Skattkammare av råvaror vilar på havsbotten och deras potentiella överflöd driver framväxten av djuphavsgruvor, och kasta upp oro för miljöpåverkan.

Havet täcker två tredjedelar av vår planet, och erbjuder mycket mer potential för att hitta värdefulla råvaror än marken. Som vilken gruvdrift som helst, detta kommer att sätta sina spår på planeten och det pågår nu en kapplöpning mot tiden för att ta itu med miljöriskerna innan den framväxande industrin tar fart.

"Plymer är det största problemet, sa professor Philip Weaver, verkställande direktör på Seascape Consultants, ett företag som föreslår sätt att bättre hantera den marina miljön.

'Du kan förstöra området du min, det är illa nog, men du kan också förstöra enorma områden runt gruvan.'

Plymer är moln av damm som hänger svävande i vattnet. Partiklarna i sig kan orsaka skada och i vissa områden kan de även innehålla giftiga kemikalier. De kan spridas över stora delar av havsbotten, som kan ha förödande effekter på ekosystemen.

"Konsekvenserna av partikelregn som faller ner på faunan kan täppa till filtermatningsmekanismen hos vissa organismer som sedan kan dö, sa Prof. Weaver. "Detta är en utmaning för (djuphavs) gruvindustrin."

Andra miljörisker sträcker sig från förlust av livsmiljöer över stora områden till buller och ljusföroreningar. I ljuset av detta, det EU-finansierade forskningsprojektet MIDAS sammanförde industri och icke-statliga organisationer för att undersöka hur man bäst hanterar miljöpåverkan från djuphavsbrytning.

MIDAS, koordinerad av prof. Weaver, genomfört plymmodellering för att utvärdera effekterna av djuphavsbrytning. Deras forskning bekräftade vikten av att begränsa plymer för att förhindra betydande skador på ekosystemen.

De utforskade också de tre huvudsakliga målen för djuphavsbrytning. Den första var manganknölar, golfboll till stenar i potatisstorlek som innehåller stora mängder värdefulla metaller som koppar och nickel. Den andra var koboltskorpor som täcker exponerade steniga havsbottnar och även innehåller koppar och nickel, samt kobolt och platina.

Enligt Prof. Weaver, det mest hållbara alternativet är det tredje; massiva sulfider i havsbotten. Dessa enorma tredimensionella avlagringar av koppar, guld och silver bildas av heta vätskor som kommer från jordskorpan, ändå påverkar brytningen av dem en mindre del av havsbotten.

För att samla in dessa metaller, gruvbolag utvecklar 50 fot långa fjärrstyrda maskiner som skär upp havsbotten och suger upp mineralerna tillbaka till ett fartyg på ytan.

På grund av den infrastruktur som byggs runt en landbaserad gruva och de föroreningar detta skapar, Prof. Weaver tror att gå till djupet av våra hav kan ha mindre påverkan på miljön.

"Det kan finnas ett argument att brytning av sulfidfyndigheter till havs är mer hållbar än att bryta liknande fyndigheter på land, sa Prof. Weaver.

"Detsamma gäller inte knölar och skorpor eftersom de är tvådimensionella ... så det kommer att vara mer som brytning av band, ta bort ytan på mycket stora ytor, över 100 km2 per operatör och år.'

Och ändå kvarstår problem för sulfidavlagringar eftersom de bara genereras nära vulkaniska områden, och gruvarbetare har ännu inte upptäckt var de flesta sulfidfyndigheter finns.

Enligt Prof. Weaver, livet runt dessa vulkaniska undervattensöppningar kan föröka sig snabbare än andra delar i djuphavet eftersom arter här förökar sig snabbare, vilket gör att ekosystemen kan regenereras snabbare. Dock, genom olika gruvpåverkansexperiment fann MIDAS också att det i allmänhet fortfarande råder en bristande förståelse för hur några ekosystem skulle återhämta sig när gruvdriften upphörde.

Samtidigt håller flera länder på att förbereda sig för denna framväxande industri, men innan guldruschen, rätt lagstiftning måste införas, och det håller på att utvecklas.

Detta har skapat ett fönster där industrin kan få sin miljöstrategi redan från början och MIDAS hoppas att dess forskning hjälper lagstiftare att göra just det.

"Vi behöver lika villkor där alla spelare uppfyller höga krav och de borde drivas att uppfylla dem, sa Prof. Weaver.

Perspektiv

Förmodligen kan sulfidfyndigheter vara den mest hållbara källan, men det finns fortfarande potential för ekonomiskt genomförbar och hållbar gruvbrytning på andra ställen i havet och med de senaste tekniska framstegen skulle detta kunna göras med låg miljöpåverkan.

knölar, till exempel, erbjuder en lukrativ möjlighet och finns i överflöd i olika hav. Det EU-finansierade Blue Nodules-projektet har utvecklat en automatiserad djuphavsgruvrobot som dammar upp dessa potatisstora stenar och skickar dem rakt upp till ett fartyg där de bearbetas för försäljning. Produktionskapaciteten kommer att vara 2 miljoner ton per år, tagna från vatten upp till 6 kilometers djup.

"Blue Nodules bygger på att begränsa (miljö)påverkan, sa Laurens de Jonge, projektledare. "Vi minskar mängden sediment vi tar upp så att havsbotten lämnas så ostörd som möjligt."

Projektet introducerar också teknik för att minska buller, förhindra kemiskt avfall och minimera trycket från dess spår. De arbetar också med MIDAS för att hjälpa till att implementera andra åtgärder som kommer att minska effekterna, som att begränsa plymer.

"Den totala ytan där polymetalliska knölar finns är enorm, men området som lämpar sig för gruvdrift är relativt litet, i sammanhanget av hela havet, sa de Jonge.

"Även i områden som är skannade och godkända för gruvdrift, de har i allmänhet bara 10-20 % av utrymmet tillgängligt på grund av sluttningar i havsbotten eller andra geografiska hinder, begränsa det drabbade området.'

Å andra sidan, knölar uppstår först efter miljontals år när mineraler långsamt avsätter sig i dessa potatisliknande former. Anledningen är fortfarande ett mysterium, men vad som är känt är att de spelar en viss roll i dessa livsmiljöers ekosystem.

Enligt de Jonge, det finns sätt att ersätta dessa knölar med artificiella alternativ och Blue Nodules tittar på några lösningar här. De planerar också att endast bryta i noggrant utvalda områden där ekosystemen kan vara mer motståndskraftiga.

"Vi anser att det är vårt ansvar att hitta hållbara tekniska lösningar för djuphavsbrytning och en ansvarsfull användning av alla aktörer i världshaven, sa de Jonge.