تعدين قاع المحيط: 5 مصادر عميقة للمعادن الحيوية الضرورية للتكنولوجيا، والحياة البحرية الهشة المعرضة للخطر

(MENAFN- The Conversation) قد تسمع كثيرًا في الآونة الأخيرة عن المعادن الحرجة والعناصر الأرضية النادرة. تُعدّ هذه المواد الطبيعية ضرورية للصناعة والتكنولوجيا الحديثة – بدءًا من الهواتف المحمولة وصولًا إلى الطائرات المقاتلة.

وتشمل هذه المواد الليثيوم والكوبالت المستخدمين في البطاريات، والنيوديميوم المستخدم في المغناطيس داخل المحركات ومحركات الأقراص الصلبة، والعناصر الأرضية النادرة التي تُعدّ أساسية في أنظمة الدفاع والليزر والتصوير الطبي. كما أن المعادن الحرجة لا غنى عنها أيضًا لأنظمة الطاقة المتجددة، وتخزين الطاقة، والبنية التحتية الرقمية. وبدونها، لن يكون المجتمع الحديث – وأي مسار واقعي نحو عالم يحقق انبعاثات صافية صفر – ممكنًا.

تحصل المعادن الحرجة على اسمها لأنها أيضًا شديدة الحساسية لاضطرابات سلسلة الإمداد الناتجة عن أحداث عالمية، أو التوترات التجارية، أو عدم الاستقرار الاقتصادي. واليوم، تهيمن دولة واحدة على العديد من سلاسل إمداد المعادن الحرجة: الصين.

وانطلاقًا من ذلك، يبحث كثير من الحكومات عن مصادر بديلة للمعادن الحرجة، وتُمعن عدة شركات النظر في قاع المحيط باعتباره جبهة جديدة محتملة لاستخراجها.

بوصفي عالم جيولوجيا بحرية، أعرف أن إمكانات معادن قاع البحر هائلة. لكن هذا لا يعني أن استخراج تلك المعادن أمرٌ سهل. فهي تأتي في عدة أشكال، من صخور بحجم حبة البطاطس متناثرة على قاع البحر إلى قشور لقاع البحر عند الفتحات الحرارية المائية وبرك محلول ملحي تحت سطح الماء. وغالبًا ما توجد في مواقع حساسة تعد موطنًا لحياة بحرية هشة، ما يثير أسئلة حول الضرر الذي قد يلحق بأقل أجزاء كوكبنا استكشافًا وأقلها فهمًا.

العُقَد متعددة المعادن في قاع البحر

عندما تتخيل تعدين قاع البحر، فمن المحتمل أن تخطر ببالك العُقَد متعددة المعادن أو عقد المنغنيز.

تكون العقد ذات مظهر صخري بحجم البطاطس تقريبًا، وتوجد متناثرة على سهول شاسعة عميقة المياه، عادةً على عمق يتراوح بين 3,000 و6,000 متر، في عدة مناطق، بما في ذلك منطقة كبيرة في المحيط الهادئ جنوب شرق هاواي.

تتكوّن في المقام الأول من المنغنيز والحديد، رغم أنها قد تحتوي على كميات كبيرة من معادن أخرى، بما في ذلك النيكل والكوبالت والنحاس، وكميات صغيرة من العناصر الأرضية النادرة والبلاتين.

تتكوّن العقد من معادن تصل إلى المحيط نتيجة التعرية أو من الفتحات الحرارية المائية في قاع البحر في مناطق نشطة بركانيًا. ترتبط أيونات المعادن بنواة، مثل صخرة أو جزء من قشرة. وعلى مدى الزمن، تتشكل طبقات حول تلك النواة. يكون نموها بطيئًا جدًا – بضعة ملليمترات فقط في مليون سنة – لذا قد تكون العقد الأكبر عمرها عدة ملايين من السنين.

يوجد أكثر من 17 ترخيصًا للاستكشاف، بشكل أساسي في منطقة كلاريون-كليبرتون في المحيط الهادئ. تضمنت الاختبارات هناك شفط العقد من قاع البحر إلى سفن فوقه. لكن اعتبارًا من أوائل 2026، لم تبدأ بعد أعمال التعدين التجاري على نطاق كامل.

الكبريتيدات الكتلية في قاع البحر عند الفتحات الحرارية المائية

مصدر آخر للمعادن الحرجة هو الكبريتيدات الكتلية في قاع البحر، والتي تتكوّن قرب الفتحات الحرارية المائية على طول الحيدَان المحيطية (سلاسل الظهور). يتفاعل النشاط البركاني مع مياه البحر، ما يغذي اندفاعات من الحياة البحرية عند هذه الفتحات، ويشكّل أيضًا صخورًا غنية بالنحاس والذهب والزنك والرصاص والباريوم والفضة.

تتكوّن الينابيع الحارة عندما ترتفع المياه عبر القشرة المحيطية بدرجات حرارة مرتفعة، قد تصل إلى نحو 750 درجة فهرنهايت (400 درجة مئوية). تترسب المعادن الموجودة في هذه المحاليل عند ملامستها لمياه البحر الباردة الغنية بالأكسجين، مُشكِّلةً التراكيب الشبيهة بالفتحات المعروفة باسم “المُدخِّنين السود” لأنها تبدو مثل مداخن المصانع.

تجري حاليًا عملية بناء التكنولوجيا اللازمة لتعدين هذه الرواسب. أُجريت أولى الاختبارات في أعماق البحار بواسطة عمال مناجم يابانيين في مياههم الساحلية.

القشور الغنية بالكوبالت في الجبال البحرية (seamounts)

تُعدّ القشور الفيرومَنغنيزية مصدرًا آخر. وتتكوّن على المنحدرات وقمم الجبال تحت سطح الماء المعروفة باسم seamounts، وتحتوي على المنغنيز والحديد، إلى جانب مجموعة واسعة من العناصر النزرة مثل الكوبالت والنحاس والنيكل والبلاتين.

وعلى مدى ملايين السنين، تتشكل طلاءات من أكاسيد الحديد والمنغنيز من معادن موجودة في مياه البحر المحيطة، حيث تتراوح سماكاتها من بضعة ملليمترات إلى بضعة ديسيمترات، اعتمادًا على عمر seamounts.

إن تعدين القشور أصعب بكثير تقنيًا من تعدين العقد. فالعقد تستقر على رواسب لينة. أما القشور، فهي تكون مثبتة على صخر الركيزة. ومن أجل نجاح تعدين القشور، سيكون من الضروري استرداد القشور دون جمع كمية كبيرة من الركيزة، لأن ذلك سيُخفّض جودة الخام.

ومع ذلك، لا يُعرف إلا القليل عن الحياة البحرية الموجودة على seamounts، خصوصًا تلك التي توجد في أكثر المناطق احتمالًا لاستكشاف القشور وتعدينها.

برك المحلول الملحي تحت سطح الماء

قد يكون مصدر آخر محتمل للمحيط للُّيثيوم وربما للعناصر الأرضية النادرة موجودًا في بحيرات تحت سطح الماء غير معتادة تُسمى برك المحلول الملحي شديدة الملوحة (hypersaline brine pools). توجد هذه البرك المالحة في قاع البحر في عدة أجزاء من العالم، لكنها شائعة بشكل خاص في خليج المكسيك.

يُعدّ المحلول الملحي بالفعل مصدرًا للكثير من الليثيوم المستخدم اليوم. تستخلص الشركات الليثيوم منه من مياه مالحة ناتجة أثناء عمليات النفط والعمليات الجيوحرارية.

يُصبح الليثيوم مُركّزًا في المحاليل المالحة مع مرور ملايين السنين. ومع تحرك المياه عبر الصخور العميقة، تذوب المعادن على طول الطريق، وقد تتراكم عناصر مثل الليثيوم.

قد يؤدي استخراج الليثيوم من محاليل أعماق البحار المالحة، إذا تأكد وجوده هناك، إلى أن يكون الأمر أكثر بساطة من تعدين قاع البحر التقليدي. توجد تقنيات بالفعل لفصل الليثيوم عن المياه المالحة.

في خليج المكسيك، قد تستخدم هذه المقاربة البنية التحتية القائمة للنفط والغاز في عرض البحر، مما يقلل الحاجة إلى إنشاءات جديدة. يمكن ضخ المحلول الملحي لأعلى، ومعالجته لإزالة الليثيوم، ثم إعادته إلى باطن الأرض.

طين أعماق البحار

في وسط المحيط الهادئ وبالقرب من اليابان، تم التعرف على طين أعماق البحار الغني بالعناصر الأرضية النادرة واليترّيوم بوصفه موردًا جديدًا آخر.

تتكوّن هذه الرواسب من التراكم البطيء جدًا لبقايا الأسماك، المكوّنة من فوسفات الكالسيوم الحيوي (biogenic calcium phosphate)، في أعمق أجزاء المحيط. في 2026، قامت سفينة أبحاث يابانية بحفر بنجاح واستعادة رواسب من طين أعماق البحار تحتوي على معادن أرضية نادرة من قاع البحر بالقرب من جزيرة Minamitorishima، وأعلنت الحكومة اليابانية أن تجربة لاستخراج طين أعماق البحار ستبدأ في 2027.

سلبيات الحياة البحرية

على الرغم من أن هذه المناطق قد تحمل موارد هائلة، فإن العلماء يعرفون القليل جدًا عن الظروف البيئية عند الحد الفاصل بين مياه أعماق البحار ورواسب قاع البحر، خصوصًا فيما يتعلق بالمجتمعات الميكروبية التي تعيش هناك.

تُعدّ الكائنات الدقيقة أكثر أشكال الحياة انتشارًا وأساسًا على الأرض. فهي تؤدي أدوارًا محورية في النظم البيئية ودورات المغذيات والاستقرار طويل الأمد لكوكبنا. تظل التأثيرات المحتملة لإزالة العقد ميكانيكيًا من قاع البحر – عبر القطع أو الحكّ أو الرفع – على هذه النظم البيئية الدقيقة مجهولة إلى حد كبير.

في المحيط الهادئ، تمّت إعادة زيارة اختبار تعدين تجريبي أجري في 1978 بعد أكثر من عقدين من الزمان. وحتى بعد 26 عامًا، كانت لا تزال آثار المسارات التي تركتها مركبات التعدين مرئية على قاع البحر. أظهرت المناطق المتعكّرة وجود كائنات تعيش في القاع بأعداد أقل وتنوع أقل مقارنة بالمناطق القريبة غير المتعكّرة. والأهم من ذلك أنه لم يتم إجراء تقييم تفصيلي للمجتمعات الميكروبية، ما يترك فجوة كبيرة في فهم الصورة كاملة.

ولتعقيد الأمر أكثر، تقع العديد من مناطق التعدين المحتملة في أعالي البحار، خارج نطاق اختصاص الدول الفردية.

تتولى سلطة قاع البحار الدولية مسؤولية تنظيم أنشطة المعادن في أعماق البحار، لكن لا توجد إجماعات عالمية حول القواعد أو الضمانات أو المخاطر المقبولة المرتبطة بتعدين قاع البحر. تناقش بعض الدول، بما فيها الولايات المتحدة، إنشاء تراخيصها الخاصة للتعدين في المناطق الدولية، بينما يدعو قرابة 40 دولة أخرى إلى فرض وقف مؤقت على التعدين حتى يتم فهم المخاطر بشكل أفضل.

المعادن الحرجة هي الأساس غير المرئي للحياة الحديثة. ومع نمو الاهتمام بتعدين أعماق البحار، ستصبح هذه أوجه عدم اليقين العلمية وتحديات الحوكمة محورًا في النقاش.

MENAFN10032026000199003603ID1110842380