Обитатели земных глубин. О самых странных существах на планете - Карен Ллойд

и поэтому наши ферменты чаще всего нуждаются в железе, магнии и небольшом количестве меди. Однако ферменты обитателей земных недр настроены на более восстановленную среду, и им нужен более широкий спектр металлов. Им, как и нам, требуются железо, магний и медь, но еще никель, молибден, селен, вольфрам, неодим и так далее.

Сейчас все металлы, которые мы используем, чтобы изготавливать батареи для питания наших персональных электронных устройств (а также, в числе прочего, больших литиевых аккумуляторов для транспортных средств и мощных магнитов для ветрогенераторов), мы добываем из земных недр. И с самого зарождения горного дела мы пользуемся услугами микроорганизмов. Например, при разработке медно-сульфидных месторождений для добычи меди руду складывают биокучами, где микробы медленно, но неустанно высвобождают атомы меди из прочных связей с сульфидом и окисляют их. Конечно же, микробы не знают, что нам нужна медь. Они просто дышат, а перенос электронов от меди к кислороду[69] характеризуется большим отрицательным значением ΔG. В результате медь выделяется в воду, которую можно собрать, дополнительно очистить и использовать для изготовления водопроводных труб и электронных устройств. Отчасти возобновляемость минеральных ресурсов на Земле зависит от того, способны ли микробы концентрировать минеральные компоненты в виде полезных запасов. К сожалению, присутствие микробов может усиливать загрязнение окружающей среды при добыче руд. После извлечения ценных металлов в шахтах остаются отходы с высоким содержанием серы и железа, называемые хвостами. Это шведский стол для микробов, превращающих оставшуюся смесь в кислоту, которая попадает в поверхностные и грунтовые воды[70], уничтожает дикую природу и загрязняет питьевую воду.

Океанографы знают, что металлы можно найти не только в горах или залежах руды в Австралии. Различные металлы встречаются на дне океана в виде крупных гранул размером с грейпфрут или в виде богатых металлами отложений у гидротермальных источников. Во время одной из первых научных океанографических экспедиций на судне “Челленджер” со дна моря было поднято несколько округлых черных камней. Эти камни, называемые марганцевыми или полиметаллическими конкрециями, образуются на любой поверхности (раковине моллюска или зубе акулы), пригодной для осаждения металла, а это запускает цепную реакцию, в ходе которой осадок катализирует отложение все большего количества металла из морской воды. Со временем возникает круглое полиметаллическое образование с высокой концентрацией марганца, железа, кобальта, меди и никеля. Такое накопление металлов происходит чрезвычайно медленно. Формирование одного слоя металла толщиной со слой лака на ногтях занимает около миллиона лет, так что эти полиметаллические конкреции, как и ископаемое топливо, не являются возобновляемым ресурсом8. Если мы соберем с морского дна все конкреции, появления новых нам придется ждать дольше, чем существует человечество.

Десятилетиями исследователи и предприниматели пытались понять, можно ли заработать на добыче конкреций. До недавнего времени их не добывали, поскольку проводить работы на дне океана дорого и сложно. Во-первых, стоянка гигантских судов в океане стоит дорого. Во-вторых, еще дороже обойдется разработка новых технологий для подъема материала со дна и для его переработки. И во время каждого шторма или бурных волн придется поднимать со дна все оборудование, останавливать процесс и расходовать топливо, чтобы укрыться от непогоды. Однако в последние годы ценность таких металлов продолжала расти, что радикально изменило экономические расчеты в области глубоководной добычи, и теперь эта сфера деятельности быстро развивается.

Каждая страна с выходом к морю имеет исключительную экономическую зону шириной около 370 километров, где контролирует добычу полезных ископаемых и отлов рыбы. Однако 54 % океана находятся слишком далеко от берега и никому не принадлежат. И поэтому теоретически судно любой страны может сбросить драгу в середине океана и забрать, что пожелает, не нарушая никаких государственных границ и законов. Для решения этой проблемы Конвенция ООН по морскому праву в 1982 году учредила Международный орган по морскому дну для “организации и контроля всей деятельности, связанной с минеральными ресурсами… на благо всего человечества”9. В этом органе состоят 168 стран (включая Европейский союз, но не Соединенные Штаты Америки), а штаб-квартира находится в Кингстоне на Ямайке. Плохо это или хорошо, но участок Тихого океана, называемый зоной Кларион-Клиппертон, было решено сдать в аренду горнодобывающим компаниям, и теперь там активно ведется разработка дна.

Меня не вдохновляет идея развития глубоководной добычи. Я люблю океанские глубины, поскольку здесь проходит завораживающая граница между загадочным и достижимым. Это одно из наименее изученных мест на планете, и мы продолжаем исследовать его и раскрывать его тайны. Но теперь разные компании и государственные предприятия раскапывают морское дно, чтобы понять, можно ли его разрабатывать и начинать добычу на более обширной площади. Они делают это не ради получения знаний, а ради личной выгоды. Поверьте, я внимательно за всем этим слежу.

Вот как будет выглядеть добыча полиметаллических конкреций, если она станет крупномасштабным проектом. Корабль будет опускать на дно драгу размером с пару восемнадцатиколесных грузовиков. Драга будет там самостоятельно передвигаться, собирая, что попадется, с верхнего слоя дна сантиметров в пятнадцать и закачивая все это в трубу, доставляющую материал на корабль. На корабле конкреции отделят от осадочных отложений, которые сбросят обратно за борт. Чтобы предприятие стало выгодным, необходимо переработать много тонн материала с морского дна и получить много тонн полиметаллических конкреций. Это приведет к выбросу гигантского количества “мусорных” отложений, и, если весь этот ил распределится по поверхности океана, верхние слои воды лишатся света, что уничтожит планктон и погубит морских животных. А нам нужен здоровый фитопланктон, который удерживает парниковые газы и производит кислород и пищу, поддерживая богатство жизни в океанах, что обеспечивает нам в том числе рыбную ловлю.

Нельзя допустить помутнения верхних слоев океанской воды – это может стать катастрофой для планеты и человечества. По этой причине добывающие компании предложили закачивать отходы обратно в глубины океана. Перекачка всех оставшихся хвостов на дно снизит экономическую прибыль, но ведь прибыли снизятся и в том случае, если океан будет полон телами мертвых дельфинов.

Однако на настоящий момент нет общего понимания, на какой глубине следует сбрасывать ненужные осадочные отложения. Каждый дополнительный сантиметр стоит дополнительных затрат, поэтому добывающие компании финансово заинтересованы в том, чтобы сбрасывать отходы в самых мелководных участках океана из доступных. Кроме того, даже если отложения вернутся на дно, все равно возникнет шлейф мути. Я была на морском дне и могу уверенно сказать, что оно кишит жизнью. И полагаю, что тамошние экзотические животные предпочли бы не задыхаться в облаках грязи.

Глубоководная добыча влечет за собой и другие неблагоприятные последствия для окружающей среды. Во-первых, сбор конкреций нарушит состояние придонных экосистем. В