Guldfeber på havets botten

I beckmörkret på havens botten finns stora mängder metaller som används till allt från vindkraftverk till elbilar. Efter årtionden av försök står nu jättedammsugare med larvfötter redo att dyka ner och påbörja utvinningen.

I beckmörkret på havens botten finns stora mängder metaller som används till allt från vindkraftverk till elbilar. Efter årtionden av försök står nu jättedammsugare med larvfötter redo att dyka ner och påbörja utvinningen.

gsr & ken ikeda madsen & shutterstock

Å r 1872 stävade fartyget HMS Challenger ut ur hamnen i Portsmouth och inledde en tusen dagar lång expedition på världshaven.

Forskarna ombord samlade in data om temperaturer, havsströmmar och kemiska variationer i havsvattnet och tog prover från den mörka havsbottnen flera kilometer under ytan. I de gyttjiga proverna fanns små hårda klumpar som visade sig vara fulla av metaller som mangan, nickel och koppar.

I dag, nästan 150 år senare, är intresset för dessa metaller stort i hela världen. Allt från statliga aktörer i Kina och Japan till privata bolag i Europa förbereder sig inför kapplöpningen mot havsbottnen.

Anledningen till det ökade intresset är att den världsomspännande gröna omställningen medför en kraftigt ökad efterfrågan på metaller. Världen behöver mer koppar till kab­lar och ledningar, så att vi kan elektrifiera kemiindustrin och transportsektorn och fasa ut fossila bränslen i energiproduktion­en.

Samtidigt ökar efterfrågan på sällsynta jordartsmetaller till exempelvis magneter i vindkraftverks elgeneratorer och i bränsleceller som kan omvandla väte till el utan föroreningar.

Kobolt är i dag oumbärligt i litiumjonbatterier, en viktig pusselbit i den gröna revolutionen.

Nuvarande gruvor på land räcker inte för att tillgodose efterfrågan och medför även stora miljö- och klimatutmaningar, bland annat i form av stora ingrepp i landskapet och utsläpp av giftiga ämnen.

Lyckligtvis är tekniken nu på plats för att flytta ut gruvdriften till havs. Gruvbolag och ingenjörer har utvecklat enorma, dammsugarliknande gruvrobotar som kan köra på havsbottnen och samla in de metallhaltiga klumparna.

Andra maskiner ska krossa havsbotten­skorpan och områden med vulkanisk aktivitet, som också är fulla av värdefulla metaller. Frågan är om havsgruvorna kan leva upp till de enorma förväntningarna utan att förstöra havsmiljön.

Om det lyckas kan havsbottnen bli den gröna revolutionens Klondike och ge förorenande gruvor på land en biroll.

Skattkammare på havsbottnen

Om vi verkligen vill få fart på den gröna revolutionen måste el snabbt kunna föras över från vindkraftverk och solceller till platser där elen behövs. För det krävs fler och större kablar tvärs över hav och kontinenter.

Kablarna innehåller koppar som i dag utvinns i gruvor på land. 40 procent av all koppar i världen produceras till exempel i dag i öppna gruvor i Anderna i Chile.

Gruvorna lämnar efter sig gigantiska kratrar i landskapet. Eftersom koncentrationen av koppar i malmen bara är en procent måste metallen utvinnas med hjälp av giftiga kemikalier.

De giftiga malmresterna skapar allvarliga miljöproblem, oavsett om de förvaras på land, där giftet kan förorena grundvattnet, eller dumpas till havs.

Det är inte bara koppar som orsakar problem för en grön omställning. I dag kastar i synnerhet kobolt en mörk skugga över en klimatvänlig framtid.

25 ton väger ”dammsugaren” Patania II, som kan samla in metallklumpar på botten.

Denna metall, som brukar användas i elbilsbatterier, utvinns i förorenande gruvor i känslig regnskog – huvudsakligen i Kongo (Kinshasa) där barnarbetare med usel lön sliter under livsfarliga förhållanden. Gruvdriften sker dessutom i en konfliktzon, vilket innebär att leveranserna när som helst riskerar att stoppas.

Under tiden växer efterfrågan på metaller till just elbilsbatterier explosionsartat. En prog­nos av analysföretaget BloombergNEF visar att den globala efterfrågan på sju viktiga ämnen till elbilsbatterier, däribland koppar, kobolt, litium och aluminium – som år 2020 ligger på cirka en miljon ton om året – kommer att vara hela sju miljoner ton om året år 2030. Det innebär en sjudubbling på tio år.

Därför tittar gruvbolagen nu närmare på havsbottnen. På senare årtionden har flera studier visat att det på världshavens botten, på 4 000–5 000 meters djup, finns en skattkammare av mineraler med hög metallhalt.

Faktum är att det enligt flera studier kan finnas mer metall på havsbottnen än på ­världens alla kontinenter tillsammans.

I synnerhet tre typer av havsbotten är intressanta. Den ena är bergstoppar på bottnen, där skorpan är rik på metaller som platina, som används i avgasrenande bilkatalysatorer.

Gruvrobotar kan krossa bergstopparna och pumpa upp gruset till fartyg.

Den andra skattkammaren är vulkaniska källor i havsbottnens sprickzoner, där svavelföreningar med hög metallhalt sipprar upp från bottnen genom hydrotermala öppningar, ett slags rykande ”skorstenar”.

I rykande skorstenar vid vulkaniska källor finns bland annat koppar och silver. Skorstenarna bildas av metallhaltiga sulfider som tränger upp ur havsbottnen i vulkaniska sprickzoner.

© Ocean Exploration Trust

Väggarna i skorstenarna innehåller koppar, bly, zink, guld och silver. Maskiner med flera meter breda roterande huvuden av volframkarbid kan användas för att krossa skorstenarna, varefter gruset pumpas upp till fartyg.

Metoden har testats utanför Papua Nya Guinea och senast utanför Okinawa i Japan.

Det som intresserar gruvbolagen mest är dock djuphavsbottnen utanför de nationella zonerna, minst 370 kilo­meter från kusten.

Stora områden av bottnen där täcks nämligen av så kallade manganklumpar stora som tennisbollar, som i stort sett enbart består av metaller. Cirka en fjärdedel av varje klump är mangan, som används för att framställa stål och glas.

Klumparna innehåller dess­utom höga koncentrationer av nickel, kobolt, koppar och molybden. Den stora för­delen med klumparna jämfört med utvinning av bergstoppar på bottnen och vulkaniska källor är att de ligger löst på bottnen och kan sugas upp utan att något material behöver krossas.

Klumparna innehåller sju gånger mer koppar per kilo än malm som utvinns på land, samtidigt som resten består av andra användbara metaller. Det gör havsgruvorna mindre beroende av giftiga utvinningskemikalier.

De små metallkulorna innehåller mer kobolt än alla kända reserver på land. Sist men inte minst är klumparna en närmast outtömlig resurs.

Experter uppskattar att det ligger biljontals (tolv nollor) klumpar på havsbottnen.

Manganbitarna är lika stora som tennisbollar och innehåller stora mängder nickel, kobolt, koppar och molybden.

© Granger Coll/Ritzau Scanpix

FN-myndigheten International Seabed Authority (ISA), som reglerar utvinning av mineraler på havsbottnen, har utfärdat 29 prospekteringslicenser till gruvbolag, av vilka 16 har beviljats i Clarion Clipperton-­zonen i Stilla havet där bottnen är full av manganklumpar.

Området är 76 728 kvadratkilometer stort, motsvarande hela EU:s area. Där kommer havsgruvorna att ställas inför sitt första stora prov. Det belgiska bolaget Global Sea Mineral Resources (GSR) håller på att förbereda ett omfattande test av sin ”havsdammsugare” Patania II i ett 0,9 kvadrat­kilometer stort område.

Dammsugare ska testas

Gruvmaskinen Patania II är stor som en buss och väger 25 ton. Den samlar in mangan­klumpar med hjälp av vattenpumpar som skapar ett undertryck strax ovanför havsbottnen så att klumparna sugs upp.

Sediment från bottnen filtreras bort från klumparna och pumpas ut baktill på Patania II. Därefter samlas klumparna i en behållare längst bak i damm­sugaren. När klumparna har samlats in sänker gruvfartyget ner ett rör på havsbottnen och suger upp dem till ytan.

Under testet åtföljs Patania II av det tyska forskningsfartyget Sonne, som sänder ner miniubåtar och mätutrustning till havsbottnen för att studera effekterna på miljön och djurlivet i det eviga mörkret på 4 000 meters djup. Tidigare studier har tytt på att gruvdriften kan skada bottnen.

År 1989 genom­förde tyska forskare en rad försök i Stilla havet där de använde en harv för att simulera en havsdammsugare som skördar manganklumpar.

Vid flera tillfällen sedan dess har forskarna återvänt till dessa platser, senast år 2015 då den harvade bottnen fortfarande såg ut som en ödemark.

Havsgruvor: Grön teknik eller förstört ekosystem?

Gruvdrift på havsbottnen kan ge oss metaller som kobolt och ­koppar till grön teknik samt ­ersätta ­förorenande gruvor på land. I gengäld riskerar vi att ­skada ­orörda ekosystem och ­påverka ­havsbottnen negativt.

© Craig Smith & Diva Amon/ABYSSLINE Project & Shutterstock & Ken ikeda Madsen

För havsgruvor: Metaller behövs i en klimatvänlig värld

Havsbottnen innehåller metaller som ­kommer att bli en bristvara i en grönare ­värld, till exempel när elbilar ersätter ­bensinbilar. I dag innehåller ett elbilsbatteri förutom litium avsevärda mängder koppar, aluminium, nickel och kobolt. Under de ­närmaste tio åren lär efterfrågan på dessa metaller öka ­explosionsartat. Beräkningen nedan gäller sju viktiga ämnen till bilbatterier. År 2020 ligger efterfrågan på cirka en miljon ton per år, men år 2030 förväntas den ha ökat till över sju miljoner ton om året.

© Craig Smith & Diva Amon/ABYSSLINE Project & Shutterstock & Ken ikeda Madsen

Mot havsgruvor: Stora maskiner kan skada djurlivet i havet

När gruvmaskiner krossar berg på havs­bottnen, pulvriserar skorstenar vid ­vulkaniska källor eller suger upp manganklumpar ­förvandlas ­havsbottnen till en ödemark. Det ­innebär att djurs habitat riskerar att förstöras.

Trots att ”havsdammsugare” tycks vara den skonsammaste metoden, eftersom de inte ­krossar havsbottnen utan bara suger upp ­manganklumpar, får de ändå finkornigt sediment (silt) att virvla upp från bottnen.

Det beror på ­maskinens vikt och rörelse över bottnen samt pumparna i maskinen, som sätter vattnet i ­rörelse.

Silt kan döda fiskar och andra organismer, så en avgörande fråga är om sedimentmoln ­skapade av havsdammsugare når ända upp till vattenpelarens översta tusen meter, där den ­biologiska mångfalden är störst. Detta och annat ska gruvbolaget GSR testa under år 2020.

I mörkret på djuphavets botten har forskarna hittat ett överraskande rikt djurliv: Fiskar, maskar, skaldjur, svampar, sjögurkor, sjöstjärnor och sjöborrar.

Djurens habitat kommer att skadas i områden med gruvdrift, men det är inte det enda problemet. När en gruvrobot som Patania II suger upp mangan-klumpar från havsbottnen skapas ett moln av finkornigt sediment, så kallad silt, som stiger upp i vattenpelaren och kan skada djurlivet.

Havsgruvornas öde hänger därför på om gruvrobotarna kan bli mer miljövänliga.

Dyk ner på havsbotten och se en havsdammsugare i arbete.

Just därför har GSR installerat en sensor på Patania II:s front som ska göra så att undertrycket från vattenpumparna bara påverkar havsbottnens översta del och inte drar upp onödigt mycket sediment i vattnet.

Med hjälp av modeller har GSR gjort beräkningar som tyder på att siltmolnet kommer att breda ut sig tre–tio kilometer från havsdamm­sugaren innan partiklarna sjunker ner till bottnen igen.

Testet av Patania II ska visa om gruvroboten kan skörda manganklumparna i rader med mellanrum och om man kan utnyttja havsströmmarna så att merparten av nedfallet landar i redan skördade områden.

Hur testet än går väntas ISA freda 30 procent av Clarion Clipperton-zonen från kommersiell gruvdrift för att skydda ekosystemet.

Frågan är om världen kan klara sig utan denna skattkammare av metaller om vi ska kunna rädda jordens klimat.

I en rapport från maj 2020 räknade Världsbanken ut att produktionen av ämnen som litium, kobolt och grafit mås­te öka med 500 procent till år 2050 om den globala temperaturökningen ska kunna hållas under Parisavtalets två grader.

Då blir det svårt för gruvor på land att leverera varan, så det kan bli de små klumparna som hittades för 150 år sedan som ger oss metallerna till den gröna revolutionen.

Som forskare från bland annat Oxford University skrev i en artikel om havsgruvor år 2018 är frågan inte längre om havsgruvorna kommer, utan när.