何诗凡

中国地质大学(北京)2018级本科生，海洋科学专业

近年来，“绿牌车”逐渐走进了人们的生活。电力，这种更为清洁、低碳、环保的驱动方式，得到了大众的青睐。与此同时，被誉为“电动车心脏”的动力电池也备受瞩目。

分布于海底的多金属结核被誉为“岩石中的电池”，其中贮存的铜、锰、镍、钴等金属元素以及稀土元素不仅是制造电池的原材料，还是电子技术、新能源开发等高新技术产业的必需品。全世界大洋底多金属结核储量约3万亿吨，仅太平洋就有1.7万亿吨，其中约有700亿吨具有工业开采价值，结核中的铜、锰、镍、钴等金属资源储量比陆地上高出几十到几千倍。除此之外，结核矿还以每年约1000万吨的速度增长，源源不断地供应金属资源^[3],[7]。

相较于陆地采矿，从深海获取制造电池所需的金属，也将极大降低矿产开采产生的环境代价。据评估，从海底采集多金属结核产生的二氧化碳与陆地采矿相比减少了75%，而且采矿过程中几乎不产生固体废物，也不会占用土地和森林资源。

多金属结核究竟是“何方神圣”呢？说起它的“长相”，你或许会觉得并不陌生。

假如你在杨梅季节见到了多金属结核，可千万要抑制住想咬一口的冲动！同水果杨梅一样，多金属结核也有着黑色的外观，由“果核”和“果肉”组成，可谓是“深海中的杨梅”。

多金属结核的结构

结核核心是结核生长的起点，其来源多样，最常见的有生物、岩石、矿物、陨石这几类。金属离子和胶体围绕着核心沉淀、聚集，便形成了一圈圈壳层。

如同果肉贮存着水果的营养与滋味，结核的壳层也是其精华所在。壳层主要由锰矿物（锰的氧化物和氢氧化物）、铁矿物（铁的氧化物和氢氧化物）和硅酸盐矿物组成，铁、锰等金属资源富集于此。

多金属结核主要分布于3000米~5000米水深的海底，各大洋中都能找到它的身影，太平洋中的储量最为丰富。

在夏威夷和墨西哥之间，有一个广阔的深海平原，这里是全球最大的多金属结核产出区——克拉里昂-克利伯顿断裂带海区（CC区），数万亿个拳头大小的多金属结核中蕴藏着世界上已知最大的镍、钴和锰矿藏。目前，CC区的多金属结核勘探合同区占地120万平方公里，据估计，其中贮存的金属足以为全球的所有电动汽车提供电力。

认识到多金属结核潜在的经济价值后，人类自然不会无视它的存在。20世纪60年代，美国、苏联、德国等国率先掀起了多金属结核“调查热”。随着深海技术的发展，深海采矿可行性变高，各国也逐渐转变为“开发热”。

“工欲善其事，必先利其器”，目前国际上主流的采矿系统是液压汲取式开采系统。

这种开采系统主要由采矿船、提升系统、采集头三个部分构成。如果把多金属结核想象成奶茶里的珍珠，由水泵和管道组成的提升系统就像是喝奶茶的吸管，采矿装置中的采集头收集并“吸入”多金属结核，统一送进“吸管”里，而以采矿船则负责为水下作业的设备提供动力。

我国对多金属结核的调查起步较晚，但吸取了前人的经验教训，发展迅速。作为第一批大洋矿产的先驱投资国，我国至今已获批两块多金属结核勘探合同区。

在享受深海矿产优先开发权的同时，我国也履行着保护深海环境的义务，积极开展矿区环境基线调查，致力于研发高精度、低扰动的采矿装置，以期推动深海采矿的可持续发展。

深海“杨梅”能够驱动的不仅是电动汽车，更是一个国家的资源储备和工业发展。期待未来，深海矿产的开发利用在方便人类生产生活的同时，也能让经济发展的快车跑得更远。