Gullfeber på havets bunn

Dagens gruver på land kan ikke oppfylle behovene våre alene og medfører dessuten sine egne store miljø- og klimautfordringer – blant annet enorme hull i landskapene og utslipp av giftige stoffer.

Nå er teknologien klar til å flytte gruvedriften til havs. Gruveselskaper og ingeniører har utviklet enorme, støvsugeraktige gruveroboter som kan kjøre på havbunnen og samle opp de metallholdige knollene.

Andre maskiner skal knuse havbunnsskorpe og vulkanske kilder, som også er fulle av verdifulle metaller. Spørsmålet er om havgruvene kan innfri de enorme forventningene uten å ødelegge havmiljøet.

Hvis det lykkes, kan havbunnen bli den grønne revolusjonens Klondike – og forvise forurensende gruver på land til en ubetydelig birolle.

Havbunnen rommer skattkammer

Hvis vi for alvor vil sette fart på den grønne revolusjonen, må strøm fra vindmøller og solceller flyttes raskt dit hvor det er behov for den.

Det krever flere og større kabler på kryss og tvers av hav og kontinenter. Kablene inneholder kobber, som i dag utvinnes i gruver på land.

For eksempel blir 40 prosent av verdens kobber i dag produsert i åpne gruver i Andesfjellene i Chile. Gruvene etterlater gigantiske kratere i landskapet.

Siden konsentrasjonen av kobber i malmen bare er på én prosent, må metallet utvinnes med giftige kjemikalier. De giftige malmrestene skaper alvorlige miljøproblemer, uansett om de oppbevares på land, der giften kan sive ned til grunnvannet, eller dumpes på åpent hav.

Og det er ikke bare kobber som skaper problemer for en storstilt grønn omstilling. I dag er særlig kobolt klimateknologiens svarte skygge.

Metallet, som gjerne brukes i blant annet elbilbatterier, blir i mange tilfeller utvunnet i forurensende gruver i sårbar regnskog, først og fremst i Den demokratiske republikken Kongo, der barnearbeidere sliter under livsfarlige forhold for en ussel lønn.

I tillegg foregår gruvedriften i en konfliktsone, slik at forsyningssikkerheten kan komme i fare når som helst.

Imens eksploderer behovet for metaller til slike batterier. En framskrivning utført av analysebedriften BloombergNEF viser at den globale etterspørselen etter sju viktige stoffer til elbilbatterier, blant annet kobber, kobolt, litium og aluminium, er litt under 1 million tonn årlig i 2020, men vil nå hele 7 millioner tonn i året i 2030 – altså en sjudobling på ti år.

Derfor ser gruveselskaper nå mot havbunnen. Studier gjennom de siste tiårene har igjen og igjen vist at det dype mørket på bunnen av verdenshavene, 4–5 kilometer nede, er et sant skattkammer av mineraler med et høyt innhold av metaller.

Faktisk anslår flere studier at havbunnen kan romme mer metall enn alle verdens kontinenter til sammen.

Særlig tre typer havbunn er interessante. Den ene er toppen av undersjøiske fjell, der skorpen inneholder metaller som for eksempel platina, som brukes i de katalysatorene som renser bilers eksos.

Gruveroboter kan knuse skorpen på fjelltoppene og pumpe grusen opp til et skip. Det andre skattkammeret er vulkanske kilder i havbunnens sprekksoner, der svovelforbindelser med et høyt metallinnhold siver opp fra bakken og danner røykende skorsteiner.

Veggene i skorsteinene rommer kobber, bly, sink, gull og sølv. Maskiner med flere meter brede, roterende hoder av wolframkarbid kan brukes til å knuse skorsteinene, før grusen pumpes opp til et gruveskip.

Metoden har blitt testet utenfor Papua Ny-Guinea og senest utenfor Okinawa i Japan.

Men det er den dype havbunnen utenfor de nasjonale sonene – altså minst 370 kilometer fra kysten – som for alvor gir gruveselskapene gullfeber. Store områder av havbunnen er nemlig dekket av de såkalte manganknollene, som er på størrelse med tennisballer og stort sett bare består av metaller.

Omtrent en fjerdedel av hver knoll er mangan, som brukes til å produsere stål og glass. Samtidig rommer knollene høye konsentrasjoner av nikkel, kobolt, kobber og molybden.

Den store fordelen sammenlignet med undersjøiske fjelltopper og vulkanske kilder er at knollene ligger løst på havbunnen og kan suges opp uten at det er nødvendig å knuse materialer.

Sammenlignet med gruver på land rommer knollene sju ganger mer kobber per kilo, og resten av dem består av nyttige metaller.

Derfor vil ikke havgruvene i samme grad være avhengige av giftige utvinningskjemikalier.

De små metallkulene rommer mer kobolt enn alle kjente landreserver. Og sist, men ikke minst, er knollene en nærmest uuttømmelig ressurs – eksperter anslår at billioner (tolv nuller) ligger klare til å bli samlet opp fra havbunnen.

FN-organisasjonen International Seabed Authority (ISA), som regulerer utvinning av mineraler på havbunnen, har utstedt i alt 29 letelisenser til gruveselskaper, og 16 av lisensene er bevilget innen området Clarion Clipperton Zone i Stillehavet, der havbunnen er dekket av manganknoller.

Området er 76 728 kvadratkilometer stort. Nettopp her må havgruvene klare sine første store tester: Det belgiske firmaet Global Sea Mineral Resources (GSR) holder på å forberede en omfattende testing av havstøvsugerenen Patania II, i et område på 0,9 kvadratkilometer.

Støvsuger skal testes

Patania II er på størrelse med en buss og veier rundt 25 tonn. Gruvemaskinen samler inn manganknoller ved hjelp av vannpumper, som skaper undertrykk like over havbunnen, slik at knollene blir sugd opp.

Sedimenter fra havbunnen blir filtrert fra knollene og pumpet ut av bakenden av Patania II. Deretter blir knollene samlet opp i en beholder bakerst i støvsugeren. Når knollene er samlet inn, senker gruveskipet et rør ned på havbunnen som suger dem opp til overflaten.

Patania II blir på testturen fulgt av det tyske forskningsskipet Sonne, som sender miniubåter og måleutstyr ned til havbunnen for å observere konsekvensene for miljøet og dyrelivet i det evige mørke under 4 kilometer med vann.

Tidligere studier har pekt på at gruvedriften kan etterlate arr på havbunnen. I 1989 gjennomførte tyske forskere en rekke forsøk i Stillehavet der de brukte en harv til å simulere en havstøvsuger som høster manganknoller.

Forskerne har besøkt stedene mange ganger senere – sist i 2015 – og havbunnen ser fortsatt ut som en ødemark.

Havminer: grøn teknik eller ødelagt økosystem?

Minedrift på havbunden kan skaffe metaller som kobolt og kobber til grøn teknologi, ligesom metoden kan afløse forurenende miner på land. Til gengæld risikerer vi at forstyrre uberørte økosystemer og rasere havbunden.

Forskere har funnet et overraskende rikt dyreliv i det evige mørket på bunnen av dyphavet. Her lever fisk, ormer, skalldyr, svamper, sjøpølser, sjøstjerner og sjøpinnsvin.

Dyrenes levesteder vil uunngåelig bli skadet i de områdene der gruvedriften finner sted, men det er ikke den eneste trusselen. Når en gruverobot som Patania II suger opp manganknoller fra havbunnen, utløser det en sky av finkornet sediment som kalles silt, som stiger opp i vannsøylen og kan skade dyrelivet lenger oppe.

Derfor er havgruvenes skjebne avhengig av om gruveroboter kan videreutvikles slik at de skåner havmiljøet mest mulig.

Dykk ned på havbunnen og se en havstøvsuger i aksjon.

Nettopp derfor har GSR installert en sensor forrest på Patania II som skal sørge for at undertrykket fra vannpumpene bare påvirker det øverste av havbunnen og ikke virvler opp for mye sediment i vannet.

GSR har gjennomført modellberegninger som peker på at skyen av sedimenter vil bre seg tre–ti kilometer fra havstøvsugeren før partiklene synker ned på havbunnen igjen.

Testen av Patania II skal for eksempel vise om gruveroboten med fordel kan høste manganknollene i striper med mellomrom, og om man kan utnytte havstrømmene slik at hoveddelen av nedfallet lander områder som allerede er høstet.

Uansett utfallet av testen ventes FN-organisasjonen ISA å skjerme 30 prosent av Clarion Clipperton Zone for kommersiell gruvedrift for å beskytte økosystemet.

Spørsmålet er om verden i det hele tatt kan unnvære skattkammeret av metaller hvis vi skal redde jordens klima.

Verdensbanken regnet i en rapport fra mai 2020 ut at produksjonen av stoffer som litium, kobolt og grafitt må stige med hele 500 prosent fram mot 2050 hvis temperaturstigningen skal holdes under de to gradene i Paris-avtalen.

Og da blir det vanskelig for gruver på land å levere varene. Derfor kan det bli de små knollene som ble funnet for 150 år siden som leverer metallene til den grønne revolusjonen.

Som forskere fra blant annet Universitetet i Oxford skrev i en artikkel om havgruver i 2018, er ikke spørsmålet lenger om havgruver kommer, men når.