大洋海底的人為“痕跡”:採礦是否應該犧牲海底生命?
在距離陸地數百公里的太平洋海底,有一些任何動物都不可能留下的奇怪印記。有些像是在蒼白淤泥上鑿出的狹窄凹槽,有些則像爪印,像是由某種巨大的海底怪物在深海生態系統中挖出來的。事實上,這些都是人類留下的。人類在地球表面留下了無數的印記,但這些長期存在於海底的挖痕卻大都不為人知。
在遠離陸地的荒蕪深海,採礦試驗留下的痕跡幾十年後依然存在。上圖拍攝於2015年,當時這道挖痕已有37年曆史
它們偶爾會被遙控潛水器的聚光燈照亮,但之後又回歸黑暗。它們已經存在了幾十年,就像宇航員在月球上留下的腳印一樣,至今仍然清晰可見,沒有任何東西可以把它們洗掉。
在這張2015年拍攝的照片中,這些海床上的人為痕跡已經有26年的歷史
在一張拍攝於幾年前的圖片中,可以看到一條已經有37年曆史的挖痕,其下方的標記則可以追溯到1989年。類似的標記可以追溯到20世紀70至80年代,它們是深海採礦試驗的首批廢料碎屑。裝備有挖泥器和開溝機的船隻在作業之後,遺留下這些廢料,然後就離開了。
最近,科學家們帶著相機和探測器回到這裡,觀察此處生態系統發生的變化——他們發現了一道道從未完全癒合的傷口。很快,就會有更多這樣的挖痕將遍布海洋深淵——地球上最後一片未被觸及的荒野之一。未來的幾代人會如何看待這些痕跡?他們會對21世紀初人類對資源的追逐說些什麼?
秘魯東南太平洋海底的多金屬結核
海底挖痕從何而來?
為了理解為什麼會有這些挖痕,以及它們為什麼如此重要,我們需要潛入史前的海洋。某一天,一顆牙齒從鯊魚的嘴裡掉落,漂到了幾百米深的海底。漸漸地,金屬從海水中沉澱出來,形成了含水的沉積物,使牙齒上覆蓋了一層礦物質。於是,地球上最慢的地質現象之一——多金屬結核(polymetallic nodule)的生長——便開始了。
並不是所有的多金屬結核都是從牙齒開始的,也有的從貝殼或骨頭碎片開始,或者根本就沒有核心,但它們的共同點是生長速度極其緩慢。在數百萬年的時間裡,它們只能生長幾厘米。但隨著時間的推移,它們會變得異常豐富,以至於覆蓋了大片的深海平原。
多金屬結核最早是英國皇家海軍挑戰者號在1873年的航行中發現的。水手們把這些結核拖出水面,就像抓著岩石做的土豆一樣,在手裡捏得支離破碎。它們摸起來似乎頂部更為光滑,但與周圍沉積顆粒接觸的底部則很粗糙,就像浮石一樣。水手們可能還嗅了嗅,但這些結核沒有任何氣味。
參與挑戰者號遠征的化學家是最先註意到多金屬結核並非毫無價值的人之一。他寫道,它們由“過氧化錳”組成,而這是“製造漂白粉的主要物質之一”。從物質組成上,多金屬結核由鐵或錳的氫氧化物以一個核心凝固而成,因此也被稱為錳結核。然而,這些結核所處的地方過於偏遠,意味著“它們永遠不可能成為能夠賺錢的資源”。很顯然,這位化學家完全沒有意識到多金屬結核對深海生物,以及後來的人類會有多麼重要。
數年後,科學家們發現這些結核就像存在某些特有生命形式的島嶼。它們所處的深海平原佔地球表面的50%——這是一個難以想像的壯觀規模。如果海洋突然消失,我們將會看到一半的地球是由鬆散沉積物組成的廣闊沙漠。在這片貧瘠的平原上,多金屬結核為生命提供了一個罕見而牢固的表面。一些特有的海綿動物和軟體動物固著其上,而線蟲和甲殼類動物的幼蟲則生活在它們的縫隙中。
海葵和海綿會附著在多金屬結核上
英國南安普頓國家海洋學中心的丹尼爾·瓊斯主要從事人類干預對深海生物影響的研究。他說:“它們就像花園中的多石區域——在那裡生活的物種比在只有土壤的情況下生活的物種更多。”
近年來,這些結核也引起了人類的注意,因為其中所含的多種物質可以用於製造智能手機。參與1873年遠征的那位化學家沒有發現的是,錳結核還含有鈷、鎳、銅、鈦和稀土等金屬元素,而這些東西有朝一日會給人類帶來巨大的價值。進入21世紀,隨著科學技術突飛猛進,對各種金屬材料的需求也在增加,比如用於鋰電池的鈷。在汽車和電子產品中,鋰電池的應用已經非常廣泛。目前的問題是,許多金屬材料的來源都有問題,涉及資源儲量和開採活動的過程等。
於是,這些深海的多金屬結核成為越來越有吸引力的目標,儘管開採它們的工程挑戰令人生畏。例如,東北太平洋的克拉里昂·克利珀頓區(CCZ)的結核如果全部開採並乾燥,其總量保守估計將達到200億噸。幾十年來,人們一直認為開採這些海底礦產很不經濟,但現在,一些礦業組織正發起行動,著手開採多金屬結核及其他類型的海底礦產。如果他們的計劃順利進行,每年挖掘的海底面積將會達到數百平方公里。
三種主要類型的海洋礦床分佈,藍色為多金屬結核
這樣的開採會造成什麼影響?在1970年代和1980年代,研究人員和採礦公司進行了初步試驗,以評估開採結核的可行性和環境後果。在CCZ的不同位置,以及秘魯附近的Discol試驗場,採礦船用專門的機械犁耙刮過太平洋底部,將結核鏟起並拖到海面。儘管這項試驗並沒有完全模擬未來採礦計劃所用的採掘機械,規模也小得多,但其結果已經足以讓我們了解採礦對海底生態系統的影響。
某些挖痕是科學家留下的,他們很好奇一個從未被觸及的生態系統在被挖掘之後會發生什麼。一些新興的礦業組織在測試開採技術時也會留下挖痕,甚至美國中央情報局也留下過自己的印記。海洋礦產公司(OMCO)是一個由洛克希德·馬丁公司領導的工業集團聯盟,利用“格洛馬探險家號”(Hughes Glomar Explorer)進行了試驗性開採。這艘船後來因為其他原因而出名——在20世紀60至70年代,在美國中央情報局主導的一次秘密打撈行動中,這艘船攜帶了一個巨大的鉤爪,用於打撈一艘蘇聯潛艇。
對深海生命的影響
多年之後,隨著深海採礦計劃的加速和勘探許可的開放,研究人員回到了太平洋的這些地點,開始研究採掘多金屬結核的長期影響。他們發現,即使在幾十年後,這些人造溝槽裡的生命依然沒有恢復正常。
深海潛水器在東北太平洋的克拉里昂·克利珀頓區(CCZ)和Discol試驗場觀察深海採礦留下的挖痕
在陸地上,被犁耕過的田地往往會萌發出新的生命,但在深海,這些溝槽卻相對貧瘠。原先依賴多金屬結核的生物,在結核被移除之後便找不到可附著的表面。而另一些需要在軟質沉積物中挖洞並覓食的動物,無法在人工壓實的海底表面生存。比利時根特大學的Lara Macheriotou及其同事在今年早些時候發表的一篇論文中總結道:“在這些含有結核的深海平原,生物群落會特別容易受到開採結核帶來的滅絕風險的影響。”
研究人員表示,這種影響可能會持續數百年,甚至數千年。社會學家芭芭拉•亞當曾提出,世界可以看作是一個個相鄰的“時間量程”(timescapes),各自具有其獨特的節奏。據她的描述,工業或農業時間量程的移動速度會比自然和生態的快得多。所有這些時間量程都是相互交織的,當其中一個被迫以另一個的節奏向前移動時,長期的環境破壞就會成為一種風險。
深海的時間量程是緩慢而富有耐心的。因此,當人類把機器送到海底去採集這些礦產時,兩種不同的時間機制便碰撞在一起:一種是深海的節奏,另一種是新技術所帶來的快速且短期主義的渴望。
與許多其他居民不同,海參可以在沉積物表面移動
在地球上,距離蒼翠的陸地生態系統和加速發展的人類社會最遠的,就莫過於這些深海平原。那裡的溫度接近冰點,壓力巨大,幾乎沒有光線。依附生命的有機體以“海雪”為生。所謂海雪,是指深海中像雪花一樣不斷沉降的有機碎屑。這些碎屑時刻不停地飄落,經常被海洋生物消化三到四次。
“這是一個低溫、低能量、食物稀少的環境,這往往會決定生活的節奏,”丹尼爾·瓊斯說,“在淺水區,動物通常不會發生極端的生理變化。但在這裡,任何一個擾動可能都會持續很久。”
當然,與熱帶淺水區的珊瑚礁相比,這些地區就像海洋中的沙漠,但它們仍是生物多樣性的重要寶庫,並通過自然封存過程在碳循環中發揮著至關重要的作用。瓊斯說:“我們見到了許多在科學上全新的動物……一些有機體還具有藥物活性化合物。”長期來看,這些海底區域也有可能與上方水體的漁業相互作用,“在某些情況下,這些群落所發揮的功能可能幾個世紀都不會具有價值”。
在深海環境中,體型較大的生物非常罕見
在這個巨大的空間中,我們很難看到生命,因為它們太小,分佈太分散;我們也無法用照片來顯示這個立體空間的規模。和電影中的場景不同,那裡並沒有魅力十足的巨型動物,但生命種類也足夠繁多,畢竟覆蓋了地球一半的面積。
有些人可能會認為,為了獲取有價值的資源,破壞深海生態系統是值得做出的犧牲。然而,埃克塞特大學綠色和平研究實驗室的戴維·桑提洛表示,一種採礦方式不太可能簡單地取代另一種採礦方式。他最近在《海洋科學前沿》(Frontiers in Marine Science)雜誌上與人合著了一篇關於海底採礦及其潛在影響的綜述,文中寫道:“這涉及不同的公司,在某種程度上涉及不同的市場、不同的需求側壓力和激勵機制……因此,如果海底採礦真的開始發展,它更有可能成為一種輔助性的礦物來源。”
儘管從人類道德或經濟的角度,我們很難量化深海生命的重要性,但它們的確具有內在價值。至於那些挖掘出來的痕跡,將在很長一段時間內繼續存在,影響著海底生命的生活。用《腳印》(Footprints)一書的作者大衛•法里爾的話來說,這些痕跡最終會成為“未來的化石”。他指出,在人類世(Anthropocene),我們正留下種種不需要的工業、化學和地質遺跡,而這些遺跡將存在幾個世紀。“未來的化石是我們的遺產,因此我們有機會選擇自己將被如何記住,”他寫道,“它們將記錄我們是明知前方有危險,仍不顧一切地繼續前進,還是足夠在乎地球而選擇改變方向。我們的印記會向仍在世的人揭示我們是如何生活的,暗示那些我們珍惜或忽視的東西,以及我們走過的路和選擇的方向。”
蠕蟲在海底沉積物表面留下的奇怪螺旋,上方是一隻紅色的水母
這些印記很可能被解讀為我們在21世紀初期消費習慣的標誌之一。“如果在耗盡某些礦物之後,我們不得不破壞海底的大片區域,那麼這無疑是一個信號,讓我們重新審視自己對現有礦物的浪費有多嚴重,”桑提洛說,“如果開採海床的最終目的只是將不可持續的消費模式再延長30年,甚至是通過向市場輸送更多材料來加速這種模式……那我們的未來不會有任何的改變。”
絕大多數人都無法親眼目睹廣袤無垠的深海世界,甚至現在的深海科學家也是使用遠程攝像機,而不是自己下潛到海底。無論在空間上還是在時間上,深海和其中的生命都有著超乎想像的規模,並且不受陸地上所發生事件的影響——幾千年來一直如此。
然而,在我們現在所處的這個世紀,情況可能會發生變化;人類在海底留下的可不止一兩道挖痕或幾堆碎屑。當研究人員談到人類對深海的干預時,他們經常使用的一個詞是“干擾”(disturbance)。用科學的語言來說,這指的是沉積物的漂浮和擴散,以及對海底生物群落的影響;但這個詞還有另一個意思,那就是“非理性的混亂”。作為一個追求理性的物種,我們應該更慎重地對待開發海底多金屬結核的問題。(任天)