2025年3月5日/基尔。从海底开采多金属结核可能会导致重大和持久的生态变化——无论是在采矿区，地表沉积物和生活在其中和上面的动物群与结核一起被清除，还是在相邻的海底，采矿中悬浮的沉积物在那里重新安置。来自MiningImpact项目和德国联邦地球科学和自然资源研究所（Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe，BGR）的独立研究人员监测了东太平洋克拉里昂-克利珀顿区工业原型前结核收集器的测试，并分析了悬浮沉积物羽流的扩散以及沉积物在空间和时间中的重新沉积模式。他们的结果现已发表在《自然通讯》杂志上。在3000至6000米的深度的深渊平原上，多金属结节散布在数百万平方公里的土地上，就像田野里的土豆一样。这些矿物矿石是数百万年来由溶解在海水中的金属或沉积物中有机物微生物降解时释放的。随着全球对镍、钴和铜等关键金属需求的增长，经济开发这些资源的压力也在增加。
由于深海的极端条件，其生态系统和高生物多样性（主要由生活在沉积物中的小生物体）对扰动特别敏感。自2015年以来，由GEOMAR亥姆霍兹海洋研究中心基尔协调的欧洲JPI海洋项目MiningImpact一直在调查深海采矿的潜在环境影响。先前对克拉里昂-克利珀顿区和秘鲁盆地十年来扰动痕迹的分析表明，采矿将造成长期损害：生物多样性和基本生态系统功能将受到几个世纪的影响。
采矿作业期间产生的悬浮沉积物羽流的扩散是一个主要但鲜为人知的风险。为了更好地了解这一过程，科学家们密切监测了比利时ISA承包商Global Sea Mineral Resources开发的远程操作原型前结节收集器的测试。该研究现已发表在《自然通讯》上，提供了关于采矿诱导的羽流分散和重新沉积在采矿区之外的远场空间足迹的第一批详细数据。
主要作者、GEOMAR深海监测小组的研究员Iason-Zois Gazis说：“虽然主要沉积物部分在距离源头几百米以内重新定居，但我们可以在4.5公里外检测到沉积物浓度的微小变化。”
监测4500米深的采矿诱导沉积羽流
2021年4月19日，一个结节收集器在4500米的深度部署了41小时。在此期间，这辆车行驶了大约20公里，占地34,000平方米（大约是五个足球场的大小）。车辆产生的沉积物羽流是使用安装在海底固定平台上的众多校准传感器以及遥控和自主水下车辆测量的。
研究发现，集水器后面形成了密集悬浮粒子（重力电流）的流动，下坡穿过海底更陡峭的部分，长达500米。随后，沉积物羽流的进一步扩散是由自然近底流驱动的。在采矿场附近，沉积物浓度比自然条件下高出10,000倍，14小时后恢复到正常水平。大多数悬浮颗粒保持在海底上方5米以内，在颗粒絮凝的帮助下相对快速地重新安置。低浓度的细沉积物颗粒羽流离开了4.5公里外的监测区域。
研究人员使用高分辨率的海底3D测绘，以毫米分辨率绘制了采矿印记，并估计了采矿区清除并随后重新沉积在海底的沉积物数量。在雷区，至少在海底顶部五厘米处清除了结节。与此同时，重新沉积的层厚度达到约三厘米，完全覆盖了附近（距离约100米的距离）的结节栖息地，并随着与矿区距离的增加而变薄。
这项研究为国际海底管理局（ISA）正在制定国际法规提供了宝贵的信息，包括监测未来潜在深海采矿作业的最新技术和战略。MiningImpact的研究人员正在继续分析环境影响，这项研究的结果有助于将物理影响类型与生态影响准确联系起来。
原始出版物：
Gazis, I.-Z., de Stigter, H., Mohrmann, J. et al.（2025）。监测深海多金属结核开采引起的底栖羽流、沉积物重新沉积和海底印记。《自然通讯》，16，第1229条。
网址：https://doi.org/10.1038/s41467-025-56311-0
背景：MiningImpact项目
自2015年以来，欧洲合作项目“MiningImpact”一直在调查和评估未来潜在深海采矿作业的环境影响。一个关键目标是将其科学成果转化为国际和国家政策的建议。该项目的资金是在“健康和富有成效的海洋”联合规划倡议（JPI海洋）的框架下提供的。
