De, der vil grave havet op
Af Astrid Plum
Om to uger skal Den Internationale Havbundsmyndighed beslutte, om ønationen Nauru med firmaet The Metals Company i ryggen skal have lov til at påbegynde minedrift på havbunden i jagten på mineraler, der skal understøtte den grønne omstilling. Mens danske Bjarke Ingels Group er arkitekt på fremtidens minedrift, er Danmark fortsat vævende.
I begyndelsen af foråret skete der noget ekstraordinært. Her besluttede FN, at havet og biodiversiteten skal beskyttes under aftalen The High Seas Treaty. Ifølge FN’s Havretskonvention, som aftalen hører ind under, skal en tredjedel af det internationale farvand faktisk beskyttes imod menneskeskabt forurening som storfiskere og shippingruter. Aftalen har været næsten 20 år undervejs og kom på plads efter 38 timers intens debat i FN’s hovedkvarter i New York, inden den officielt blev vedtaget mandag d. 19. juni.
Det er første gang, siden Havretskonventionen (UNCLOS) blev indgået i 1982, at man internationalt har kunnet blive enige om, hvordan vi skal beskytte havet. Problemet er bare, at det selv med den nye aftale kommer det til at tage tid, før den kan bruges i praksis. Lige nu er tiden knap.
Langt ude for den mexicanske kyst, i internationalt farvand, finder man Clarion-Clipperton-zonen. Man finder den ikke, den finder nærmere dig: Hele området er omkring 4,5 mio. kvadratkilometer, svarende hele EU. Det tager fire hele dage bare at sejle derud.
Området er administreret af Den Internationale Havbundsmyndighed, der består af 167 medlemslande, inklusiv Danmark, og har sit hovedkontor i Kingston, Jamaica. Havbundsmyndigheden overser udvinding af mineraler i de områder, der betegnes som værende “hele menneskehedens fælles arv”. Og så skal de sørge for at beskytte havbundens økosystem. Men hvordan gør man lige det, når man samtidig har godkendt 31 kontrakter om at at udforske havbundsminedrift?
Om to uger står Den Internationale Havbundsmyndighed til at skulle tage en vigtig beslutning. Når Havbundsmyndigheden mødes den 9. juli forventes det, at den lille østat Nauru med minedriftsfirmaet The Metals Company i ryggen vil indsende en ansøgning om udvinding af mineraler på havbunden. Og når ansøgningen lander, skal de kunne give et svar.
Et slaraffenland af mineraler
Havbundsminedrift har længe været et horn i siden på både Havbundsmyndigheden og klimaaktivister verden over. Der argumenteres heftigt for og imod det nye haveventyr:
På den ene side går den grønne omstilling for langsomt. Vi ved, at vi er nødt til at sætte tempoet markant op, hvis vi skal gøre os forhåbninger om at have en klode at passe på. Det betyder, at vi bliver nødt til at droppe fossile brændstoffer til fordel for grøn energi. Men grøn energi og el har brug for batterier for at kunne holde på strømmen. Og batterier skal bruge mineraler, og mineraler skal man grave efter.
Man har længe vidst, at havbunden er et slaraffenland af mineraler – kobber, lithium, titan og sjældne jordarter – hvorfor havbundsminedrift længe har været på tale. Det stod allerede klart, da man indgik Havretskonventionen i 1982. Derudover er havbundsminedrift også væsentligt mere humant end landjordsminedrift, argumenterer de afventende minefirmaer. I den anden ende af spektret råber forskere verden over op om, at den manglende viden på området kan have fatale konsekvenser.
En af de forskere er tyske Julia Otte. Hendes allerførste forskerekspedition var til Clarion-Clipperton-området i 2019. Otte var en del af et forskerhold, der specialiserede sig i dybhavsminedriftens konsekvenser på havmiljøet, hvorfor hun måtte ned mod havbunden for at undersøge de små manganknolde, det hele handler om.
Havets kartofler
Manganknoldene vokser langsomt, omtrent to millimeter i løbet af én million år. De ligger spredt ud over havbunden og har ligget der i så mange år, at de efterhånden er på størrelse med kartofler. Det er et batteri i en sten, har ejeren af The Metals Company Gerard Barron på et tidspunkt kaldt knoldende, der er propfulde af kobber, kobalt og nikkel. Faktisk er de omkring 6.000 gange mere potente, end hvad vi finder på landjorden. Men udover at være en potentiel guldgrube for en ny generation af oliemagnater, er de også en vital del af det meget sensitive havbundsmiljø.
“Forestil dig en kartoffelmark. Det er omtrent samme størrelse. Og så placerer du et 20 tons stort maskineri, der fungerer som en støvsuger og suger dem op. Det vil forstyrre miljøet enormt. Der er meget støj og meget lys. Alt imens trykket fra de tunge maskiner presser de skrøbelige lag af sedimenter ned,” siger Otte over en Zoom-forbindelse, da Føljeton taler med hende i marts. Gennem samtalen bliver Otte ved med at understrege, at vi nærmest intet ved om livet på havbunden. 95 pct. er havet er uudforsket, siger hun: “Så hvorfor vil vi ødelægge noget, vi ikke ved, hvad er?”
Clarion-Clipperton-zonen er tidligere blevet kaldt et ørkenlandskab, hvorfor ideen om at påbegynde minedrift i fire kilometers dybde har været set som et nyt olieeventyr – bare uden konsekvenser. Men havbunden er ikke en ørken, og blot et par måneder senere fik vi lidt mere at vide om livet dernede, da videooptagelser viste, at der er opdaget 5.000 hidtil ukendte arter i Clarion Clipperton-området: En søagurk på ca. 60 cm., der kaldes et gummiegern, en glaslignende svamp og en slags dyr, der ligner en bordtennisbold sat på en pind. Det er bare nogle af de dybhavsskabninger, hvis økosystem – og de økosystemer og fødekæder, de er en essentiel del af – der risikerer at blive jævnet med jorden.
Fremtidens minedrift
Det vil være store minefartøjer, der skal køre rundt nede på havbunden og støvsuge manganknoldene. The Metals Company har hyret danske Bjarke Ingels Group til at agere designer for fremtidens minedrift. Ifølge The Metals Company tager teknologien hensyn til det følsomme miljø ved at manganknoldende forsigtigt vil blive samlet op af robotarme. Derudover er den designet til at være så let som muligt, så den forstyrrer havbunden mindst muligt på det område på 1,5 gange Danmarks størrelse, som de skal pløje.
Julia Otte kan dog ikke se, hvordan det skal kunne undgås, at man forstyrrer havbunden. Hun nævner i flæng forskellige undersøgelser, der er blevet foretaget for at vurdere konsekvenserne af mineaktviteterne. Men understreger også, at viden om konsekvenserne af dybhavsminedrift er sparsom og på nuværende tidspunkt stadig består af småskalastudier.
For 27 år siden lavede man eksempelvis et mindre studie, hvor der blev indsamlet nogle af manganknoldene. Forskerne genbesøgte stedet omkring 25 år efter og fandt, at 50 pct. af væksten af mikroorganismer stadig led skade. “Man kan ikke estimere på et globalt plan,” siger Otte: “Det her var bare et lille eksperiment, men det er også problemet. Det er alt, vi har.”
Der mangler viden om, hvordan det vil påvirke havbunden og havmiljøet at begynde at grave havbunden op. Videoer kan dog vise, at havbunden stadig er ødelagt efter ekspeditioner foretaget for over 37 år siden. Derfor har flere lande udtrykt et ønske om, at projektet sættes på pause. New Zealand og en alliance af stillehavsnationer ønsker et moratorium – et midlertidig forbud. Blandt andre Tyskland, Spanien, Chile og Ecuador vil have, at projektet sætter på pause på ubestemt tid, mens Frankrig vil have hele foretagendet forbudt.
De få studier, der findes på nuværende tidspunkt, fortæller nemlig en lidt anden historie end minedriftsselskabernes. En undersøgelse fra 2022 kunne vise, at 58 pct. af affaldet på havbunden var tilknyttet forskeres research-fartøjer, hvilket peger på, at oprydning fra selv mindre ekspeditioner allerede er et problem. Og så er der manganknoldene, der ikke kan genskabes.
Det Kongelige Nederlandske Institut for Havforskning (NIOZ) igangsatte i 2019 et forsøg, hvor de nedsatte kunstige manganknolde i keramik for at se, om det var muligt at restaurere miljøet, efter de ægte knolde forsvinder. Efter to år var der ingen forskel. Det er umiddelbart minedriftsselskabernes løsning, fortæller Otte. Ligesom man gør med at plante nye træer, når de gamle fældes – bare på havbunden.
Mangel på sans og samling
Omstændighederne for Havbundsmyndighedens kommende beslutning er noget kringlet. Det er ikke bare et spørgsmål om for eller imod. For to år siden gjorde Nauru og The Metals Company brug af en særlig foranstaltning, der lød på, at minedriften kan begynde, hvis ikke Den Internationale Havbundsmyndighed inden for to år havde formået at udforme et endelig sæt regler for dybhavsminedrift. Nu er de to år snart gået.
Selvom den nye High Seas Treaty er ualmindelig godt nyt for havet, har den ikke nogen direkte indvirkning på, om minedriften bliver gennemtrumfet. Det er kun Havbundsmyndigheden, der kan beslutte det. Selvom der er kommet en større international bevågenhed om de potentielle konsekvenser af dybhavsminedrift, tager det ualmindelig lang tid at få stemt bare små ændringer igennem på tværs af verdens lande. Det tog eksempelvis 12 år, før Havretskonvention fra 1982 blev ratificeret af samtlige lande.
“Den nye traktat kan fra vores synspunkt, eller i det mindste fra mit, udøve politisk pres på Havbundsmyndigheden gennem dets medlemslande,” vurderer Matthew Gianni, medstifter af ngo’en Deep Sea Conservation Coalition, da Føljeton fanger ham på telefonen i marts. Han var selv i New York, da traktaten blev vedtaget i februar. Gianni har brugt størstedelen af sit liv på vandet: Først som erhvervsfisker i slut 80’erne og 90’erne, sidenhen i Greenpeace for dernæst at medstifte organisationen Deep Sea Conservation Coalition i 2004, som nu har siddet med bordet i de sidste 10 år, når Havbundsmyndigheden forhandler.
“Vores største bekymring er, at det som følge af den nuværende struktur vil være stort set umuligt for Havbundsmyndigheden at sige nej til andre lande, som ønsker minelicenser, hvis først de begynder at godkende, og de første virksomheder og lande begynder at tjene penge på det.”
Generelt understreger Matt Gianni, at problemet er manglen på ordentlig juridisk infrastruktur. For som han siger, er der ingen chance for, at Havbundsmyndigheden når at få et regelsæt vedtaget, inden de skal tage stilling. Da vi tales ved igen i slutningen af april, har Havbundsmyndigheden netop holdt sit sidste møde, inden de skal mødes igen om to uger, d. 9. juli. Reglerne er stadig ikke i nærheden af at blive udformet, men alligevel er Gianni lidt mere positivt stemt:
“Det ser måske ikke sådan ud udefra, men debatten er ret intens på Jamaica. Det her er uden tvivl de mest intense forhandlinger, der har fundet sted, siden jeg begyndte at tage til møder i Havbundsmyndigheden i 2014. Hvis jeg var en type, der oddsede, ville jeg måske sige, at den hælder 50-50, måske med en fordel til et moratorium. Det politiske pres vokser og går i den retning.”
Uden for dansk farvand
Efter mødet i juli skal samtlige medlemmer af Den Internationale Havbundsmyndighed mødes. Det tæller også Danmark, der – i lyset af andre EU-landes engagement og udtalelser om dybhavsminedrift – har forholdt sig overraskende tavs om projektet.
Det er faktisk mere reglen end undtagelsen, siger kampagne- og programchef Sune Scheller fra Greenpeace Danmark. Det er ngo’ens erfaring, at kortene bliver holdt tæt ind til kroppen, når det kommer til spørgsmål om internationalt farvand og hele kongeriget Danmarks farvand. Scheller oplyser, at Greenpeace søgte om aktindsigt i forbindelse FN-traktaten i februar for at få en indikation på, hvad den danske regerings holdning er, men uden held. Den blev afvist med henvisning til internationale interesser. Så endnu en gang må den danske holdning til internationalt farvand ligge hen i det skjulte.
Da Enhedslistens Peder Hvelplund (Ø) spurgte daværende udenrigsminister Jeppe Kofod (S) i november sidste år, var positionen også, at der “ingen” position var. Men udenrigspolitisk er der kommet et større pres for at sagtne processen. Frankrigs Emmanuel Macron har højt og tydeligt efterspurgt et internationalt forbud. Det stigende pres, som Matt Gianni også kunne mærke, har muligvis givet flere firmaer, der tidligere har støttet fremtidens minedrift, kolde fødder.
En af dem er AP Møller-Mærsk-firmaet Mærsk Supply Service, der siden 2017 har været en større investor i The Metals Company og desuden skulle have leveret shipping-udstyr til ekspeditionerne. Men troen på projektet må være falmet sammen med The Metal Companys aktiekurs, der har taget et dyk på 90 pct. siden 2021: I maj begyndte Mærsk at sælge ud af deres aktier. Intentionen er, at virksomheden skal helt ud af foretagendet, skriver de i en skriftlig henvendelse til Føljeton.
Det sker, efter den hidtil største investor i dybhavsminedrift, den amerikanske flyfabrikant Lockheed Martin, videresolgte sit datterselskab UK Seabed Resources til et norsk firma, og dermed forlod dybhavsminedriftseventyret fuldstændig tilbage i marts måned. Og da Føljeton i juni kontakter Bjarke Ingels Group svarer de kortfattet, at samarbejdet med The Metals Company sluttede for tre år siden, efter BIG havde tegnet et koncept til projektet. Om de skal involveres yderligere i tilfælde af, at projektet bliver godkendt, afviser de at kommentere. /Astrid Plum
Udenrigsministeriet har i dag onsdag 21. juni oplyst til Føljeton, at de er opmærksomme på projektet, men fastholder, at man endnu ikke har en officiel holdning til dybhavsminedrift eller et potentielt forbud.
DYBHAVETS VÆRDIFULDE MANGANKNOLDE
Af Julia M. Otte
På havbunden i dybhavet findes vidtstrakte områder oversået med kartoffelstore knolde, som er rige på værdifulde metaller. Der er store kommercielle interesser i at høste disse manganknolde, som de kaldes, men hermed risikerer vi også at ødelægge et unikt levested for dybhavsorganismer, som vi endnu ved meget lidt om.
Om forfatteren
Julia M. Otte er uddannet i biovidenskab og geovidenskab ved universitetet i Heidelberg, universitetet i Freiburg og universitetet i Tübingen (Tyskland) med speciale i molekylærbiologi og mikrobiologi. Som postdoc i Max Planck Instituttet og Alfred Wegener Instituttet (Bremen, Tyskland) har hun forsket i virkningerne af dybhavsminedrift på dybhavsmikroorganismer i Stillehavet.
Siden marts 2021 har Julia været ansat som postdoc ved Center for Elektromikrobiologi ved Aarhus Universitet, hvor hun arbejder med sørestaurering og slam-fjernelse ved hjælp af elektrogene bakterier. Som fremtidig Marie Curie Stipendiat vil Julia på Aarhus Universitet arbejde med at opnå en bedre forståelse af dannelsen af drivhusgassen N2O.
Dybhavet
Dybhavet har fascineret mennesket siden de tidlige odysséer over havene, og mange myter er blevet fortalt om havets dybder. Søfarende har berettet om mystiske væsner som havfruer og søslanger, som forskningstogter i moderne tid ikke just har kunnet bekræfte eksistensen af. Men det er nu ikke fordi, dybhavet ikke rummer mange fantastiske beboere – dybhavsdjævel, dybhavsagurk, zombieorm, dragefisk og kikkertfisk er blot nogle få eksempler.
Dybhavet er et meget anderledes sted, fyldt med mærkelige livsformer. Men hvor meget ved vi egentlig om, hvad der er dernede? Ikke særlig meget! Cirka 95% af oceanerne er stadig uudforsket, hvoraf størstedelen er dybhav. Det kan lyde paradoksalt, at vi ved mere om månen end om det dybe hav på vores planet.
Grænsen til dybhavet sættes typisk ved 1000 meter, hvor det uendelige mørke starter, fordi stort set intet lys når ned på denne dybde. Hernede er temperaturen faldet til 3,8 ̊C, hvor den og holder sig mere eller mindre konstant. Trykket på disse dybder varierer fra omkring 40 til over 110 atmosfæres tryk. Havbunden ligner en endeløs ørken brudt af talrige undervandsbjerge, og der er på disse dybder næsten ingen næringsstoffer.
Før i tiden troede man, at intet liv kunne overleve uden lys. Vi ved dog nu, at der findes masser af liv dernede på trods af de ekstreme forhold – ikke mindst mikroorganismer, men også dybhavskoraller, fisk og mange andre gennemsigtige (nogle er endda farvede) bizarre væsner. På de store havdybder kan det næsten virke, som var man på en anden planet.
At udforske dybhavet er en stor udfordring, men havforskere arbejder dedikeret på at dokumentere, hvad der findes i dybet, før vi måske i værste fald ødelægger det.
Metalrige knolde på havbunden
De første kendte globale havforskningsekspeditioner var den britiske Challenger-ekspedition fra 1872-1876, som udførte de første systematiske undersøgelser af havbunden og indsamlede talrige hidtil ukendte organismer. Men man opdagede også, at der på Stillehavets bund fandtes kartoffel- eller blomkålsformede knolde, der var rige på mangan og en række andre metaller. I takt med, at nye havområder blev udforsket, opdagede man flere mineralforekomster på dybhavsbunden, herunder områder med de omtalte manganknolde (også kaldet mangannoduler), områder med massive sulfider i havbunden og koboltrig havbundsskorpe. Den største kendte forekomst af manganknolde, som har et økonomisk bæredygtigt indhold af kobber, kobolt, aluminium, nikkel og sjældne jordarter, findes i den såkaldte Clarion-Clipperton brudzone i det nordøstlige Stillehav mellem Hawaii og Mexico – et område cirka på størrelse med Europa.
Der er stor interesse for disse aflejringer af manganknolde, fordi de indeholder større mængder af visse metaller, end der findes i andre kendte forekomster, det er muligt at udvinde. Det antages eksempelvis, at de globale forekomster af manganknolde på havbunden indeholder væsentligt mere mangan end forekomster på land. Den samlede vægt af manganknoldene i Clarion-Clipperton brudzonen er anslået til omkring 21 milliarder tons.
Aflejringer af manganknolde forekommer udbredt på havbunden ved dybder på 4-6 km, og siden begyndelsen af 1970'erne er der udført adskillige videnskabelige undersøgelser for at vurdere ressourcepotentialet i områder med manganknolde. Den økonomiske interesse for manganknoldene er drevet af, at de indeholder mange metaller som kobber, lithium, titan og sjældne jordarter, der bruges i moderne teknologi som smartphones, bærbare computere og fladskærms-tv'er. Og den grønne omstilling driver yderligere efterspøgslen på disse metaller til brug i solceller, magneter i vindmøller og elbil-batterier. Det stigende behov kombineret med udtømningen af de kendte landbaserede malmforekomster af høj kvalitet gør, at mange kigger sultent mod havbunden.
Mikroorganismerne i dybet
Manganknoldefelt med fotos af manganknolde. Forskellige typer af mikroorganismer er vist. Illustration: Julia M. Otte.
Hvis man tager et nærmere kig på sedimenterne på bunden af dybhavet og vandet lige ovenover, vil man opdage en mangfoldighed af liv i form af encellede organismer – bakterier, arkæer, svampe, protozoer og vira – der trives her trods det ugæstfrie miljø. En dråbe havvand rummer mere end en million bakterier og en teskefuld havsediment indeholder mere end en milliard.
Intet lys trænger ned til havbunden i dybhavet, og de fleste af de organismer, der lever der, er derfor afhængige af organisk materiale, der produceres længere oppe i vandsøjlen, hvor der er lys nok til, at der kan foregå fotosyntese (den fotiske zone), og som efterfølgende synker ned på havbunden. Af den grund antog videnskabsfolk tidligere, at der ville være meget sparsomt med liv i det dybe hav. Men når man undersøger prøver hentet op fra dybhavbunden, rummer de stort set alle masser af liv.
Dybhavssedimenter rummer den største mængde bakterier, arkæer og vira på Jorden, og diversiteten af mikroorganismer er potentielt meget høj. Det er blevet estimeret, at så meget som en tredjedel af Jordens samlede levende biomasse udgøres af mikroorganismer i undersøiske sedimenter.
Mikroorganismernes antal i undersøiske sedimenter og potentielle økologiske betydning står i kontrast til, hvor lidt vi ved om dem. Diversiteten i mikroorganismernes stofomsætning, sammensætningen af artssamfund og dennes variation på tværs af miljøer er stort set ukendt. Men at forstå mikroorganismernes fordeling og aktiviteter er afgørende for at forstå livet på Jorden.
Sådan vokser manganknolde
Siden man opdagede de store forekomster af manganknolde af Clarion-Clipperton brudzonen, har forskere fokuseret på at forstå manganknoldenes oprindelse og vurdere deres ressourcepotentiale. Da havbunden i Clarion-Clip-perton brudzonen findes på mere end 4000 meters vanddybde, aflejres sedimenter på havbunden her ganske langsomt – det vil sige med en hastighed på mindre end 1 centimeter per tusind år. Denne meget langsomme aflejringshastighed fremmer væksten af manganknolde. Dannelsen af manganknolde kræver en vækstkerne, som kan være fragmenter af vulkanske klipper eller biologisk materiale såsom hajtænder eller et stykke muslingeskal. Hovedbestanddelene af manganknoldene – jern og mangan – dannes som lag af oxider omkring kernen i iltrigt havvand ved havbunden. Under dannelsesprocessen optages forskellige metaller fra havvandet på overfladen af manganoxiderne, hvilket over tid fører til, at knolden bliver beriget med metaller. På den måde kan knoldene vokse omkring 2 millimeter over en million år.
De fleste manganknolde fundet i Clarion-Clipperton brudzonen viser vækstlag af forskellig oprindelse og væksthastigheder. Knoldene tilføres ikke kun metaller fra havvandet, men kan også vokse ved at adsorbere metaller, som frigives i iltrige sedimenter umiddelbart under knoldene ved mikrobiel nedbrydning af organisk stof.
Endelig har der også været perioder med særlige miljøforhold, hvor knoldene er blevet forsynet med metaller fra dybere sedimenter, som blev transporteret af sedimentets porevand. I disse perioder voksede knoldene meget hurtigere – op til 250 millimeter over en million år.
Undersøgelser af dybhavsbunden
Sedimentprøver fra havbunden. Foto: Julia M. Otte.
Sedimenterne på bunden af dybhavet består generelt af små partikler af biologisk oprindelse – det vil sige fragmenter, skaldele og afføring fra organismer, som synker ned på havbunden fra det produktive overfladehav. Derudover består sedimentet også af uorganisk materiale i form af mineraler, der er transporteret fra landjorden via floder eller med vinden eller stammer fra vulkansk aktivitet. Når vi befinder os 1000 kilometer fra land, er tilførslen af materiale fra land meget lille, og samtidig er den marine produktion i overfladevandet betydeligt mindre her end i kystnære områder. Det betyder, at “regnen” af organisk materiale til havbunden på 4000 meters dybde er meget lille – men den udgør ikke desto mindre den vigtigste fødekilde for mikroorganismer, der lever i sedimentet.
For at undersøge, hvordan mikroorganismerne kan leve i sedimentet under så ekstreme forhold, hentes sedimentkerner op fra havbunden, som analyseres både geokemisk (næringsstoffer og metaller i porevandet) og mikrobiologisk (for eksempel celletælling, enzymaktivitetstest, identificering af mikroorganismer ved hjælp af DNA og RNA-ekstraktion).
Målingerne ombord giver os et første blik på, hvad der sker i de dybe sedimenter. Vi kan overvåge mikrobiel effektivitet hovedsageligt via tilgængeligheden af ilt i sedimentkernerne. I dybhavets sedimenter er iltforbruget meget lille sammenlignet med lavvandede områder tæt på kysten, hvor der aflejres meget mere organisk materiale.
Unikt habitat for mikroorganismer
Udover at afklare de geokemiske dannelsesmekanismer for manganknoldene, har de nyere undersøgelser også afsløret, at manganknoldene udgør et unikt levested for mikrobielle samfund. Disse mikrobesamfund knyttet til manganknolde er domineret af jern- og mangancirkulerende mikroorganismer, som muligvis spiller en vigtig rolle i kredsløbet af mangan og jern på og inde i knoldene. Dette biologisk drevne metalkredsløb er endnu ikke fuldt ud forstået, men det kan være relevant for selve dannelsen af manganknoldene, da mikroorganismerne aktivt producerer mangan- og jernoxider.
De hidtidige undersøgelser af manganknoldene og livet omkring dem har haft fokus på geokemiske processer og store organismer. Der er derfor brug for at etablere en basisviden om mikrobesamfundene og deres økologiske betydning for at kunne vurdere de potentielle effekter af fremtidig minedrift på dybhavsbunden. På nuværende tidspunkt ved man ikke meget om, hvilke effekter industrielle minedriftsaktiviteter vil have på dybhavs-økosystemerne og de geokemiske processer i havbunden. Før industriel udnyttelse af manganknolde på dybhavsbunden finder sted, er det derfor vigtigt at udforske områderne med manganknolde og om nødvendigt beskytte dette unikke habitat.
Forskning i konsekvenser af dybhavsminedrift
Kunstige manganknolde lagt ud på havbunden af forskerne. En dybhavsfisk svømmer forbi. Foto: ROV-Team/GEOMAR
I 2019 var jeg som mikrobiolog en del af den 80 personer store besætning på det tyske forskningsskib Sonne, som var på et tre måneder langt forskningstogt til den såkaldte Clarion-Clipperton zone i Stillehavet. Det videnskabelige togt var en del af et fælleseuropæiske projekt, JPI Oceans ”Mining impact”, som skal tilvejebringe viden om konsekvenserne af dybhavsminedrift og danne grundlag for fremtidige regler på området. Den konkrete anledning var, at virksomheden DEME på det tidspunkt testede “havbundsstøvsugeren” Patania II til indsamling af manganknolde på 4000 meters dybde.
Togtet blev ledet af den tyske forskningsinstitution Geomar, og i apil 2021 gentog de samme forskningsgrupper deres undersøgelser på et nyt togt. Overordnet gik undersøgelserne ud på at studere mikrobesamfundene på dybhavsbunden – hvilke mikroorganismer findes der, og hvordan varierer sammensætningen af mikroorganismer indenfor og mellem områder med manganknolde? Et andet forskningsfokus var på at undersøge partikelkoncentrationen i den sedimentfane, der hvirvles op i forbindelse med dybhavsminedrift.
Et af de konkrete eksperimenter går ud på at undersøge samfundene af mikroorganismer i havbunden før og efter, at de store og tunge maskiner til dybhavsminedrift har komprimeret havbunden på grund af deres vægt. Her brugte forskerne en almindelig haverive til at løsne sedimentet igen og sammenligne de levende samfund før og efter dybhavsminedriften og før og efter at have brugt haveriven.
Et andet eksperiment var at teste, om koraller og svampe, der lever fastvokset til manganknoldene i dybhavet, kan bruge keramiske knolde som erstatning, når man har høstet manganknoldene. Da manganknoldene vokser ekstremt langsomt – et par millimeter per million år – vil fastsiddende organismer i praksis blive berøvet deres livsgrundlag, hvis manganknoldene forsvinder. Når forskerne om nogle år genbesøger de steder, hvor de har plantet keramiske knolde, vil det vise sig, om denne metode kan være en brugbar måde at genoprette økosystemet på.
Minedrift i dybhavet
I løbet af de næste 30 år forventes den globale befolkning at vokse med to milliarder mennesker. Og i 2050 vil to tredjedele af alle mennesker bo i byer. Det kommer til at betyde, at verden får brug for millioner flere vindmøller, solpaneler og batterier til elektriske køretøjer, hvilket vil lægge et enormt pres på metalforsyningerne. I dag udvindes mineraler og sjældne jordarter i mnner på land, ofte i fattige områder med børnearbejde, og det har store miljømæssige og sociale omkostninger. Det har rejst spørgsmålet, om det vil være bedre at søge efter råstoffer i dybhavet. Ifølge aktører fra den undersøiske mineindustri repræsenterer havet en langt større og potentielt mere klimavenlig kilde til at udvinde råstofferne end forekomster på land, og de slår på vigtigheden af at sikre omstillingen til vedvarende energi.
I april 2021 blev verdens første pilottest for dybhavsminedrift gennemført på Stillehavets bund i form af den 25 tons tunge robot Nodule collector Patania II. I omkring en time kunne den belgiske virksomhed DEME køre det enorme køretøj rundt på havbunden, mens der blev indsamlet 110 tons manganknolde. Den næste mission – som er planlagt til år 2024 – vil teste et system bestående af en fuldskala prototype på en manganknold-opsamler sammen med et stigrør, som bringer knoldene op til overfladen.
Fremtidig havbundsminedrift vil involvere en sugepumpe, der trækker manganknoldene op fra havbunden til et skib ovenover. Knoldene vil derefter blive sorteret og de værdifulde mineraler og metaller udvundet, mens skibet stadig er på havet. Alt restmaterialet dumpes tilbage i havet, hvilket vil give en enorm fane af sediment, der breder sig fra skibet. Det er ikke kun de enorme sedimentfaner, der udgør et potentielt miljøproblem – også støj og lysforurening vil påvirke dybhavslivet.
Internationalt samarbejde om havbunden
I 1994 blev International Seabed Authority (ISA) dannet som et mellemstatsligt organ under De Forenede Nationers havretskonvention. Et af de grundlæggende juridiske principper i ISA er, at havbunden og dens ressourcer er “menneskehedens fælles arv”. Det betyder, at myndigheden ikke kun har ansvaret for at beskytte havmiljøet, men også for at sikre en retfærdig fordeling af provenuet fra enhver økonomisk aktivitet på havbunden. ISA består af 167 medlemsstater og Den Europæiske Union og har mandat til at organisere, regulere og kontrollere alle mineralrelaterede aktiviteter på havbunden i Internationalt farvand, hvilket udgør cirka 50 procent af det samlede areal af verdenshavene.
I 2019 har ISA indgået kontrakter om efterforskning af manganknolde, og aktuelle udforskningsområder er i Clarion-Clipperton Zonen i Stillehavet, langs de midtatlantiske rygge og i Det Indiske Ocean – områder, der samlet dækker omkring 2 millioner km². Blandt de involverede lande er Kina, Indien, Sydkorea, Rusland og Stillehavsøstaterne samt Storbritannien, Frankrig, Belgien og Tyskland. På det seneste har der været stor interesse for muligheden for at udnytte havbundens ressourcer i det arktiske hav, der grænser op til Canada, Grønland, Island, Norge, Rusland og USA. Mineralefterforskning og -udvindingsaktiviteter i ethvert havbundsområde, der ikke tilhører disse stater, vil falde ind under ISA-jurisdiktion.
Er fremtiden at høste manganknolde på havbunden?
En nylig cost-benefit analyse fra MIT (Massachusetts Institute of Technology) har vist, at udvinding af disse manganknolde er rentabelt med årlige indtægter op til 2,2 milliarder dollars. Det har givet mange stater og virksomheder blod på tanden. Også danske virksomheder er indirekte involveret. Således har den danske stjernearkitekt Bjarke Ingels (fra BIG) for det canadiske selskab The Metals Company designet en prototype til en 300 tons “støvsuger” til at samle manganknolde op fra havbunden samt tilhørende fartøjer og platforme. Tilsvarende har Mærsk Forsyningsservice gennem 2018 og 2020 arbejdet sammen med DeepGreen om at tilvejebringe viden til at udvikle en metode til at høste knoldene og udvinde metaller frem på en bæredygtig og miljøvenlig måde.
Situationen i dag er altså den, at vi på den ene side har nogle politikere og virksomheder, der er enige om, at den grønne omstilling afhænger af, at virksomheder og aktører tør gå nye veje for at vinde klimakampen – og at minedrift på havbunden i den forbindelse kan være et mere miljøvenligt alternativ til minedrift på land. På den anden side har flere havforskere, politiske eksperter og ngo'er underskrevet erklæringer for at standse planer om dybhavsminedrift. Deres resultater viser, at dybhavsminedrift kan medføre tab af biodiversitet og økosystemfunktion, som vil være irreversible over flere generationer og have ukendte konsekvenser for kulstofbindingsdynamikken og kulstoflagring i dybhavet.
Indtil videre har EU foreslået at bremse mineeksperimenter i europæiske farvande, mens virksomheder som Google, Volvo, BMW, Philipps og Samsung har støttet Worldwide Fund for Nature's opfordring til at stoppe offshore minedrift. Andre virksomheder som Microsoft, Ford Automotive, GM og Rivian har taget skridt for at sikre, at mineraler hentet gennem dybhavsminedrift ikke vil blive brugt i deres forsyningskæder, men har endnu ikke tilsluttet sig kravet om et politisk moratorium. I de kommende år skal det internationale organ ISA (International Seabed Authority) tage stilling til, om der skal gives grønt lys til at starte en egentlig minedrift.
Denne debat er yderst relevant, og emnet vil også blive diskuteret i Danmark til maj, hvor København er vært for Global Dredging Summit, der dækker diskussioner om dybhavsminedrift. ♦
Chemodenitrification
Press release Tübingen University - 2019
written by Dr. Karl Guido Rijkhoek
Press release:
Coastal marine sediment contribute to the formation of greenhouse gases
From Dr. Karl Guido Rijkhoek
University of Tübingen research team investigates microbial and chemical processes as a natural source
of laughing gas
Nitrous oxide – or laughing gas – is a greenhouse gas nearly 300 times as harmful as carbon dioxide. Much of it is
released by human activity, for example from fertilizers and in vehicle and industrial exhaust. But there are natural
sources of nitrous oxide, too. For a long time, scientists had little idea of all the processes which lead to the formation of
nitrous oxide or their magnitude. Now, a team of geomicrobiologists, headed by Professor Andreas Kappler and Dr.
Caroline Schmidt, from the University of Tübingen’s Center for Applied Geoscience has identified an important source of
nitrous oxide which is harmful to the environment. The team discovered that it is not solely bacterial activity which
causes laughing gas formation – it is also due to chemical processes in coastal marine sediments. This source may well
be responsible for the production of up to one quarter of all nitrous oxide formation. It is important to find out more
about how climate-damaging gases are produced – and in what amounts – if we want to properly assess future climate
developments. The study is published in the latest edition of Scientific Reports.
"Previously, it was assumed that nitrous oxide was mainly created as an intermediate product in the conversion of
nitrate by bacteria in typical coastal marine sediments," says Andreas Kappler. However, this did not explain the full
extent of the formation of laughing gas. Unexplained sources of nitrous oxide had been reported in various studies of
natural systems such as river sediments and soils in rice fields. In the new study, the team took coastal sediment
samples from the Danish Baltic Sea and simulated environmental conditions in artificial microcosms in the laboratory.
In this controlled experiment, the different nitrous oxide formation process could be identified and quantified.
Microorganisms only produce the ingredients.
This study showed that chemical denitrification is responsible for a considerable part of nitrous oxide production.
Denitrification refers to the microbial conversion of nitrogen bound in nitrate into molecular nitrogen and nitrous oxide.
"The raw materials for chemodenitrification, ferrous iron and nitrite, are formed by microbial processes in the
sediment," explains Caroline Schmidt. However, microbes play no part in the conversion to nitrous oxide. The chemical
reaction takes place spontaneously. "Laughing gas is produced and released extremely quickly," Schmidt says. The
extent to which laughing gas is formed as a result of this reaction could explain its mysterious origin.
"We need to understand all the man-made and natural sources of greenhouse gases to be able to assess future climate
developments," Kappler says. Schmidt adds: "The study illustrates how processes on the smallest scale – interactions
between microorganisms and sediment chemistry – can have massive effects on global environment phenomena such
as greenhouse gas emissions.”