一项实验表明,受海底勘探采矿设备干扰的沉积物“云”倾向于在富含沉积物的稠密水流中流动,这些水流主要局限于沉积物底部上方仅几米的区域。
麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology,MIT)和加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所(Scripps Institution of Oceanography at UC San Diego)的研究人员报告了在墨西哥西海岸附近的太平洋进行的实地考察结果。该团队试图模拟深海采矿,以了解采矿对周围生态系统的潜在影响。他们通过深海系泊和部署采集器来做到这一点,该采集器配备了可以监测其尾迹留下的羽流演变装置。
研究人员发现,在采集器扰动的碎片中,只有不到10%的碎片上升到两米以上。他们指出,海洋中一系列复杂的流体力学过程控制着羽流的演化,为了准确预测实际采矿影响,这些必须得到更好的理论认识和模型表示。这项研究仅涉及物理学,而不涉及这种流动对海底生物学的潜在影响。
这项研究是针对海底采矿的需求开展的,球状锰结核中所含的钴和镍的含量足以使海底采矿在经济上可行,在大片海洋中,这种结核覆盖了海底。反过来,科学家、环保主义者和国际海底管理局等管理机构寻求制定指导方针,以防止勘探和采矿对深海生物造成灾难性破坏。
该研究发表在《科学进展》(Science Advances)期刊上,报告了2021年在太平洋克拉里昂克利珀顿地区的研究结果。在那里,科学家们参加了由比利时海洋工程公司Global Sea Mineral Resources NV(GSR)领导的科考队。Global Sea Mineral测试了一款名为Patania II的全尺寸收集器原型车,科学家为该车配备了传感器,可以让他们观察车辆附近的沉积物羽流。收集器被部署到水深5000米的海底区域。研究小组在三个不同的地点使用采集器对其尾流等进行采样,以测量沉积物受到干扰的区域。研究人员发现,沉积物羽流的高度在很大程度上被降低了,因为它们形成了浑浊流或充满沉积物的海底河流。它们的横向范围仅限于平坦的底部,但它们可以在只有轻微海底坡度的区域翻滚数公里。由于规模很小,它们通常被羽流模型所忽略。
研究阐明了当进行某种结核采矿作业时,最初的沉积物扰动模式。最重要的发现是,当进行深海采矿作业时,会发生像浊流这样的复杂过程。因此,任何对深海采矿作业影响的模型都必须考虑这一过程。(王琳 编译)