, разрабатывая технологии морской добычи. Ещё одна частная компания, Neptune, застолбила несколько участков в западном Тихоокеанском регионе.
Приближение идеи к её реализации вызывает и определённое беспокойство. В 2007 году журнал Science опубликовал статью «Опасности глубоководной добычи ископаемых», в которой были озвучены опасения по поводу добычи ископаемых со дна моря. Потоки осадочной породы, которые вызовет подводное бурение, могут разрушить среду обитания подводных жителей, и этот процесс может оказать токсичный эффект на весь водяной столб. Заключение в статье гласило: «планы глубоководной добычи могут серьёзно угрожать морским экосистемам». При этом гидротермальные источники представляют собой наиболее необычные и интригующие экосистемы из всех, что есть на Земле.
Эти сточники находятся на морском дне вблизи действующих вулканов, например таких, как вулканы на атолле в районе Солвара-1, а также вулкан, на котором расположен Рабаул. Некоторые учёные считают, что сама жизнь могла зародиться в таком месте, где горячая и богатая минералами морская вода вырывается на поверхность дна и попадает в суровые и холодные глубинные воды. Но геологическую разведку интересует в первую очередь то, что эти источники постоянно, хотя и медленно, создают массивные придонные сульфидные отложения.
«Эти отложения формируются на дне, где течение жидкости из гидротермальных источников, питаемое горячей магмой, охлаждается при смешивании с глубинными водами или внутрипоровыми водами в осадочных слоях»,- поясняет Геологическая служба США. Отложения представляют собою большие плоские линзоподобные образования, лежащие параллельно вулканическому напластованию. «Массивные сульфидные линзы сильно различаются по размерам и форме, и могут быть как стручкообразными, так и листообразными», — отмечено в отчёте.
Часто они богаты минералами вроде меди и золота, а найти их легче, чем узелки от Меро. Nautilus планирует работать в местах накопления этих материалах, при этом не затрагивая сами источники, чтобы подымать на поверхность большое количество материалов – и, конечно, продавать их.
«Придонные сульфидные отложения богаты медью, и содержание меди в них выше, чем в оставшихся известных наземных месторождениях, так что в этом смысле они привлекательны»,- рассказывает Синди ван Довер. Ван Довер изучает морское дно в Университете Дьюка, и была научным консультантом компании Nautilus.
Ван Довер недавно была приглашена в Папуа – Новую Гвинею некоммерческой организацией TED («идеи, стоящие распространения»), организовавшей морскую экспедицию для изучения вопросов океанологии. Её попросили прочесть лекцию на борту круизного лайнера National Geographic «Orion», бороздившего как раз те тропические воды, в которых скоро будет работать Nautilus.
Будучи квалифицированным специалистом, ван Довер предпочитает методичный и осторожный подход к проблеме. Она говорит тихо, легко улыбается, у неё седеющие короткие волосы, а во время наших бесед она излучала неопределённость по отношению к глубоководной добыче. И в этом есть смысл – тридцать лет своей карьеры она посвятила изучению глубоководных экосистем, которые эта добыча угрожает изменить.
«Изучать гидротермальные источники я начала в 1982 году»,- рассказывала она мне, пока тихонько раскачивающаяся палуба взбалтывала мой желудок. «Открыли их в 1979 году. Поэтому, конечно, когда кто-то хочет взрыть их, раскопать и уничтожить?»,- добавляет она, качая головой. Естественно, она переживала. «В активных источниках обитают различные животные. Нам очень нужно знать, какое влияние на эти сообщества окажут работы». Жизнь, собирающаяся вокруг источников, часто оказывается очень энергичной. Там могут встречаться трубчатые черви, моллюски, креветки и глубоководные рыбы.
Из окна каюты на Orion видны далёкие столбы дыма, результат практикуемых в сельском хозяйстве региона процедур сжигания поросли – постоянное напоминание о том, что Папуа – Новая Гвинея – это бедный регион, которому совсем не повредят отчисления за добычу ископаемых.
Ван Довер особо подчеркнула, что компания Nautilus не собирается внезапно начинать работы на дальних рубежах и под покровом ночи. Наоборот, они пришли к ней за советом, и всю дорогу вели себя проактивно и прозрачно.
«Они задавали очень прямые вопросы: что вас волнует? — говорит она. – Если мы потом уйдём с этой разработки, разве жизнь не вернётся туда снова?». Именно это и волнует ванн Довер: экосистемы, которые собираются разрушить. Стоит отметить, что такие места обитания и формы жизни, в них живущие, уже уничтожаются практически на рутинной основе.
«Эти места уничтожаются периодическими извержениями вулканов,- объясняет ван Довер. – Например, на восточно-тихоокеанской возвышенности, где каждый десяток лет происходят извержения, животные уже приспособились к этому, и в течение нескольких месяцев они возвращаются на свои места. А через пару лет даже невозможно сказать, что там случилось извержение».
Но в отличие от восточно-тихоокеанской возвышенности, на Солвара-1 животные обитали дольше, поскольку вулканические извержения случаются там гораздо реже, и не уничтожают на регулярной основе места обитания. Этим же существам грозит вымирание и по вине Nautilus. Некоторых учёных беспокоит, что у животных не будет времени для восстановления. Другие отмечают, что сложная экосистема ещё не до конца изучена – и у нас просто нет чётких прогнозов по поводу того, что будет, если там начать добычу.
Nautilus же утверждает, что будет вести себя ответственно, и напирает на экономический аспект добычи. «К примеру, на Солвара-1 в породе содержится 7% меди и 6 грамм золота на тонну – это в 10 раз больше, чем в среднем наземном месторождении. А меди на дне больше, чем во всех известных месторождениях на суше»,- говорит директор Nautilus, Джонстон. (На суше среднее содержание меди в породе менее 0,6%, а золота – 1,2 грамма в тонне). «Один из главных параметров, влияющих на прибыльность шахты, это уровень содержания ресурса, поэтому если на дне морском уровень в 10 раз больше, чем на суше, то это служит главным преимуществом для подводной добычи».
Далее, кроме того факта, что участок для разработки находится в полутора километрах под поверхностью воды, некоторые вещи в подводной разработке делать легче, чем на суше. Сейчас мы немножко углубимся в шахтёрский жаргон.
«Массивные отложения сульфидов на морском дне, интересующие Nautilus, находятся прямо на поверхности дна, так что над ними нет ни почвы, ни вскрышного слоя грунта,- говорит ван Довер. „Вскрышной“ – это верхний слой грунта, закрывающий породу. То есть, шахтёрам не будет мешать лишний слой земли, который нужно вскрыть, чтобы добраться до ценных пород – они просто лежат на поверхности.
Конечно, поверхность находится на дне океана, в тысячах метрах ниже уровня моря, а это значит, что компании потребуется высокотехнологичная и сложная система для добычи ископаемых. И тут начинается полная научная фантастика.
»Для добычи используется надводное судно, с которого устройства с дистанционным управлением опускаются на дно моря. Затем материал добывается, руда поднимается наружу и осушается. Оставшаяся жидкость, т.е. морская вода, опускается обратно на дно,- говорит ван Довер. – По окончанию добычи на одном месте судно перемещается на другое, поэтому ни дорог, ни инфраструктуры не требуется. В связи с этим существует убедительная аргументация в пользу того, что при такой добыче влияние на окружающую среду гораздо мягче, чем при добыче на суше".
Как работает морская добыча полезных ископаемых
То же, но более длинное видео
Согласно опубликованным чертежам, план Nautilus включает три отдельных роботизированных устройства, совместно готовящих местность, добывающих и складирующих минералы. Каждое из устройств имеет около 15 метров в длину, 4-6 метров в ширину и весит до 310 тонн. Три робота, изготовленные совместно компаниями Caterpillar и SMD, стоят порядка $100 миллионов. Каждый из них будет опускаться с судна поддержки добычи, которое будет находиться над местом добычи наподобие морской нефтяной вышки.
Сначала на дно опускается «вспомогательный резак» [Auxiliary Cutter, AC], который подготовит место добычи. Его опустят на участке Солвара-1 на глубину в 1500 м. При помощи смонтированной на колодке режущей головки он прорежет «траншеи», над которыми будут трудится следующие роботы. Вторым пойдёт «массовый резак» [Bulk Cutter], больше по размеру и более мощный, но способный работать лишь над траншеями, вырытыми при помощи AC. Затем порода будет измельчаться этими роботами на морском дне примерно так же, как при работе сухопутных машин.
После извлечения породы на место добычи посылается машина-сборщик [Collecting Machine]. Она собирает нарезанную породу, втягивая её в виде смеси с морской водой при помощи насосов, и проталкивая через гибкую трубу по системе подъёма на поверхность. На борту смесь осушат, и сухую часть оставят в ёмкостях корпуса судна – она будет увезена на переработку другим судном.
Всеми роботами можно управлять дистанционно, с поверхности, и все они устроены так, чтобы выдерживать огромное давление. Но в целом, как отмечают в компании, они представляют собою лишь адаптированные варианты существующих машин, используемых на суше для очистки земли перед добычей угля или руды. Просто они будут работать очень глубоко под водой.
В общем и целом, это предприятие сложное, высокотехнологичное и рискованное. Процесс проходит в экстремальных условиях, а если какой-то из роботов сломается, то починка его влетит в копеечку – несомненно, отправка батискафа на такую глубину станет сложной задачей. А любой несчастный случай грозит загрязнением окружающей среды и привлечёт нежелательное внимание.
Таким образом, Nautilus заставила поволноваться большое количество людей.
По словам ван Довер, в Рабауле местные жители уже начали протестовать против подводной разработки. Озабоченность вызывает всё, от возможного шума и света, вызванного работами, до урона окружающей среде. Мы едем в автобусе по покрытым пеплом улицам, и она спрашивает местного гида, видела ли та протесты.
«О, да»,- бормочет женщина, и выглядывает в окно. Чуть позже она рассказала мне, что местные «недовольны», но распространяться не пожелала. Она не хотела выставлять Рабаул в невыгодном свете. После извержения туризм затих, и, судя по всему, иностранцы до сих пор нечасто бывают на острове. Везде, где мы были, люди улыбались нам, махали, а иногда даже приветственно кричали.
И хотя компании Nautilus всё ещё предстоит привлечь внимание мировой общественности к своему удивительному проекту добычи, он уже стал спорным. Местные обеспокоены иностранными компаниями, входящими в их воды и угрозой окружающей среде. Экологи всего мира также начинают высказывать свои опасения на эту тему. Выступления против Солвара-1 уже усилены зарождающимся международным движением, стремящимся полностью остановить глубоководную добычу.
Один из оппонентов проекта – Ричард Стейнер, биолог и специалист по сохранению морской экосистемы, ранее преподававший в Аляскинском университете. Он изучал морские катастрофы с того момента, как у него под боком разворачивалась трагедия Exxon Valdez. Впервые я познакомился с ним много лет назад: он был одним из первых экспертов, прибывших на место разлития нефти BP в 2010-м, и помогал наблюдать и анализировать распространение последствий.
Сегодня он руководит некоммерческой организацией Oasis Earth, и делится знаниями с различными проектами, стремящимися сохранить экологию планеты. Поддерживаемая им кампания против глубоководной добычи была создана для замедления глубоководной добычи, и, в частности, одного из самых заметных проектов в этой области.
«Идея уничтожения экологических систем на гидротермических источниках Солвара-1 противоречит всему, за что борется движение по сохранению морских экосистем,- написал мне Стейнер по электронной почте. – Добыча уничтожит глубоководную экосистему, которую учёные даже ещё не изучили, и, скорее всего, приведёт к исчезновению видов, ещё не открытых нами».
«Одно это уже пересекает этическую линию, и мы не можем с этим мириться,- добавляет он. – Это нанесёт серьёзный удар с далеко идущими последствиями системе источников, и всё из-за минералов, не особо-то нам и нужных (золота, в частности). Этот проект – нереально плохая идея».
Всю полноту влияния реализации проекта на глубоководную экосистему трудно оценить. Nautilus поручил некоммерческой организации, занимающейся экологическими вопросами, Earth Economics, составить экологический обзор проекта Солвара, и в обзоре всё выглядит довольно неплохо. Но Стейнер и другие критики назвали отчёт вводящим в заблуждение, и отмечают, что в него не включено великое множество функций экосистемы и угроз для морских обитателей.
Nautilus, однако, утверждает, что их планы не только безопасны, но ещё и гораздо безопаснее альтернативных вариантов. Сухопутные шахты стоят в первых рядах предприятий, загрязняющих окружающую среду, добыча и отвод жидкости могут загрязнять бассейны рек и почву, создавать провалы и поддерживать вырубку леса. Загрязнение может отрицательно повлиять на здоровье живущих рядом людей. В случае глубоководной разработки эти проблемы не стоят так остро.
Вспомогательный резак
«На дне моря, очевидно, не живёт цивилизация, не обитают люди,- говорит ван Довер. – Поэтому с точки зрения влияния на общество организация добычи становится более простой, в отличие от разработки на суше».
Но люди, ратующие за сохранение экологии, утверждают, что медь можно добыть и не опускаясь на глубину. «Защитники идеи глубоководной добычи редко говорят о том, что на суше всё ещё очень много ресурсов, и что существует необходимость серьёзно увеличить использование металла в экономике, разрабатывать концепцию cradle-to-cradle (»от колыбели до колыбели" – безотходные системы производства, не наносящие вреда окружающей среде), и заниматься разработкой свалок,- говорит Стейнер. – Нам нужно прекратить нашу «экономику отходов» – добычу минералов, их однократное использование, и затем вышвыривание на свалку. Это создаёт спрос на увеличение добычи".
Конечно, главный вопрос не в том, какие опасности таит проект Солвара-1. Вопрос в том, не приведёт ли реализация проекта к возникновению целой индустрии в других местах, которые проверяют не так тщательно. «Корея и Япония активно разрабатывают эту концепцию, и компания Neptune уже занимается реализацией»,- говорит ван Довер.
twitter.com/SFriedScientist/status/608333713257164800
В последнее время Корея успешно испытала глубоководного робота-шахтёра, а в Японии одобрили лизинг своих вод для нужд глубоководной добычи минералов. К игре подключается Lockheed Martin, а Neptune собирается организовать добычу в Новой Зеландии. Все эти проекты ещё далеки от реализации, и вряд ли начнутся ранее 2018. К лидеру стаи, компании Nautilus, будет приковано очень много взглядов.
Строительство гигантского суда поддержки добычи, который станет надводным центром управления, началось по графику. В октябре 2015 года Джонстон отпраздновал очередную достигнутую веху, заметив: «Нашей целью остаётся разработка первого в мире коммерческого проекта по добыче богатой золотом и медью руды и запуск индустрии по добыче глубоководных ресурсов. В то время, как взоры всего мира ожидают рассвета новой индустрии, мы надеемся поставить судно к декабрю 2017 года, что позволит нам начать наши операции в первом квартале 2018 года». Мне он подтвердил своё высказывание.
«Инструменты для подводной добычи, а также система подъёма руды, включая насос, либо готовы, либо почти готовы,- сообщил Джонстон. – Вспомогательный резак, массовый резак и сборочная машина собраны, и прошли тестирование в условиях фабрики. „Мокрые“ тесты должны начаться в первой половине 2016 года».
Nautilus показала фотографии первых трёх машин, и немного засветилась в прессе, которая распространила изображения внушительно выглядящих морских вездеходов. Осталось лишь одно из главных препятствий: постройка судна, с которого будут вестись все операции.
«Последний компонент глубоководной разработки – это судно, имеющее критическое значение для добычи. Уже началась резка стали для судна, и мы уверены, что оно будет готово к концу 2017 года». Остальное оборудование, предназначенное для использования на борту, уже готово.
Итак, роботизированные «челюсти» уже готовы к спуску. И хотя компания, вроде бы, предприняла все возможные меры предосторожности, вопросы всё равно остаются. Даже если Nautilus сделал все шаги для обеспечения правильного функционирования операции, остаётся много неизвестных как в понимании экосистем, которые подвергнутся эксплуатации, так и в налаживании контакта с заинтересованными сторонами. Запросы Стейнера к человечеству о безотходном производстве и повторном использовании имеющихся материалов вместо добычи новых могут выглядеть утопично, но мы подошли к краю пропасти. Мало кто будет агитировать за глубоководную добычу после её начала.
Движущие силы, заставляющие шахтёров отправляться в морские глубины, вряд ли утихнут в ближайшее время. Медь и никель очень востребованы на рынке, и, когда миллионы людей вливаются в средний класс, потребляющий высокотехнологичные устройства, их востребованность будет только расти. И хотя морское дно выглядит большим и практически бесплодным, даже учёные точно не уверены в последствиях массовой добычи ископаемых по всему земному шару. Ведь золотая лихорадка не ограничена месторождением Солвара-1. Если Nautilus ждёт удача, другие наверняка последуют за нею.
«Нам нужно чётко понимать, что мы можем потерять,- говорит ван Довер. – Кумулятивный эффект очень сложно оценить. Солвара-1 – пожалуйста, начинайте свою добычу, и посмотрим, что будет. А что насчёт следующего месторождения? Где будет переломный момент? Сколько таких мест можно уничтожить? И после какой скорости уничтожения этих экосистем они не восстановятся? Я считаю, что С-1 восстановится, если больше ничего не трогать. Но если тронуть что-либо ещё – когда этих разрушений окажется слишком много? Я не знаю».
Ван Довер выглядывает из окна каюты. «Можно ли проводить такую операцию, не нарушая экологию? Да. Будут ли её проводить таким образом? На этот счёт я не так оптимистична».
Автор: SLY_G
