Van wetenschap tot industrie: interesse in diepzeemijnbouw neemt toe

Wanneer bevatten onze mobieltjes metalen uit verre oceaandieptes?

ARTIKEL
In de zoektocht naar metalen voor onze apparaten is het vizier gericht op de bodem van de oceaan. De mijnmachines staan al klaar. Hoe werkt het, en wat betekent het voor de tot nog toe vrijwel onaangetaste diepzee?

Eerst is het alsof de nacht invalt, daarna gaat het uitzicht op zwart. Wie de diepzee wil verkennen, kan beter niet claustrofobisch zijn, zegt Sabine Gollner. Zij kan het weten: drie keer klom de marien bioloog van het Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ) met twee anderen in de krappe duikboot Alvin, om af te zinken tot dieptes van meer dan 2 kilometer. Naar een van de laatste plekken die vrijwel onaangetast is door menselijk handelen – tot nu toe.

De eerste keer was het schrikken toen ze na een tijdje waterdruppels voelde. Gelukkig: geen lekke duikboot, gewoon condens die van het dak druppelt. Zelfs waterdamp uit haar adem kan de ruimte van twee meter doorsnede niet uit.

Zo daalt ze meer dan een uur af in de duisternis. Dan gaan de lichten aan. Er verschijnt een ruwe woestenij met metershoge zwarte schoorstenen die onophoudelijk rookachtig water van honderden graden het water in spuiten. Rondom die schoorstenen leeft een weelde aan vreemde dieren. Krabben en schelpdieren, maar ook de ‘reusachtige kokerworm’, een vastgeklonken wormensoort die tweeënhalve meter lang wordt en meer wegheeft van een vreemde tulp dan van een dier.

Al lijkt dit ecosysteem haast onbereikbaar, Gollner maakt zich in toenemende mate zorgen. Niet alleen wetenschappers zijn namelijk in de diepzee geïnteresseerd. Datzelfde geldt voor een industrie die op dit moment vooral op het land werkt: de mijnbouw.

 

Begin 2019 moet het al zo ver zijn. Dan wil Nautilus Minerals zijn huizenhoge machines de wateren van Papoea Nieuw Guinea insturen. Het zal de allereerste commerciële diepzeemijnbouw ter wereld zijn en mogelijk het startschot van een hagelnieuwe industrie. Japan, Rusland, China, de Europese Unie; alle onderzoeken of mijnbouw in de diepzee de moeite waard is, zegt Henk van Muijen van het Nederlandse maritieme technologiebedrijf Royal IHC.

Koperdieven jagen immers niet voor niets op de sein- en wisselkabels bij het spoor, wat nogal eens treinvertragingen veroorzaakt. De vraag naar grondstoffen als koper, nikkel en goud is hoog en neemt door de ontwikkeling van landen als China en India alleen maar toe, zegt Jack Voncken, die zich als geochemicus bezighoudt met diepzeemijnbouw aan de Technische Universiteit Delft. Want zonder deze metalen geen batterijen, motoren, roestvrij staal en ga zo maar verder.

Ook voor de zeldzame aarden, een metaalgroep waar onder meer lanthaan (accu’s van elektrische auto’s) en neodymium (windmolens) onder vallen, wordt volgens hem met interesse naar de diepzee gekeken. Vooral omdat 85 procent van de zeldzame aarden nu uit China komt. De wens van landen om voor hun grondstoffen minder afhankelijk te worden is volgens hem een belangrijke drijfveer achter de toegenomen interesse in mijnbouw in de diepzee.

Daar valt wereldwijd genoeg te halen. Zo slaan de stoffen in de rook van de schoorstenen deels neer als dikke, met metalen verrijkte sulfidepakketten. Na duizenden jaren is dat in sommige gevallen opgelopen tot wel miljoenen tonnen per bron. Vaak bevatten ze hogere concentraties aan nuttige metalen dan de mijnen op het land – in het geval van koper zelfs meer dan tien keer.

Het is niet zo dat de hele zeebodem bedekt is met dit soort levendige schoorstenen. Ze komen vrijwel alleen voor bij mid-oceanische ruggen, de vulkanische gebergteketens in het midden van de oceanen. Maar op grotere dieptes, vanaf 4 kilometer, liggen velden vol mangaanknollen, hompen uit het water neergeslagen metaal die groeien met millimeters per miljoen jaar en hoge concentraties van het begeerlijke kobalt en nikkel bevatten. Ook zijn er onderzeese bergen, waarop metaalhoudende korsten zijn neergeslagen die rijk zijn aan kobalt. Bovendien bestaan er schoorstenen die na lange jaren van activiteit zijn gestopt, alsof de fabriek eronder is uitgezet, maar wiens kostbare afzettingen nog altijd op de bodem liggen.

 

Dikke rotssoep

Nautilus Minerals richt zich in eerste instantie op de laatste categorie, vertelt Mike Johnston, bestuursvoorzitter van het Canadese bedrijf. Dat delft wel zo prettig, zo zonder vulkanische activiteit. Om zo ver te komen timmert het bedrijf al sinds 2004 aan de weg. Het had dus meer dan een decennium nodig voor het ontwikkelen, bouwen en testen van zijn huizenhoge mijnmachines. Nu alleen het schip nog, maar dat moet volgens Johnston eind 2018 af zijn.

Daarna kan het bedrijf drie onbemande machines naar dieptes van anderhalve kilometer takelen om inactieve schoorstenen te delven. Eén machine maakt de ruwe ondergrond gelijk, een volgende verpulvert de metaalhoudende afzettingen en een derde verzamelt het gedolven gruis, waarna het als een dikke rotssoep naar het schip wordt gepompt via lange buizen.

 

De obstakels mogen duidelijk zijn: de grote diepte en de waterdruk van honderden keren onze atmosfeer. Er zijn kilometerslange kabels nodig om de machines van energie te voorzien die onder zulke immense druk kunnen werken, aldus Henk van Muijen van Royal IHC. En dan moeten de gedolven ertsen ook nog eens naar boven worden gehaald. Vooral bij de op meer dan vier kilometer diepte voorkomende mangaanknollen is dat een uitdaging – gedacht wordt aan een soort grote stofzuigers die de losliggende metaalklompen omhoog zuigen.

Er is echter nog een uitdaging van een heel andere soort. Een idee krijgen van de impact van dit soort activiteiten op het mysterieuze leven in de diepzee.

Al zal het minder opvallen dan rond de actieve schoorstenen, in de hele diepzee staat, zwemt en krioelt leven, van sponzen tot garnalen en van wormen tot vissen, weten onderzoekers. Veel verder reikt hun kennis nauwelijks. ‘Er zijn een paar voetbalvelden van de diepzee in detail onderzocht’, zegt Sabine Gollner van het NIOZ. De beschreven schoorsteenfauna werd pas in 1977 überhaupt ontdekt, acht jaar nadat de eerste mens op de maan had gestaan.

Hoe zou het eindigen met de kokerwormen en krabben die Gollner zag vanuit duikboot Alvin? Die maken geen schijn van kans als hun rokende oase aan stukken wordt gebroken, zoveel is duidelijk. Als de knollen en korsten worden weggehaald, zijn de dieren die erop groeien, zoals koralen en sponzen, voor miljoenen jaren verdwenen. En daarmee is de lijst met gevaren niet ten einde. Want hoe zit het met opstuivend sediment dat bodemdieren kan begraven, het mogelijke lekken van giftige stoffen en de invloed van het licht van apparaten op dieren die dat niet gewend zijn?

Voordat de machines aan het werk gaan, moeten wetenschappers en bedrijven de gevolgen eerst goed in kaart brengen, vindt Gollner. Zelf is ze bezig met de vraag hoe lang diepzeefauna nodig heeft om te herstellen na verstoringen. Dat valt mee bij de schoorsteensystemen die van nature elke vijftien jaar een vulkaanuitbarsting over zich heen krijgen: die doen er een jaar of zeven over. Het grootste deel van de diepzee is buitengewoon stabiel. Hier zullen dieren veel slechter aangepast zijn aan verstoringen, waardoor herstel weleens zeer lang kan duren, denkt ze.

Daarnaast wil ze kennis vergaren over de manier waarop diersoorten over de zeebodem zijn verdeeld en hoe ver ze zich kunnen verplaatsen. Dat bepaalt bijvoorbeeld of het beter is om schoorstenen om en om weg te halen, of om juist een deel van een gebied volledig te delven en een deel intact te houden, legt ze uit.

‘Als er goed uitgedachte milieumaatregelen worden getroffen, is verantwoorde diepzeemijnbouw mogelijk’, meent Cindy van Dover, marien bioloog aan de Duke University in het Amerikaanse Durham. Maar de kennis ontbreekt nog om te weten wat die verantwoorde maatregelen zijn. ‘Ik weet vaak niet eens wat er leeft.’

 

‘Look alike’-knollen

Niet voor niets schreef ze mee aan een oproep voor goede regelgeving voor diepzeemijnbouw ter bescherming van de ecosystemen, onlangs gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Geoscience. Dat betoog is voornamelijk gericht aan de International Seabed Authority (ISA), zegt ze. Dat is de organisatie die de internationale wateren beheert en die regels aan het opstellen is voor mijnbouw in de diepzee. De ISA luistert weliswaar naar wetenschappers, volgens Van Dover, maar ze is er niet gerust op dat de aanbevelingen worden overgenomen: ‘Ik moet het nog maar zien.’

Waar gehakt wordt vallen spaanders. Mike Johnston van Nautilus Minerals is de laatste die het zal ontkennen. ‘Mijnbouw beïnvloedt het milieu. De truc is om de effecten binnen de perken te houden’, zegt hij. Daartoe onderzocht het bedrijf de diepzee-ecosystemen in samenwerking met wetenschappers, waaronder marien bioloog Cindy van Dover. Zo kozen ze gebieden waar alle bekende lokale diersoorten voorkomen, die het bedrijf in de toekomst met rust laat. In het geval van de mangaanknollen gaat Nautilus kijken of het mogelijk is om ‘look alike’-knollen neer te leggen voor de plaatselijke fauna, ter vervanging van de echte.

 

Wat volgens Johnston niet vergeten mag worden: komen de benodigde grondstoffen niet uit de oceaan, dan komen ze van het land, en dat is net zo goed schadelijk voor het milieu. Omdat de concentraties van waardevolle metalen op het land zoveel lager liggen dan in de diepzee, moet er zelfs meer gesteente worden gewonnen voor dezelfde hoeveelheid grondstoffen. Dat levert volgens hem meer afval op dan met diepzeemijnbouw. ‘Men wil elektrische auto’s en windmolens, maar vergeet vaak dat de grondstoffen daarvoor ergens vandaan moeten komen’, valt Henk van Muijen van Royal IHC hem bij.

Natuurlijk, ook het recyclen van metalen kan worden verbeterd, maar dat is niet voldoende, denkt Mike Johnston. Hij noemt koper, waarvan het grootste deel in infrastructuur terechtkomt en dus niet recyclebaar is, bijvoorbeeld omdat het decennialang vastzit in hoogspanningskabels.

Mocht het zover komen dat diepzeemijnbouw een grote industrie wordt, dan wil het Nederlandse Royal IHC er klaar voor zijn. Het bedrijf is onder meer gespecialiseerd in mijnbouw in ondiep water en heeft dus de kennis in huis om te profiteren van de nieuwe markt, zegt Henk van Muijen. Om die reden werkt Royal IHC mee aan Europese diepzeeprojecten, waaronder een in 2016 afgerond project naar de gevolgen voor het milieu. Bovendien investeert het in de ontwikkeling van technologie, zoals een pompsysteem om mangaanknollen omhoog te transporteren. Volgens Van Muijen liggen in diepzeemijnbouw grote kansen voor Nederland in het algemeen, gezien het grote aantal bedrijven met expertise in de maritieme industrie dat dit land heeft.

Wanneer bevatten onze mobieltjes en zonnepanelen metalen uit verre oceaandieptes? Dat zou over een aantal jaren de gewoonste zaak van de wereld kunnen zijn. Zelfs de ietwat sceptische Jack Voncken – die meent dat de technologische uitdagingen toch wel erg groot zijn – erkent dat minstens een aantal gespecialiseerde bedrijven winst kan maken met diepzeemijnbouw. Henk van Muijen van Royal IHC is nog een stuk positiever: volgens hem kan de industrie tegen 2030 al tot volle wasdom zijn gekomen. ‘Met het boren naar olie en gas begonnen ze een paar decennia geleden op vijf meter waterdiepte. Nu zitten we voor de kust van Brazilië op dieptes van drie kilometer. Een beetje tijd maakt veel mogelijk.’

Bron: de Volkskrant

 

 

Facebookgoogle_pluslinkedinmail