أظهرت دراسة جديدة أن عملية لاستخراج المعادن من خاماتها باستخدام الهيدروجين يمكن أن تجعل التعدين في أعماق البحار أكثر استدامة من التعدين على اليابسة.

تغطي مساحات شاسعة من قاع المحيط عُقد بحجم كرات التنس تتكون أساسًا من المنجنيز مع بعض النيكل والنحاس والكوبالت وعناصر أخرى، ومع ازدهار إنشاء محطات الطاقة الشمسية والمركبات الكهربائية تتزايد الحاجة إلى هذه المعادن، ولكن الخطط الرامية إلى استخراج هذه العُقد مثيرة للجدل، إذ قد تتسبب عمليات جمعها في إلحاق ضرر بقاع البحر العميق أحد آخر النظم البيئية البكر.

ومع ذلك، يشك بعض الباحثين في أن استخراج المعادن من أعماق البحار سيحدث في نهاية المطاف، يقول عبيد منظور من معهد ماكس بلانك للمواد المستدامة في ألمانيا: «أعتقد أن هناك فرصة جيدة لأن يقوم الناس يومًا ما... باستخراج هذه العُقد. لذلك من الأفضل أن تكون لدينا عملية جيدة لاستخراج المعادن بعد التعدين بدلاً من إضافة عملية ملوِّثة أخرى.»

في حين تخطط شركة «ذا ميتالز كومباني» الكندية للتعدين البحري، والتي تقدمت بطلب للحصول على تصريح تعدين في أعماق البحار من إدارة ترامب لاستخراج المعادن باستخدام نهج يعتمد على الوقود الأحفوري يشمل الفحم المعدني والميثان، وتتضمن عمليتها وضع العُقد أولاً في فرن تجفيف ثم في فرن القوس الكهربائي وهو بديل أكثر خضرة من الفرن العالي التقليدي، ومع ذلك، تقول الشركة إن نهجها سينتج 4.9 كيلوغرام من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون مقابل كل كيلوغرام واحد من المعادن القيمة.

وقد تمكن منظور وزملاؤه من إيجاد طريقة لخفض الانبعاثات المرتبطة بهذه العمليات لا تتضمن طريقتهم استخدام فرن تجفيف، وبدلاً من ذلك تُطحن العُقد إلى كريات أصغر وتوضع مباشرة في فرن قوسي يحتوي أيضًا على غاز الهيدروجين والأرجون، وتقوم الإلكترونات عالية الطاقة المتدفقة من أحد الأقطاب في الفرن إلى الكريات بنزع الإلكترونات من جزيئات غاز الهيدروجين، مما يشكل بلازما يمكن تسخينها إلى درجات حرارة تتجاوز 1700 درجة مئوية.

وتتفاعل الأيونات الهيدروجينية في البلازما بعد ذلك مع الأكسجين في الكريات، فتنزع الأكاسيد من السبيكة وتترك خلفها معدنًا نقيًا. وبجانب الماء، فإن النواتج الثانوية الوحيدة هي مركبات المنجنيز التي يمكن استخدامها في صناعة البطاريات والصلب.

وإذا كان غاز الهيدروجين المستخدم في الفرن «أخضر» -أي يتم إنتاجه عن طريق تحليل الماء باستخدام كهرباء من مصادر متجددة- وكانت الكهرباء التي تشغل الفرن متجددة أيضًا، فلا ينبغي أن تنتج العملية أي انبعاثات من ثاني أكسيد الكربون، وفقًا للباحثين. واليوم، يتم إنتاج الغالبية العظمى من الهيدروجين باستخدام الوقود الأحفوري.

توجد المعادن مثل المنجنيز في اليابسة وكذلك في قاع البحر، ولكن بتركيزات أقل بنحو عشرة أضعاف، ويمكن للتعدين على اليابسة أن يؤدي إلى تجريف الغابات المطيرة وتلوث الأنهار.

ومع ذلك، يمكن تنظيم التعدين البري بشكل أفضل لمنع الأضرار البيئية، ويمكن صهر المعادن باستخدام الهيدروجين الأخضر والكهرباء المتجددة بدلاً من الوقود الأحفوري، كما يقول ماريو شميت من جامعة بفورتسهايم في ألمانيا. ويضيف: «لا نرى أي ميزة جوهرية للتعدين في أعماق البحار من حيث البصمة الكربونية». ويشدد منظور على ضرورة التحقيق في التأثيرات البيئية للتعدين في أعماق البحار.

أليك لوهن

خدمة تربيون عن مجلة New Scientist