Science发文披露：国际海底采矿规则出台在即，欧洲科学家重返太平洋评估深海采矿“后遗症”

水下机器人的机械臂上有一个锰结核，珊瑚就生长在上面。科学家们正在利用遥控潜水器研究海底的多金属结核以及依赖这些结核生存的动物，例如这种深海珊瑚。

来源：Science news

作者：克里斯蒂安·艾略特

编译：观海局

2021年，一个名为“帕塔尼亚二号”（Patania II，由比利时全球海洋矿物资源公司Global Sea Mineral Resources开发，重达27吨）的10米长机器人在东太平洋海底缓缓行驶，深度约为海面以下4公里。它的吸盘吸取土豆大小的多金属结核，并通过软管将其输送到海面的船只上。这是克拉里昂-克利珀顿断裂带（CCZ）首次进行工业规模采矿设备的测试。CCZ是一个面积达500万平方公里的海域，遍布着大量珍贵的金属矿藏，也是关于是否应该允许企业进行深海采矿争论的核心所在。

在海面，一艘科考船紧随其后，利用遥控潜水器和海洋传感器监测采矿机留下的痕迹。它收集到的数据，清晰地展现了深海采矿对丰富但鲜为人知的深海生物群落造成的直接破坏。

五年后的今天，欧洲“采矿影响”（Mining Impact）项目的研究人员计划重返“帕塔尼亚二号”试验场和克拉里昂-克里伯顿断裂带（CCZ）的其他地点，评估采矿对深海生物群落的长期影响，以及需要多长时间才能恢复。

“当你把这些东西放进采集器时，一部分生物群落就消失了，”德国阿尔弗雷德·韦格纳研究所的生物地球化学家费利克斯·詹森说，他研究海底沉积物中的微生物群落，也是该研究团队的成员。“但问题是，人类留下的那些东西是否适合生物重新定居，并建立起支撑长期生存所需的种群数量？”

为了探究这一问题，一项名为“采矿影响”（MiningImpact）的项目启动，该项目耗资2500万欧元，于2015年启动，计划在2026年至2028年间开展六次科考航行，届时将有来自9个国家的100多名科学家参与其中。

随着开采结核矿藏（用于生产包括电动汽车电池在内的各种技术所需的镍、钴和其他金属）的竞争日趋激烈，这项研究的推进也随之展开。联合国国际海底管理局（ISA）今年有望最终敲定国际水域采矿的监管条例，该机构已向21家法人实体发放了31份合同，用于勘探深海采矿——主要目标是克拉里昂-克里伯顿断裂带（CCZ）的多金属结核，但也包括海山顶部的富钴铁锰结壳以及大洋中脊热液喷口周围形成的硫化物。与此同时，美国在2025年通过一项行政命令，指示联邦机构加快深海采矿的审批流程，从而进一步加剧了这场竞争。

“美国是想绕过国际海底管理局（ISA）”，美国坦普尔大学深海生物学家埃里克·科德斯说道。作为美国推进深海采矿审批程序的一部分，他曾向美国海洋能源管理局提交意见。

为了辅助决策，美国海洋能源管理局提出了许多问题，“但我们无法回答这些问题，”德国亥姆霍兹海洋研究所地球化学家、“采矿影响”项目首席科学家马蒂亚斯·海克尔（Matthias Haeckel）说道。采矿目标区域栖息着一些特有物种，包括海绵、珊瑚、苔藓虫、海参、海星、海胆和鱼类——其中约90%尚未被描述。在克拉里昂-克里伯顿断裂带（CCZ）的深海平原，许多已知物种仅存在于结核上，这些结核是由数百万年来海水中沉淀的金属聚集体。海克尔说，它们是“一种坚硬的基质……在其他环境条件下，这种基质在柔软的沉积物中并不存在”。

采矿的直接影响毋庸置疑。例如，去年12月发表在《自然生态与进化》杂志上的一项研究发现，在金属公司于2022年在克拉里昂-克里伯顿断裂带（CCZ）进行测试后，物种数量下降了32%。但深海种群通过幼虫扩散的联系程度尚不明确——因此，远距离种群能否有效地重新定居于采矿区也难以确定。

计划于2026年10月进行的科考航次将重返帕塔尼亚二号试验场，以考察采矿区及其周边是否已出现自然恢复迹象。此次航行还将检查2021年沉入该区域海底的复制结核架。这些结核架是荷兰皇家海洋研究所（NIOZ）深海生态学家萨宾·戈尔纳（Sabine Gollner）领导的一项为期30年的实验的一部分，旨在测试如果提供合适的栖息地，深海生物是否能更快地恢复。

即使在扰动发生多年之后，答案可能仍然不明朗。海克尔指出，恢复可能需要数十年甚至数百年。在2015年“采矿影响”（MiningImpact）项目的第一阶段，研究航次重访了两个早期的深海采矿试验点—— 1989年在秘鲁海盆进行的海底犁耕试验和1979年在克拉里昂-克里伯顿断裂带（CCZ）进行的结核采集试验。在这两个案例中，研究人员都发现，沉积物中的微生物在数十年后仍未恢复。“那里的生命活动要缓慢得多，”海克尔指出。

计划于2027年进行的第二个科考航次将尝试利用深海生物遗传学来评估它们的恢复潜力。在穿越克拉里昂-克里伯顿断裂带（CCZ）的大片区域并采集多种物种的样本后，研究团队计划分析不同种群之间的遗传差异，这将有助于他们了解物种在深海中的迁徙范围以及种群间的联系程度。

这些试验区填充了2021年放置在海底的人工结核，这是一项长期实验，旨在追踪深海采矿后动物重新定居该区域的速度。

“这些信息……对于了解是否有可能恢复至关重要，”戈尔纳说。“第一步我们需要知道那里生活着什么生物，然后了解它们之间的联系。简而言之，就是这些生物幼体来自哪里。”

英国国家海洋学中心的深海生物学家丹尼尔·琼斯表示，深海动物数量稀少，使得这类问题难以解答。“你采集的样本，往往只能找到一两次。” 但研究团队希望通过密集采样，收集到足够多的个体，以便比较克拉里昂-克里伯顿断裂带不同区域的种群数量。

Mining Impact项目还将研究其他潜在的采矿地点。2027年，该项目将考察挪威水域的三个热液喷口。国际海底管理局（ISA）的法规草案不允许在活跃的喷口进行采矿，因为这些喷口孕育着独特的、特殊的生物群落，其中包括鹅颈藤壶、毛茸茸的雪人蟹以及化能合成细菌垫等动物。但已废弃的喷口对采矿者来说仍然极具吸引力。此次由挪威海洋研究所（NIOZ）牵头的航行将考察废弃和已灭绝喷口的生物群落，以及采矿目标喷口与活跃喷口之间通过幼虫扩散和洋流的联系程度。

美国斯克里普斯海洋研究所的海洋生物学家丽莎·莱文曾为国际海底管理局（ISA）提供咨询。她表示，确定深海采矿潜在的环境影响是一项重要的工作。但她认为，决定采矿业未来走向的可能是经济因素，而非环境影响。她指出，大多数大型汽车制造商已经在使用无需钴或镍的新型电池技术。

莱文说：“我认为环境问题最终不会决定我们是否开采，而是取决于开采是否有利可图。”

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