《深海采矿噪声可传播数百公里》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2022-07-16
  • 美国夏威夷大学马诺阿分校等机构开展的一项关于海底采矿作业造成水下噪音污染的研究发现,在温和的天气条件下,仅一个矿井发出的噪音就可以传播约500公里,这可能会影响到在深海栖息的尚未被研究的物种。如果多个矿场同时运转,也可能产生累积影响。相关研究结果已发表在《科学》(Science)上。

    由于缺乏阳光,许多深海生物可能会利用声音来导航、交流、寻找交配对象、定位食物、探测捕食者和其他危险信号等。实验模型表明,采矿噪音可能对远超过实际采矿地点的区域产生影响,甚至包括根据采矿法规规定不受采矿影响的保护参照区。研究还发现,仅仅一两个水雷发出的噪音就能轻而易举地影响到附近的试验性控制区域。由于有很多未知因素,研究人员需要仔细比较这些保护参照区和正在进行采矿的区域,以便了解采矿的影响。但噪音会跨越保护区和矿区之间的界限。

    矿业公司已经在测试小型深海采矿系统的原型,但是目前尚未分享水下噪音污染的测试数据,因此,该研究使用了工业活动的噪音水平作为基础数据,如石油和天然气工业船舶和沿海疏浚船噪音。一旦有了数据,深海采矿的真实噪音水平可能会有所不同。研究人员认为真实的噪音水平更有可能比测试数据高,而不是低,因为实际的海底采矿设备要比测试设备更强更大。

    对研究人员来说,预估未来设备和装置的噪音是不小的挑战,但也无需等到设备投入使用后才能测试噪音。通过在工程设计阶段确定噪音水平,可以更好地为应对海洋生物受到的影响做准备。(刘雪雁 编译)

  • 原文来源:https://www.hawaii.edu/news/2022/07/08/deep-sea-mining-noise-pollution/
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    • 深海采矿关系着未来能源命脉。自2000年以来,许多国家都显示了对深海矿产资源的兴趣,比利时、中国、法国等国曾与国际海底管理局(ISA)多次签署区域矿产资源协议。美国地质调查局指出,如果深海开采能实现商业化,截止2065年,人类对关键金属需求的35-45%将来自深海开采。然而,由于深海环境的极端复杂性,目前深海采矿仍处于试验阶段,尚未实现大规模商业开采。 如果深海采矿要成为一项商业活动,就得要求它保持持续、稳定的生产能力。同时,环保也是不可忽略的问题。深海采矿会对海洋生态环境造成诸多影响,如改变底栖环境、干扰海底生物,甚至影响浮游生物的光合作用,这对深海采矿的技术、设备提出了极高的要求。实践中,采矿车、管道提升系统和表面支持系统是DSM的三种必备设备。 尽管DSM已成未来之趋,但研究人员指出,人类也面临着许多必须考虑的现实问题。首先是生态问题:采矿车搅起的泥浆云可能会扩散数十公里,导致滤食生物窒息;采矿系统泵机作业时连续轰鸣,噪音容易干扰鲸类之间的声呐通信;海底生物的生长缓慢,一个采矿坑的恢复或许需要数百年,甚至上千年时间。其次是成本问题:目前深海镍开采的成本是陆地开采的2倍,如果不通过大规模商业开采将无法维系采矿运作;采矿设备需要在无光高压的环境下连续工作2000小时,设备研发必须高标准、高投入。未来,深海采矿技术将朝着低环境干扰、高可靠性和高智能化的方向发展。相关研究成果发表于《Earth Energy Science》[1]。 [1] Technology and Equipment of Deep-Sea Mining: State of the Art and Perspectives
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    • 深海海底分布着多金属结核和富钴结壳,主要包含锰、铁、镍,钴、铜以及稀土等高科技金属。未来这些金属资源在陆地上将会变得稀缺,且在新能源和数字技术等领域需求很大,因此海洋沉积物的经济学价值越来越得到重视。迄今为止,尚无面向市场的深海采矿技术。但是,马克斯·普朗克海洋微生物研究所、阿尔弗雷德·韦格纳研究所、基尔亥姆霍兹海洋研究中心(GEOMAR)和其他研究机构的研究人员表示:与深海采矿有关的干扰对海底的自然生态系统功能和微生物群落具有长期影响。相关研究结果已发表在4月29日的《科学进展》(Science Advances)期刊上。 研究人员前往热带东太平洋的DISCOL地区调查海底状况及其微生物活性。早在1989年,德国研究人员就在该地点模拟了与采矿有关的扰动,方法是在直径3个半公里的锰结核区域内,用犁耙在海面下4000米处犁海床。研究人员表示:即使在26年之后,海床上的这些犁痕仍然清晰可见,而且细菌群落也受到明显影响。微生物要完全恢复其正常功能至少需要50年的时间。这主要是由于犁耙破坏了活跃的上层沉积物,它在水流作用下搅动并被带走。在这些受干扰的地区,微生物只能有限地利用从上层水层沉入海底的有机物质。结果就是,它们失去了其在生态系统中的关键功能之一。因此,微生物群落及其功能可能适合作为开采对深海生态系统造成破坏及其潜在恢复程度的早期指标。 目前正在开发的所有用于锰结核的采矿技术都将导致海床的巨大扰动,其深度至少达到十厘米。这与上述的模拟实验的干扰程度相当,但规模完全不同。DISCOL等模拟实验中的所有犁耙轨迹合计仅覆盖几平方公里,而商业深海采矿每年将影响数百至数千平方公里的海床。研究人员强调,预期的破坏影响将会更大,生态系统的恢复也将会更加困难。 (李亚清 编译)