Самое важное. Самое полезное. Самое интересное...
Loading...

Там, на неведомых дорожках... (TEC8)

27 октября 2013
<
Увеличить фото...  

Продолжая рассказ о технологиях «Планеты Океан», я хочу рассказать вам о других идеях использования морских просторов, которые до сих пор рассматриваются коллективным человечеством в основном лишь для высокотехнологичной загонной охоты, нежно именуемой в литературе «промышленным рыболовством».

Ведь планета Океан лишь пустила нас в свой предбанник — и о дне и толще Мирового Океана мы знаем немногим больше (а то и меньше), нежели о поверхности гораздо более удалённой от нас Луны.

И, к сожалению, сегодня поход в Океан, как и поход в Космос, упёрлись в одни и те же проблемы — для их настоящего, масштабного освоения надо прикладывать совершенно иные усилия, нежели прикладывает сегодня горстка частных энтузиастов и дряхлеющие научные и экономические машины сверхдержав. Причём, как и в случае Космоса (того самого, большого), Мировой Океан может очень многое предложить людям — и это многое будет зримой прибавкой к нашему текущему убогому состоянию на просторах планеты Земля. Ну та, которая Океан.

Для затравки у нас, как всегда, фото:

110

Это — фотографии двух самых смелых экспедиций к тайнам планеты Океан. Любители попенять управляемому термоядерному синтезу на отсутствие значимого прогресса в деле мирного освоения энергии синтеза лёгких ядер — могут оценить прогресс человечества за 52 года в деле освоения морских глубин.

Батискаф «Триест» и батискаф «Deepsea Challenger» разделяют полвека, но за полвека в конструкции и в принципах работы батискафа ничего особо не поменялось. Не поменялся и сам концепт присутствия человека в водной среде.

Да, на батискафе теперь больше всяких цифровых «свистелок и перделок» (ну 3D камеры Камерона и его твит со дна Марианской впадины, я думаю, знают все), батискаф теперь красивенький, с акриловой гермокамерой и зелёненький.

Но вот смысл экспедиции Камерона в 2012 году оказался не сильно отличен от смысла исторического спуска Жака Пикара и Дона Уолша в январе далёкого уже 1960 года: мы лишь одним глазком снова посмотрели на то, «как там у вас, на дне?»

Оказалось, что на дне всё тихо и спокойно. Единственным живым существом, которое попалось в объектив 14-мегапиксельной камеры Red Epic 5K, установленной на «Deepsea Challenger» было нечто, похожее на креветку размером около 3 сантиметров.

Вот такая у нас эпичность очередного тура человечества к глубинам Мирового Океана. Теперь в 3D и в Full-HD. Смотрите на всех экранах мира. «Приключения Джеймса Камерона и тридцатиметровой трехсантиметровой креветки»

112

Но что же может и в самом деле привлечь нас на дне планеты Океан? Неужели только фоточки глубоководных креветок? Но ведь явно же пушистые котики гораздо лучше подходят для сбора «лайков»!  Значит, дело не только в креветках.

Первой идеей, которую уже давно окучивает человечество на своём пути к использованию глубин Океана, является, конечно же, шельфовое и глубоководное бурение. Ну и наши горячо любимые нефть и газ. Сам по себе шельф — это нечто среднее между океанической и континентальной корой. По-хорошему, большая часть современных шельфов — это и есть та же самая континентальная кора, лишь немного притопленная Мировым Океаном.

Поэтому, бурение шельфа и бурение континентальной коры это, с точки зрения геологии, очень похожие затеи. Генезис многих шельфовых месторождений нефти и газа тоже очень похож на генезис их континентальных собратьев — месторождения Северного моря, шельфа Сахалина или Каспия являются такими же биогенными по природе, как и месторождения Татарстана или Саудовской Аравии.

Однако, по объективным причинам, уже даже бурение шельфовых месторождений сопряжено с целым рядом особенностей. Во-первых, как вы понимаете, это всё-таки вода. Например, проект освоения шельфового по своей сути месторождения Кашаган (в казахской части Каспийского моря) оценен по совокупным затратам в астрономическую сумму в 116 миллиардов долларов. По сути дела, для эксплуатации Кашагана пришлось сделать целую систему насыпных островов, которые должны заменить людям полноценную сушу там, где её не было в проекте у матушки-Природы на современном этапе.

116

Отказ от использования обычных буровых и добычных платформ связан с тем, что нефть на Кашагане предельно насыщена сероводородом и меркаптанами. Выпускать всё это безобразие при добыче в атмосферу просто нереально — фигурально, вонь можно будет услышать и в самой Астане. Поэтому для эксплуатации Кашагана и был создан прямо на насыпном острове целый завод по газоочистке нефти, который и будет отделять сероводород и прочие газы от добытого и производить потом обратную закачку газа в пласт.

По такой же схеме, как пример, действует сейчас сверхгиганское аляскинское месторождение Прадхо-Бей — там тоже для утилизации попутного газа и для поднятия нефтеотдачи используют закачку попутного газа обратно в пласт. За тем исключением, что в Прадхо-Бей такая схема скорее связана не с тем, что газ плохого качества (он там качественный), а с тем, что полученный на месторождении газ просто некуда девать — он слишком делёк от возможных его потребителей.

Другим, более известным вариантом добычи шельфовой нефти и газа является добыча его с морских буровых платформ. Именно морские платформы вызвали к жизни заказ на организацию массового горизонтального и наклонного бурения, ведь платформа обычно на месторождении ставится одна (они столь же дорогие, как и насыпные острова), а вот бурить приходится в разные стороны. В итоге получается вот такая весёлая многоножка:

117

Это — картинка будущего развития ситуации на морской ледостойкой стационарной платформе (МЛСП) «Приразломная», которую вот уже два года штурмуют активисты «зелёной-презелёной» организации «Гринпис». Вертикальный и горизонтальный масштабы, в общем-то, совсем не соблюдены, но, в целом «осьминожка» МЛСП «Приразломная» будет выглядеть именно так.

Однако сегодня, как видите, шельфовые проекты скорее идут от противного — основной идеей эксплуатации богатств Мировго Океана скорее видится подход «закинуть удочку, чтобы наловить рыбки, засунуть трубу, чтобы накачать нефти», нежели комплексный подход к хозяйствованию, который позволит получать от Мирового Океана гораздо больше, нежели сейчас. Но для получения этих, по настоящему несметных ресурсов океана, человечеству надо спуститься вглубь толщи воды гораздо глубже, чем он это делает сейчас. И сделать это отнюдь не в режиме «ток-шоу с креветками».

Есть, конечно, идея пригласить Мировой Океан к себе на обогатительные фабрики и получать всё то, что содержится в нём, путём выпаривания морской воды. Однако, в случае такого подхода мы снова-таки идём по пути «возьмите молоток побольше», уходя от исследования ситуации с разумным использованием ресурсов Мирового Океана в простые варианты перемалываня всего и вся на удобной нам суше. Ну и, конечно же, энергетические затраты такого действа внушают и впечатляют.

Однако, в Мировом Океане есть множество мест, где нужные человечеству ресурсы лежат практически в полностью готовом, концентрированном виде. Так, например, количества качественного марганца и железа на дне земных океанов превышают 300 миллиардов тонн. Точнее этот ресурс просто никто не посчитал — времени и сил у человечества пока хватило только на глубоководных креветок.

Это — так называемые железномарганцевые конкреции и кобальтовые корки. Данные ресурсы немного отличаются по своему химическому составу, но, в целом, очень сходны. Вот места, где они обитают (показаны только самые крупные участки):

115

А вот — как они выглядят в реальности, если пощупать их руками:

116

Данное, конкретное фото, как пример — это «улов» российского научно-исследовательского судна «Академик Иоффе» со дна Капской котловины. Судном в экспедиции 2009 года проводилось траление дна океана в целях изучения придонной жизни. Но на одном из мест траления в Капской котловине (юго-восток Атлантики) трал пришел полный железомарганцевыми конкрециями. Для биологов — это своего рода трагедия, так как в трале такими конкрециями любое живое существо перемалывается в мелкий фарш, как в хорошей мясорубке.

Глубина в Капской котловине около 5 километров, органики на её дно попадает очень мало, а ниже 4 километров ещё и растворяются все карбонаты. Большого количества живых организмов там ожидать не приходится, но биологи все-таки решили попытать счастья. В результате траления собрали с поверхности дна огромное количество конкреций.

Но то, что для биологов «Академика Иоффе» было лишь досадной проблемой, для людей будущего может быть немалым подспорьем в бедном ресурсами мире будущего. Всё дело в том, что содержание железа и марганца в железомарганцевой конкреции может достигать ураганных, в чём-то даже «первобытных» концентраций в 40-50% чистого железа и марганца, уже недостижимых для многих месторождений железа на материке. На некоторых участках глубоководного дна конкреции занимают более 50% всей площади дна.

В целом же железомарганцевые конкреции — это просто-таки кладезь редких и редкоземельных элементов и металлов промышленной группы. В них в значительных количествах кроме железа и марганца содержатся никель, кобальт, медь, цинк, свинец, титан и даже золото.

121

Содержание меди, цинка, марганца и никеля в них уже давно выше, чем содержание этих металлов в привычных нам материковых месторождениях: запасы качественного металла в руках у человечества тают столь же быстро, как и запасы лёгкой нефти и доступного газа.

117

Запасы никеля и кобальта на дне Мирового Океана уже превосходят запасы на континентах, запасы меди и марганца — сравнимы с континентальными запасами.

Но, если в случае нефти и газа мы хоть что-то понимаем (или думаем, что понимаем) в проблеме их происхождения, то в случае железномарганцевых конкреций — мы не понимаем ничего.

Проблема происхождения железомарганцевых конкреций сопряжена с проблемой скорости их роста. Согласно результатам датирования конкреций традиционными радиометрическими методами, скорость их роста оценивается миллиметрами за миллион лет, что намного ниже средних скоростей отложения донных осадков. По другим же данным, в частности по возрасту включённых органических остатков и по изотопному составу гелия внутри них, конкреции растут в сотни и тысячи раз быстрее и могут, как предполагают, оказаться даже моложе подстилающих их осадков. До сих пор мы даже фактически не знаем, откуда берутся металлы, связанные в железо-марганцевых отложениях и кобальтовых корках, каков механизм формирования конкреций, как и чем задаётся скорость их роста.
Конкреции на дне Мирового Океана похожи на улыбку Чеширского Кота — улыбку мы видим, а вот сказать, кому она принадлежит — уже очень затруднительно:

116

В 1970-е годы, на пике «старого-доброго» индустриального мира, в рамках КООНМП — Конвенции ООН по морскому праву (United Nations Convention on the Law of the Sea — UNCLOS) — были выработаны правовая база и механизмы для регулирования добычи морских конкреций, а также приняты меры для того, чтобы обеспечить справедливое распределение преимуществ разработки между всеми заинтересованными странами, с упором на всемерное содействие развитию сбалансированного подхода к эксплуатации Мирового Океана.

Эту Конвенцию я уже упоминал в связи с планами раздела Арктики. Как я говорил тогда, от применения Конвенции выигрывает именно Россия — конфигурация нашего арктического и тихоокеанского побережья и шельфа такова, что от русских интересов в Арктике или в Охотском море можно отщипнуть очень немного (если вообще возможно), а вот претензии на равный доступ к богатствам Тихого, Атлантического или Индийского океанов могут быть заявлены Россией в полной мере — согласно Конвенции «всё, что не шельф» принадлежит всем в равной мере, пока не началась его добыча. А добычу, при условии проведения соответствующих работ по исследованию дна, может начать первооткрыватель. «Кто первый встал — того и тапки».

Тогда, в 1970-е годы, процесс освоения глубин Океана не стартовал — слишком богатыми были ещё месторождения металлов на материке и слишком «тупыми» и ненадёжными были те автоматические системы добычи, которые можно было опустить на глубину в 5-6 километров, где, в большинстве своём, и образуются морские конкреции.

Однако — прогресс и наука не стоят на месте. Кто-то изобретает Red Epic 5K, а кто-то, как экипаж «Академика Иоффе» — продолжает исследовать морское дно. Теперь, учитывая результаты таких исследований, добывающие компании в массе своей ориентируются уже даже не на конкреции, хоть они и богаче наземных руд, а на ещё гораздо более концентрированные залежи вблизи гидротермальных жерл, извергающих из океанских недр обогащенную минералами воду. Эти компактные отложения, вес которых предположительно достигает 100 миллионов тонн, богаты такими металлами, как медь, цинк и свинец.

Такие горячие точки Мирового Океана называются «чёрными курильщиками» и исторгают из недр Земли громадные количества растворённых металлов — причём именно что «здесь и сейчас»:

Выяснилось, что эти компактные отложения возле действующих и потухших курильщиков также содержат и редкоземельные элементы, вокруг которых сейчас нарастает весьма неприятная ситуация — фактический монополист по их производству (Китай) начинает всячески регулировать мировой рынок их торговли.

118

Редкоземельные металлы уже вовсю используются Китаем, как рычаг для перевода к себе, на свою территорию, различного производства высокотехнологических изделий, которые массово и в больших количествах используют редкие и редкоземельные элементы.

Китай, добывая львиную долю редких земель, тут же и потребляет их на своих заводах, производя для мира те самые «твиттераторы» и «фейсбукаторы», на которых можно обсудить котиков или же товарища Камерона. Ну и, ладно, ту мелкую дрянь, которую он перемолол винтами увидел в окно своего батискафа.

Производство редкоземельных металлов в Китае грязное и совершенно не «зелёное». 95% мировой потребности в редких металлах сейчас обеспечивается вот таким нехитрым способом:

119
120

Поэтому-то тут я и должен прерваться и сказать прямо: как только в дело вступает человеческая алчность, Шахерезада должна окончить свои речи. Чёрт с ними, с креветками — котики опасносте! Откуда брать смартфоны?

В условиях недостатка многих важных промышленных металлов, да ещё и усугублённых таким чудовищно неравномерным доступом к ним — за морское дно, за железномарганцевые конкреции, за кобальтовые корки или за отложения чёрных курильщиков рано или поздно кто-то возьмётся.

И пусть современные подводные роботы и выглядят немного смешно и неуклюже, пусть они совсем не огромные и совершенно не человекоподобные — но именно от них зависит имя того, кто получит доступ к тем или иным рудным залежам дна Мирового Океана в ближайшем будущем. Ведь обязательным условием начала разработки морского дна является его полное и комплексное научное исследование. И последующая подача официальной заявки в Международный орган ООН по морскому дну.

122

Российский флаг где-либо на дне — это серьёзно. И, уверяю вас, это стоит потраченных на этот процесс 100 миллионов рублей. Нас ругают? Говорят, что зря потратили уйму бабок? Значит — всё правильно сделали.

Ну а если вы не знали — то одна из богатейших конкреций ассоциирована как раз с Марианской впадиной, в желоб которой и опускался Камерон. Говорят — посмотреть на креветок. Миллионеры — они такие. Говард Хьюз ведь тоже морское дно бурил. И содержал ноги в чистоте.

comments

amginskiy

2013-10-27 03:00 am (UTC) А вот канадская компания "Nautilus Minerals" начала создавать комбайны для добычи золота в морской пучине. :)
http://rnd.cnews.ru/tech/news/top/index_science.shtml?2013/10/25/547163

crustgroup Именно. Паровоз по этим рельсам будет катиться всё быстрее и быстрее - потребность в металлах промышленной группы везде по миру растёт, а хороших, богатых месторождений - с гулькин нос. До уровня металлоёмкости экономики тех же США даже Китаю и России можно ещё подниматься в разы. Про Сомали, Конго или Узбекистан даже и говорить стыдно - туда сколько металла не дай - всё в дело пристроят.

ardelfi Может учёные ещё не договорились, но откуда в океане берутся металлы в целом понятно, если мыслить системно. Есть среда-растворитель, которая ниже 4км растворяет один тип породообразующих минералов (карбонаты) и ниже ~10км (не соврать бы, но примерно так) второй тип породообразующих минералов -- силикаты. Остаётся то, что не растворилось -- сульфиды, может фосфаты, содержавшиеся в растворённых породах. Аналог выветривания на поверхности, тоже создаёт месторождения. Второй источник -- вулканический, и это уже дошло до разработки (Solvara). Там сульфиды, но они минерализуются из насыщенных растворов, вынесенных из толщи коры горячей водой под давлением (хорошо растворяет). Когда раствор попадает в холодную воду, растворённые соли металлов частично осаждаются вокруг. Но поскольку океан хоть и большой, но ограниченный объём, вулканизм непрерывен, а времени у него много, то и деваться этим солям куда-то нужно. Откуда весь этот хлор в океане? Оттуда же, только вот хлориды легко растворимы и не минерализуются в океане. Но это так, к слову.

В материалах для Солвары показывали и технику для подводной добычи. Наглядно видно границу между батискафщиной и прагматичным подходом -- людям там внизу делать нечего, это балласт или точнее камень на шее. Чего не хватает во всех этих подводных делах -- это источника энергии. Вот это и будет раздел между хотелками и добычей: кто коммерциализует компактные подводные реакторы, того и тапки. Остальные могут только за шельф драться.

crustgroup Я лишь поднял данный пласт вопросов - в целом, в комментариях я и ожидал ссылок на Solvara и на другие проекты по освоению морского дна.
Как я написал - вопрос драки за ресурсы, с моей точки зрения, уже решённый момент.
Можно обсуждать только детали и формат драки.

А то, что драться будут роботы "внизу", на дне и учёные, политики, коммерсанты и инженеры - наверху - я, например, совершенно не сомневаюсь.
"Кто первый встал - того и тапки".
"Последний, севший в батискаф, закрывает за собой форточку".

 Комментарии: 0 шт.   Нравится: 4 | Не нравится: 1 

Комментарии

Социальные комментарии Cackle Все комментарии

Также в разделе «Интересное»

Расписание

Расписание транспорта. Краматорск, Харьков

Расписание

Музыка

Loading...

Справочник ВУЗов Украины