망간결절

Manganese nodule
망간결절
해저의 결절
해저에서 발견된 철망간 결절

망간 결절이라고도 불리는 다금속 결절은 중심부 주위에 철과 망간 수산화물의 동심층으로 형성된 해저의 광물질 덩어리입니다. 결절은 대량으로 발견될 수 있고 귀중한 금속을 함유하고 있기 때문에, 퇴적물은 잠재적인 경제적 관심사로 확인되었습니다.[1] 구성 및 자가 선택에 따라 페로망간 또는 다금속 결절이라고도 합니다. 페로망간 결절은 규산염과 불용성 철 및 망간 산화물로 구성된 광물질 콘크리트로, 해저 및 육상 토양에 형성됩니다. 형성 메커니즘은 비생물적 및 생물적 과정에 의해 구동되는 일련의 산화환원 진동을 포함합니다.[2] 페로망가니즈 결절의 특정 구성은 소아 생성의 부산물로서 주변 토양의 구성에 따라 달라집니다.[2] 결절의 형성 메커니즘과 구성은 철과 망간을 넘어 생지화학적 주기와의 결합을 가능하게 합니다.[2] 결절 내 니켈, 구리, 망간 및 기타 희귀 금속의 상대적 존재비가 높기 때문에 광산 자원으로의 사용에 대한 관심이 높아졌습니다.[3][4]

결절의 크기는 현미경으로만 볼 수 있는 작은 입자부터 가로 20cm(8인치)가 넘는 큰 펠릿까지 다양합니다. 그러나 대부분의 결절은 지름이 3~10cm(1~4인치)로 암탉의 알이나 감자 크기 정도입니다. 표면 질감은 매끄럽고 거칠기까지 다양합니다. 그것들은 종종 보트리오이드(mamilated 또는 knobby) 질감을 가지며 모양이 구형에서 일반적으로 편원형, 때로는 프롤레이트형, 또는 그 밖의 불규칙한 형태로 다양합니다. 퇴적물에 묻혀 있는 바닥면은 다른 형태의 생장으로 인해 일반적으로 상부보다 더 거칠습니다.[5]

발생

해저 퇴적물에는 결절이 있으며, 종종 부분적으로 또는 완전히 묻혀 있습니다. 그들은 매우 다양하며, 어떤 경우에는 서로 접촉하고 해저 표면의 70% 이상을 덮습니다. Alan A는 해저의 다금속 결절의 총량을 5천억 톤으로 추정했습니다. 1981년 런던 지질박물관의 궁수.[citation needed]

다금속 결절은 얕은 곳(예: 발트해[6])과 더 깊은 곳(예: 중앙 태평양)에서 발견되며, 심지어 호수에서도 발견되며,[citation needed][7] 적어도 5억 4천만 년 전에 심해가 에디아카란 시대에 산소화되었기 때문에 바다와 해양의 특징이었던 것으로 생각됩니다.[8]

다금속성 결절은 1868년에 시베리아의 북극해에 있는 카라해에서 발견되었습니다. HMS 챌린저호(HMS Challenger, 1872~1876)의 과학 탐험 동안, 그것들은 세계의 대부분의 바다에서 발생하는 것으로 밝혀졌습니다.[9]

그들의 구성은 위치에 따라 다르며, 다음과 같은 지역에서 상당한 양의 퇴적물이 발견되었습니다.

결절의 풍부함과 금속 농도 측면에서 이러한 퇴적물 중 가장 큰 것은 4,000~6,000m(13,000~20,000ft) 사이의 심해의 광활한 평원에 있는 Clarion Clipperton Zone에서 발생합니다. 국제해저청은 클라리온 클리퍼톤 구역의 결절 총량이 망간 약 5.95 Bt, 니켈 0.27 Bt, 구리 0.23 Bt, 코발트 0.05 Bt 등 210억 톤(Bt)을 넘는 것으로 추정하고 있습니다.[5]

이 모든 퇴적물은 쿡 제도의 배타적 경제수역 내에 있는 펜린 분지를 제외한 공해상에 있습니다.

성장과 구성

남태평양산 망간결절

해양 및 육상 환경 모두에서 페로망간 결절은 주로 알루미노실리케이트 매트릭스에 의해 지지되고 핵을 둘러싸고 있는 철 및 망간 산화물 덩어리로 구성됩니다.[2][3] 일반적으로 육상 결절은 철이 더 풍부한 반면, 해양 결절은 형성 메커니즘과 주변 퇴적물 구성에 따라 망간 대 철 비율이 더 높은 경향이 있습니다.[2][3] 결절은 어디에서 형성되든 지각과 주변 퇴적물에 비해 철, 망간, 중금속, 희토류 원소 함량이 풍부한 것이 특징입니다.[3] 그러나 주변 환경의 유기적으로 결합된 요소는 결절에 쉽게 통합되지 않습니다.[3]

해양결절

해저에서 결절의 존재비는 다양하며 해저에서 형성되는 지구화학적 활성층의 두께와 안정성에 의해 조절될 가능성이 있습니다.[14] 원양 퇴적물 유형과 해저 목욕법(또는 지형학)은 지구화학적 활성층의 특성에 영향을 미칠 가능성이 있습니다.

결절 성장은 알려진 모든 지질 현상 중 가장 느린 것 중 하나로, 수백만 년에 걸쳐 센티미터 정도입니다.[15] 해수로부터의 금속의 침전, 물기둥에서의 망간의 재용해(diagenetic), 화산 활동과 관련된 온천으로부터의 금속의 유도(hydrothermal)를 포함하여, 결절 형성에 관여하는 여러 과정들이 가정됩니다. 해수(halmyrolitic)에 의한 염기성 파편의 분해와 미생물의 활동을 통한 금속 수산화물의 침전(biogenic).[16] 강한 흡착제로 알려진 Mn- 및 Fe-옥시수산화물의 표면에 Mn2+, Fe2+, Co2+, Ni2+, Cu와2+ 같은 2가 양이온의 흡착도 망간 단괴에 이러한 전이금속이 축적되는 데 주요한 역할을 합니다. 이러한 프로세스(침전, 수착, 표면 착화, 표면 침전, 고체 용액 형성에 의한 혼입 등)는 동시에 작동하거나 결절이 형성되는 동안 서로를 따를 수 있습니다.

망간 결절은 본질적으로 수화된 필로만가네이트로 구성됩니다. 이것들은 물 분자를 다양한 양으로 포함하는 층간층을 가진 층상 Mn-산화물 광물입니다. 그들은 층에 존재하는 팔면체의 빈자리 때문에 미량 금속(Co2+, Ni2+)과 강하게 상호 작용합니다. 필로만가네이트의 특정 특성은 많은 지구화학적 농축 과정에서 그들이 수행하는 역할을 설명합니다. 그들은 주로 점토 광물과 같은 중간층에서 양이온 교환을[17] 통해 전이 금속의 흔적을 포함하고 산화물 표면에 내부 구 복합체를 형성하여 표면 복합체를[18] 형성하여 전이 금속의 흔적을 포함합니다.[19] 결정학적 구조와 광물학적 조성의 약간의 변화는 화학적 반응성에 상당한 변화를 초래할 수 있습니다.[20]

다금속성 결절

망간 함유 광물의 광물 구성은 결절이 형성되는 방식에 따라 달라지는데, 규조류에 비해2+ Mn 함량이 낮은 퇴적 결절은 Fe-베르나다이트, Mn-페록시하이트 및 아스볼란-부세라이트에 의해 지배되는 반면 규조류 결절은 부세라이트 I, birnessite, todorokite 및 아스볼란-부세라이트에 의해 지배되는 것으로 알려져 있습니다.[17] 디아제닉 및 수소제닉이라고 하는 성장 유형은 아산소 및 산소 성장을 반영하며, 이는 다시 간빙기 및 빙하기 기후와 관련될 수 있습니다. 아산소-진단 유형 2 층은 Clarion Clipperton Zone(CCZ)의 결절의 화학적 재고의 약 50-60%를 구성하는 반면, 산소-수소 유형 1 층은 약 35-40%를 구성하는 것으로 추정되었습니다. 결절의 나머지 부분(5-10%)은 균열과 기공을 따라 발생하는 통합된 침전물 입자로 구성됩니다.[21]

망간 광물의 종류와 중심부의 크기와 특성에 따라 결절의 화학적 조성이 달라집니다. 가장 큰 경제적 관심사는 망간(27~30 wt.%), 니켈(1.25~1.5 wt.%), 구리(1~1.4 wt.%) 및 코발트(0.2~0.25 wt.%)입니다. 다른 성분으로는 철(6 wt.%), 실리콘(5 wt.%) 및 알루미늄(3 wt.%)이 있으며, 칼슘, 나트륨, 마그네슘, 칼륨, 티타늄 및 바륨, 결정화수 및 유리수가 더 적습니다. 주어진 망간 결절에는 이산화망간의 두 부분당 한 부분의 산화철이 있습니다.[22]

다양한 미량 원소와 미량 광물이 해저 퇴적물에서 포함된 결절에서 발견되며, 이 결절에는 해저에 정착하기 전에 지구 전체에서 먼지로 운반되는 입자가 포함됩니다.[5]

해양 철망간 결절의 크기는 핵을 둘러싸고 있는 직경 1-15 cm까지 다양합니다.[3][4] 핵 자체는 이전에 분해된 결절의 파편, 암석 파편 또는 가라앉은 생체 물질 등 주변 환경의 다양한 작은 물체로 만들어질 수 있습니다.[3] 전체 결절 구성은 형성 메커니즘에 따라 다르며, 크게 수소 및 당뇨병의 두 가지 범주로 나뉩니다.[4] 수소화 결절은 망간 대 철 비율이 2.5 미만일 때 철 및 코발트 농축도가 더 높은 반면, 당뇨병성 결절은 망간 대 철 비율이 일반적으로 2.5 대 5 사이이지만 아산소 조건에서는 30+ 이상인 망간, 니켈 및 구리가 더 농축됩니다.[3] 수소성 결절의 모체 광물은 베르나다이트와 당뇨병성 결절의 부세라이트입니다.[3] 관찰된 대부분의 결절들은 성장의 수소적 영역과 진단적 영역의 혼합물로서, 시간에 따른 형성 메커니즘의 변화를 보존합니다.[4] 일반적으로 해저 퇴적물에 결절이 묻히거나 닿아 있는 바닥에서 유전층이 발견되고, 위의 물기둥에 노출되는 상부로 수소층이 발견됩니다.[3] 결절층은 불연속적이며 마이크로부터 나노미터 스케일에서 두께가 다양하며, 망간 함량이 높은 결절층은 일반적으로 더 밝고 철 함량이 높은 결절층은 어둡고 칙칙합니다.[3]

육상 결절

육상 페로망간 결절은 울티솔, 베르티솔, 인셉티솔, 알피솔 및 몰리솔 등 다양한 토양 유형으로 형성됩니다.[2] 해양 결절과 마찬가지로, 농축층은 철과 망간 함량 및 이들의 조합을 기반으로 정의됩니다.[2] 철 함량이 높은 결절은 빨간색이나 갈색으로 나타나고 망간 함량이 높은 경우 검은색이나 회색으로 나타납니다.[2] 지배적인 금속 산화물은 결절에 풍부한 원소와 관련이 있습니다. 망간이 지배하는 결절에서 농축 원소에는 바륨, 스트론튬, 니켈, 코발트, 구리, 카드뮴, 납, 아연이 포함됩니다.[2] 반면 철이 지배하는 결절에는 바나듐, 인, 비소, 크롬이 풍부합니다.[2]

형성

해양원산지

해양 철망간 결절은 주로 철, 망간, 니켈, 구리, 코발트, 아연이 핵 주변에 침전되어 형성됩니다. 메커니즘은 강수의 출처에 따라 정의됩니다.[3] 상기 물기둥으로부터 공급되는 침전물을 수소화(hydrogenetic)라고 하며, 퇴적물 기공수로부터 공급되는 침전물을 투석(diagenetic)이라고 합니다.[3][4] 연료 침전에 적절한 수준의 불안정한 유기물을 제공하는 침강 속도가 상대적으로 낮은 산소화 환경에서 결절 성장이 더 쉽게 발생합니다.[3] 침전 속도가 너무 높으면 침전물에 결절이 완전히 덮여 국소 산소 농도를 낮추고 침전을 막을 수 있습니다.[3] 결절의 성장 속도는 그 형성의 불규칙하고 불연속적인 특성으로 인해 복잡한 연구의 현재 주제이지만 평균 속도는 방사선 연대 측정법을 사용하여 계산되었습니다.[2][3] 일반적으로 수소성 결절은 백만 년당 약 2-5 mm에서 백만 년당 10 mm에서 당뇨병성 결절보다 느리게 성장합니다.[3] 함께 성장하는 여러 결절로부터 폴리 결절의 형성이 가능하며, 퇴적된 외피 유기체에 의해 촉진된다고 가정합니다.[3]

지상기원

육상 페로망간 결절의 형성은 철과 망간 산화물의 축적과 환원 용해 및 산화 침전의 반복적인 산화 환원 주기를 포함합니다.[2] 진동하는 산화환원 주기는 pH, 미생물 활성, 유기물 농도, 지하수 수준, 토양 포화도 및 산화환원 전위에 의해 제어됩니다.[2] 인위적인 활동은 비료를 통한 영양소 부하 증가를 통해 이러한 주기에 영향을 미칠 수 있습니다. 연대측정 기술과 결합 시 결절의 밀집 구조를 분석하여 토양 진화 시 변화하는 고기후 조건에 대한 평가를 탐구할 수 있습니다.[2] 망간층은 일반적으로 철층에 비해 높은 산화환원 전위에서 형성되지만 산화환원 전위가 급격히 증가하는 시기는 혼합층을 형성할 수 있습니다.[2] 결절이 형성됨에 따라 니켈, 코발트, 구리 및 아연을 포함하지만 이에 한정되지 않는 미량 원소가 포함됩니다.[2] 미량 금속 조성물은 주변 토양의 모재 흡수, 미생물 철 또는 망간 환원균의 생성물 축적, 결절 표면의 복합화의 세 가지 과정의 산물입니다.[2]

채굴 제안 – 채굴 활동 이력

다금속 결절의 잠재적인 개발에 대한 관심은 1960년대와 1970년대에 예비 광산 컨소시엄 사이에서 많은 활동을 일으켰습니다. 잠재적인 매장량을 파악하고 결절을 채굴하고 가공하는 기술의 연구 개발에 거의 5억 달러가 투자되었습니다. 이러한 연구는 미국, 캐나다, 영국, 서독, 벨기에, 네덜란드, 이탈리아, 일본의 기업과 프랑스와 일본의 민간 기업 및 대리점 2개 그룹으로 구성된 4개의 다국적 컨소시엄에 의해 수행되었습니다. 소련, 인도, 중국의 공공 후원 기관도 3곳이나 있었습니다.[citation needed]

1970년대 후반에, 두 국제 합작 회사가 적도 태평양 동쪽의 아주 깊은 평원 (5.5 킬로미터)에서 수백 톤의 망간 결절을 수집했습니다.[14] 이 "광석"으로부터 상당한 양의 니켈과 구리 및 코발트가 파이로메탈 수술법과 하이드로메탈 수술법을 모두 사용하여 추출되었습니다. 이러한 프로젝트 과정에서, 파생된 수직 방향의 저주파 음향 빔으로 서브 바텀 프로파일을 수행하는 동시에 심실트의 결절 인구 밀도를 분석하기 위해 거의 바텀에 가까운 견인된 측면 스캔 음파 배열을 사용하는 것을 포함하여 많은 부수적인 개발이 발전했습니다.[citation needed] 그 이후로. 심해 기술은 크게 향상되었습니다: GPS(Global Positioning System), USBL(Ultra Short Baseline) 등의 내비게이션 기술을 널리 사용하고, MBES(Multipeam Echosounder), 자율 수중 자동차(AUV) 등의 측량 기술, 그리고 수중에서 원격으로 작동하는 것을 포함한 개입 기술.차량(ROV) 및 고출력 탯줄 케이블. 펌프, 추적 및 스크류 드라이브 로버, 강성 및 유연한 드릴링 라이저, 초고분자량 폴리에틸렌 로프 등 채굴에 사용할 수 있는 향상된 기술도 있습니다. 채굴은 길고 좁은 스트립으로 구획된 밭을 채굴하는 것을 포함하는 토지에서의 감자 수확과 유사한 것으로 간주됩니다. 채광지원선은 해저에서 감자 크기의 결절 정도를 건져 올리며 해저 채광도구의 채광 경로를 따라갑니다.[23][24][25]

최근 들어[when?] 니켈 등 금속 공급은 증가하는 수요를 충족시키기 위해 더 높은 비용의 예금으로 전환할 필요가 있었고, 결절에 대한 상업적 관심이 되살아났습니다. 국제해저국은 새로운 탐사 계약을 승인했고, Clarion Clipperton Zone에 가장 관심을 가지고 있는 The Area를 위한 채굴 코드 개발을 진행하고 있습니다.[26]

2011년부터 다수의 상업 기업들이 탐사 계약을 받았습니다. 여기에는 록히드 마틴(Lockheed Martin), DEME(Global Sea Mineral Resources, GSR), Keppel Corporation, The Metals Company 및 China Minmetals와 같은 더 큰 회사의 자회사와 나우루 해양 자원, 통가 해양 광산 및 마라와 연구 및 탐험과 같은 더 작은 회사가 포함됩니다.[14][27]

2021년 7월, 나우루는 이 지역의 결절을 이용하는 계획을 발표했는데, 이는 공해상에서의 채굴을 규제하는 국제 해저 기구가 2023년 7월까지 채굴 규정을 확정하도록 요구하고 있습니다. 환경론자들은 심해 채굴의 잠재적 영향을 이해하기 위해 해저 생태계에 대해 알려진 것이 너무 적고, 삼성과 BMW를 포함한 몇몇 주요 기술 회사들이 결절에서 파생된 금속을 사용하지 않기로 약속했다는 이유로 이러한 조치를 비난했습니다.[28]

망간단괴 광산지역 제안

Clarion-Clipperton Zone은 망간 결절을 채굴하는 가장 크고 인기 있는 지역입니다. 약 120W에서 160W까지 확장되는 Clarion-Clipperton Zone은 하와이와 멕시코[29] 사이에 위치한 태평양에 위치할 수 있습니다. ISA에 따르면, 그것은 유럽 연합의[30] 크기와 거의 맞먹는 약 4백만 평방 킬로미터의 면적을 차지한다고 합니다. Clarion Clipperton Zone의 거대한 잠재력은 210억 톤의 결절로[31] 추정되는 양을 기반으로 합니다. 그 지역에만 약 4,400만 톤의 코발트가 저장되어 있는데, 이는 토지 매장량이 제공할[32] 수 있는 것보다 약 3배 많은 양입니다. 망간 결절장은 Clarion-Clipperton Zone 내 해저에 동등하게 분포하지 않고 오히려 패치로 발생합니다. 망간 결절의 분포가 높은 경제적으로 흥미로운 패치는 수천 제곱 킬로미터의 면적을 커버할 수 있습니다. 남태평양의 이러한 다소 불규칙한 결절 분포는 남태평양의[30] 지형적, 퇴적학적 다양성이 더 크기 때문에 가능한 결과로 볼 수 있습니다.

망간단괴채굴의 경제적 관심

철망간 결절에 니켈, 구리, 코발트, 아연, 철, 망간이 풍부하게 함유되어 있어 희귀 금속 자원으로의 활용에 대한 연구가 활발해졌습니다. 북동 태평양의 Clarion-Clipperton Zone은 자원 등급의 결절이 가장 많이 존재하는 지역으로 관찰되었습니다.[4] 니켈, 구리 및 코발트의 경우 3% 이상의 벌크 중량이 자원 등급으로 간주되어야 합니다.[3] 탄산염 보상 깊이 이하의 산소수에서의 결절 형성은 수소성 결절에서 가장 바람직한 희유금속 비율을 생성합니다.[3][4] 육상 광산에서 나오는 광석의 등급이 시간이 지남에 따라 감소함에 따라, 페로망간 결절은 증가하는 희귀 금속에 대한 세계적인 수요를 충족시킬 수 있는 방법을 제공할 수 있습니다.[4] 그러나 100만 년당 약 2~5 mm 정도의 낮은 수소 결절의 추정 증식률은 재생 불가능한 자원으로 분류하고 있습니다.[3]

전기 자동차 배터리, 풍력 터빈 및 태양 전지 패널과 같은 기술은 해저에서[33] 찾을 수 있는 희귀한 유형의 자원을 필요로 합니다. 망간 결절은 이러한 금속, 특히 코발트의 다양한 공급원을 제공합니다. 현재 진행 중인 디지털화, 운송 및 에너지 전환은 기술에 사용되는 구리, 니켈 코발트 및 기타 많은 금속에 대한 수요 증가를 야기합니다. 따라서 망간 결절은 배터리, 노트북 및 스마트폰, e-바이크 및 e-카, 태양열 및 풍력 터빈 및 녹색 전기 저장을 위해 필요합니다. 코발트에 대한 이 엄청난 수요는 바다를 새로운 빛으로 만들고 있습니다. 많은 나라들이 이미 그들의 주장을 걸고 있습니다. 그러나 동시에, 그것들을 채굴하는 것은 심해 생태계에[34] 더 큰 피해를 줄 수 있습니다. 일부 과학자들은 망간 결절에 대한 주요 경제적 관심에 의문을 제기합니다. 그들에 관한 한, 그러한 생물학적 자원은 생명공학과 의약품에 대한 미개척 가치일 수 있으므로 어떤 대가를[35] 치르더라도 보호되어야 합니다.

생태학

철망간 결절은 산화환원 활성이 높아 주로 전자 수용체로서 생지화학적 주기와 상호작용할 수 있습니다. 특히, 육상 결절은 질소, 인 및 유기 탄소를 흡수하고 포획합니다.[2] 유기 탄소 흡수율이 높을수록 결절이 탄소를 격리하는 토양의 능력을 향상시켜 순 싱크를 생성할 수 있습니다.[2] 결절 내 인 농도는 주변 토양 매트릭스 값의 2.5배에서 7배까지 다양합니다.[2] 토양의 미생물은 산화 환원 전위와 결합된 결절 표면의 영양소 농축을 활용하여 대사 경로를 촉진하고 한때 움직이지 않던 인을 방출할 수 있습니다.[2] 철망간 결절은 영양소와 함께 토양으로부터 독성 중금속(납, 구리, 아연, 코발트, 니켈, 카드뮴)을 격리할 수 있어 품질을 향상시킵니다.[2] 그러나 미생물에 의한 인 방출과 유사하게 결절의 환원적 용해는 이러한 중금속을 다시 토양으로 방출합니다.

망간단괴채취에 따른 환경영향

심해 생태계나 심해 채굴의 잠재적 영향에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 다금속 결절 밭은 매우 취약한 심연 동물군의 풍부함과 다양성의 핫스팟이며, 그 중 많은 부분이 결절에 붙어 있거나 그 바로 아래의 퇴적물에서 살고 있습니다.[36][28] 결절 채굴은 이러한 심해 생태계의 수만 평방 킬로미터에 영향을 미칠 수 있으며 생태계가 복구되는 데 수백만 년이 걸립니다.[28] 서식지 변경, 저서 생물의 직접적인 폐사 또는 퇴적물에 의한 여과 공급기의 질식을 유발합니다.[37] 심해의 복잡성과 원격성 때문에 환경 과학자들은 많은 격차와 높은 불확실성을 가진 지식 빈곤 상황에서 일하고 있습니다. 그럼에도 불구하고 채굴 작업 내에서 발생하는 누적 영향의 원인은 여러 가지를 고려해야 합니다. 이러한 영향은 채굴 활동 자체에 의해 직접적으로 발생할 수 있지만 퇴적 기둥 및 처분과[38] 같은 간접적인 영향으로도 발생합니다. 동일한 채굴 활동으로 인해 여러 가지 영향이 발생할 수 있지만 다양한 방식으로 심해 환경에 영향을 미칩니다.

여기에는 다음이 포함될 수 있습니다.

  • 플랑크톤의 섭식 메커니즘을 차단하는 효과가 있는 배출 깃털
  • 포식자의 가시성 저하를 유발하는 소음 및 빛 공해
  • 수질의[38] 생태독성 또는 화학적 온도변화

해저 및 서식지 파괴

해저를 샅샅이 뒤지며 결절이 있는 침전물을 찾는 덤프 트럭 크기의 수집 차량은 해저의 꼭대기를 파괴합니다. 대개는 수면[39] 아래 3킬로미터 이상 아래에 있습니다. 과학자들은 수집 차량이 해저에 장기간 지속되는 물리적, 생물학적 영향을 미칠 수 있고 과학자들이 여전히[40] 이해하기 위해 노력하고 있는 다양한 심해 생태계를 변화시킬 수 있다는 것을 발견했습니다. 이 채굴 방법은 수십 년 후에도[34] 쟁기 자국이 보이는 동안 동물들 사이에서 피할 수 없는 생명 손실로 이어집니다. 최근의 성장 추정에 따르면 "미생물 매개 생물지구화학적 기능"[40]이 방해받지 않은 초기 상태로 돌아가려면 50년 이상이 필요합니다. DECOLE[41] 영향 연구는 26년 된 경작지를 다시 살펴봄으로써 심해 채굴 관련 교란이 해저 무결성에 미치는 잠재적인 장기적 영향을 밝히는 것을 목표로 했습니다. 침전물로 먼지가 쌓인 선로 밖에 결절이 나타났지만, 쟁기 선로 자체에는 결절이[40] 분명히 없었습니다.

망간 결절 탐색 계약은 일반적으로 최대 75,000km2의 지역에 대한 계약이지만 추출의 영향을 받는 총 면적은 훨씬 더 큽니다. 하나의 광산 계약 지역에서 물리적으로 교란된 해저 면적은 매년 200~600km2 정도로 추정할 수 있는데, 이는 큰 도시의[35] 크기와 맞먹습니다. 하지만 해저뿐만 아니라 전체 해양 생태계가 추출물의 직접적인 영향을 받습니다.

퇴적물에 쌓인 기둥

해저 바닥에서 작동하는 채굴 로봇은 퇴적물 기둥을 내뿜는데, 이는 채굴장 주변 지역의 동물군을 덮어서 해저[33] 생태계에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 생성된 기둥은 용해된 물질과 다양한 크기의 부유 입자의 혼합물을 포함합니다. 용해된 물질은 용해된 물질을 함유한 물에 의해 불가분하게 운반되는 반면 부유된 입자는 가라앉는[42] 경향이 있습니다. 실제 채굴된 지역에서 더 먼 거리로 미세한 입자와 용해된 물질이 운반되기 때문에 포함된 지역은 실제 채굴된 지역보다 훨씬 더 크게 추정될 수 있습니다. 그러므로 플룸 물질의 해저 축적은 더 두껍고 플룸의[42] 근원에 가까운 더 큰 입자를 포함할 것입니다.

해저에서의 채굴 활동에 의해 생성된 플룸 외에도, 초과 물의 반환에 의해 생성되는 배출 플룸도 고려되어야 합니다. 초과 물은 표면 선박의 선내에서 탈수 과정 중에 발생하며, 또한 광석 슬러리가 모선에서 운송 바지선으로[35] 운송될 때에도 발생합니다. 그러므로 기둥의 순 영향에 대한 예측은 다양한 시나리오를[42] 고려해야 합니다. 많은 미지의 것들이 남아 있고, 과학자들은 독성 영향이[33] 있을 수 있다고 경고합니다.

소음공해

인간이 발생시킨 소리는 해양 동물에게 직접적인 피해를 줄 수 있는데, 그 중 많은 동물들이 소리를 주요 의사소통 방식으로 사용하기 때문입니다. 채굴기가 일으키는 극단적인 배경 소음은 동물 간의 의사소통을 방해하고 먹이를 탐지하는 능력을 제한할 수 있습니다. 또한 소음과 진동은 해양 동물의[35] 청각 감각과 시스템에 영향을 미칠 수 있습니다. 다양한 심해 채굴 과정에서 소음이 발생할 수 있습니다.

  • 해저 생산 도구에서 발생하는 소음과 진동
  • 표층선으로 광석을 옮기는 데 사용되는 중층수 기둥.
  • 표층선 자체

표면 용기는 예를 들어 프로펠러, 엔진, 발전기 및 유압 펌프에 의해 발생하는 몇 가지 높은 강도의 소리를 냅니다. 보통 20~30년 정도 지속되는 광업계약 기간 동안 선박이 거의 수년간 지속적으로 운항된다는 점도 고려해야 합니다.

빛 공해

채굴 활동은 자연적으로 어둡고 조용한 환경에서 강렬한 소음과 빛 오염을 만들어 심해 종의 먹이와 번식을 방해할 수 있습니다.[43] 빛 공해는 바다 생물에 환경적인 영향을 미치는 또 다른 중요한 요소입니다. 해저에서 채굴 작업을 가능하게 하는 데 사용되는 빛은 일부 동물을 유인하거나 밀어낼 수 있고, 밝은 빛은 특정 해양 동물을 실명시킬 수도 있습니다. 선박과 선박에서 사용되는 강한 조명은 조류는 물론 표면 동물[35] 근처에도 영향을 미칠 수 있습니다.

환경영향 완화

이러한 환경 영향을 줄일 수 있는 방법에 대한 연구에는 아직 공백이 있습니다. 이는 부분적으로 전체 해양 생태계가 여전히 훨씬 더 많이 발견되고 연구되어야 하기 때문입니다. 일부 과학자들은 채굴 차량의 무게를 줄이는 것이 한 가지 가능성이라고 제안합니다. 이는 압축을 줄이고 차량[44] 후방의 교란된 침전물의 양을 줄일 수 있습니다. 많은 심해는 먹이 사슬에서 망간 결절의 단단한 기질에 극도로 의존하기 때문에, 다른 선택은 최소한 몇 개의 결절 흔적을 남기고 그것들을 수확하지 않는 것입니다. 극도로 긴 성장 속도 때문에, 채굴된 망간 결절들은 수백만 년 동안 돌아오지 않을 것입니다. 이를 방지하기 위해 제조된 교체 결절을 배포하는 것이 옵션이 될 수 있습니다. 그러나 이러한 가능성에 대해서도 더 자세히 조사해야 합니다. 가장 유익한 완화 효과는 퇴적물 기둥의 감소와 확산을 가져올 것입니다. 왜냐하면 이러한 것들은 바로 주변에 영향을 미칠 뿐만 아니라 결절 채집 장소로부터[44] 상당한 거리에서 생태계에 영향을 미치기 때문입니다.1990년대의 실험적 연구는 부분적으로 합리적인 규모의 시험 채굴이 상업적 채굴의 실제 영향을 가장 잘 제약하는 데 도움이 될 것이라고 결론지었습니다.[45]

해저생태계의 회복가능성

생태계의 느린 회복 가능성은 결절 채굴의 주요 관심사 중 하나로 볼 수 있습니다. 결절을 포함하는 해저 지역은 광범위하게 방해를 받을 것이며 채굴된 지역 내에서 에피파우나의 회복은 유난히 더 느립니다. 동물의 상당 부분은 결절에 의존하고 있으며, 이 결절은 그들에게 단단한 기질을 만들어 줍니다. 이러한 기질은 새로운 결절이 형성될[35] 때까지 수백만 년 동안 돌아오지 않습니다. 결절은 백만 년에 몇 밀리미터에서 몇 십 밀리미터까지 자랍니다. 그들의 극도로 느린 성장 속도는 연속적이거나 규칙적이지 않으며 환경과 표면에 따라 다릅니다. 그것들은 또한 전혀 자라지 않거나 일정 기간[46] 동안 완전히 묻힐 수 있습니다. 망간 결절은 전체적으로 백만 년에 평균 10-20 mm씩 자라고, 채굴되지[30] 않은 경우 보통 수백만 년의 나이를 갖습니다. 많은 심해 종들이 희귀하고, 수명이 길고, 번식이 느리기 때문에, (수확 가능한 크기로 발달하는 데 수백만 년이 걸릴 수도 있는) 다금속 결절들이 심해 종들에게 중요한 서식지이기 때문에, 과학자들은 일부 종들이 채굴 때문에 서식지 제거로 인해 멸종에 직면할 것이라고 꽤 확신합니다. 영향을 받은 생태계는 복구하는[43] 데 매우 긴 기간이 필요합니다. 결절 채굴은 수만 평방 킬로미터에 달하는 심해 생태계에 영향을 미칠 수 있으며 생태계가 복구되는 데 수백만 년이 걸립니다.

참고 항목

  • 심해 채굴 – 해저에서 광물 추출
  • Glomar Explorer – CIA가 침몰한 소련 잠수함을 회수하기 위해 사용한 심해훈련함 플랫폼
  • 국제 해저 기구 – 해저에서의 광물 관련 활동을 규제하기 위한 정부간 기구
  • 산화망간 – 다양한 망간 광물 목록
  • Polymetal – 서로 다른 금속의 조합으로 구성된 물질
  • 아조리안 프로젝트 - 1974년 CIA, 침몰한 소련 잠수함 K-129 회수 프로젝트

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외부 링크