Estrazione del fondale marino per metalli rari: un'idea brillante o un'altra catastrofe ambientale?

Decine di leader mondiali di 55 paesi sono scesi al porto di Brest in Francia questa settimana per il vertice di One Ocean, un incontro politico internazionale senza precedenti per affrontare una vasta gamma di urgenti questioni marittime, dalla pesca eccessiva all'inquinamento da plastica alla pirateria.

Ma un problema - l'estrazione del fondale marino - sembrava attirare l'attenzione. Il presidente francese Emmanuel Macron ha provvisoriamente dato il suo sostegno all'idea, identificando l'esplorazione dei fondali marini come una priorità di investimento per la Francia, evidenziando il potenziale di accesso ai "metalli rari" e una migliore comprensione degli ecosistemi marini.

Tuttavia, molti gruppi ambientalisti si oppongono all'idea, affermando che sarebbe dannosa per la vita marina sensibile, comprese le specie che non sono state ancora scoperte.

In una lettera di questa settimana dalla senatrice Lisa Murkowski al segretario all'Energia Jennifer Granholm, Murkowski ha messo in primo piano la questione dell'estrazione mineraria del fondale marino, sottolineando che gli Stati Uniti non hanno ratificato la Convenzione delle Nazioni Unite sul diritto del mare (UNCLOS), quindi non partecipiamo ai negoziati sui regolamenti che disciplinano l'estrazione mineraria dei fondali marini.

Non vi è alcun dibattito sul fatto che metalli critici come Co, Li, Te e Nd siano essenziali per un futuro energetico a basse emissioni di carbonio se le energie rinnovabili e i veicoli elettrici devono svolgere un ruolo importante.

Inoltre, non c'è alcun dibattito sul fatto che siamo terribilmente a corto di fornitura di questi metalli, una fornitura che è generalmente un incubo ambientale e sociale.

I rifiuti della lavorazione di Li, grafite e Si ad alta purezza hanno distrutto interi villaggi ed ecosistemi in Cina, Indonesia e Bolivia, tra gli altri. L'America sta ancora affrontando il drenaggio acido delle miniere lasciato da 120 anni di attività mineraria. E come i diamanti insanguinati, metà delle forniture di Co provengono da pratiche disumane di lavoro minorile.

Il motivo per cui questo è così importante è che molte delle persone che sostengono la nuova rivoluzione energetica dei combustibili non fossili e delle energie rinnovabili, dei veicoli elettrici, della conservazione e dell'efficienza, si preoccupano anche delle questioni sociali che molte di queste tecnologie incorporano nella loro scia: la corruzione , inquinamento ambientale, povertà estrema e lavoro minorile.

Non l'immagine ricercata dalle persone nella caffetteria all'ombra che navigano in Internet per le uova di galline allevate all'aperto sui loro iPhone.

Quindi le nuove fonti di metallo dovrebbero considerare la loro impronta di carbonio nel ciclo di vita, l'inquinamento ambientale e gli effetti sulla giustizia sociale. Tutti concordano sul fatto che riciclare i metalli che abbiamo è una cosa eccellente da fare, ma avremo bisogno di una quantità mille volte superiore di metalli critici che abbiamo ora, anche se ricicliamo il 100%.

I geologi sanno da tempo che il fondo dell'oceano è pieno zeppo di metalli: Cu, Ni, Ag, Au, Pt e persino diamanti. I noduli di manganese sono concrezioni rocciose polimetalliche che giacciono liberamente sul fondo del mare o sepolte in modo superficiale nel sedimento.

Questi noduli si verificano nella maggior parte degli oceani, anche in alcuni laghi, e sono abbondanti nelle pianure abissali dell'oceano profondo tra 4,000 e 6,000 metri (13,000 e 20,000 piedi). I noduli possono essere raccolti facilmente dal fondo del mare.

La zona di Clarion-Clipperton è la più grande delle zone più economiche, delle dimensioni dell'Europa e si estende dalla costa occidentale del Messico alle Hawaii. Questa zona è anche al centro del vertice di One Ocean di questa settimana. La massa totale dei noduli di manganese in questa zona è di oltre 21 miliardi di tonnellate. Altre aree importanti includono il bacino del Perù, il bacino di Penrhyn vicino alle Isole Cook e l'Oceano Indiano centrale.

Queste aree sono controllate dall'Autorità internazionale dei fondali marini (ISA) delle Nazioni Unite.

A differenza dei minerali metallici sulla terraferma che raramente hanno rese metalliche superiori al 20% e spesso sono inferiori al 2%, questi noduli del fondo marino sono minerali utilizzabili al 99% - 33% metallo e il resto utile in prodotti come aggregati da costruzione e fertilizzanti poiché non sono tossici livelli di elementi pesanti come mercurio o arsenico.

Quindi non ci sono sterili tossici o rifiuti minerari come sulla terraferma, nessuna deforestazione, nessun pozzo aperto, nessun fiume o falda acquifera contaminati e nessun sequestro di sterili

L'estrazione dei fondali marini non utilizza il lavoro minorile come fa gran parte dell'estrazione di terra. E ha un'impronta di carbonio del ciclo di vita inferiore del 90% rispetto all'estrazione mineraria.

Uno studio di Paulikas et al. (2020) insieme ad altri studi sottoposti a revisione paritaria, confronta l'estrazione mineraria terrestre e oceanica da una dozzina di punti di vista ambientali e i risultati mostrano che l'estrazione mineraria oceanica ha un impatto ambientale inferiore dal 70% al 99% rispetto all'estrazione mineraria terrestre in tutte le categorie.

Allora cosa c'è che non va in questo?

Praticamente solo gli effetti dell'habitat. L'estrazione, il pompaggio e la pulizia dei noduli di manganese possono creare sedimenti, rumore e vibrazioni.

Quindi la grande domanda, e la decisione finale, è: i vantaggi in termini di carbonio, inquinamento e giustizia sociale sono più importanti dei danni dell'ecosistema ai fondali oceanici? E possiamo ridurre al minimo il danno all'ecosistema?

La Metals Company la pensa certamente così. Metals è un'azienda canadese che lavora in una parte della Clarion-Clipperton Zone concessa dall'ISA. Hanno svolto una valutazione di impatto ambientale pluriennale per comprendere appieno e mitigare i potenziali danni all'ambiente. Ci sono alcuni elementi chiave dell'area e del processo che sono importanti.

La Clarion Clipperton Zone è una delle aree meno produttive dell'oceano, con uno degli ambienti a biomassa più bassa del pianeta, proprio come i deserti sulla terraferma. L'Abyssal CCZ ospita 300 volte meno biomassa rispetto a un bioma medio sulla terraferma e fino a 3000 volte meno rispetto alle regioni della foresta pluviale dove si svolgono molte attività minerarie convenzionali. Non ci sono piante, il 70% della vita esiste sotto forma di batteri e la maggior parte degli organismi sono più piccoli di 4 cm.

Non voglio banalizzare nessun organismo, ma Kurt Vonnegut ha notato che non esiste un pranzo gratis, quindi dobbiamo estrarre le aree con il minor numero di organismi e diversità poiché estrarremo da qualche parte. O quello o attenersi ai combustibili fossili.

Per quanto riguarda i sedimenti rilasciati nella colonna d'acqua, il lavoro sperimentale condotto da MIT, Scripps e The Metals Co mostra una diluizione estremamente elevata della concentrazione di sedimenti per litro entro istanti di scarico. E il lavoro sperimentale mostra che 20 operazioni simultanee che raccolgono 3Mpta (umido) di noduli sarebbero necessarie affinché le concentrazioni di particelle superino i livelli di fondo misurati nella CCZ.

Inoltre, se tutte le particelle introdotte nella colonna d'acqua da queste operazioni affondano rapidamente nell'area CCZ del fondale marino, la ricaduta risultante sarebbe di 0.02 microgrammi all'anno, appena il 2% della normale velocità di sedimentazione osservata nella CCZ di 1 microgrammo all'anno.

Sulla base di 11 studi sul disturbo del fondale marino e sull'estrazione commerciale, i tassi di recupero ecologico per la raccolta dei noduli sono molto inferiori a quelli per l'estrazione a terra, decenni contro millenni.

L'ISA ha riservato più aree di protezione (1.44 milioni di km2) di quelle attualmente in fase di esplorazione (1.1 milioni di km2) e gli appaltatori fisseranno ulteriori aree e lasceranno il 15% dei noduli per aiutare ulteriormente il recupero.

Infine, la ricerca in corso determinerà dove è meglio restituire l'acqua di processo. Sembra essere a circa 1,500 metri, ben al di sotto della zona eufotica, dove è improbabile che ci sia un impatto significativo sugli organismi nella colonna d'acqua e dove la differenza di temperatura tra quell'acqua e l'acqua sul fondo dell'oceano non causerà effetti significativi .

Tutto sommato, è improbabile che questi processi causino le diffuse morie così temute da molti, incluso me stesso.

A differenza delle operazioni a terra, la maggior parte dei collettori del fondale marino disturberà solo i primi 5 cm del fondale marino e dirigerà un flusso d'acqua parallelamente al fondale marino per sollevare i noduli senza toccarli effettivamente.

Questo non vuol dire che l'operazione sarà perfetta, ma sarà molto, molto meno impattante di qualsiasi operazione terrestre ed è il metodo più ottimale per ottenere questi metalli critici da qui al 2050.

Quindi si spera di riciclare abbastanza da ridurre al minimo qualsiasi estrazione necessaria oltre quel tempo.