本文由日經BP社日經技術在線logo提供

日本近海發現了沉睡在深海海底的礦山,其中蘊藏著金、銀、稀土等礦物資源。據說這座「寶山」的經濟價值達到數十兆日元。為了勘探和開採這座海底礦山,必須要利用能在電波無法到達的海底工作的機器人。

這座火山竟會「噴出」金、銀和稀土!沖繩海底大發現,震驚海洋研究界

2015年1月,日本在沖繩縣久米島附近海域的海底發現了一座「寶山」,就在海平面之下1400米的地方。那裏的地形像是從海底高高聳起的煙囪,有黑色的熱水從煙囪頂部噴涌而出。在南北1500公尺、東西300公尺的範圍內,有很多這種煙囪。

「有重大發現!」這一天,全日本的海洋研究人員都歡欣鼓舞。

這個「寶山」其實是「海底熱液礦床」,由從海底噴出的金屬成分沉澱而成,也叫「海底礦山」。煙囪狀的突起由金、銀、銅等金屬成分凝固而成。噴出的熱水中也含有大量金屬。

據說大規模海底熱液礦床蘊藏著價值幾千億日元的礦物資源。在日本專屬經濟區內,過去只發現了兩個海底熱液礦床,分別是沖繩縣伊是名附近的「Hakurei礦床」和沖繩縣伊平屋附近的「野甫礦床」。這兩個礦床的規模都很大,1月新發現的礦床的規模完全能與這兩個礦床相匹敵。

要一個個地發掘寶山!日本已經啟動了投資數十億日元的國家計畫。項目名稱為「海洋金山計劃」(正式名稱是「新一代海洋資源勘探技術」),屬於日本首相安倍晉三作為增長戰略的「第三支箭」創立的「戰略性創新創造項目(SIP)」其中之一。該項目的目的是開發可勘探海底寶山位置和性質的技術,項目主導是國立研究開發法人日本海洋研究開發機構(JAMSTEC)。

在13世紀,日本被冒險家馬可●波羅稱為「黃金之國」,是世界上為數不多的出產金、銀、銅的國家。不過,在悠久的歷史長河中,日本的礦山已經枯竭,現在的金屬資源幾乎100%依賴進口。

挑戰「最後的處女地」

「哎呀,日本還有兩座金山」。說這話的是海洋地質學與礦床學領域的國際權威——日本東京大學名譽教授浦邊徹郎。他是海洋金山計劃的負責人。

陸地上的礦山原本也都是在海底形成的。在海底火山活動活躍的地區,金屬成分跟熱水一起從海底噴出。遇到海水,金屬便冷卻沉澱下來。隨著地殼變動,地面隆起,便成了陸地上的礦山。

在日本,陸地上的礦山已基本開採一空。但將目光轉向海洋,在沖繩海域和伊豆小笠原海域還有兩個頗具潛力的礦山群。

沉睡在海底的「寶山」不僅僅是海底熱液礦床。還有在水深1,000~2,000m的海底堆積了幾釐米厚、含有大量鈷的「富鈷殼」,有以錳為主要成分的球形「錳結核」,有富含稀土的「稀土泥」。

沉睡在日本專屬經濟區內的這些礦物資源的價值高達數十兆日元。浦邊表示,「深海海底是礦物資源最後的處女地」。將來,日本還有可能被稱作「黃金之國」。

但是,開採深海海底的礦物資源的面臨著一個大難題,那就是不知道哪個地方有多少資源,不知道礦物資源的準確位置。為此,海洋金山計劃將利用國家經費,開發海底熱液礦床勘探技術。

由於電磁波在深海無法傳播,也無法像在陸地上一樣使用衛星進行勘探。因此,只能發出聲波,然後利用回聲來勘察地形。但是,漂浮在海上的勘探船距離水深幾千米的海底太遙遠。聲波在長距離傳播過程中會發生擴散,無法準確捕捉到回聲。

因此,要想使用聲波,就要讓勘探船靠近海底。現在的主流方法是將重力計等沉入海中,拖曳勘探船。不過,勘探船的速度跟自行車差不多。如果用1艘勘探船來勘察整個日本專屬經濟區,要花1,000年才能勘探完。