Światowy ocean, zajmujący 71% powierzchni naszej planety, jest skarbnicą wielu cennych surowców i minerałów. W ostatnich dziesięcioleciach coraz bardziej wzrasta na świecie zainteresowanie tymi surowcami, gdyż zasoby lądowe są często bliskie wyczerpania. Równocześnie technika umożliwia człowiekowi zejście na duże głębokości, częściowe przynajmniej poznanie dna oceanów. Wyniki tych badań okazały się niezwykle ciekawe, również pod względem surowcowym.
woda morska zawiera niemal wszystkie pierwiastki i wiele związków chemicznych. W morzach i oceanach rozpuszczone są miliardy ton cennych substancji, które mogą być z wody odzyskane. Dla przykładu podajmy, że w 1 kilometrze sześciennym wody morskiej jest średnio: 21,5 mln ton chloru, 1,5 mln ton magnezu, 1 mln ton siarki, 1500 ton fluoru, 11 ton żelaza, 3,3 tony cyny, 0,8 tony tytanu, 330 kg srebra, 4 kg złota itp.
Dodajmy, że w morzach i oceanach świata jest 1370 mld km3 wody. Łatwo zatem obliczyć, że światowy ocean zawiera na przykład 4500 mld ton miedzi, 767 mld ton kobaltu, 5 mld ton złota, 4 mld ton uranu (lądowe zasoby tego ostatniego ocenia się na zaledwie 2 - 3 mln ton!). Są to, przypomnijmy, tylko zasoby substancji rozpuszczonych w wodzie, bez uwzględniania złóż zalegających pod dnem oceanu.
Wydobycie surowców rozpuszczonych w wodzie morskiej jest dość trudne i - przede wszystkim - bardzo kosztowne. Wymaga bowiem przerobienia dużych ilości wody i znacznego zużycia energii. Mimo to, już przed 3 tysiącami lat wydobywano z oceanu sól jadalną. W ostatnich latach, w miarę wzrostu cen na surowce i materiały, eksploatacja morskich zasobów staje się niekiedy opłacalna. Obecnie prawie 40% światowej produkcji manganu pochodzi z wody morskiej. Zakłady wytwórcze powstały w USA, we Włoszech i Francji. W Japonii z kolei pracują zakłady doświadczalne wydobywające z wody morskiej uran.
Na znacznie szerszą skalę odbywa się eksploatacja złóż surowcowych znajdujących się pod dnem mórz, szczególnie w płytkiej strefie przybrzeżnej, zwanej szelfem kontynentalnym. Obecnie wydobywa się przede wszystkim ropę naftową i gaz ziemny. Jak wykazały wstępne badania, blisko 30% wszystkich rezerw naftowych znajduje się pod dnem morskim. Zresztą już dzisiaj prawie 30% światowej produkcji paliw płynnych i blisko 15% paliw gazowych pochodzi z odwiertów wykonanych na morzu. Pod dnem szelfu kontynentalnego geolodzy odnajdują również złoża rud żelaza, wolframu, chromu, pokłady węgla kamiennego (na przykład u wybrzeży Chile i W. Brytanii), a także złoża okruchów diamentów, złota, bursztynów, platyny itp.
Ale największą sensację geologiczną stanowią tzw. konkrecje - zalegające na dnie oceanów bryły mineralne zawierające żelazo, mangan, nikiel, kobalt, miedź i inne metale. Po raz pierwszy odkryła je wyprawa badawcza, która w 1872 r. wypłynęła na korwecie „Challenger" w 4-letni rejs po wszystkich oceanach.
W jednym z 50 tomów zawierających plon badawczy tej wyprawy opisano wydobyte z dna Pacyfiku osobliwe kamienie o dość regularnym, owalnym kształcie. Kamienie te składały się niemal w całości z rudy żelaza i manganu z domieszką związków niklu, kobaltu i miedzi. Wewnątrz niektórych znaleziono... zęby rekina. Odkrycie to, uznane raczej za ciekawostkę, niż za wydarzenie naukowe, utonęło w tysiącach innych rewelacji zawartych w opisie z wyprawy i poszło w zapomnienie.
Lata 60. ubiegłego stulecia przyniosły szybki rozwój wiedzy o morzach i oceanach. Wielkie międzynarodowe programy badań światowego oceanu, zastosowanie nowoczesnej techniki - od satelitów po aparaty głębinowe - do penetracji morskich głębin zaowocowały wieloma ciekawymi odkryciami. Między innymi okazało się, że mineralne grudki wydobyte niegdyś przez załogę „Challengera" wcale nie są rzadkością - przeciwnie, pokrywają grubą warstwą spore połacie dna Pacyfiku, Oceanu Indyjskiego i Atlantyku. Ta wiadomość wywołała duże zainteresowanie, mogła bowiem oznaczać poważne przemiany w przemyśle wydobywczym oraz gospodarce surowcowej.
Istotnie, wkrótce okazało się, że zasoby zawarte w konkrecjach (bo tak nazwano owe zadziwiające bryły) są tak duże, że wręcz trudne do ogarnięcia wyobraźnią. Eksperci przypuszczają, że konkrecje manganowe zawierają co najmniej dwa razy więcej miedzi i niklu, niż wszystkie odkryte dotąd ziemskie rezerwy tych metali. Niektórzy specjaliści twierdzą, że w bryłach tych jest 10 razy więcej niklu, niż odkryto go do tej pory na Ziemi! Specjalny raport geochemików na temat konkrecji przyprawić może o zawrót głowy. Przyjmując jako jednostkę ilość metalu spożytkowanego przez przemysł w 1965 r. obliczono, że zasoby lądowe manganu wynoszą 45 jednostek, a konkrecje zawierają 80 000 jednostek; dla niklu ilości te wynoszą analogicznie 40 i 3 300 jednostek, dla kobaltu 50 i 1300 itd.
Same konkrecje są zadziwiającym tworem kryjącym jeszcze wiele tajemnic. Ogromna większość tych brył ma średnicę od 2 do 7 cm, ale nierzadko zdarzają się większe. Załoga jednego ze statków badawczych wydobyła okaz o masie 2 ton. W zasadzie zalegają one dno oceanu na głębokości 3-6 tys. metrów. Najczęściej spotykano konkrecje żelazo-manganowe, przy czym zawartość żelaza waha się od 15 do 60%, a manganu od 8 do 50% We wschodniej części Pacyfiku znajdowano konkrecje, w których dwutlenek manganu stanowi 98%
Nie wiemy dotychczas, skąd wzięły się na dnie oceanu te niecodzienne twory. Ich wewnętrzna struktura ma charakter warstwowy. Zewnętrzna warstewka jest całkiem młoda, najgłębsze warstwy wewnętrzne liczą sobie przeszło 100 tys. lat. Wynika z tego, że konkrecje rosną powoli, podobnie jak perły lub nacieki wapienne w jaskiniach. Masa mineralna narasta wokół jakiegoś twardego przedmiotu, jak perła na ziarnku piasku.
Zalążkiem konkrecji może być okruch skalny - bazaltu, pumeksu, szkła wulkanicznego, lub resztka żywego organizmu - wapienna skorupka, kruszyna szkieletu, czy pancerza. Dość często jest to po prostu ząb rekina. Do dziś nie znamy mechanizmu ani przyczyn tworzenia się konkrecji, nie wiemy w jakich warunkach zjawisko to występuje.
W różnych krajach podejmowane są natomiast próby wydobycia cennych surowców spoczywających na dnie oceanów. Nie jest to sprawa prosta, głównie z powodu dużych głębokości, na jakich spoczywają konkrecje.
Największym powodzeniem cieszą się dwie technologie: trałowania dna oceanicznego za pomocą specjalnych czerpaków oraz systemy rurociągowe zasysające rozdrobnione uprzednio bryły wraz z wodą. Przykładem może tu być prototypowa instalacja wykonana przez koncern Lockheed, przystosowana do wydobycia 1000 ton konkrecji na dobę. Ze statku opuszcza się specjalny pojazd poruszający się po dnie oceanu (tzw. podwodny kombajn górniczy). Składa się on z urządzenia zbierającego konkrecje i kruszarki do ich rozdrabniania. W połączeniu z wodą tworzy się rodzaj szlamu wydobywanego na powierzchnię pompami głębinowymi. Wydobyty szlam dostarczony jest do zakładu przeróbczego. Podobne urządzenia budują też Japończycy. W sumie firmy USA i Japonii wydobywają już grubo ponad milion ton minerałów rocznie z dna morskiego.
Równocześnie prowadzone są dalsze badania rozpoznawcze. Nie tak dawno nowe duże złoże konkrecji żelazomanganowych odkryto na środku Atlantyku, 3 tys. metrów pod powierzchnią oceanu. Porozumienie w sprawie eksploatacji tego złoża podpisały USA, RFN, Francja i W. Brytania.
Eksploatacja oceanicznych zasobów mineralnych stwarza szereg problemów nie tylko technicznych, ale i prawnych. Zasady dostępu i sprawiedliwego podziału olbrzymich bogactw są przedmiotem sporu, jaki toczy się podczas kolejnych sesji Konferencji Prawa Morza. Część uczestników konferencji, szczególnie kraje rozwijające się, reprezentuje pogląd, że należy odroczyć eksploatację dna morskiego do czasu udoskonalenia technologii wydobycia, tak by była ona dostępna dla krajów biedniejszych. Ale trudno będzie powstrzymać tych, którzy potrafią to robić już teraz.
Andrzej Klimek