Impossible Metals展示其“極為輕柔”的海底採礦機器人
綠色經濟亟需大量的電池金屬,而它們就在深海海底大量蘊藏。現在已經出現一款新設備,旨在以對世界上最後一個未開發的生態系統之一施加最小的影響來收穫它們。我們知道幾十年來,價值數十億美元的電池相關金屬,如銅、錳、鈷和鎳,實際上就在深海的海底,在巨大的”多金屬結核”區域,看起來就像岩石,不比土豆大。
這些結核被認為是由科學界已知的一些最緩慢的地質過程形成的,包括金屬在高氧水平存在下從海水中沉澱。研究人員估計,一個結核需要幾百萬年才能生長一厘米。
人類非常需要這些金屬,因為我們試圖引導現代文明從化石燃料轉向更清潔的能源形式,使我們有更好的機會長期生存。陸地資源開始顯得緊張和出現一系列問題,雖然有可能在一個閉環系統中回收金屬,但未來幾十年的綠色轉變將需要大量新材料。有許多公司正在製定海底採礦計劃,認為採集這些岩石是餵養脫碳野獸的一個更好的方法,而不是進一步破壞地表。
但是,開採這些深海金屬泥不僅在技術上是困難的,而且是極富爭議的。海底是一個巨大的生物群落,是地球上為數不多的基本未被人類觸及的地方之一。早期的海底採礦建議往往涉及疏浚或吸入後篩選,把礦石和其它物質全部吸進聯合收割機大小的機器裡,然後把不是金屬的物質從後面吐出來。
1989年,人們用這種方法對海底環境影響進行了測試,結果很不幸,DISCOL實驗在11平方公里(4.2平方英里)的太平洋海域中間耙出了一條8米寬(26.2英尺)的通道。這片海底的生物至今未恢復,而且該試驗還顯示,由類似挖泥機的機器刨起的沉積物將沉澱在海底,並在採礦區周圍數千英里的潛在巨大半徑內扼殺海洋生物。
因此,海底採礦,如果不負責任地進行,幾乎可以肯定的是,對於科學界尚不了解的無數物種來說,將是一次大規模的滅絕事件。即使不進行挖礦,對以多金屬結核為家的物種來說也是致命的。
公平地說,新生的海底採礦業對這些環境影響的考慮遠遠超過了之前的任何行業。在負責保護和開發海底的聯合國國際海底管理局(ISA)的管理下,已經發放了少量的勘探許可證,但至今還沒有商業採礦許可證。
Impossible Metals團隊與它的概念驗證型Eureka原型機
Impossible Metals公司是一家試圖找到在對周圍生物群落影響最小的情況下收穫金屬結核的公司。這家北美公司已經開發出一種機器人採掘機,它漂浮在海床附近,但實際上並不在海床上滾動,用相機視覺尋找合適的結核種類,用人工智能來確定哪些結核有明顯的生命跡象,讓這些結核單獨存在,用小爪子抓取器小心地將其餘的結核從海面上撈起。
它被設計為在5公里(3.1英里)以下的深度工作,從海面上的一艘船部署,並下沉,直到它在海床的正上方。一旦收集了結核,它將使用一個定制設計的浮力引擎返回到水面並由船帶回地面。
與挖泥機式的操作不同,這些機器人將在海底進行“剝離式開採”,將金屬結核拾到海面上後,每次都會訪問不同的地點。這個過程會慢得多,但另一方面,Impossible公司可以簡單地部署越來越多的機器人來增加產量。
攝像機和人工智能係統試圖識別上面有明顯生命形式的結核,所以它們可以不被打擾。
該公司現在已經展示了一個概念證明,在大約25米(82英尺)的深度測試了一個冰箱大小的尤里卡1號自主水下航行器原型,它成功識別並抓住了所需要的金屬結核,並將它們帶到了水面。
Impossible Metals公司計劃在2026年之前開發出其機器人並準備好進行大規模部署,儘管任何實際的採礦作業都可能取決於ISA的批准。這種採礦將不可避免地干擾深海生態系統,並殺死一些海洋生物,但很難想像你如何能以一種比這更謹慎和負責任的方式將這些金屬運到地面。而在一天結束時,如果人類想要保持海面或海洋的可居住性,可能不得不接受海底曾經發生的事情的一些後果。