Table of Contents
المزاد المزدهر في مجال استخراج المعادن في أعماق البحار
إن التحول العالمي إلى الطاقة النظيفة والمركبات الكهربائية والإلكترونيات المتقدمة قد أوجد طلبا غير مسبوق على المعادن مثل الكوبالت والنيكل والنحاس والمنغنيز والعناصر الأرضية النادرة، إذ أن الاحتياطيات الأرضية لهذه المعادن تكون أكثر صعوبة وتكلفة للوصول إليها، وكثيرا ما تنطوي على تعدينات ذات أحجام مدمرة بيئيا أو عمليات في المناطق الحساسة جغرافيا سياسيا، وقد أدى هذا الضغط إلى إيلاء اهتمام صناعي وحكومي لبوط المحيطات.
التكنولوجيات التي تمكن من الحصول على مياه أعماق البحار
مركبات عاملة عن بعد وأدوات إنتاج قاع البحار
إن التعدين الحديث في المياه العميقة يعتمد على مجموعة من التكنولوجيات المتطورة المصممة للعمل تحت ضغط هائل، والظلام التام، ومياه الملح التآكلة، وفي قلب هذه العمليات، تكون المركبات التي تعمل عن بعد (المركبات ذات التأثير المنخفض) والتي يمكن أن تهبط إلى الأعماق التي تتجاوز 000 6 متر لتحديد أماكن الموائل الكبيرة، وتجهز هذه المركبات بآلات تصوير عالية التعريف، ونظم لمسح السونار، وقطع الأسلحة.
نظم الصراف والسرقة
ومن ثم، يجب نقل المعادن من قاع البحار إلى سفينة سطحية، ويتم ذلك عن طريق الأنابيب التي تمتد من منصة التعدين على سطح البحر إلى معدات قاع البحار، وهناك نهجان رئيسيان هما: رفع المواد الهيدروليكية، حيث تستخدم المياه البحرية لضخ المزلاج المعدني إلى أعلى، ونظم السباكة التي تضخ الهواء في عمقها لخلق ضغط أعلى.
خزائن الدعم السطحي وتجهيزها
على السطح، سفينة أو منصة مصممة بشكل دينامي، تفصل بين الجذور المعدنية من مياه البحر، وتخزن مركز النقل إلى المصافي، وتولد عملية إزالة المياه كميات كبيرة من مياه العودة التي يجب أن تُفرغ في المحيط، وكيف يتم التعامل مع هذه المياه لتحديد معظم الآثار البيئية للعملية، وإذا ما تم تصريفها على السطح، فإنها يمكن أن تخلق عمقاً خفيّاً
الآثار البيئية للتعدين في أعماق المياه
التدمير المادي للموئل
إن تعدين المياه العميقة يزيل الغواصة من قاع البحار، ويدمر مباشرة الموائل التي تطورت على مدى آلاف السنين، ويحتاج السهول الهدرائية، ومياه التهوية المائية، والجبال البحرية إلى مجتمعات بيولوجية متميزة، وكثير منها بطيء النمو ومكيّف مع الظروف المستقرة، ويمكن أن تترك آثار أدوات إنتاج قاع البحر ندوب تستمر لعقود أو قرون، وتسحق الكائنات الحية الباردة.
الخريجات الرسوبية والتشويه
كما أن إطلاق الجسيمات الرسوبية الدقيقة أثناء أنشطة التعدين يخلق سباكاً يمكن أن ينتقل مئات الكيلومترات من موقع استخراجها، ويؤثر هذا السباك على نوعية المياه بطرق عدة، ويقلل التحلل الخفيف للنظم الإيكولوجية في أعماق البحار التي تعتمد على التحلل الأحيائي للتواصل والتخلُّص من الكائنات الحية، ويزداد حساسية عندما تستقر الجسيمات في قاع البحر.
إطلاق المواد السمية
ويمكن أن تحتوي الرواسب المعدنية في قاع البحار على معادن ثقيلة، بما في ذلك الكادميوم والرصاص والزرنيخ والزنك، ويمكن لعمليات التعدين أن تحرر هذه العناصر في العمود المائي، إما عن طريق الاضطرابات المباشرة في قاع البحار، أو عن طريق إزالة مياه التراكم أو نتيجة للتجهيز الكيميائي على سفينة الدعم.
الانارة والتأثير
وتولد عمليات التعدين في أعماق البحار ضوضاء منخفضة التردد باستمرار من المضخات والقاذفات والضغط ومعدات مناولة المواد، فضلا عن أصوات متقطعة عالية الدقة من الحفر، والقطع، وتشغيل أدوات قاع البحار، وقد يؤدي العديد من الكائنات البحرية - ولا سيما الحيتانيات، والأسماك، واللافقاريات مثل الضجيج الحباري وبعض الضوضاء المسببة للاضطرابات إلى حد كبير.
الأثر على احتجاز الكربون
إن قاع البحار العميق هو مستودع رئيسي للكربون العضوي، حيث أن معظمه يخزن في الرواسب التي تتراكم على النطاقات الزمنية الجيولوجية، وأن أنشطة التعدين التي تعطل مادياً هذه الرواسب، وتعيد استخدام المواد العضوية التي يمكن أن تعادل من خلال الموائل البكتيرية في عمود المياه، وتعيد انبعاثات ثاني أكسيد الكربون إلى نظام الغلاف الجوي المحيطي.
الحلول الهندسية واستراتيجيات التخفيف
تصميم المعدات الحساسة بيئيا
ومن بين أكثر الابتكارات واعدة، إنشاء وحدة تعدين ذات تأثير منخفض، تستخدم شبكة من أجهزة الاستشعار لرسم خرائط لحيوانات البحر في الوقت الحقيقي، وتستهدف بشكل انتقائي المناطق الغنية بالمعادن، ويمكن برمجة هذه الوحدات لتجنب الموائل الحساسة، مثل الحدائق المأخوذة من المياه، أو مواقع الإجهاد التراكمي، أو المناطق التي يتم تحديدها بصورة انتقائية.
رصد الوقت الحقيقي والإدارة التأديبية
كما أن نظم الرصد المتقدمة أصبحت جزءا لا يتجزأ من عمليات التعدين، وتوفر تدفقات مستمرة من البيانات البيئية التي يمكن استخدامها لتوجيه القرارات، كما أن شبكات أجهزة الاستشعار الثابتة والمتنقلة تقاس الاضطرابات، أو الأكسجين المذوب، أو درجة الحرارة، أو الضوضاء الخلفية، أو وجود أنواع كيميائية معينة مثل المعادن الاصطدامة أو الهيدروكربونات، وتتصل بنظام رقابة مركزي يمكن أن يُعدل تلقائياً معايير التكييف فيما يتعلق بالمعدات، مثل سرعة التفرغ،
إدارة الرواسب واحتواء الأحياء الفقيرة
إن مكافحة تفرق الرواسب الإيكولوجية هي أحد أكثر التحديات تعقيدا في مجال التعدين في المياه العميقة، إذ أن العديد من الاستراتيجيات الهندسية يجري السعي إلى التصدي لها، وتشمل نظم الاحتواء القريبة من الموارد الشحوم المرنة، والأبقار الصلبة، وحواجز الحقن التي تحصر المنطقة المضطربة، وتستخدم بعض التصميمات مزيجا من الارتطام والتكرار في الاستيلاء على الرواسب بالقرب من رأس المجموعة وإعادة تشغيلها إلى سطح البحر.
إعادة تأهيل مواقع الألغام وإعادة تأهيلها
ومع ذلك، فإن إعادة المواقع في أعماق البحار إلى ما بعد التعدين هي ميدان ناشئ لا توجد فيه أفضل الممارسات، فالبيئة القصوى وبطء معدلات التعافي البيولوجي تعني أن عمليات التعدين السلبية - التي تؤدي ببساطة إلى وقف التعدين، وتسمح للطبيعة بأن تستعيد قوتها، وأن تستكشف إجراءات الاستعادة الفعالة للأنواع الأساسية مثل المرجان في أعماق البحار أو الترسبات من مواقع المانحين، وأن تستحدث بدائل للثروة العضوية المزروعة.
دمج التوائم الرقمية والنمذجة المحاكاة
ويمكن أن يُستخدم العلماء التوائم العلميون - وهو نموذج افتراضي لنظام التعدين المادي ومشغلو البيئة التابعون له، في تحفيز عملية التعدين بأكملها، واختبار استراتيجيات مختلفة للتخفيف من آثارها، والتنبؤ بالنتائج قبل أن تمس أي معدات قاع البحار، وتُدرج هذه النماذج بيانات هيدرائية، ومعادلات النقل الرسوبي، والتوزيع البيولوجي، والبارامترات التشغيلية لخلق تمثيل دينامي لكيفية استجابة النظام الإيكولوجي لأنشطة التعدين.
الأطر التنظيمية ودور حفظ الطبيعة
السلطة الدولية لقاع البحار واتفاقية الأمم المتحدة لقانون البحار
وتخضع أنشطة التعدين في أعماق البحار في المناطق الواقعة خارج نطاق الولاية الوطنية للسلطة الدولية لقاع البحار، المنشأة بموجب اتفاقية الأمم المتحدة لقانون البحار، وهي مسؤولة عن وضع أنظمة خاصة للتنقيب عن المعادن واستغلالها، وحماية البيئة البحرية، وكفالة تقاسم فوائد التعدين في أعماق البحار، وحتى عام 2025، أصدرت الوكالة الدولية للطاقة الذرية 30 عقدا استكشافيا للعقيدات المتعددة الفلزات، ولكن تشمل السلفات المحظورة.
المناطق المحمية البحرية كبائعين وخطوط الأساس
كما أن أفضل أنواع التخطيط البيئي في اليابان هي التي توفر أفضل أنواع التأمين على التعدين، وهي تمثل أفضل أنواع التخطيط البيئي في المناطق المحمية البحرية، كما أن هذه المناطق لا توفر أفضل أنواع التأمين على البيئة، كما أنها لا توفر أفضل أنواع التأمين على البيئة، كما أنها لا تساعد على مواصلة العمليات الإيكولوجية الطبيعية، كما أنها تشكل مصادر لإعادة استعمار المناطق المضطربة، وتوفر بيانات أساسية يمكن قياس آثار التعدين فيها، وتشمل شبكة الوكالة الدولية للطاقة الذرية حالياً نسبة 30 في المائة من مشاريع حفظ البيئة البحرية.
تقييمات الأثر البيئي والدراسات الأساسية
ويعد تقييم الأثر البيئي القوي حجر الزاوية لأي مشروع مسؤول للتعدين في المياه العميقة، ويجب أن تشمل عملية تقييم الأثر البيئي الشامل للمواقع البيولوجية والكيميائية والفيزيائية المقترحة، التي تجري على مدى سنوات متعددة لاستخلاص أفضل التقلبات الموسمية والسنوية، وينبغي أن تُميز هذه الدراسات هيكل المجتمعات المحلية المتلازمة، والشبكات الغذائية في المناطق البحرية، وخصائص الرسوبية، ونماذج الكيمياء المائية، والمقارنة بين الأوقيانوغرافية التي تستخدم في ذلك
البحث والابتكار والطريق إلى الأمام
الرصد الطويل الأجل والشراكات العلمية
إن الطريقة الوحيدة لمعرفة ما إذا كان يمكن إجراء التعدين في المياه العميقة على نحو مستدام هي الرصد الدقيق والطويل الأجل للمواقع الملغومة والمراجع، وهذا يتطلب استثمارات مستمرة في سفن البحوث الأوقيانوغرافية، ومنابر الاستشعار المستقلة، ونظم إدارة البيانات، وينبغي أن تمتد برامج الرصد لفترة لا تقل عن 20 إلى 30 سنة بعد انتهاء التعدين، حيث أن عمليات التعافي في أعماق البحار تعمل على هذه النطاقات الزمنية، ويجب أن يعمل العلماء وشركات التعدين معا على تبادل البيانات والمنهجيات
دور المواد البديلة والاقتصاد العلماني
ومن بين الاستراتيجيات الأساسية لخفض آثار التعدين، خفض الطلب على المعادن الملغومة حديثاً من خلال الكفاءة المادية، والاستعاضة، وإعادة التدوير، وتصميم المنتجات، ونمو الطاقة غير المتطورة بسرعة، والبنى التحتية للطاقة المتجددة، يتيح فرصة للتصميم على إعادة تدويرها من البداية، باستخدام مكونات ومواد موحدة يمكن استردادها اقتصادياً في نهاية العمر، وقد أدت التطورات في الكيمياء في البطارية إلى زيادة في نسبة الكمال
الاستنتاج: الموازنة بين الاحتياجات من الموارد وبين قدرة النظام الإيكولوجي على الصمود
إن تعدين المياه العميقة ليس نشاطاً يمكن متابعته مع عدم الإكتراث بعواقبه أرض المحيط تدعم شبكة واسعة من الحياة غير مستكشفة إلى حد كبير