Khối kết hạch đa kim mất hàng triệu năm để hình thành dưới đáy biển hứa hẹn hàng loạt ứng dụng nhưng việc thu thập chúng có thể xóa sổ môi trường sống của nhiều sinh vật sống xung quanh đó.
Mô phỏng xe thu thập khối kết hạch đa kim dưới đáy biển. Ảnh: High North News
Căng thẳng giữa nhu cầu khoáng sản cấp bách và bảo vệ đời sống sinh vật dưới đáy biển là trung tâm của vấn đề khai khoáng biển sâu, theo nhà sinh vật học Adrian Glover ở Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên London, Ulrich Schwarz-Schampera ở Cơ quan Đáy biển Quốc tế (ISA), Gerard Barron đến từ công ty The Metals Company, và nhà địa lý học Saleem Ali.
Những khối kết hạch đa kim quý giá
Các khối kết hạch đa kim hình thành qua thời gian dài khi kim loại chậm rãi kết tủa từ nước biển và trầm tích, tích tụ thành những khối đá sẫm màu lồi lõm, nằm rải rác trên đồng bằng biển thẳm. Chứa đầy nickel, đồng, mangan và nhiều khoáng sản quan trọng khác, chúng hứa hẹn cung cấp kim loại cho pin, lưới điện tái tạo và nền kinh tế công nghệ sạch rộng hơn.
Khu vực khai khoáng được quan tâm nhất hiện nay là Vùng Clarion - Clipperton (CCZ), cách San Diego khoảng 1.770 km về phía tây nam, phát hiện vào thập niên 1870 bởi những đoàn thám hiểm của Anh. Khối kết hạch đa kim ở CCZ rất giàu nickel và đồng, kim loại chủ chốt đối với lưu trữ năng lượng và điện khí hóa.
Nhu cầu về các vật liệu như vậy đang tăng nhanh. Một bộ pin ôtô điện có thể cần hàng kg nickel và mangan trong khi điện thoại thông minh chứa hàng chục kim loại, bao gồm cobalt, để giữ cho pin an toàn. Nhu cầu toàn cầu về khoáng sản dự kiến tăng gấp nhiều lần vào năm 2040 do ngành lưu trữ pin, nam châm turbine gió, cơ sở hạ tầng điện mặt trời và bộ phận ủa lưới điện thông minh đều cạnh tranh để có nguồn cung. Khối kết hạch đa kim có thể giúp ổn định chuỗi cung ứng và giảm phụ thuộc vào khai thác trên đất liền.
Công nghệ khai khoáng ở độ sâu 4.000 m
Khai thác dưới biển thẳm là một thách thức kỹ thuật do nhiệt độ gần như đóng băng, ánh sáng Mặt Trời không bao giờ chiếu đến, áp suất đủ mạnh để nghiền nát tàu thông thường. Ý tưởng khai khoáng biển sâu hiện nay sử dụng hệ thống 3 phần: xe thu thập dạng bánh xích di chuyển chậm trên đáy biển, ống nâng dài 4 km đưa vật liệu lên bề mặt và tàu sản xuất tách khối kết hạch đa kim khỏi bùn lỏng. Theo The Metals Company, xe thu thập bắn một tia nước qua vòi giống cái rây để tạo ra lực hút, nâng khối kết hạch đa kim lên mà không cần khoan hay nổ mìn. Khoảng 200 tấn bùn chứa khối kết hạch có thể được bơm lên mỗi giờ.
Sau khi tách trên tàu, nước thải được xả ở độ sâu khoảng 1.500 m trong khi khối kết hạch đa kim được chuyển sang tàu vận chuyển vào bờ để xử lý. Rủi ro kỹ thuật khiến các kỹ sư lo lắng là các đám trầm tích. Bất kỳ rò rỉ nào trong hệ thống hoặc xả thải không đúng cách có thể đưa những hạt mịn vào hệ sinh thái ở tầng nước cách xa địa điểm khai thác.
Những tranh cãi
Những người ủng hộ thu thập khối kết hạch đa kim cho rằng nó có diện tích ảnh hưởng nhỏ hơn so với đào hố, nổ mìn quặng và xây dựng đập chứa bùn thải từ khai thác mỏ trên đất liền. Theo họ ước tính, sinh khối bị ảnh hưởng trên đáy biển ít hơn nhiều so với trong các khu rừng nhiệt đới đa dạng sinh học, lượng thải khí thấp hơn so với khai thác truyền thống, và tiềm năng tránh một số tác động tồi tệ nhất từ con người trong khai thác khoáng sản.
Trên đất liền, sau khi khai thác, đá thải và đuôi quặng phải được lưu trữ để tránh nguy cơ tràn ra ngoài. Những người ủng hộ khai khoáng biển sâu cho rằng khối kết hạch đa kim là đầu vào sạch hơn vì chúng giàu kim loại và không nén chặt nên cần ít bước hơn để phá vỡ và sản xuất tinh quặng.
Theo bên phản đối, khai khoáng có thể là quả bom hẹn giờ về đa dạng sinh học. Các nhà khoa học ước tính phần lớn loài vật trong khu vực khai khoáng tiềm năng vẫn chưa được khám phá. Khối kết hạch đa kim mất hàng triệu năm để hình thành, vì vậy việc thu thập chúng có thể xóa sổ môi trường sống của nhiều sinh vật sống trên và xung quanh đó.
Xáo trộn đáy biển cũng có thể giải phóng carbon lưu trữ và ảnh hưởng tới quá trình lưu trữ carbon tự nhiên. Các đám trầm tích lơ lửng từ xe thu thập hoặc xả thải trên mặt nước có thể di chuyển rất xa, biến đổi hệ sinh thái cách nơi khai thác hàng nghìn km. Một thử nghiệm khai khoáng vào năm 1979 để lại những dấu vết vẫn còn nhìn thấy trên đáy biển hàng thập kỷ sau đó.
Các công ty khai khoáng dựa vào chiến dịch theo riêng của họ để kết luận có thể ghi nhận và giảm thiểu tác động. Năm 2022, một thử nghiệm sản xuất trên biển kết hợp tàu công nghiệp và tàu nghiên cứu khoa học độc lập. Đại diện công ty chia sẻ có hoạt động gia tăng gần đường đi của xe thu thập, các sinh vật có thể tụ tập nơi trầm tích bị xáo trộn cung cấp nhiều dưỡng chất hơn. Nhiều nhà hải dương học tỏ ra hoài nghi hoặc không thể kết luận bởi một thử nghiệm không thể đại diện cho hoạt động quy mô lớn và tiêu chuẩn sinh thái dưới đại dương sâu vẫn đang được thiết lập.
Hoạt động khai khoáng là một chuỗi nhiều bước, từ quặng thô, kim loại tinh luyện đến sản xuất, mỗi liên kết đều đi kèm chi phí, sử dụng năng lượng và có khả năng gây ô nhiễm. Khối kết hạch đa kim dưới biển sâu không giúp loại bỏ những bước đó, nhưng có thể ít cần nổ mìn và tạo ít đuôi quặng hơn, chuyển hướng tác động từ đất liền ra biển.
