深海採礦爭奪戰
深海底部有豐富礦核，藏量堪比陸上礦藏，各國已展開採礦作業，卻也衝擊了深海生態系。科學家正加緊研究步伐，設法減少危害，以防生態浩劫。
撰文／皮考克（Thomas Peacock）、阿爾佛德（Matthew Alford）
翻譯／張雨青
在美國聖地牙哥外海約50公里處，我們操作著水下1000公尺的測具，那是在今年2月下旬的事。我們的研究船莎莉萊德號（RV Sally Ride），載有八個貨櫃，每個都和小轎車一般大，裝滿從太平洋深處撈起的底泥。當天上午，我們把泥巴放進一個巨大水槽裡，加入海水攪和一小時後，把整槽泥水用60公尺長的大排放管從船的側邊注入海中。
顆粒受到洋流牽引，從船邊向下往外擴散，我們追蹤了六小時。吊掛在船邊的複雜探測器陣列，讓我們得以測定水柱中羽流（plume）的形狀與沉積物濃度。但訊號越來越弱。
「深海採礦」是一項迫在眉睫的議題，可能很快就要對海洋造成重大衝擊。我們的目標是針對此議題取得海洋數據。
世界各國政府與企業猶豫幾年之後，決定開始探索深海海床，尋找有用的礦物，其中以鎳、銅與鈷為主。海下數千公尺處有拳頭大的礦核沉澱，裡頭就含有這些金屬。大小如同聯合收割機的自動採礦機貼著海床徐行，把含有礦核的表層沉積物吸起，所經之處翻攪起一陣沙土。採礦機沿途把礦核抽進一條數公里長的大輸送管，送上平底船。原料在船上過篩，每天分離出數百萬顆高密度金屬礦核，剩餘的沉積物則送回海中，向下形成沉積物羽流。
這一整套流程會如何影響海床以及其上方的生物？我們的排放試驗是找出解答的第一步。
全球金屬需求攀升，陸地上一些優質礦藏卻日漸枯竭。幾家企業例如全球海洋礦物資源公司（GSR）與英國海底資源公司（UK Seabed Resources），紛紛投資深海採礦，認為比陸上開採更划算，特別是在廠商被迫遷就等級較差的礦區，而且產出的礦砂也不容易精煉的情況下。
某些陸上礦物資源不多的國家，諸如日本、韓國，也想湊一腳，探勘海中廣大的礦床。去年9月，日本石油天然氣金屬礦物資源機構（JOGMEC）進行第一套大型商用試驗，在沖繩附近的日本專屬經濟海域內，用挖礦原型機把數以噸計的鋅與其他金屬從1600公尺深的礦床淘出。小島國家與其他地區，例如東加與庫克群島，由於資源有限，難以自行扶植這類產業，則討論是否對外租售經濟海域的開採權。而管理「國際水域」（international waters，又稱公海、國際海域）商業活動的「國際海底管理局」（International Seabed Authority, ISA）已發出28張探勘執照，准許來自20國的機構在海底開採樣本。
科學家則努力想釐清更多潛在危害，以及找出降低傷害的措施，此時此刻，各國政府、產業界、ISA、大學與科學機構也正合作研究相關問題，其目標與我們研究相似。有別於過去煤礦、油礦、磷礦與其他天然資源的開採，科學界這回有機會在大型採礦產業崛起之前，與各方陣營攜手建立有效的防護機制，以及評估海中開採相對於陸上開採的衝擊程度。
海洋礦藏獲利可期
一個半世紀前，瑞典探險家於西伯利亞外圍的喀拉海（Kara Sea）首度發現海洋礦藏。1870年代知名的英國艦隊挑戰者號（HMS Challenger）遠征，把近代海洋學往前推進，期間也證實海中處處有礦藏。1970年代，美國中央情報局（CIA）精心策劃一場騙局，對外宣稱採集錳核，實則暗自在太平洋打撈沉沒的蘇聯潛艇K-129。然而當時深海開採的技術難度高，礦物價值低，業者實際進行商業探勘的意願不高。
過去10年，業者對海底採礦的興趣明顯提高。全球人口增加、都市化、消費力提高，以及運用特定金屬的技術普及，大大推升市場預期需求。例如全球的鎳需求目前約每年200萬公噸，估計2030年將攀升50%。陸上的鎳礦蘊藏量約7600萬公噸，而單單克拉利恩－克利珀頓破裂帶（Clarion-Clipperton Fracture Zone, CCFZ）這塊從夏威夷延伸至下加利福尼亞半島的深海平原，海底礦核所含的鎳就接近陸上藏量。鈷的情況也類似：陸上藏量約700萬公噸，CCFZ的鈷核則有過之而無不及。
令人寄予厚望的礦源主要分成三種型態。第一種是海底熱泉，無論活躍與不活躍，都源於火山活動遺留的裂口，熱物質沿板塊構造邊緣冒出，形成海底熱液硫化物（seafloor massive sulfide），是含量甚豐的礦源，含有銅、鋅、鉛與金。巴布亞新幾內亞已核准加拿大的鸚鵡螺礦業公司（Nautilus Minerals）在經濟海域內不活躍的索瓦拉一號區（Solwara I）開採硫化物。ISA則簽發了七張在公海非活躍地帶探勘硫化物的執照。活躍地帶因具有獨特的生態系，科學家呼籲中止開採。
第二種礦源是鈷華（cobalt crust），由海水中的金屬自然析出，沉澱於海底山的頂部與側壁的堅硬岩盤。這層「皮」長得很慢，每100萬年只長幾公釐，一般會長到5~10公分。除了鈷，鈷華中還含有鎳與其他具經濟價值的金屬。儘管ISA核發了四張西太平洋的探勘執照，採集鈷華可能是最費事的選項，因為鈷華很難從岩石上刮起，而且岩壁通常陡峭，在海下很難開採。
大多數深海採礦企業瞄準的是第三種礦源，即含有多種金屬的錳核，下文僅探討錳核的開採。有些錳核散佈於海床上，有些埋在廣大區域的沉積物中。它們於海下數千公尺深處形成，是由海水中的金屬圍繞岩屑析出，沉澱後形成結核，直徑每100萬年增長約一公分。
ISA核發了16張CCFZ的礦核探勘執照。礦核組成雖不盡相同，但典型的礦核樣本中，鎳、銅與鈷約佔3%的重量，這是真正值錢的部份；錳的含量約25%，如果大規模開採，全球供給量將大增；礦核剩下的部份，多是無經濟價值的硬化物質。
