Polska jest jednym z trzech krajów (obok Francji i Rosji), które dostały licencję Międzynarodowej Organizacji Dna Morskiego (agencja ONZ) na prowadzenie badań pod kątem występowania surowców w Oceanie Atlantyckim. Na Oceanie Indyjskim eksploracji dokonują Niemcy, Chiny, Korea Południowa i Indie. Po polskiej stronie wykonawcą projektu jest Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy(PIG-PIB), który współpracuje z Instytutem Nauk Geologicznych PAN i innymi jednostkami.

„Koncentrujemy się na poszukiwaniach złóż siarczków polimetalicznych. Te błyszczące minerały często o charakterystycznym złotawym kolorze, są ważnym źródłem miedzi, złota, cynku i ołowiu. Oceany będą w przyszłości źródłem metali, po tym jak się wyczerpią zasoby kopalne na lądach” – powiedział PAP dr Jakub Ciążela, geolog morski z Instytutu Nauk Geologicznych PAN (ING PAN).

Pytany, czy wyścig o dostęp do surowców oceanicznych będzie tak brutalny, jak w przypadku górnictwa kopalnianego, odpowiedział: „Wyścig o dostęp do surowców oceanicznych jest regulowany przez Międzynarodową Organizację Dna Morskiego, która jest bardzo wstrzemięźliwa w przyznawaniu licencji. Tu nie chodzi o zwykłą opłatę za licencję. Trzeba złożyć wniosek, w którym uzasadni się naukowo, środowiskowo i ekonomicznie cel projektu. To jest bardzo złożona procedura, do której Polska przygotowywała się wiele lat. W 2018 r. to się udało”.

Przydzielony Polsce odcinek do eksploracji na bazie licencji przebiega wzdłuż północnej części śródatlantyckiego grzbietu oceanicznego. „Musieliśmy uzasadnić, na bazie dotychczasowych badań naukowych, że w wyznaczonym regionie rzeczywiście mogą znajdować się złoża metali. Ale musieliśmy też przedstawić dokładny plan eksploracji, w którym wyjaśniliśmy, jaki sprzęt wykorzystamy – i jakie to będzie miało konsekwencje dla środowiska. Kwestią priorytetową jest poszanowanie unikatowej fauny i flory na obszarach, gdzie gorące wody hydrotermalne wypływają na powierzchnię dna oceanu” – podkreślił Ciążela.

Pytany, na czym dokładnie miałaby polegać eksploracja, która faktycznie nie zagraża środowisku, wyjaśnił: „Na dnie morskim natura koncentruje się bardziej punktowo. Największa bioróżnorodność jest na niewielkich obszarach aktywnego wypływu gorących wód, które łatwo wyznaczyć na mapie i łatwo je omijać. My się skupiamy na obszarach, gdzie nie ma bogatej fauny i flory (była tam w przeszłości). W praktyce odsuwamy się nieco od grzbietu oceanicznego. Musimy oscylować na obszarze o wieku od 100 tys. lat do 2 mln lat - czyli takich, które nie są jeszcze przysypane grubą warstwą osadów, ale nie są już aktywne hydrotermalnie. Właśnie z tego powodu, żeby nie zaszkodzić ekosystemom”.

Podczas pierwszej polskiej ekspedycji naukowcom udało się wytypować siedem miejsc do bardziej szczegółowej eksploracji. Udało się też odkryć dwa zupełnie nowe miejsca, których wcześniej nie znano, a są obiecujące pod kątem występowania metali. Zespół badaczy wykonał też szereg badań pod kątem geologicznym, by uzyskać jak najwięcej informacji dotyczących ukształtowania dna morskiego.

„Wbrew pozorom dno oceaniczne jest słabiej zbadane niż powierzchnia Marsa czy Księżyca. Jest to po prostu trudniejsze. W przypadku Marsa czy Księżyca wystarczy umieścić satelitę na orbicie i ona przez długi czas samoczynnie mapuje powierzchnię. W przypadku badania dna oceanicznego trzeba korzystać ze statku, który zużywa dużo paliwa i musi być wyposażony w echosondę wielowiązkową. Badanie odbywa się przez wysyłanie fali akustycznej, która odbija się od powierzchni dna oceanu i wraca do statku. Na podstawie pomiaru czasu, w jakim ta fala powraca, wiemy, jaka jest głębokość na danym obszarze. Jest to więc skomplikowane badanie, ale już je wykonaliśmy” – zaznaczył Ciążela.

Naukowcy przeprowadzili również badanie magnetometryczne. Szukali m.in. zmian namagnesowania wywołanych wodami hydrotermalnymi, co jest wskazówką, że w pobliżu mogą znajdować się duże pokłady złóż metali.

„Wykorzystaliśmy fakt, że wypływ gorących wód hydrotermalnych powoduje pewne zakłócenia w cechach fizycznych i składzie chemicznym wody. Za pomocą różnych sensorów można te zakłócenia wykryć. To może być wskazówką, że w danym miejscu występuje zwiększona ilość metanu, podwyższony wskaźnik pH albo obniżony wskaźnik pH – w zależności od typu wypływu. Wszystkie te informacje są ważną wskazówką przy poszukiwaniu złóż” – tłumaczył Ciążela.

Naukowiec zdradził też plany na najbliższą przyszłość. „W tym roku idziemy za ciosem i jesteśmy na etapie opuszczania robotów podwodnych Autonomus Underwater Vehicle (AUV) – nazywanych dronami podwodnymi. Roboty mają tę zaletę, że pływają samoczynnie 2-3 dni bardzo nisko nad powierzchnią dna oceanicznego (ok. 50 m) i mogą mapować dno z bardzo dobrą rozdzielczością od 25 cm do 1 m, w porównaniu do ok. 30-metrowej rozdzielczości, którą uzyskaliśmy wcześniej z poziomu statku” – powiedział Ciążela.

Po upływie 8 lat od wykupienia licencji Polska musi zrezygnować z 50 proc. niezbadanych obszarów. Natomiast kiedy czas licencji dobiega końca, można wybrać 25 proc. obszaru, który Polska będzie chciała eksplorować i w dalszej kolejności przystąpić do etapu, w którym przeprowadzona zostanie eksploatacja złóż. Można też poprosić o przedłużenie badań na kolejne 5 lat, ale już tylko na ograniczonym obszarze.

„To jest jakiegoś rodzaju wyścig z czasem, żeby te 15 lat wykorzystać, jak najlepiej się da. Nie ma wiele czasu na zbudowanie know-how. Ostatnie pięć lat obowiązywania licencji(2028-2033) trzeba przeznaczyć na myślenie o technologiach – w jaki sposób będziemy chcieli te złoża wydobywać. To będzie pole do popisu dla polskich firm, żeby opracować dla nas rozwiązania” – stwierdził Ciążela.

Naukowiec pytany, czy górnictwo morskie zastąpi tradycyjne górnictwo, odpowiada: „Nie zastąpi, ale będzie uzupełnieniem. Zwłaszcza, że na dnie oceanu mamy jeszcze inne złoża. Na obszarze Grzbietu Północnoatlantyckiego, gdzie Polska posiada własną licencję, jest dostęp do miedzi, cynku, srebra i złota. Oceany kryją zasoby wszystkich metali. Mangan, kobalt i ziemie rzadkie są dostępne na polach konkrecji manganowych Clarion-Clipperton na Pacyfiku, gdzie Polska wspódzieli licencję na ich poszukiwania z innymi krajami. Nie sądzę, żeby w zupełności zastąpiły to, co mamy na lądzie, ale złoża oceaniczne mają często znacznie większy stopień wzbogacenia w metale, niż złoża lądowe. Jeśli uda nam się wypracować technologię ich wydobycia, to będziemy mieli dostęp do dużych zasobów, łatwych do przetworzenia”.

Obok zysku gospodarczego, który jest głównym motorem inwestowania państw w rozwój górnictwa morskiego, wyprawy naukowe będą źródłem nowej wiedzy o geologii Ziemi.

„Jako naukowcy zyskamy niezwykle dużo nowej wiedzy. Bo jeśli jest tylko siedem krajów, które mogą wykonywać badania i prowadzić poszukiwania na danym obszarze, to automatycznie stajemy się liderami w zakresie geologii tych obszarów. A cały świat naukowy mocno interesuje się miejscem, gdzie płyty tektoniczne się rozchodzą na środku oceanu – on jest najciekawszy pod kątem geologicznym. Przy okazji jest to też niezwykle cenne pole badań dla biologów, bo tam są najciekawsze ekosystemy, które jeszcze bardzo słabo znamy. Polscy naukowcy stają się ważnym partnerem do współpracy naukowej” – zauważył Ciążela.

Zdradził też, że przy okazji uczestnictwa w projekcie eksploracji dna morskiego, sam szuka potwierdzenia własnych naukowych hipotez: „Chciałbym potwierdzić, czy rzeczywiście najlepszym źródłem metali są miejsca kontaktu skał skorupy i płaszcza Ziemi, ługowane [wypłukiwane - przyp. red.] przez wody hydrotermalne. W takich warunkach mogą potencjalnie powstawać największe na świecie złoża metali w oceanach. Wydają się świadczyć o tym nasze wcześniejsze badania na Ocenie Atlantyckim”.

Jakub Ciążela kieruje również projektem MIRORES, na potrzeby którego rozwijany jest spektrometr dalekiej podczerwieni. Projekt został wytypowany przez Polską Agencję Kosmiczną do eksploracji złóż metali na Księżycu w ramach Polskiej Misji Księżycowej.

„Badaniami planetarnymi zajmuję się od 6 lat. Bardzo pomaga mi w tym wiedza właśnie z obszaru geologii morskiej. Ponieważ wszystkie planety i ciała niebieskie formowały się w ramach tego samego Układu Słonecznego, są do siebie bardzo podobne geologicznie. Na Marsie i na Księżycu mamy dokładnie takie same skały, jak na Ziemi. Dokładnie takie same minerały i pierwiastki. Różnią się tylko ich proporcje i pewne niuanse w procesach geologicznych. Znając dobrze geologię Ziemi – zwłaszcza tę oceaniczną, lepiej zrozumiemy też procesy zachodzące na Księżycu i Marsie. Szukamy na tych planetach surowców nie po to, by sprowadzić je na Ziemię. Chodzi o umożliwienie tworzenia baz dla astronautów i pomoc w realizacji innych zadań naukowych. Być może któregoś dnia odkryjemy ślady dawnego życia, np. na powierzchni lub pod powierzchnią Marsa (gdzie nie dociera niszczące je promieniowanie kosmiczne)” – wyraził nadzieję Ciążela.

Nauka w Polsce, Urszula Kaczorowska

uka/ bar/