水下機器人的機械臂上有一個錳結核，珊瑚就生長在上面?？茖W家們正在利用遙控潛水器研究海底的多金屬結核以及依賴這些結核生存的動物，例如這種深海珊瑚。

來源：Science news

作者：克里斯蒂安·艾略特

編譯：觀海局

2021年，一個名為“帕塔尼亞二號”（Patania II，由比利時全球海洋礦物資源公司Global Sea Mineral Resources開發(fā)，重達27噸）的10米長機器人在東太平洋海底緩緩行駛，深度約為海面以下4公里。它的吸盤吸取土豆大小的多金屬結核，并通過軟管將其輸送到海面的船只上。這是克拉里昂-克利珀頓斷裂帶（CCZ）首次進行工業(yè)規(guī)模采礦設備的測試。CCZ是一個面積達500萬平方公里的海域，遍布著大量珍貴的金屬礦藏，也是關于是否應該允許企業(yè)進行深海采礦爭論的核心所在。

在海面，一艘科考船緊隨其后，利用遙控潛水器和海洋傳感器監(jiān)測采礦機留下的痕跡。它收集到的數(shù)據(jù)，清晰地展現(xiàn)了深海采礦對豐富但鮮為人知的深海生物群落造成的直接破壞。

五年后的今天，歐洲“采礦影響”（Mining Impact）項目的研究人員計劃重返“帕塔尼亞二號”試驗場和克拉里昂-克里伯頓斷裂帶（CCZ）的其他地點，評估采礦對深海生物群落的長期影響，以及需要多長時間才能恢復。

“當你把這些東西放進采集器時，一部分生物群落就消失了，”德國阿爾弗雷德·韋格納研究所的生物地球化學家費利克斯·詹森說，他研究海底沉積物中的微生物群落，也是該研究團隊的成員?！暗珕栴}是，人類留下的那些東西是否適合生物重新定居，并建立起支撐長期生存所需的種群數(shù)量？”

為了探究這一問題，一項名為“采礦影響”（MiningImpact）的項目啟動，該項目耗資2500萬歐元，于2015年啟動，計劃在2026年至2028年間開展六次科考航行，屆時將有來自9個國家的100多名科學家參與其中。

隨著開采結核礦藏（用于生產(chǎn)包括電動汽車電池在內的各種技術所需的鎳、鈷和其他金屬）的競爭日趨激烈，這項研究的推進也隨之展開。聯(lián)合國國際海底管理局（ISA）今年有望最終敲定國際水域采礦的監(jiān)管條例，該機構已向21家法人實體發(fā)放了31份合同，用于勘探深海采礦——主要目標是克拉里昂-克里伯頓斷裂帶（CCZ）的多金屬結核，但也包括海山頂部的富鈷鐵錳結殼以及大洋中脊熱液噴口周圍形成的硫化物。與此同時，美國在2025年通過一項行政命令，指示聯(lián)邦機構加快深海采礦的審批流程，從而進一步加劇了這場競爭。

“美國是想繞過國際海底管理局（ISA）”，美國坦普爾大學深海生物學家埃里克·科德斯說道。作為美國推進深海采礦審批程序的一部分，他曾向美國海洋能源管理局提交意見。

為了輔助決策，美國海洋能源管理局提出了許多問題，“但我們無法回答這些問題，”德國亥姆霍茲海洋研究所地球化學家、“采礦影響”項目首席科學家馬蒂亞斯·?？藸枺∕atthias Haeckel）說道。采礦目標區(qū)域棲息著一些特有物種，包括海綿、珊瑚、苔蘚蟲、海參、海星、海膽和魚類——其中約90%尚未被描述。在克拉里昂-克里伯頓斷裂帶（CCZ）的深海平原，許多已知物種僅存在于結核上，這些結核是由數(shù)百萬年來海水中沉淀的金屬聚集體。?？藸栒f，它們是“一種堅硬的基質……在其他環(huán)境條件下，這種基質在柔軟的沉積物中并不存在”。

采礦的直接影響毋庸置疑。例如，去年12月發(fā)表在《自然生態(tài)與進化》雜志上的一項研究發(fā)現(xiàn)，在金屬公司于2022年在克拉里昂-克里伯頓斷裂帶（CCZ）進行測試后，物種數(shù)量下降了32%。但深海種群通過幼蟲擴散的聯(lián)系程度尚不明確——因此，遠距離種群能否有效地重新定居于采礦區(qū)也難以確定。

計劃于2026年10月進行的科考航次將重返帕塔尼亞二號試驗場，以考察采礦區(qū)及其周邊是否已出現(xiàn)自然恢復跡象。此次航行還將檢查2021年沉入該區(qū)域海底的復制結核架。這些結核架是荷蘭皇家海洋研究所（NIOZ）深海生態(tài)學家薩賓·戈爾納（Sabine Gollner）領導的一項為期30年的實驗的一部分，旨在測試如果提供合適的棲息地，深海生物是否能更快地恢復。

即使在擾動發(fā)生多年之后，答案可能仍然不明朗。海克爾指出，恢復可能需要數(shù)十年甚至數(shù)百年。在2015年“采礦影響”（MiningImpact）項目的第一階段，研究航次重訪了兩個早期的深海采礦試驗點—— 1989年在秘魯海盆進行的海底犁耕試驗和1979年在克拉里昂-克里伯頓斷裂帶（CCZ）進行的結核采集試驗。在這兩個案例中，研究人員都發(fā)現(xiàn)，沉積物中的微生物在數(shù)十年后仍未恢復?！澳抢锏纳顒右徛枚啵焙？藸栔赋觥?/p>

計劃于2027年進行的第二個科考航次將嘗試利用深海生物遺傳學來評估它們的恢復潛力。在穿越克拉里昂-克里伯頓斷裂帶（CCZ）的大片區(qū)域并采集多種物種的樣本后，研究團隊計劃分析不同種群之間的遺傳差異，這將有助于他們了解物種在深海中的遷徙范圍以及種群間的聯(lián)系程度。

這些試驗區(qū)填充了2021年放置在海底的人工結核，這是一項長期實驗，旨在追蹤深海采礦后動物重新定居該區(qū)域的速度。

“這些信息……對于了解是否有可能恢復至關重要，”戈爾納說。“第一步我們需要知道那里生活著什么生物，然后了解它們之間的聯(lián)系。簡而言之，就是這些生物幼體來自哪里?！?/p>

英國國家海洋學中心的深海生物學家丹尼爾·瓊斯表示，深海動物數(shù)量稀少，使得這類問題難以解答?！澳悴杉臉颖?，往往只能找到一兩次。” 但研究團隊希望通過密集采樣，收集到足夠多的個體，以便比較克拉里昂-克里伯頓斷裂帶不同區(qū)域的種群數(shù)量。

Mining Impact項目還將研究其他潛在的采礦地點。2027年，該項目將考察挪威水域的三個熱液噴口。國際海底管理局（ISA）的法規(guī)草案不允許在活躍的噴口進行采礦，因為這些噴口孕育著獨特的、特殊的生物群落，其中包括鵝頸藤壺、毛茸茸的雪人蟹以及化能合成細菌墊等動物。但已廢棄的噴口對采礦者來說仍然極具吸引力。此次由挪威海洋研究所（NIOZ）牽頭的航行將考察廢棄和已滅絕噴口的生物群落，以及采礦目標噴口與活躍噴口之間通過幼蟲擴散和洋流的聯(lián)系程度。

美國斯克里普斯海洋研究所的海洋生物學家麗莎·萊文曾為國際海底管理局（ISA）提供咨詢。她表示，確定深海采礦潛在的環(huán)境影響是一項重要的工作。但她認為，決定采礦業(yè)未來走向的可能是經(jīng)濟因素，而非環(huán)境影響。她指出，大多數(shù)大型汽車制造商已經(jīng)在使用無需鈷或鎳的新型電池技術。

萊文說：“我認為環(huán)境問題最終不會決定我們是否開采，而是取決于開采是否有利可圖?！?/p>

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