海洋科普:海底到底有多少寶藏?
                                                                        來源:星空計劃
                                                                        發布時間:2023-04-24
                                                                        瀏覽次數:2025

                                                                        版權歸原作者所有,如有侵權,請聯系我們

                                                                        我們平時經常說到各種礦藏,腦海中想到的是礦山、礦洞等陸地上的礦藏,但其實,海底才是地球上最大的礦產資源寶庫,因為海洋占了地球表面的71%,從這個角度說,海盜故事里在海底尋寶,真是找對地方了。

                                                                        “鈷”是一種金屬元素,大家平常對它了解不多,但它在如今我們的生活中,是離不開的寶貝。

                                                                        現在我們來認識一下“鈷”,它在元素周期表中是27號元素,前面是鐵,后面是鎳。具有硬度高、耐磨、耐熱、耐腐蝕的特點,有“工業牙齒”的美稱,在生產航空、航天、武器裝備、醫療設備時必須添加這種重要元素。

                                                                        與我們生活最密切的是它與金屬“鋰”一樣,是新能源汽車電池、手機電池及各種充電電池生產中不可或缺的參與者。隨著綠色環保理念的普及,充電電池的應用越來越廣泛,對鈷資源的需求也越來越強烈,根據有關部門預測,2025年全球鈷需求量將達約22萬噸,2030年將達約38萬噸,其中80%用于充電電池的生產,所以“鈷”是一種重要的戰略資源。

                                                                        非常遺憾的是,鈷資源在陸地上非常稀缺,全球陸地探明的鈷礦資源儲量為700萬噸,80%儲量發布在剛果(金)、澳大利亞、古巴、菲律賓、贊比亞5國。我國只有8萬噸,只占全球儲量的1%。是非常稀缺的資源。

                                                                        配圖來自于圖蟲網

                                                                        近幾年,我國在新能源汽車方面實現了彎道超車,成為全球蓄能電池生產量最大的國家和“鈷”消費最多的國家,每年消耗約5萬噸,其中有90%需要從國外進口。按照目前的生產消耗速度,陸地上鈷資源很快就要面臨枯竭。

                                                                        我們是否有更多的備用資源?海底礦藏這時候就該登場了。

                                                                        海洋地質科學調查發現,在廣闊的大洋深處,有豐富的富鈷結殼、多金屬結核等礦產資源。你可能會問,又是“結殼”,又是“結核”,這是什么呀?這里介紹一下兩種海底寶藏。

                                                                        富鈷結殼是科學家通過海底機器人攝像發現的,在太平洋、大西洋、印度洋海底很多山脈表面布滿花蕾似的瘤狀體,呈現煤黑色,質地輕脆,結構疏松。水深400米-5000米。

                                                                        這層薄薄的殼狀物,厚度一般為幾毫米至十幾厘米,取樣分析表明是鐵錳質的殼狀氧化物,其中含有鈷、鈦、鈰、鎳、鉑、錳、磷、鉈、碲、鋯、鎢、鉍和鉬等元素,由于鈷含量比較高,人們稱它為富鈷結殼,至今,它已靜靜地沉睡在海底數千萬年了。

                                                                        富鈷結殼在太平洋、大西洋和印度洋的海底均有分布,鈷含量最高可達2%,是陸地原生礦鈷含量的20倍以上。

                                                                        另一種海底寶藏是多金屬結核又稱錳結核,在3500-6000米大洋海底表層廣泛分布,呈暗褐色,形狀像土豆的球狀或橢球狀礦體,其表面比較光滑,底部埋在沉積物中,往往比頂部粗糙,直徑一般為3-10厘米,大的球體直徑達20多厘米??茖W家取樣分析發現,這些球狀礦體是圍繞核心體生長的鐵、錳氫氧化物的核形石,切開后的剖面圈層結構非常明顯,核心體有的是極小的錳礦晶體;也有微化石介殼、磷化鯊魚牙齒、玄武巖碎屑等,剖面圈層結構也代表了它們在海底生長的年齡,其中含鈷、銅、鉛、鋅、金等多金屬及稀土元素。

                                                                        多金屬結核在太平洋、印度洋、大西洋的海底均有分布,據估計,世界洋底多金屬結核資源可達3萬億噸,其中東太平洋的多金屬結核中鈷的平均含量為0.22%,僅僅在東太平洋CC礦區,預估的鈷礦石儲量達210億噸,折算下來足夠全球使用上百年。

                                                                        這么大的一塊寶藏,我們國家當然要把握住。

                                                                        根據聯合國“國際海底管理局”相關條例規定,哪個國家在公海海域首先申請海底資源勘探,這個國家就在該申請區域的海底就有專屬勘探權,當完成了規定的資源勘探工作后,就可以申請獲得優先開采權。

                                                                        我國有關部門按照技術申請程序,組織科學家完成了四個海域的海洋科學調查與勘探工作,獲得了四個具有專屬勘探權和優先開采權的海底礦區,它們是:

                                                                        2001年,獲東太平洋多金屬結核勘探礦區,面積7.5萬平方千米;

                                                                        2011年,獲西南印度洋多金屬硫化物勘探礦區1萬平方千米;

                                                                        2013年,獲西太平洋富鈷結殼、多金屬結核勘探礦區3000平方千米;

                                                                        2014年,獲東太平洋富鈷結殼和多金屬結核勘探礦區,面積7.3萬平方千米,該礦區蘊藏了上億噸的鈷、錳、鎳、銅等金屬礦產資源。

                                                                        這四個區域相當于我國的海洋國土,只有我國在上述區內擁有專屬勘探權和優先開采權,是我國潛在的礦產資源寶庫。

                                                                        近年,我國科技人員通過海洋地質、地球物理、海底機器人攝像等調查手段,完成了相關國際海底富鈷結殼、多金屬結核的勘探工作,對重點地區的富鈷結殼、多金屬結核進行了調查取樣,為海底資源開采打下了良好基礎。

                                                                        西方發達國家近幾年都在探索研究工業化開采的方法,至今還沒有突破。

                                                                        如何使用機器人進行海底富鈷結殼、多金屬結核資源的大規模工業開采,是我們今后要盡快攻克的技術難題,也是需要在座的同學們,依靠你們的聰明才智來一起解決的科學技術問題。

                                                                        本文為科普中國·星空計劃扶持作品

                                                                        作者:周堅鑫

                                                                        審核:張訓華(青島海洋地質研究所 研究員)

                                                                        出品:中國科協科普部

                                                                        監制:中國科學技術出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司



                                                                        歡迎掃碼關注深i科普!

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