כרייה במים עמוקים

כרייה במים עמוקים הוא תהליך חדש יחסית להפקת מינרלים מקרקעית הים. אתרי כרייה אפשריים באוקיינוסים מצויים בדרך כלל סביב אזור נרחבים של נודולות מנגן או סביב נביעות הידרתרמיות פעילות או כבויות בעומק שבין 1,400 ל-3,700 מטרים מתחת לפני המים. הנביעות יוצרות מרבצי סולפידים, הכוללים מתכות יקרות כדוגמת כסף, זהב, נחושת, מנגן, קובלט ואבץ. את המחצבים כורים באמצעות משאבות הידראוליות או מערכות דלייה המעלות על פני השטח את העפרה על מנת לעבדה. פעילות זו, כמו כל פעילות כרייה, מעלה שאלות בסוגיית שמירת הסביבה. הרעיון לבצע כרייה במים עמוקים הועלה באמצע שנות ה-60 של המאה ה-20 בספרו של ג'ון מרו (John L. Mero) "משאבי מינרלים בים". בספר טען מרו שניתן למצוא כמויות בלתי נדלות של קובלט, ניקל ומתכות אחרות ברחבי האוקיינוסים של כדור הארץ. מרו הצהיר שמתכות אלו מרוכזות במרבצים של נודולות מגנזיום, המופיעות כגושים של משקעים דחוסים על קרקעית הים בעומקים סביב ה-5,000 מטרים. כמה מדינות, כולל צרפת, גרמניה וארצות הברית שלחו ספינות מחקר בחיפוש אחרי מרבצי הנודולות. ממחקר זה התברר כי ההערכות הראשוניות של היישומיות של כרייה במים עמוקים היו מוגזמות מאוד. הערכת יתר זו והמחירים הנמוכים של המתכות הובילו לנטישת כריית הנודולות ב-1982. ההוצאה על ההשקעה במיזם בין שנות ה-60 ל-1984 מוערכת ב-650 מיליון דולר, כשההחזר על ההשקעה היה שולי או אפסי. במהלך העשור האחרון החל שלב חדש בכרייה במים עמוקים. ביקוש גואה למתכות יקרות ביפן, סין, קוריאה הדרומית, והודו דחפו מדינות אלו לחפש מקורות חדשים. במקום להתמקד בנודולות המפוזרות על קרקעית הים הוסט מוקד העניין לאחרונה לנביעות הידרותרמיות כמקור למתכות. המגמה כיום בחברות המערביות של מעבר לתשתית תעבורה ומידע המבוססים על חשמל מגבירים עוד יותר את הדרישה למתכות יקרות. העניין המחודש הנוכחי בכריית נודולות זרחניות מקרקעית הים נובע מהצורך לייצר דשנים מלאכותיים מבוססי זרחן, שחשיבותם לייצור המזון בעולם משמעותית ביותר. מיזם סולווארה 1 (Solwara 1 Project), האתר הפוטנציאלי הטוב ביותר כיום לכרייה במים עמוקים, ממוקם בים מול פפואה גינאה החדשה. האתר הוא מקור למרבצי נחושת וזהב בריכוז גבוה, והמקום הראשון בעולם שבו בוצע מחקר מקיף על סולפידים מסיביים שעל קרקעית הים (SMS ראשי תיבות של Seafloor Massive Sulphide). אתר הכרייה נמצא בעומק של 1,600 מטרים מתחת לפני הים בים ביסמרק. תוך שימוש בטכנולוגיה החדישה ביותר של רובוטים תת-מימיים תהיה החברה הקנדית "נאוטילוס מינרלס" (Nautilus Minerals) החברה הראשונה מסוגה להתחיל בכרייה תת-מימית מסחרית של מרבצי מינרלים. החברה תכננה להתחיל את ההפקה בתחילת 2013, אבל נכון לנובמבר 2014 הכרייה טרם החלה. התקנה הראויה ביותר לציון בנושא כרייה במים עמוקים היא אמנת האו"ם בנושא חוק הים (United Nations Convention on the Law of the Sea) שהדיונים בתוכנה התנהלו בין 1973 ל-1982 והיא התקבלה בהצבעה ב-1994. במסגרת האמנה הוקמה הרשות הבינלאומית לקרקעית הים (ISA - ראשי תיבות של International Seabed Authority), גוף בינלאומי שמושבו בג'מייקה שבו שותפים כל המדינות שחתמו על חוק הים, ונועד להסדיר ולפקח על מיזמי כרייה של מדינות במים עמוקים מחוץ לאזור הכלכלי הבלעדי (200 מייל ימי (כ-370.4 ק"מ) מחופה של מדינה) של המדינות. ה-ISA דורש ממדינות המעוניינות בביצוע כרייה כזו לחקור שני אתרי כרייה זהים ולהעביר אחד מהם ל-ISA, יחד עם הטכנולוגיה של הכרייה לתקופה שבין 10 ל-20 שנים. דרישה זו נראתה סבירה בתקופה שבה נחתם חוק הים בשל ההשערה המקובלת שכריית הנודולות תהיה רווחית ביותר. דרישות מחמירות אלו גרמו לכמה מהמדינות המתועשות לסרב לחתום על הגרסה הראשונה של האמנה ב-1982. מחצבים רבים ושונים זמינים לכרייה במעמקי הים, כולל כסף, זהב, נחושת, מנגן, קובלט ואבץ. חומרי גלם אלו מצויים בצורות שונות על קרקעית הים, בדרך כלל בריכוזים גבוהים יותר מאשר במכרות ביבשה. מינרלים ועומק בו הם מצויים שתי חברות מנסות כיום לנצל מחצבים אלו. חברת "נאוטילוס מינרלס" (Nautilus Minerals Inc) הקנדית, וחברת "נפטון מינרלס" (Neptune Minerals) מבריטניה. הראשונה מתכוונת כאמור לחפור מול חופי פפואה ניו גינאה, והשנייה מול חופי ניו זילנד. בנוסף, תאגיד דה בירס וחברות אחרות כורות יהלומים מקרקעית הים. פיתוחים טכנולוגיים מהתקופה האחרונה אפשרו שימוש ברובוטים תת-מימיים (ROV - ראשי תיבות של Remotely Operated underwater Vehicle – "כלי רכב תת-מימי המופעל בשליטה מרחוק") לאסוף דגימות של מינרלים מאתרי כרייה פוטנציאליים. תוך שימוש במקדחים ומכשירים חותכים אחרים משיג הרובוט התת-ימי דגימות על מנת שיאובחנו אחר-כך האם יש בהם חומרים יקרי ערך. ברגע שאותר מקום כזה תעגון במקום ספינה שתכרה את המחצבים. קיימות שתי שיטות עיקריות להפקת המינרלים בקנה מידה נרחב. מערכת דלייה רציפה (CLB - ראשי תיבות של continuous-line bucket system), ומערכת שאיבה הידראולית. מערכת הדלייה היא השיטה העדיפה לאיסוף נודולות. היא פועלת בדומה לסרט נע המוביל בין קרקעית הים לפני הים, שם ספינה או פלטפורמה קבועה ממצה את המינרלים המבוקשים, ומחזירה את הסייגים לאוקיינוס. בשיטת השאיבה ההידראולית מורד צינור לקרקעית הים שמעביר את הנודולות לספינת הכרייה. צינור אחר מהספינה לקרקעית האוקיינוס מחזיר את הסייגים לאתר הכרייה. אזורי הכרייה התת-מימית המבטיחים ביותר שהתגלו הם באגן מנוס (Manus Basin) המרכזי והמזרחי סביב פפואה גינאה החדשה, והלוע הגעשי של הר המצולה החרוטי ממזרח. באתרים אלו נתגלו כמויות מבטיחות של זהב במרבצי הסולפידים של האזור (ממוצע של 26 חלקים למיליון). המים הרדודים יחסית, עומק של 1,050 מטרים, יחד עם הקרבה למפעל עיבוד הזהב הסמוך הפכו מקום זה לאתר כרייה מצוין. מכלול התוצאות של פעולות כרייה בקנה מידה גדול אינו נהיר מכיוון שכרייה במים עמוקים היא תחום חדש יחסית. עם זאת, מומחים בטוחים כי סילוק חלקים מקרקעית הים תגרום להפרעות לאזור הבנתוני (benthic zone – השכבה בים הצמוד לקרקעית), ויגביר את הרעילות של עמוד המים (מונח המתאר את שכבות המים מהקרקעית עד פני מים). סילוק חלקים מקרקעית הים פוגעת בבית הגידול של אורגניזמים בנתונים, וייתכן, תלוי בשיטת הכרייה ובמיקומה, תוך גרימת נזק בלתי הפיך. הנביעות ההידרותרמיות מהוות בית גידול ליצורים מיוחדים שרק בשנים האחרונות החלו להכירם, והכרייה במים עמוקים עלולה להכחידם כליל. מלבד הפגיעה הישירה של כרייה באזור, עלולים דליפות של דלק, ושיתוך לשנות את ההרכב הכימי של המים באזור הכרייה. בין ההשפעות השליליות של כרייה במים עמוקים יש לתימרות המשקעים את ההשפעה הגדולה ביותר. תימרות נוצרות כאשר סייגים מהכרייה (בדרך כלל חלקיקים דקי גרגיר) מושלכים בחזרה לאוקיינוס תוך יצירת ענן של חלקיקים הצפים במים. בתהליך נוצרים שני סוגים של תימרות: תימרות בסמוך לקרקעית ותימרות בסמוך לפני המים. תימרות בסמוך לקרקעית מתרחשות כאשר הסייגים נשאבים בחזרה לאתר הכרייה. החלקיקים הצפים מגבירים את העכירות של המים תוך סתימת מנגנוני ההזנה בסינון של היצורים הבנתונים. תימרות שעל פני השטח גורמים בעיות חמורות יותר. כתלות בגודל החלקיקים וזרמי המים יכולים התימרות להתפשט על פני שטחים נרחבים. התימרות עלולות לפגוע בזואופלנקטון ובעומק אליו חודר אור השמש, ובכך להשפיע על שרשרת המזון של האזור. ארגונים הפעילים למען צדק סביבתי מצביעים על כך שתרבויות רבות, בהן תרבויות קדומות שנוצרו באיים, מתייחסות בחרדת קודש למשאבי המים, וכרייה במים מסמלת עבורם פגיעה במקומות קדושים ובקשרים תרבותיים. לדוגמה, נציג העמים הילידים של הוואי אמר שהם "חולקים אהבה וכבוד לאוקיינוס" וקרא להימנע מכרייה במים עמוקים. נודולות מנגן נביעה הידרותרמית וויליאם ברוד, ניו יורק טיימס, מירוץ עולמי אחר האוצרות במצולות, באתר הארץ, 23 ביולי 2012 נעה פישר, יוגב ישראלי, חוקרים: לשיטה חדשה של כרייה בים יהיו השלכות קטלניות על הטבע, באתר ynet, 16 בפברואר 2023 "Who Will Claim Common Heritage?–Corporate interests endanger international agreement on deep seabed minerals" בביטאון Multinational Monitor Deep Sea Mining Deep Sea Mining קטע וידאו בן 8 דקות בערוץ המדע של הטלוויזיה האוסטרלית, יוני 2011. כתבות ב-BBC Deep sea 'gold rush' moves closer UK Seabed Resources joins deep-ocean mineral-mining rush The Secret on the Ocean Floor Japan's grand plans to mine deep sea vents Deep sea mining to help make electric vehicles תרכיזים של מתכות (בעיקר מנגן, אבל גם ברזל וניקל) שהתגבשו במשך מיליוני שנים על קרקעית הים בגושים בגודל ממוצע שבין 5 ל-10 ס"מ. נביעות של מים חמים בקרקעית האוקיינוס ממגע של מים בבזלת לוהטת. המים החמים מכילים חומרים שהומסו במגע עם הבזלת ושוקעים סביב הנביעות לאחר שהם מתקררים שלמה שובאל מגדיר אותם כ"יצורים המתקיימים על קרקעית הים, בסביבה הבנתונית. חלקם מתקיימים על הקרקעית, כמו מיני צדפות וחלזונות, חלקם צמודים אל הסלע, כמו מיני ספוגים, וחלקם מתחפרים בקרקעית, כמו תולעים ומיני קיפודי ים. הם נפוצים בעיקר באזור הרדוד באוקיינוס, כלומר בחוף הים ובחלקו הרדוד של אדן היבשה." – מילון מונחים במדעי כדור הארץ באוניברסיטה הפתוחה John L. Mero, Mineral Resources of the Sea הוצאת Elsevier,‏ ISBN 0444403949 Deep Sea Mining?‎ Solwara 1 Project – High Grade Copper and Gold Treasure on the ocean floor האקונומיסט נובמבר 2006 Nautilus says could start undersea mining in 2013 אתר Mining Weekly Nautilus Minerals announces Financial Results for Q3 2014 אתר הרשות הבינלאומית לקרקעית הים Deep-Sea Mining and Exploration באתר InfoMine Undersea mining – the new threat אתר ארגון גרינפיס Harm done to the ocean is a direct attack on our way of life, באתר Environmental Justice Foundation, ‏25 בפברואר 2024 (באנגלית)