“黑烟囱”,就是当含有矿物质的热水出现在热液口时,与周围的冷水混合迅速变冷,使得许多矿物质硬化,在热液口周围逐渐形成的一种像烟囱一样的结构,这里的“烟”实际上是矿物颗粒形成的浓云。
斯考特博士现担任斯卡夏海洋地理实验室主任,他是第一位研究“黑烟囱”的矿物地质学家,1982年他就开始了对墨西哥海岸外的加利福尼亚海湾2000米以下“黑烟囱”的研究。他认为,经过20多年对由黑烟囱形成沉积物的采矿可能性研究,现在是需要采矿公司突破心理障碍,采取实际行动实施海底采矿的时候了。他说:“20年前,大多数采矿公司根本就听不进这种意见,他们都认为这太难了。但现在已经有一些公司发现,去几千米的水下采矿,可能比到几千米的岩石下采矿更容易。”
目前,最深的海底采矿是位于南非附近的钻石矿开采,深度也就几百米。斯考特博士认为,海上石油和天然气工业为海底采矿提供了借鉴。上世纪40年代中期,石油和天然气工业就开始了海上开采。如今,世界上1/3的石油来源于海上开采。在巴西海域,正在生产的油井的深度是1500米;而在墨西哥湾,正在钻探2500米深的油井。
斯考特博士说,对于新从事海底采矿的公司,最大的问题是如何运送海底矿石。他认为,使用深海型的自动采煤机器人,将矿石通过管道传送到采矿船或海上采油使用的半下潜式平台,就能够解决矿石的运送问题。由于上世纪七、八十年代,国际上投入了6亿多美元用于海底锰结核矿开采技术的研发,深海采矿技术得到了很大发展,而且深海机器人已经是成熟的工业技术,广泛使用于海上石油开采和海下搜救中。
斯考特博士当初从事“黑烟囱”研究的目的,主要是因为陆地的金属硫化沉积物与海底非常相似,他将其作为研究陆地沉积物的一种途径。例如在安大略省北部的铜锌矿就是这种形式的矿藏,世界上其他地区还有许多类似矿藏。斯考特博士说:“我们希望通过了解海洋地质,能为我们研究陆地上的沉积物带来一些启发。”
对于海底采矿对环境的影响,斯考特博士认为,海底采矿对环境的影响比陆地采矿要小。海底采矿可以避免陆地采矿带来的许多问题。比如,海底采矿不存在排放酸性污水的问题,因为碱性海水可以中和酸性污水;由于硫化物沉积物就在海底,所以也无须掘洞开采而在海底留下永久性的建筑物;海底采矿也不会触及活跃的黑烟囱,即不会威胁到活跃黑烟囱附近聚集的各种海底生命。他说:“与其他形式的工业生产一样,海底采矿肯定会引发一些环境问题,公众对此给予关注是可以理解的。”
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