海底的人造“痕迹”:采矿应该牺牲海底的生命吗?
其实这些都是人类留下的。人类在地球表面留下了数不清的痕迹,但海底这些由来已久的挖掘痕迹大多不为人知。它们偶尔被遥控潜水器的聚光灯照亮,但随后又回到黑暗中。它们已经存在了几十年,就像宇航员在月球上留下的脚印,今天依然清晰可见,没有什么能把它们洗掉。
在几年前拍的一张图中,可以看到一个37年的发掘,下面的标记可以追溯到1989。类似的标记可以追溯到上世纪七八十年代,是深海采矿实验的第一批下脚料。配有挖泥船和挖沟机的船只在作业后留下这些废物,然后离开。
最近,科学家带着相机和探测器回到这里,观察这里生态系统的变化——他们发现了从未完全愈合的伤口。很快,将会有更多这样的挖掘遍布海洋深渊——地球上最后未被触及的荒野之一。后人会怎么看待这些印记?对于21世纪初人类对资源的追求,他们会怎么说?
海底挖痕从何而来?
为了理解为什么会有这些挖掘,为什么它们如此重要,我们需要潜入史前海洋。有一天,一颗牙齿从鲨鱼嘴里掉了下来,漂到了几百米深的海底。渐渐地,金属从海水中沉淀出来,形成一层水状沉积物,在牙齿上覆盖了一层矿物质。因此,地球上最缓慢的地质现象之一----多金属结核的生长----开始了。
并不是所有的多金属结核都是从牙齿开始的,有些是从贝壳或骨头碎片开始的,或者根本就没有内核,但它们的相似之处是生长速度极其缓慢。在几百万年里,它们只能长几厘米。但随着时间的推移,它们将变得如此丰富,以至于覆盖了大面积的深海平原。
皇家海军挑战者号在1873航程中首次发现多金属结核。水手们把这些结节拖出水面,像石头做的土豆一样,用手捏碎。他们感觉顶部似乎更光滑,但与周围沉积颗粒接触的底部很粗糙,就像浮石一样。水手可能闻过,但这些肺结核没有气味。
参加挑战者号考察的化学家是最先注意到多金属结核并非毫无价值的人之一。他写道,它们由“过氧化锰”组成,这是“制造漂白粉的主要物质之一”。从物质成分来说,多金属结核是由铁或锰的氢氧化物固化而成,有一个核,所以也叫锰结核。然而,这些结核位置偏远,意味着“它们永远不会成为有利可图的资源”。显然,化学家没有意识到多金属结核对深海生物和后来的人类会有多么重要。
几年后,科学家们发现这些结核杆菌就像一个个岛屿,有着一些独特的生命形式。它们所在的深海平原占了地球表面的50%——一个难以想象的壮观规模。如果海洋突然消失,我们会看到地球的一半是由松散沉积物组成的广阔沙漠。在这片贫瘠的平原上,多金属结核为生命提供了一个罕见而坚固的表面。一些特有的海绵和软体动物固定在上面,线虫和甲壳动物的幼虫生活在它们的缝隙中。
英国南安普顿国家海洋中心的丹尼尔·琼斯主要从事人类干预对深海生物影响的研究。他说:“它们就像花园中的石质区域——生活在那里的物种比只生活在土壤中的物种要多。”
近年来,这些结核病也引起了人类的关注,因为其中含有的许多物质可以用来制造智能手机。参与1873探险的化学家没有发现的是,锰结核中还含有钴、镍、铜、钛、稀土等金属元素,有朝一日会给人类带来巨大价值。21世纪,随着科学技术的飞速发展,对各种金属材料的需求也越来越大,比如锂电池用的钴。锂电池已经广泛应用于汽车和电子产品中。目前的问题是很多金属材料的来源都有问题,涉及到资源储量和开采活动的过程。
因此,这些深海多金属结核已成为越来越有吸引力的目标,尽管开采这些结核面临巨大的工程挑战。例如,如果东北太平洋克拉里昂-克利珀顿区(CCZ)的所有结核都被开采并晒干,总量保守估计将达到200亿吨。几十年来,开采这些海底矿物被认为是不经济的,但现在,一些采矿组织正在采取行动开采多金属结核和其他类型的海底矿物。如果他们的计划进展顺利,每年挖掘的海底面积将达到数百平方公里。
这样的开采会有什么影响?在1970年代和1980年代,研究人员和采矿公司进行了初步实验,以评估结核采矿的可行性和环境后果。在秘鲁附近的CCZ和迪科尔试验场的不同地点,采矿船使用特殊的机械犁和耙刮平太平洋海底,捞起结核并拖到海面。虽然这个实验并没有完全模拟未来采矿计划中使用的采矿机械,而且规模要小得多,但结果足以让我们了解采矿对海底生态系统的影响。
一些挖掘是科学家留下的,他们很好奇一个未被触及的生态系统被挖掘后会发生什么。一些新兴的挖矿组织在测试挖矿技术时也会留下挖矿痕迹,甚至中情局也留下了自己的痕迹。大洋矿产公司(OMCO)是由洛克希德·马丁公司领导的工业集团联盟,曾使用休斯Glomar探索者号进行过试验性开采。这艘船后来因为其他原因而出名——在20世纪60年代和70年代,在一次由中央情报局领导的秘密打捞行动中,这艘船携带了一个巨大的钩爪打捞一艘苏联潜艇。
对深海生物的影响
多年后,随着深海采矿计划的加速和勘探许可的开放,研究人员重返太平洋的这些地点,开始研究开采多金属结核的长期影响。他们发现,即使几十年过去了,这些人工战壕中的生活仍然没有恢复正常。
在陆地上,犁过的田地经常会萌发新的生命,但在深海,这些凹槽相对贫瘠。过去依赖多金属结核的生物在结核被移除后无法找到附着表面。还有的需要在松软的沉积物中挖洞觅食,但无法在人工压实的海底表面生存。比利时根特大学的Lara Macheriotou和他的同事在今年早些时候发表的一篇论文中总结道:“在这些含有结核的深海平原上,生物群落将特别容易受到开采结核造成的灭绝风险的影响。”
研究人员表示,这种影响可能会持续数百年甚至数千年。社会学家芭芭拉?亚当曾提出,世界可以看作是相邻的“时景”,每个都有自己独特的节奏。根据她的描述,工业或农业的时间尺度会比自然和生态的时间尺度移动得快得多。所有这些时间尺度交织在一起,当其中一个被迫以另一个的步伐前进时,长期的环境破坏将成为一种风险。
深海的时间尺度是缓慢而耐心的。所以,当人类把机器送到海底采集这些矿物的时候,两种不同的时间机制发生了碰撞:一种是深海的节奏,一种是新技术带来的对快速和短期主义的渴望。
在地球上,离茂盛的陆地生态系统和人类社会加速发展最远的就是这些深海平原。那里的温度接近冰点,压力巨大,几乎没有光。附着生命的生物靠“海雪”生存。所谓海雪,是指深海中像雪花一样不断沉降的有机碎屑。这些碎片一直不停地落下,经常被海洋生物消化三四次。
“这是一个温度低、能量低、食物匮乏的环境,这往往决定了生命的节奏,”丹尼尔·琼斯说。“在浅水区,动物通常不会发生极端的生理变化。但在这里,任何扰动都可能持续很长时间。”
当然,与热带浅水区的珊瑚礁相比,这些区域就像海洋中的沙漠,但它们仍然是生物多样性的重要宝藏,并通过自然储存在碳循环中发挥着至关重要的作用。琼斯说,“我们见过许多在科学上完全陌生的动物...一些生物也有药物活性化合物。”从长远来看,这些海底区域也可能与上层水域的渔业相互影响。"在某些情况下,这些社区发挥的功能可能几个世纪都没有价值."
在这个巨大的空间里,我们很难看到生命,因为它们太小,太分散;我们不能用照片来表现这个三维空间的尺度。不像电影里的场景,没有迷人的巨型动物,但有足够多的生命种类,毕竟覆盖了半个地球。
有些人可能会认为,为了获得宝贵的资源,破坏深海生态系统是值得的牺牲。然而,埃克塞特大学绿色和平研究实验室的大卫·桑蒂洛说,一种采矿方法不可能简单地取代另一种。最近,他与人合著了海底采矿及其对海洋科学前沿的潜在影响的概述。他写道:“这在某种程度上涉及不同的公司、不同的市场、不同的需求方压力和激励机制...所以海底采矿如果真的开始发展,成为辅助矿源的可能性更大。”
虽然从人类道德或经济的角度很难量化深海生物的重要性,但它们确实具有内在价值。至于那些挖掘出来的痕迹,还会继续存在很长一段时间,影响水下生物的寿命。以《脚印》(Footprints)的作者大卫?用Farrier的话说,这些痕迹最终会成为“未来的化石”。他指出,在人类世,我们正在留下各种不必要的工业、化学和地质遗迹,它们将存在几个世纪。“未来的化石是我们的遗产,所以我们有机会选择我们将如何被记住,”他写道。“它们会记录我们是否知道前方有危险,但仍然不顾一切地继续前进,或者我们足够在乎地球而选择改变方向。我们的印记会向还活着的人揭示我们是如何生活的,暗示我们珍惜或忽略的东西,以及我们走过的路和选择的方向。”
这些印记很可能被解读为21世纪初我们消费习惯的标志之一。“如果我们在耗尽一些矿物后不得不破坏大面积的海底,这无疑是一个重新审视我们浪费现有矿物有多严重的信号,”桑蒂洛说。“如果开采海底的最终目标是将不可持续的消费模式再延长30年,甚至通过向市场运输更多材料来加速这种模式...那么我们的未来不会改变。”
大多数人无法亲眼目睹浩瀚无垠的深海世界。即使是今天的深海科学家也是使用远程相机,而不是潜入海底。无论在空间还是时间上,深海和其中的生命都有着难以想象的规模,它们不受陆地上事件的影响——几千年来一直是这样。
然而,在我们现在所处的世纪,情况可能会发生变化;人类可能会在海底留下不止一两个凿痕或成堆的残骸。当研究人员谈到人类对深海的干预时,他们经常使用的一个词是“干扰”。在科学术语中,这是指沉积物的漂浮和扩散及其对海底生物群的影响;但这个词还有另一层意思,那就是“非理性的混乱”。作为一个追求理性的物种,我们更应该谨慎对待海底多金属结核的开发。(任天)