Wie viele Schätze gibt es unter dem Meer? Ein Blick auf die Kobaltminen, die als „Zähne der Industrie“ bekannt sind

Wir sprechen oft über verschiedene Mineralvorkommen und denken dabei an Minen, Höhlen und andere Mineralvorkommen an Land. Tatsächlich ist jedoch der Meeresboden die größte Fundgrube an Mineralressourcen auf der Erde, da der Ozean 71 % der Erdoberfläche einnimmt. Aus dieser Perspektive ist die Schatzsuche auf dem Meeresgrund in Piratengeschichten durchaus am richtigen Ort.

„Kobalt“ ist ein Metallelement. Die Leute wissen nicht viel darüber, aber es ist ein unverzichtbarer Schatz in unserem heutigen Leben.

Lernen wir nun „Kobalt“ kennen. Es ist das Element Nummer 27 im Periodensystem, gefolgt von Eisen und Nickel. Es zeichnet sich durch hohe Härte, Verschleißfestigkeit, Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit aus und wird als „Industriezahn“ bezeichnet. Dieses wichtige Element muss bei der Produktion von Luft- und Raumfahrtprodukten, Waffen und Ausrüstung sowie medizinischer Ausrüstung hinzugefügt werden.

Was am engsten mit unserem Leben verbunden ist, ist, dass es, wie das Metall „Lithium“, ein unverzichtbarer Bestandteil bei der Herstellung von Batterien für Fahrzeuge mit neuer Energie, Handybatterien und verschiedenen wiederaufladbaren Batterien ist. Mit der zunehmenden Verbreitung von Umwelt- und Umweltschutzkonzepten werden wiederaufladbare Batterien immer häufiger eingesetzt und der Bedarf an Kobaltressourcen wird immer dringlicher. Den Prognosen der zuständigen Behörden zufolge wird der weltweite Kobaltbedarf im Jahr 2025 etwa 220.000 Tonnen und im Jahr 2030 etwa 380.000 Tonnen erreichen. 80 % davon werden für die Herstellung wiederaufladbarer Batterien verwendet. Kobalt ist daher eine wichtige strategische Ressource.

Leider sind Kobaltvorkommen an Land äußerst knapp. Die weltweit nachgewiesenen Kobaltreserven an Land belaufen sich auf 7 Millionen Tonnen, und 80 % der Reserven befinden sich in fünf Ländern: der Demokratischen Republik Kongo, Australien, Kuba, den Philippinen und Sambia. mein Land verfügt lediglich über 80.000 Tonnen, was lediglich 1 % der weltweiten Reserven entspricht. Es ist eine sehr knappe Ressource.

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In den letzten Jahren hat mein Land bei Fahrzeugen mit alternativer Energie den Vorsprung überholt und ist das Land mit der weltweit größten Produktion von Energiespeicherbatterien und dem größten Kobaltverbrauch geworden. Jedes Jahr werden etwa 50.000 Tonnen verbraucht, von denen 90 % aus dem Ausland importiert werden müssen. Bei der derzeitigen Produktions- und Verbrauchsrate werden die Kobaltvorkommen an Land bald erschöpft sein.

Haben wir mehr freie Ressourcen? Hier kommen die Mineralien des Meeresbodens ins Spiel.

Meeresgeologische Untersuchungen haben ergeben, dass es in den riesigen Tiefen des Ozeans reichlich mineralische Ressourcen wie kobaltreiche Krusten und polymetallische Knollen gibt. Sie fragen sich vielleicht, was ist das für eine „Kruste“ und was ist diese „Tuberkulose“? Hier sind zwei Arten von Unterwasserschätzen.

Wissenschaftler entdeckten kobaltreiche Krusten mithilfe von Unterwasserroboterkameras. Die Oberflächen vieler Berge auf dem Meeresboden des Pazifiks, des Atlantiks und des Indischen Ozeans sind mit knospenartigen Tumoren bedeckt. Sie haben eine kohlschwarze Farbe, eine leichte und spröde Textur und eine lockere Struktur. Die Wassertiefe beträgt 400m-5000m.

Dieses dünne, schalenartige Material ist in der Regel wenige Millimeter bis über zehn Zentimeter dick. Probenanalysen zeigen, dass es sich um ein schalenartiges Eisen-Mangan-Oxid handelt, das Elemente wie Kobalt, Titan, Cer, Nickel, Platin, Mangan, Phosphor, Thallium, Tellur, Zirkonium, Wolfram, Wismut und Molybdän enthält. Aufgrund des relativ hohen Kobaltgehalts spricht man im Volksmund von einer kobaltreichen Kruste. Bis heute schläft es seit zig Millionen Jahren ruhig auf dem Meeresboden.

Auf dem Meeresboden des Pazifiks, des Atlantiks und des Indischen Ozeans sind kobaltreiche Krusten verbreitet, deren Kobaltgehalt bis zu 2 % beträgt, also mehr als das 20-fache des Kobaltgehalts terrestrischer Primärerze.

Eine andere Art von Unterwasserschätzen sind polymetallische Knollen, auch Manganknollen genannt, die auf der Oberfläche des Meeresbodens in 3.500 bis 6.000 Metern Tiefe weit verbreitet sind. Sie sind dunkelbraun und haben eine kugelige oder ellipsenförmige Form wie Kartoffeln. Ihre Oberflächen sind relativ glatt und der Boden ist mit Sedimenten bedeckt, die oft rauer sind als die Oberfläche. Der Durchmesser beträgt im Allgemeinen 3–10 cm, wobei die großen Kugeln einen Durchmesser von über 20 cm erreichen können. Wissenschaftler entnahmen Proben und analysierten sie. Dabei stellten sie fest, dass es sich bei diesen kugelförmigen Erzkörpern um kernförmige Gesteine ​​aus Eisen- und Manganhydroxiden handelt, die um einen Kernkörper herum wachsen. Die Schichtstruktur im Querschnitt ist nach dem Schneiden sehr deutlich zu erkennen. Einige der Kernkörper bestehen aus extrem kleinen Manganerzkristallen. außerdem gibt es mikrofossile Muscheln, phosphatierte Haifischzähne, Basaltfragmente usw. Die Schichtstruktur im Querschnitt stellt auch das Alter ihres Wachstums auf dem Meeresboden dar. Sie enthalten mehrere Metalle und seltene Erden wie Kobalt, Kupfer, Blei, Zink und Gold.

Polymetallische Knollen sind auf dem Meeresboden des Pazifischen Ozeans, des Indischen Ozeans und des Atlantischen Ozeans verbreitet. Schätzungen zufolge können die Vorkommen an polymetallischen Knollen auf dem Meeresboden der Welt 3 Billionen Tonnen erreichen, wobei der durchschnittliche Kobaltgehalt der polymetallischen Knollen im östlichen Pazifik 0,22 % beträgt. Allein im CC-Bergbaugebiet im Ostpazifik liegen die geschätzten Kobalterzreserven bei 21 Milliarden Tonnen, was für den weltweiten Bedarf für Hunderte von Jahren ausreicht.

Einen so großen Schatz muss unser Land unbedingt erbeuten.

Gemäß den einschlägigen Bestimmungen der „Internationalen Meeresbodenbehörde“ der Vereinten Nationen erhält das Land, das zuerst einen Antrag auf die Erkundung von Meeresbodenressourcen auf hoher See stellt, die ausschließlichen Explorationsrechte für den Meeresboden des Antragsgebiets. Nach Abschluss der vorgeschriebenen Ressourcenerkundungsarbeiten kann das Unternehmen vorrangige Bergbaurechte beantragen.

In Übereinstimmung mit den technischen Antragsverfahren haben die zuständigen Behörden meines Landes Wissenschaftler beauftragt, in vier Meeresgebieten meereswissenschaftliche Untersuchungen und Erkundungen durchzuführen und vier Meeresbodenbergbaugebiete mit exklusiven Erkundungsrechten und vorrangigen Bergbaurechten zu erhalten. Sie sind:

Im Jahr 2001 wurde das East Pacific Polymetallic Nodule Exploration Area vergeben, das eine Fläche von 75.000 Quadratkilometern umfasst;

Im Jahr 2011 erhielt das Unternehmen den Zuschlag für ein 10.000 Quadratkilometer großes Explorationsgebiet für polymetallische Sulfide im südwestlichen Indischen Ozean.

Im Jahr 2013 erwarb das Unternehmen 3.000 Quadratkilometer Explorationsgebiete für kobaltreiche Krusten und polymetallische Knollen im westlichen Pazifik.

Im Jahr 2014 wurde das Explorationsgebiet kobaltreicher Krusten und polymetallischer Knollen im östlichen Pazifik erworben, das eine Fläche von 73.000 Quadratkilometern umfasst. Das Bergbaugebiet enthält mehr als 100 Millionen Tonnen Kobalt, Mangan, Nickel, Kupfer und andere metallische Mineralvorkommen.

Diese vier Gebiete entsprechen dem Meeresgebiet meines Landes. mein Land ist das einzige Land, das über exklusive Explorationsrechte und vorrangige Ausbeutungsrechte in den oben genannten Gebieten verfügt. Sie sind potenzielle Schatzkammern an Bodenschätzen in meinem Land.

In den letzten Jahren hat das wissenschaftliche und technologische Personal meines Landes mithilfe der Meeresgeologie, Geophysik und Roboterfotografie des Meeresbodens relevante internationale Erkundungen kobaltreicher Krusten und polymetallischer Knollen durchgeführt. Sie haben außerdem Untersuchungen und Probenentnahmen an kobaltreichen Krusten und polymetallischen Knollen in Schlüsselbereichen durchgeführt und damit eine gute Grundlage für die Ausbeutung der Meeresbodenressourcen geschaffen.

In den letzten Jahren haben die westlichen Industrieländer Methoden für den industriellen Bergbau erkundet und erforscht, bisher konnten jedoch keine Durchbrüche erzielt werden.

Der Einsatz von Robotern zum großflächigen industriellen Abbau kobaltreicher Krusten und polymetallischer Knollenvorkommen am Meeresboden ist eine technische Herausforderung, die wir in Zukunft so schnell wie möglich bewältigen müssen. Es handelt sich außerdem um ein wissenschaftliches und technologisches Problem, bei dessen gemeinsamer Lösung die hier anwesenden Studierenden auf ihre Weisheit und ihr Talent vertrauen müssen.

Dieser Artikel ist eine vom Science Popularization China Starry Sky Project unterstützte Arbeit

Autor: Zhou Jianxin

Gutachter: Zhang Xunhua (Forscher am Qingdao Institute of Marine Geology)

Produziert von: Chinesische Vereinigung für Wissenschaft und Technologie, Abteilung für Wissenschaftspopularisierung

Hersteller: China Science and Technology Press Co., Ltd., Beijing Zhongke Xinghe Culture Media Co., Ltd.