DENİZ MADENCİLİĞİ

Binlerce yıllık insanlık tarihi, bugün geldiği medeniyeti hiç şüphesiz madenlere borçludur. Sanayi, inşaat, enerji, iletişim, ulaşım, makine, teknoloji vb. ihtiyaçların tamamının madenlere dayalı olduğu düşünülürse maden kaynaklarının ve madenciliğin önemi daha iyi anlaşılacaktır. İnsanlık için bu denli önemli olan madenler, bir taraftan insanların yaşam kalitesini artırırken diğer taraftan da onların bulunması ve üretilmesi konusunda madencilerin uğraşıları da hiç durmadan devam ediyor.

Tüm dünyada büyük rezervli ve yüksek tenörlü cevherler giderek azalırken, daha düşük maliyetli ve getirisi daha çok olan kaynaklara doğru bir yönelim mevcut. Ortalama 70 yıl yaşayan bir insanın tüm yaşamı boyunca ortalama 17 ton demir, 2 ton bakır ve 700 kilo kadar metal kullandığı düşünülüyor. Ortalama bir araba yapımı için 5 ton tüvenan cevhere, sadece tek bir akıllı telefon için 30 farklı metale ihtiyaç duyuluyor.

Dünya üzerinde metallerin jeolojik olarak darboğaza girdiği söylenemez, zira yeraltı hâlâ bu elementlerle dolup taşıyor. Ancak karasal alanda mevcut doğal kaynaklar her geçen gün daha külfetli ve daha maliyetli bir hale geliyor. Bu durumun haricinde, madencilik faaliyetleri ile birlikte doğal çevreye yapılan müdahaleler ve çevresel zararlar madenciliği giderek zorlaştırıyor.

Neden Deniz Madenciliği?

Dünyada karasal bölümdeki madencilikte yaşanan bu sıkıntılar, günümüzde madencilik konusunda yatırım yapan şirketleri uzaya ve deniz altına doğru yönlendiriyor. Günümüzde metallere ve endüstriyel hammaddelere ihtiyaç giderek artıyor. Otomotiv sanayi, bilişim teknolojileri, yenilenebilir enerjiler, tüm bu sektörler için akıl almaz miktarda metale ihtiyacımız var. Bu nedenlerle son yıllarda derin deniz madenciliğine (deep sea mining) giderek artan bir ilgi var. Okyanuslar dünya yüzeyinin yaklaşık % 72’sini kaplamaktadır. Bu alanın ise % 45’ini 1.000 metreden daha sığ sular oluşturmaktadır.

Derin deniz madenciliğinin karasal madenciliğe göre pek çok avantajı bulunuyor. Deniz madenciliğinden elde edilen cevherlerin tenör değerleri, karasal madencilikle karşılaştırıldığında 2-10 kat daha yüksek değerlere sahip. Karasal madencilikten elde edilen tipik bir cevherin satış fiyatı bir ton için 50-180 dolar arasında olurken, deniz dibi madenciliğinden elde edilen cevherlerin satış fiyatı, tonunun tenörüne bağlı olarak 800-1500 dolar olarak hesaplanmaktadır. Ancak derin deniz madenciliğinde sınırlayıcı faktörler, yasal ve politik sınırlamalar ile ekolojik faktörlerin de henüz oluşmadığını belirtmek gerekir.

Aslında denizlerde madencilik yapılmasına ilişkin ilk girişimler 1870 yılında İngilizler tarafından gerçekleştirilen ‘Challenger’ seferi sırasında elde edilmiştir. 1900’lerin başında özellikle Avustralya ve Hindistan gibi İngiliz sömürgesi bölgelerde deniz madenciliği yapılabilmesi konusunda girişimler olmuştur. Ancak bu bölgelerdeki zengin karasal maden varlıkları bu coğrafyadaki sığ sularda yapılabilecek deniz madenciliğini ikinci plana itmiştir.

Sonraki yıllarda Hint Okyanusu’nda (1962-1965) ve Atlantik’te (1973) yapılan TAG araştırmalarında önemli keşifler yapılmıştır. Bu araştırmalarda özellikle Kızıl Deniz’de üç çukurluğun çamurları içinde bilinen en varsıl sülfür mineralleşmeleri bulunmuştur. Mineraller kalınlığı 20-90 m arasında değişen yaklaşık 2.000 m derinlikteki çökeller içinde serpinti biçiminde dağıldığı tespit edilmiştir.^[1] Son yirmi yıl içinde yoğunlaşan deniz dibi çalışmaları, mineral yatakları açısından önemli bilgi birikimi sağlamış, litosferin evrimi yönünden de yeni irdeleme ve yorum biçimlerinin doğmasına ve geliştirilmesine neden olmuştur.

Görüldüğü gibi, denizden mineral ham madde kaynaklarının çıkarılması yeni bir konu değildir. Çünkü geçmişten günümüze birçok ülkede sahillerde ve sığ sularda plaser madencilik (altın, kalay, titanyum, zirkonyum, nadir topraklar ve diğer ağır mineraller), elmas, fosfat ve agrega üretimi yapılmaktadır. Ancak, derin deniz madenciliği yeni bir girişimdir.

Madencilik açısından denizlerin arama, araştırma ve işletilmesi üç farklı türde mineral gruplarının üretilmesini sağlayacaktır. Bunlar sırasıyla, deniz dibi masif sülfitler, manganez yumruları ve kobalt içeriği zengin kabuklar olarak sayılabilir. Derin deniz madenciliğinden elde edilecek hedef metaller modern teknolojinin vazgeçilmezi olan; taşınabilir telefonlar, tabletler, bilgisayarlar ve elektrikli arabaların yapımlarında ağırlıklı olarak kullanılan bileşenlerdir.

Denizin derinliklerindeki sülfit yapılanmaları genellikle volkanik aktiviteler sonucu yeryüzüne çıkan magmanın su ile muhatap olması ve böylece hidrotermal bacalar olarak adlandırılan kabuksal kayaçlar oluşturması sonucunda meydana gelmektedir. Volkanik hareketler sonucunda çatlaklardan magmaya yönelen deniz suyu, burada sıcaklığın da etkisi ile 350-400 ⁰C’a kadar ısınmaktadır. Isınan su çatlaklarda bulunan metalleri çözmekte ve bu çözelti halindeki yapısı ile deniz suyundan daha az yoğun olduğu için deniz zeminine yükselmektedir. Burada ani bir soğumayla karşılaşan sıcak su, bünyesinde barındırdığı metal ve mineraller çökelir ve hidrotermal bacaların etrafında bir yatak meydana getirir.

Deniz suyunun ısınma derecesine bağlı olarak sülfit ve sülfat formunda oluşan metal bileşikleri, hangi metalin, ne derişimde oluşacağı, üzerinde bulunan kayacın kimyasal yapısı ve suyun hangi sıcaklığa kadar ulaşacağı ile son derece ilgilidir. Suudi Arabistan ve Sudan arasında yer alan 2.000 m derinlikteki ve dünya üzerindeki en büyük SMS yatağı olarak kabul edilen Atlantis II baseninde 3 milyon ton çinko, 740.000 ton bakır, 6.500 ton gümüş ve 46 ton altın içerdiği belirtilmektedir.^[2] Okyanus tabanında, özellikle bakır, çinko, kurşun, altın ve gümüş gibi metallerin yanı sıra manganez, kadmiyum ve bizmut açısından da oldukça zengin yapılanmalara rastlamak mümkündür.

Manganez yumruları polimetal içeren sülfitlere oranla çok daha derin okyanus tabanında ancak oldukça geniş bir sediman formasyonda bulunmaktadır. Genellikle deniz yüzeyinden 4.000-6.500 m derinliklerde patates büyüklüğünde yumrular şeklinde yer alan bu yapılanmalar mangan ve özellikle demir cevheri açısından oldukça zengindir. Yumrular, Meksika’dan Hawai’ye kadar uzanan bir alanda Pasifik’te, Peru baseninde, Avustralya civarında ve Hint Okyanus baseninde oldukça yoğun olarak bulunmaktadır. Manganez yumrularının oluşum şartları aynı olmasına rağmen metal içerikleri bulundukları bölgeye göre değişmektedir. En yüksek mangan içeriği %34 ile Peru baseninde, en yüksek demir içeriği ise %16,1 ile Penrhyn baseni yumrularıdır.

Kobalt kabukları ise içeriğinde bulundurduğu polimetallerle birlikte çok daha derin yüzeylerde bulunan yapılanmalardır. Deniz altı volkanlarında, derinliği 6.000-7.000 metreyi bulan derinliklerde, masif sülfitler gibi suda çözünmüş minerallerin çökelerek oluşturduğu yapılardır. Dünya genelinde 33.000 deniz dağı olduğu düşünülmekte ve bu dağların genelinin %57 oranında kobalt kabukları içerdiği ifade edilmektedir. Genellikle Batı Pasifik’te yer aldığı bilinen kobalt kabuklarının birincil kabuk zonunun yaklaşık 7,5 milyar ton olduğu kabul edilmekte ve bu zonun %5 civarında kobalt içeren polimetallerden oluştuğu düşünülmektedir.

Derin Deniz Madenciliği Nasıl Yapılacak?

Kaynaklar azaldıkça, maden firmaları mineral ve metal elde etmek için deniz araştırmalarını arttırmışlardır. Derin deniz madenciliğinde çevre kaygıları ağır bir şekilde kendini göstermekle birlikte Kanadalı Deep Green Resources adlı firma önemli maden kaynakların kayıpsız elde edilmesi için yeni bir yöntem geliştiriyor.

Kanada’lı DeepGreen Resources şirketi deniz yüzeyinden polimetalik yumruların toplanması olasılığı üzerinde odaklanan bir arama firması. DeepGreen’in, şu anda, Pasifik Okyanusu’ndaki Clarion Clipperton Bölgesi’nde çalışmaya başlamak ve %7’lik bir içerik yoğunluğuna sahip nikel, manganez, kobalt içeren nodüller ve bakır toplamak için iki keşif lisansı bulunmaktadır.

DeepGreen Resources yetkilisi S. Smith, “Mineral ve madenleri elde etmek ve dağlardaki cevher gövdesine ulaşmak için %75’i atık haline gelen madenleri kazmak zorunda olmasak nasıl olurdu? İnsanların maden projesi için yer değiştirmeleri gerekmese, atık barajlarının yanında yaşamak zorunda kalmasaydı ve biz madeni derece derece çıkartabilseydik veya toprakta bulunan vasat metal oranından çok daha fazla metal çıkartabilseydik, nasıl olurdu? Metal elde etmek için deniz tabanının seçilmesi, hepsi olmasa da birçoğu için bu ‘eğer’leri karşılıyor ve en azından metal elde etmenin uygun diğer bir yolu olarak denizi seçmek mantıklı gelmiyor mu?”

Deniz kabuğunun veya deniz tabanında yoğun sülfürlerin madenciliğinden farklı olarak yumrular deniz tabanına yarı batmış halde oturuyor ve dolayısı ile yoğun madencilik faaliyetlerine ihtiyaç göstermiyorlar. Yumrular deniz tabanında bir patates tarlasına benzer şekilde bulunuyor ve bu yumrular nikel, manganez, kobalt, bakır ve diğer metalleri ihtiva ediyorlar. Dolayısıyla bu tür bir madencilik faaliyeti DeepGreen Resources şirketi açısından çok da zor olmuyor.

Değerli metallerin yanı sıra pazarlanabilir bir dizi yan ürün de bulundurmakta, çinko sülfür konsantresi, yüksek dereceli silika, demir hidroksit ve azot-kalsiyum takviyesi bu yumrular içerisinde bulunmakta ve çimento veya gübre gibi çeşitli sanayi dallarında kullanılmaktadır.

Yakın bir zamanda DeepGreen firmasından D. Hetdon ve G. Baron tarafından başka bir derin deniz madenciliği firması olan Nautilus Minerals’in temellerini attılar. Bu firma ile önümüzdeki birkaç yıl içinde başka bir saha olan Papua Yeni Gine kıyılarında madencilik faaliyetlerini yürütmek amacı ile çok önemli makinaların gelişimini tamamladılar. Bu sahillerde maksimum 1.500 m derinlikte bakır, çinko ve altın içeren önemli bir cevher yapılanmasında çalışılacak. Nautilus, masif yataklarda 1 milyon tonun üzerinde mineral ve kıymetli maden bulunduğunu tahmin ediyor. Üretimin 30 yıl devam etmesi ve tahmini yıllık üretimin 80.000 ton bakır ve 150.000 ons altın olması hesaplanıyor.

Bu faaliyetler için geliştirilen ve Nautilus adı verilen destek gemisinin uzaktan kumanda edilebileceği belirtiliyor. Deep Sea Floor Mining Vehicles adı verilen makinenin toplam maliyetinin 100 milyon dolar olacağı ve Nautilus destek gemisi ile birlikte günlük çalışma maliyetinin 200 bin dolar olabileceği ifade ediliyor. Deep Sea Floor Mining Vehicles’larda bulunan yükseltici ve kaldırma sistemi ile kazılıp kazanılan malzeme Nautilus’a taşınacak. Devasa bir pompa ile bulamaç halinde kazanılması planlanan malzeme Nautilus destek gemisinde zenginleştirilerek atık malzeme tekrar denize gönderilecektir.

Düzenlemeler, Çevre ve Hukuki Durum

Okyanuslarda ve derin denizlerde yapılan madencilik faaliyetleri ile ilgili düzenlemeler ve hukuki durumu bu faaliyetlerin hangi bölgelerde yapılacağı ile ilgili doğrudan ilişkilidir. Yapılacak madencilik faaliyetleri eğer bir ülkenin kıta sahanlığı yer alıyorsa çok doğal olarak o ülke/ülkelerin ilgili mevzuatı geçerli olacaktır. Ancak madencilik faaliyetlerinin uluslararası sularda yapılması durumunda 1982 yılında kabul edilen Birleşmiş Milletler Deniz Hukuku Sözleşmesine dayalı olarak kurulan Uluslararası Deniz Yatağı Otoritesi (International Seabed Authority, ISA) yetkisindedir.

Deniz Hukuku Sözleşmesi’ne göre dünya denizlerinin ulusal yetki sınırları dışında kalan bölümleri tüm ülkelerin serbest kullanımına bırakılmış, “Uluslararası Alan” olarak nitelendirilmiş ve bu alanlarda deniz tabanındaki ve altındaki zenginlikler insanlığın ortak mirası olarak kabul edilmiştir. Bu anlaşmanın önemli maddelerinden birisi de uluslararası sularda yapılacak madencilik faaliyetlerinden sağlanacak faydanın, deniz çevresinin korunmasını da gözeterek, adil olarak paylaşımını garanti altına almaktır. Bu sözleşmeye taraf herhangi bir ülke, sözleşme ve ISA kurallarına uymak şartı ile uluslararası alanlarda yapılacak madencilik faaliyeti görevini üstlenebilir. Bu, uluslararası alanda mineral hammadde arama ve işletme faaliyetlerinin ISA ile imzalanacak sözleşme altında yapılabileceği anlamına gelmektedir.

Okyanus ve denizler, madencilik sektörünün giderek gözde alanlarından biri halini almakta. Okyanus tabanındaki derin deniz mineralleri üzerinde yıllardır çalışılıyor. Deniz yatağında kümelenmiş cazip manganez yumrularının 5 ila 20 milimetre arasında bir büyüklüğe gelebilmek için 1 milyon yıla ihtiyacı var. Ekoloji uzmanları burada verilecek zararların telafisinin son derece uzun süreceği konusunda uyarıyor.

Deniz madenciliğinin, karasal madencilikte de görüldüğü gibi çevre yönetimine önem verilmediğinde, ekosisteme ve madenciliğin yapıldığı bölgelerdeki yerel toplulukların hayatlarına büyük zararlar verebileceği düşünülüyor. Madencilikte kullanılan çıkış borularının ve vinçlerin okyanusa kimyasallar, çökeltiler ve birtakım başka metallerin bulaşmasına neden olabileceği, toksik atıkların ortaya çıkabileceği ve biyo-çeşitliliğe zarar verme olasılığı bulunduğu ifade ediliyor.

Uzmanlar; deniz madenciliğinin ekoloji açısından çeşitli fırsatlara da sahip olduğunu özellikle vurguluyorlar. Daha az atık, yeniden kullanılabilir altyapı sistemlerinin daha fazla oluşu, daha az seragazı üretimi ve kazı yerinin daha kolay iyileştirilmesi gibi nedenlerden dolayı, deniz madenciliğinin karadaki benzer faaliyetlerden daha az etkiye sahip olduğu da belirtiliyor.

Sonuç

Karasal alanda yapılan madencilik faaliyetlerinde daha derinlerde bulunan cevherler, azalan tenör, küçülen rezervler, çevresel baskılar ve artan maliyetler birçok yatırımcıyı uzay ve deniz gibi farklı madencilik alanlarına yönlendiriyor. Batılı sanayi devletlerinin, bu cazip madenlere ulaşabilmek için yeni kaynaklar aramalarının sebebi öncelikle pazar ekonomisi. Deniz yatağının sadece %10’u topografik olarak ölçülmüş durumda, gerçekten araştırılmış kısmıysa %1’den daha küçük. Tam da bu noktada, derin denizlerdeki madenleri elde etmekten, yerkürenin henüz keşfedilmemiş ve paylaştırılmamış az sayıdaki toprağından birinden maden çıkarmaktan daha ekonomik ve daha mantıklı ne olabilir?

Son yıllarda çok sayıda devlet ve birçok büyük madencilik kuruluşu bu büyük pastadan iri bir dilim kapabilmek için şimdiden girişimlere başladılar. Örneğin Almanya, Hawaii yakınlarındaki Bavyera eyaleti büyüklüğünde bir deniz yatağı kazı alanına sahip. Buranın gemiyle birkaç saat kuzeybatısında Belçika, hemen bitişiğinde Güney Kore bulunuyor. Biraz daha ileride Fransa, Rusya var, biraz daha batıya doğruysa Çin. Artık madencilik açısından denizler de paylaşılmış durumda.

Sadece madencilik faaliyetlerini yapmak için geliştirilmiş gemiler, üretilen cevherin nakliyesi için deniz ortasında oluşturulan platformlar, nakliye amacı ile kullanılacak gemiler, deniz altında çalışabilecek yüksek torklu kesici başlı makineler, deniz altına serpilmiş vaziyetteki yumruları toplayacak robot makineler, devasa pompalar, inanılmaz bir vakum gücü ve daha nice geliştirilmiş ekipman. Tüm bunlar yakın bir gelecekte uygulanacak yeni bir madencilik faaliyeti ile ilgili olacak.

Yarattığı tüm endişelere rağmen ticari derin deniz madenciliğine önümüzdeki yıllarda başlanacak. Öncelikli olarak tercih edilen yerler Avustralya ve Hint Okyanusu baseni gibi bölgeler. Bu bölgedeki kaynakların zenginliği kadar gelişmemiş olan bu ülkelerdeki geçerli olan hukuk ve çevre mevzuatının getirmiş olduğu kolaylıklar da son derece önemli. Ayrıca uluslararası kurallar burada geçerli değil ve bu ada devletleri kalkınma fırsatı yakalama umudu ve lisanslar yoluyla elde edilecek gelirler nedeniyle yüksek riskler almaya hazır. Ancak bu müdahalelerin, balıkçılığı ya da turizmi önemli ölçüde olumsuz etkilemesine ya da denizlerin kirlenmesine bağlı olarak gerek ekolojik gerekse toplumsal açıdan hangi sonuçları doğuracağını şimdiden öngörmek zor. Bu madencilik türünün gelişimini ve sonuçlarını çok yakın bir zamanda göreceğiz.

Kaynakça

Deniz Dibi Mineral Yatakları ve Ekonomisi, Doç.Dr. Işık Özpeker, Madencilik Dergisi, TMMOB Maden Müh. Odası yayını, 1978
Derin Deniz Madenciliği, Doç.Dr. Nuray Karapınar, Madencilik Türkiye Dergisi, 2015
Dünyanın Hammadde Açlığı, Heinrich Böll Derneği yayını, 2016
http://metindemircii.blogspot.com.tr/2017/08/deniz-yuzeyi-madenciligi-derinyesil.html
“Deniz Dibi Mineral Yatakları ve Ekonomisi”, Doç.Dr. Işık Özpeker, Madencilik Dergisi, TMMOB Maden Müh. Odası yayını, 1978 ↑
“Derin Deniz Madenciliği”, Doç.Dr. Nuray Karapınar, Madencilik Türkiye Dergisi, 2015 ↑