DENİZ MADENCİLİĞİ

TARİHİN EN BÜYÜK MADENCİLİK OPERASYONU BAŞLAMAK ÜZERE;
DENİZ MADENCİLİĞİ

“…okyanusun derinliklerinde işletilmesi oldukça kolay olan çinko, demir, gümüş ve altın madenleri vardır…”. Ünlü Fransız romancısı ve yazarı, bana göre ise düşünürü Jules Verne’nin 1870 yılında yayınladığı “Denizler Altında 20.000 Fersah” adlı eserinde bu cümle kullanılır.

Jules Verne’nin günümüzden yaklaşık 150 yıl önce kurduğu bu hayali artık insanoğlu gerçekleştirmeye çok yakın. Günümüzde derin deniz madenciliğine gerçek anlamda başlamaya hazırız. Okyanus madenciliği yeni bir fikir değil; elmaslar, on yıllardır Güney Afrika’nın sığ sularından çıkarılıyor. Karadaki mineral depolarımızın çoğunu tüketiyoruz ve uzak olsa da, okyanusun dibi asteroidlerden daha değerli ve ulaşılabilir bir mineral kaynağı olarak görülüyor. Altın, bakır, manganez, kobalt gibi değerli madenler ile elektronik sanayi, yeşil teknoloji ve tıbbi görüntüleme makineleri gibi diğer hayati araçlarda kullanılan çok çeşitli kaynaklar bakımından zengin tortularla dolu bir okyanus ortamı.

Günümüzden yaklaşık 60 yıl önce 1960’larda, derin deniz madenciliği olasılığı, JL Mero’nun ”Denizdeki Maden Kaynakları”nı yayınlanmasıyla gündeme geldi. Çalışma, gezegenin okyanuslarında neredeyse sınırsız kobalt, nikel ve diğer metal kaynaklarının bulunabileceğini iddia ediyordu. Mero, bu metallerin, deniz tabanında yaklaşık 5.000 m derinlikte sıkıştırılmış çiçek topakları şeklinde görünen manganez nodülleri birikintilerinde meydana geldiğini belirtti ve Fransa, Almanya ve Amerika Birleşik Devletleri de dahil olmak üzere bazı ülkeler nodül birikintileri aramak için araştırma gemileri gönderdi. Derin deniz madenciliğinin uygulanabilirliğine ilişkin ilk tahminlerin çok abartılı olduğu ortaya çıktı. Bu abartılı tahmin, düşük metal fiyatları ile birleştiğinde, 1982 yılına kadar nodül madenciliğinin neredeyse terk edilmesine yol açtı. 1960’lardan 1984’e kadar tüm bu girişimlere tahmini 650 milyon ABD doları harcanmıştı ve neredeyse hiç geri dönüş olmadı.

Bugün, dünyanın en büyük maden şirketlerinin birçoğu derin deniz madenciliği programları başlatmış bulunuyor. Afrika’nın batı kıyısında, De Beers Group, elmas aramak için deniz tabanında makineleri sürüklemek için özel bir gemi filosu kullanıyor. 2018 yılında, bu gemiler Namibya’nın kıyı sularından 1,4 milyon karat elmas çıkardı. 2019’da De Beers, dibi diğer gemilerden iki kat daha hızlı kazıyacak yeni bir gemi görevlendirdi. Başka bir şirket olan Nautilus Minerals, Papua Yeni Gine’nin karasularında, değerli metallerle kaplı bir sualtı sıcak su kaynakları alanını taramak için çalışırken, Japonya ve Güney Kore kendi açık deniz yataklarını kullanmak için ulusal projelere başlattı. Ancak madencilik şirketleri için en büyük kazanç, küresel deniz tabanının yarısından fazlasını kaplayan ve tüm kıtaların toplamından daha değerli mineraller içeren uluslararası sulara erişim olacaktır.

Derin deniz tabanı madenciliği, dünya çapında kullanılan birçok minerale olan talebi karşılamaya yardımcı olma potansiyeline sahiptir ve bu madencilik türüne yatırım yapan devletler ile çok uluslu şirketlerin ekonomilerine katkı sağlayacağı görülmektedir. Madencilik, bir ülkenin kendi münhasır ekonomik bölgesinde gerçekleşebilir veya Uluslararası Deniz Tabanı Otoritesi’nin tüm madencilik karlarının bir kısmının gelişmekte olan ülkelere fayda sağladığını belirttiği uluslararası suların altındaki deniz tabanında gerçekleşebilir.

Bununla birlikte, deniz tabanı madenciliği de denizdeki yaşama zarar verme potansiyeline sahiptir. Deniz tabanı ne zaman bu amaç için kullanılırsa, kırılgan ekosistemlere de geriye dönüşü olmayan zararlar verebilir. Aynı zamanda, derin deniz madenciliğine olan ilgi, bilim adamlarının hem okyanusların kimyasını hem de gezegenin nasıl oluştuğuna dair ipuçlarını incelemelerine yardımcı olmaktadır. Biyologlar, madenciliğin hidrotermal menfezler ve denizlerdekiler gibi egzotik yaşam formlarının benzersiz topluluklarını bozma veya yok etme potansiyeli konusunda özellikle endişe duymaktalar. Çevre savunucuları ayrıca, yerel suları ve kıyı şeritlerini yanlışlıkla yakıtlar, diğer endüstriyel kimyasallar ve oksitleyici cevherlerle kirletebilecek tekneler, mavnalar ve ağır ekipmanlar da dahil olmak üzere minerallerin geri kazanılması için planlanan tüm sistemlerin güvenliğinden endişe duyuyorlar.

Derin deniz madenciliği, manganez, bakır, kobalt, çinko ve nadir toprak metalleri gibi ticari olarak değerli mineralleri çıkarma umuduyla deniz tabanından maden yatakları çıkarmaya çalışan potansiyel bir ticari endüstridir. Maden yatakları, deniz tabanında bulunan üç habitatta bulunur: abisal (abyssal) ovalar, denizler ve hidrotermal menfezler. Abyssal ovalar, polimetalik nodüller olarak da adlandırılan tortu ve mineral yataklarıyla kaplı derin deniz tabanı tabanının genişlikleridir. Bunlar, derin deniz madenciliğinin şu anki birincil hedefidir ve dikkatler kuzey Pasifik tabanındaki Clarion Clipperton Bölgesi’ne (CCZ) odaklanmıştır. Uluslararası sularda bulunan ve Meksika’nın batı kıyısından Pasifik Okyanusu’nun ortasına, Hawaii Adaları’nın hemen güneyine kadar uzanan, kıta Amerika Birleşik Devletleri kadar geniş bir bölgeyi içerir.

Derin deniz madenciliği, okyanus tabanında gerçekleşen mineral elde etme sürecidir. Okyanus madenciliği alanları genellikle okyanus yüzeyinin yaklaşık 3.000 – 6.500 metre altındaki geniş polimetalik nodüller veya aktif ve faaliyeti sona ermiş hidrotermal menfez alanları civarındadır. Okyanus tabanındaki magmatik havalandırma delikleri, gümüş, altın, bakır, manganez, kobalt ve çinko gibi değerli metaller içeren sülfür birikintileri oluşturur.

Derin deniz (>200 m derinlikte deniz suyu ile kaplı alanlar) yaklaşık 360 milyon km2’yi kaplamaktadır. Dünya yüzeyinin (~%50) ve yaşanabilir hacim bakımından küresel biyosferin %95’ini temsil etmektedir. Topografik olarak, derin okyanus tabanının çoğu, denizaltı kanyonları, okyanus siperleri ve sırtları, hidrotermal menfezler ve denizleri içeren özelliklere sahip 3.000 m’yi aşan derinliklerde uçurum ovasıdır. Yine de derin deniz ortamının büyük çoğunluğu keşfedilmemiştir ve derin deniz tabanı ile ilişkili ayırt edici biyolojik çeşitlilik hakkında keşfedilmeyi bekleyen çok şey vardır. Derin denizin sadece bir kısmı bilimsel olarak incelenmiştir ve deniz dibi madenciliği ile ilgili birçok geçerli endişe bulunmaktadır.

Deniz tabanı mineralleri çoğunlukla okyanus yüzeyinin 1 ila 6 km altında bulunur ve üç ana türden oluşur:

• Polimetalik veya Manganez nodülleri, deniz yüzeyinin 4 ila 6 km altında, büyük ölçüde abisal ova ortamlarında bulunur. Manganez ve ilgili hidroksitler, bir köpekbalığı dişi veya bir kuvars tanesi olabilen bir çekirdeğin etrafındaki okyanus suyundan veya tortu gözenekli sudan çökelir ve yaklaşık 4-14 cm çapında patates şeklinde nodüller oluşturur. Milyon yılda 1-15 mm’lik oranlarda çok yavaş birikirler. Polimetalik manganez nodülleri, nadir topraklar, kobalt, nikel, bakır, molibden, lityum ve itriyum dahil olmak üzere birçok element bakımından zengindir. Polimetalik nodüllerin en büyük birikintileri, Pasifik Okyanusu’nda Meksika ile Hawaii arasında Clarion Clipperton Kırılma Bölgesi adı verilen bir bölgede meydana gelir. Cook Adaları, Manihiki Platosu’na yakın Güney Penrhyn havzası adı verilen bir bölgede dünyanın dördüncü en büyük Polimetalik nodül yatağını içerir.
• Ada yayları ve arka yaylar ve okyanus ortası sırt ortamları gibi aktif okyanus tektonik ortamlarında oluşan polimetalik veya deniz tabanı masif sülfit birikintileridir. Bu birikintiler, çoğunlukla 1 ila 4 km arasındaki deniz derinliklerinde hidrotermal aktivite ve hidrotermal menfezlerle ilişkilidir. Polimetalik sülfür mineralleri bakır, altın, kurşun, gümüş ve diğer metaller bakımından zengindir. Orta Atlantik Sırtı sisteminde, Papua Yeni Gine, Solomon Adaları, Vanuatu ve Tonga çevresinde ve dünyadaki diğer benzer okyanus ortamlarında bulunurlar.
• Kobalt bakımından zengin kabuklar, tortusuz kaya yüzeylerinde, okyanus deniz dağlarının, okyanus platosunun ve okyanus içindeki diğer yüksek topografik özelliklerin çevresinde oluşur. Tortular deniz seviyesinin 600-7.000 m altında derinliklerde bulunur ve yükseltilmiş özelliklerin yüzeyinde yaklaşık 30 cm kalınlığında polimetalik zengin tabakalardan “halılar” oluşturur. Kabuklar, kobalt, tellür, nikel, bakır, platin, zirkonyum, tungsten ve nadir toprak elementleri dahil olmak üzere bir dizi metal bakımından zengindir. Atlantik ve Hint Okyanusları’ndaki deniz dağları gibi tüm okyanusların birçok yerinde ve Mikronezya, Marshall Adaları ve Kiribati gibi ülkelerde bulunurlar.

Derin deniz, gümüş, altın, bakır, manganez, kobalt ve çinko dahil olmak üzere ekstraksiyon için birçok farklı kaynak içerir. Bu hammaddeler deniz tabanında çeşitli şekillerde bulunur.

Tablo 1: Mineraller ve ilgili derinlikler

MADEN YATAĞI TÜRÜ ORTALAMA DERİNLİK BULUNAN KAYNAKLAR
Polimetalik Nodüller (Manganez) 4.000-6.000 m Nikel, bakır, kobalt ve manganez
Manganez Kabukları 800-2.400 m Esas olarak kobalt, bazı vanadyum, ‘molibden ve platin
Sülfür Yatakları 1.400-3.700 m Bakır, kurşun ve çinko biraz altın ve gümüş

Kobalt bakımından zengin ferromangan oluşumları, deniz seviyesinden 400 ila 7.000 metre aşağıda çeşitli derinliklerde bulunur. Bu oluşumlar bir tür manganez kabuğu birikintileridir. Kaya substratları, mineralleşmeye ev sahipliği yapacak katmanlı demir ve magnezyum katmanlarından (Fe-Mn oksihidroksit birikintileri) oluşur.

Kobalt bakımından zengin ferromangan oluşumları, çökelme ortamına bağlı olarak iki kategoride bulunur:
(1) hidrojenetik kobalt bakımından zengin ferromangan kabukları
(2) hidrotermal kabuklar ve kabuklar.
Deniz suyunun sıcaklığı, derinliği ve kaynakları, oluşumların nasıl büyüdüğünü şekillendiren bağımlı değişkenlerdir. Hidrotermal kabuklar 1.600-1.800 mm/Ma’ya yakın hızla çökelir ve yaklaşık 200 °C’de hidrotermal sıvılarda büyür. Hidrojenetik kabuklar 1-5 mm/Ma’da çok daha yavaş büyür, ancak daha yüksek konsantrasyonlarda kritik metallere sahip olacaktır.

Sıcak noktalara ve deniz tabanının yayılmasına bağlı denizaltı deniz dağı eyaletleri, okyanus tabanı boyunca derinlik bakımından farklılık gösterir. Bu deniz dağı, onları Kobalt bakımından zengin ferromangan oluşumuna bağlayan özellik dağılımını gösterir. Batı Pasifik’te <1.500 m ila 3.500 m arasında yapılan bir araştırma, kobalt kabuklarının 20°’den daha az eğimli olan deniz üstü bölümünde yoğunlaştığını kanıtlamıştır. Polimetalik nodüller/manganez nodüller, bazıları 15 cm uzunluğunda, çeşitli boyutlarda, abisal ova üzerine kurulmuştur. Clipperton Kırılma Bölgesi, iyi bilinen bir oluşum alanıdır. Nodüllerin ortalama 10-20 mm/Ma civarında büyüme oranlarına sahip olduğu kaydedilmiştir. Clipperton Kırılma Bölgesi, kullanılmayan en büyük tortu nikel kaynağına ev sahipliği yapar ve polimetalik nodüller veya manganez nodülü deniz tabanına oturur. Bu nodüller sondaj veya tipik yüzey madenciliği tekniklerine ihtiyaç duymaz. Nikel, kobalt, bakır ve manganezin bileşimi nodüllerin yaklaşık %100’ünü oluşturur ve toksik atık oluşturmaz. Clipperton Kırılma Bölgesi polimetalik nodüller şu anda pil metalleri üretmek için incelenmektedir.
Minerallerin bulunduğu yerler

Metaller, deniz tabanı masif sülfür birikintileri olarak adlandırılan zeminde bulunur. Deniz suyunun geçirgen okyanus kabuğundan aşağıdaki magma tarafından ısıtılan kayalara filtrelenmesiyle başlayan bir dizi kimyasal reaksiyonun sonucu olarak oluşurlar. Isı, metalleri kayalardan sıvılara sızdıran reaksiyonları katalize eder. Derinlerdeki basınç altında 400°C’ye kadar ulaşabilen sıcak sıvılar, deniz tabanına doğru yüzer bir şekilde yükselir. Kabuktan çıktıklarında, metal sülfürlerin sıvılardan çökelmesine ve deniz tabanının yakınında ve üzerinde katı birikintiler oluşturmasına neden olan soğuk suyla karşılaşırlar.

Bilim insanları, bu metal yoğunluğunun çoğunun 60.000 kilometre uzunluğundaki okyanus ortası sırt sisteminin içinde veya yakınında olduğunu düşünüyor. Orada, Dünya’nın tektonik plakaları oluşuyor ve aktif olarak birbirinden ayrılıyor, okyanusların zeminleri boyunca kabaca bir beyzbol topundaki dikişlere benzeyen desenlerde kabaran volkanik olarak aktif dağlar yaratıyor.

Hidrotermal menfezlerden çıkan sıvılardan çökelen mineraller, deniz tabanından çıkan baca benzeri yapılar oluşturabiliyor. Sıvılar, dumanlı görünümlü, koyu veya beyaz çökeltiler halinde büyüyen bacalardan dışarı fışkırıyor. Bunlar ilk olarak volkanik aktivitenin nispeten sık meydana geldiği hızlı yayılan sırtlarda keşfedildi. Ancak, havalandırmanın birçok şekilde olabileceği ve ayrıca yavaş ve hatta ultra yavaş yayılan sırtlarda meydana geldiği ortaya çıktı.

Bilim insanları şimdi daha yavaş yayılan sırtların daha büyük masif sülfür birikintileri ürettiğini düşünüyorlar. Bunun nedeni, bu yerlerde, büyük rampa benzeri faylar kabuğun derinliklerine nüfuz ediyor ve kanal görevi görüyor. Dünyanın derinliklerinden uzun süreli bir ısıtılmış sıvı kaynağı getiriyo ve mineralleri on binlerce yıl boyunca deniz tabanına yakın aynı noktaya iletiyorlar. Karadaki maden yatakları birçok büyük sülfür birikintisi derin denizde oluşmuş olabilir ve daha sonra adaların ve kıtaların oluşumu sırasında suyun üzerine yükselmiş veya itilmiş olabilir. Örneğin Kıbrıs adası, antik Roma için ana bakır kaynağı olan 30 büyük sülfür yatağına sahiptir.

Derin Deniz Madenciliğinin Potansiyeli

Şimdiye kadar, yaklaşık 200 aktif havalandırma alanı bulundu. Çoğu muhtemelen madencilik endüstrisi için fazla ilgi çekici olmayacaktır. Hidrotermal menfezler, arka ark havzaları olarak adlandırılan alanlarda da oluşabilir. Genellikle iki tektonik plakanın çarpıştığı dalma bölgelerindeki adaların arkasında oluşurlar ve bir plakayı Dünya’nın derinliklerine kaymaya ve derin deniz siperi oluşturmaya zorlarlar. Madencilik endüstrisi için, batı Pasifik Okyanusu’nun birçok arka ark havzası özellikle çekicidir. Bu potansiyel deniz tabanı madenciliği sahaları karaya yakındır ve genellikle ada ülkelerinin 200 millik münhasır ekonomik bölgelerine girer ve onları uluslararası değil yerel yargı yetkisine sokar.

Hiç kimse okyanuslarda kaç tane hidrotermal havalandırma alanı olduğunu bilmiyor, ancak tahminler bulunmakta. Şaşırtıcı bir şekilde, sırt sisteminin farklı kısımlarını inceleyen bilim adamları, WHOI konferansındaki notları karşılaştırdıklarında, hepsinin bilinen, büyük aktif havalandırma alanları arasında aynı mesafeye sahip olduklarını fark ettiler; 100 kilometre. Bu rakamlar doğruysa, metal bakımından zengin sıvılar püskürten ve potansiyel olarak sülfür birikintileri tutan yaklaşık 600 bölge, okyanus ortası sırtında bulunmaktadır. Nautilus Minerals, Eylül 2009’daki bir kurumsal sunumunda “binlerce sualtı sülfür sisteminin var olduğunu” ve “sualtı sistemlerinin sadece yarısı coğrafi olarak uygulanabilir olsaydı, deniz tabanı üretiminin yılda birkaç milyar ton bakırı temsil edeceğini” tahmin etmekteler.

Polimetalik nodüller milyon yılda birkaç mm ila birkaç cm oranında oluşuyor. Yoğun olarak kaplanmış nodül alanları (m başına >10 kg olan alanlar) en az % 1 bakır ve nikel içeren, Kuzey ve Güney Pasifik Okyanusu bölgelerinde, denizlerden veya karbonat birikiminden kaynaklanan çökelmenin olmadığı bölgelerde 3.000-6.000 m derinlikte bulunuyor. Nodüller Pasifik Okyanusu’nun birçok bölgesinde bulunur, ancak teknik ve ekonomik nedenlerden dolayı nodüllerin sadece küçük bir yüzdesi ticari kullanım için uygun olacaktır. Nodüllerin bileşimi tek tip değildir, araştırmalar, sadece birkaç 100 m uzaklıkta bulunan birikintilerin bileşimde önemli ölçüde değişebileceğini göstermiştir. Kuzey Pasifik kuşağında bulunan nodüllerdeki minerallerin konsantrasyonu Güney Pasifik’ten daha büyüktür.

Deniz tabanı masif sülfürlerinin bakır ve çinko üretme olasılığı yüksektir. Bazıları ticari olarak önemli derecelerde altın (0-20 ppm) ve gümüş (0-1.200 ppm bulundurmakta. Örneklemeden elde edilen veriler, bazı deniz sülfür yataklarının, özellikle bakır içeriğinin derecelerinin, karasal muadillerinden daha yüksek olduğunu göstermektedir. Araştırmalar, deniz tabanı tortusunun, 100 milyon metrik tondan fazla tahmini rezervi olan nadir toprak elementlerinin (lantanitler, skandiyum ve itriyum) değerli bir kaynağı olabileceğini düşündürmektedir. Çoğu deniz tabanı masif sülfür birikintisi 1 ila 5 milyon arasındadır. Nautilus’un Solwara 1 sahası, 0.87 milyon ton çıkarımlı kaynak ile 1.3 milyon tonluk bir deniz tabanı masif sülfür kaynağına sahiptir. 90 milyon tonda, Kızıldeniz’in merkezindeki Atlantis II Deep bölgesinin metalomotif çamurları, karasal kaynaklara benzer ölçekte tek deniz tabanı masif sülfür birikintisini oluşturabilir.

Sualtı dağlarındaki kobalt bakımından zengin kabuklar potansiyel olarak birden fazla metal (manganez, kobalt, nikel, nadir toprak elementleri, tellür ve platin) verebilir. Denizlerdeki kaynakları değerlendirmek için teknoloji ve metodolojiler geliştirilmektedir. Japonya, Çin, Hindistan ve Amerika Birleşik Devletleri de dahil olmak üzere ülkeler gaz hidratlarının kaynak potansiyelini araştırıyor ve 2012’de JOGMEC, ABD Enerji Bakanlığı ve ABD petrol firması Conoco Phillips, CO kullanarak metan çıkarmak için bir yöntem test etmeye başladı. Japonya, 2013 yılında bir açık deniz konumundan metan hidrattan gazı başarıyla çıkaran ilk ülke olduğunu iddia etti. Temmuz 2016’da, ABD Jeolojik Araştırmaları, Hindistan Hükümeti ve Japonya Hükümeti’nden oluşan bir ortaklık, Hindistan’ın Bengal Körfezi’nde bir doğal gaz hidrat yatağı buldu. Japonya ve Çin’in 2017 ortalarında metan hidratları çıkardığı bildirildi. 2008 yılında başlatılan ve iki federal bakanlık ve Alman endüstrileri tarafından finanse edilen Alman Denizaltı Gaz Hidrat Rezervuarları (SUGAR) projesi, GEOMAR tarafından koordine edilmekte ve gaz hidrat rezervlerinden doğal gaz elde etme potansiyelini araştırmaktadır.

Derin Denizlerde Maden Üretimi ve Üretim Yöntemleri

Farklı derin deniz madenciliği kaynaklarının üretimi her biri farklı teknolojiyi içerecektir. Çevreye verilen zararı en aza indirmek ve ekonomiyi iyileştirmek için yeni robotik ve yapay zeka çözümleri geliştirilmekte. Son teknolojik gelişmeler, potansiyel maden sahalarından mineral örnekleri toplamak için uzaktan kumandalı araçların kullanılmasına yol açmıştır. Matkaplar ve diğer kesici aletler kullanılarak, uzaktan kumandalı araçlar değerli malzemeler için analiz edilecek numuneler elde eder. Bir saha bulunduktan sonra, bölgedeki madenlerin üretimi amacıyla bir maden gemisi veya istasyonu kurulur.

Tam ölçekli operasyonlar için dikkate alınan iki baskın maden çıkarma şekli vardır:
– Sürekli Hatlı Kepçe Sistemi
– Hidrolik Emme Sistemi

Nodül toplamada tercih edilen yöntem Sürekli Hatlı Kepçe sistemidir. Deniz tabanından okyanusun yüzeyine kadar uzanan, bir geminin veya madencilik platformunun istenen mineralleri çıkardığı ve atıkları okyanusa geri döndürdüğü bir konveyör bant gibi çalışır. Hidrolik emiş madenciliği, nodülleri maden gemisine aktaran bir boruyu deniz tabanına indirir. Gemiden deniz tabanına giden başka bir boru, atıkları maden sahası alanına geri döndürür.

Son yıllarda en umut verici madencilik alanları, Papua Yeni Gine çevresindeki Orta ve Doğu Manus Havzası ve doğudaki Konik Deniz Dağı krateri olmuştur. Bu yerler, bölgenin sülfür yataklarında umut verici miktarlarda altın göstermiştir. 1050 m’lik nispeten sığ su derinliği ve bir altın işleme tesisinin yakınlığı, mükemmel bir maden sahası oluşturur. Derin deniz madenciliği projesi değer zinciri, değerin fiilen eklendiği faaliyet türünün kriterleri kullanılarak farklılaştırılabilir. Arama, arama ve kaynak değerlendirme aşamalarında değer maddi olmayan duran varlıklara eklenir, çıkarma, işleme ve dağıtım aşamalarında değer, ürün işlemeye bağlı olarak artar.

Keşif aşaması, yankı sirenleri, yandan tarama sonarları, derin çekili fotoğrafçılık, uzaktan kumandalı araçlar gibi teknolojileri kullanarak konum belirleme, deniz tabanı taraması ve örnekleme gibi işlemleri içerir. Kaynak değerlemesi, verilerin potansiyel madencilik fizibilitesi bağlamında incelenmesini içerir.

Ürün işlemeye dayalı değer zinciri, nihai ürünler için fiili madencilik (veya ekstraksiyon), dikey taşıma, depolama, boşaltma, taşıma, metalurjik işleme gibi işlemleri içerir. Keşif aşamasından farklı olarak, işlenmiş malzeme üzerindeki her işlemden sonra değer artar ve sonunda metal piyasasına teslim edilir. Bu aynı zamanda metalurjik işleme için de geçerlidir, ancak deniz minerallerini karadaki cevherlerden ayıran zengin ve polimetalik mineral bileşimi, tortunun özel olarak işlenmesini gerektirir. Çevresel izleme ve etki değerlendirme analizi, madencilik sisteminin meydana gelmesi durumunda zamansal ve mekansal deşarjları, sediment çökeltileri, bentik ortamda bozulma ve deniz tabanı makinelerinden etkilenen bölgelerin analizi ile ilgilidir. Adım, deniz tabanına yakın rahatsızlıkların yanı sıra yüzeye yakın rahatsızlıkların incelenmesini içerir. Gözlemler, madencilik sürecinin sürdürülebilirliğini sağlamak için nicel etki değerlendirmeleri uğruna temel karşılaştırmaları içerir.
Denizlerde Maden Üretimi

Sualtı madenciliği, teknolojik inovasyonlara büyük ölçüde bağımlıdır. Sualtı madencilik teknolojileri, hala gelişme aşamasında olan ve sürekli yeniliklere ve iyileştirmelere ihtiyaç duyan bir alandır. Teknolojik inovasyonlar, sualtı madencilikte verimliliği artırabilir ve maliyetleri azaltabilir. Özellikle, otomasyon ve robotik teknolojiler, madencilik operasyonlarını daha etkin ve güvenli hale getirebilir. Bununla birlikte, teknolojik inovasyonlar aynı zamanda sualtı madencilik faaliyetlerinin çevresel etkilerini yönetmeye de yardımcı olabilir. Özellikle, çevresel izleme teknolojileri, madencilik faaliyetlerinin çevresel etkilerini takip etmek ve yönetmek için hayati öneme sahiptir.

Sualtı madencilik, geleceğin enerji kaynaklarına yönelik potansiyel bir yol olarak görülüyor. Nadir toprak elementleri ve diğer değerli metaller, özellikle yenilenebilir enerji teknolojileri ve elektrikli araçlar gibi geleceğin enerji çözümleri için hayati öneme sahip olabilir. Bununla birlikte, sualtı madencilik, bu enerji kaynaklarına sürdürülebilir ve çevreye duyarlı bir şekilde erişmek için çeşitli zorluklar ve fırsatlar sunmaktadır. Bu zorluklar, teknolojik engeller, çevresel etkiler ve sosyal ve hukuki sorunları içerir. Diğer taraftan, sualtı madencilik, sınırlı karasal maden kaynaklarını tamamlayarak ve yeşil teknolojilerin geliştirilmesini destekleyerek sürdürülebilir enerji geleceğine katkıda bulunma potansiyeli sunmaktadır.

Uzaktan kumandalı madencilik makineleri kaçınılmaz olarak deniz tabanına doğrudan fiziksel etkiye neden olacak, topografyasını emme veya delme, substratın çıkarılması ve makine hareketleri yoluyla değiştirecektir. Hidrotermal havalandırma bacalarını hedef alan madencilik, bu özellikleri tamamen ortadan kaldıracak ve habitat geri kazanımı ve yeniden kolonizasyon için uygun olmayabilecek birçok alanda daha düzgün bir yüzeye ve sıkıştırılmış tortuya sahip daha düz bir topografya bırakacaktır. Madenciliğin havalandırma deliklerinin dağılımını değiştireceğini, ancak havalandırma deliklerinin aktif kalması durumunda bacaların mineral bileşeninin zamanla reform yapabileceğini öne sürmektedir. Doğu Pasifik yükseltilerindeki bazı yerlerde 40 gün boyunca 5 cm’lik fiziksel baca büyümesi bildirmiştir. Bununla birlikte, havalandırma ile ilişkili türlerin geri kazanılmasının ne kadar süreceği bilinmemektedir.

Nautilus Minerals, madencilik faaliyetlerinin Solwara’de yılda 365 gün, günde 1 saat gerçekleşmesini bekliyor. Operasyonda üç büyük robotik makine kullanılacak. Yardımcı bir araç, bacaları tesviye ederek ve habitatları tahrip ederek deniz tabanını hazırlayacak ve düzleştirecek, bir dökme kesici kesilmiş malzemeyi deniz tabanında bırakacak, daha sonra bir toplama makinesi malzemeyi bulamaç olarak toplayacak ve deniz yüzeyindeki üretim destek gemisine bir boru aracılığıyla pompalayacaktır. Yaklaşık 130.000 m3 konsolide edilmemiş tortu, Nautilus Minerals tarafından 30 aylık bir madencilik süresi boyunca taşınacaktır.

Gaz hidratları, gelecekteki potansiyel bir enerji kaynağı olarak ticari olarak dikkat çekmektedir. Ancak deniz tabanı (veya permafrost) rezervlerinden gaz hidratlarının araştırılması ve daha sonra çıkarılması potansiyel olarak önemli çevresel risk taşımaktadır. En büyük etki, ayrışma işlemi sırasında yanlışlıkla metan sızıntısı olacaktır. Metan, 28 yıl boyunca atanan küresel ısınma potansiyeline göre karbondioksitten 100 kat daha güçlü bir sera gazıdır. Metan hidrat ekstraksiyonunun diğer olası etkileri, deniz tabanının çökmesini ve denizaltı toprak kaymalarını içerir ve bu da kalan hidrat birikintilerinde daha da fazla istikrarsızlığa neden olabilir.

Ticari deniz madenciliği henüz başlamadı, ancak çeşitli şirketler bunu gerçeğe dönüştürmeye çalışıyor. Şu anda önerilen nodül madenciliği yöntemleri, tipik olarak üç katlı uzun bir traktöre benzeyen çok büyük bir makine olan bir madencilik aracının deniz tabanına yerleştirilmesini içeriyor. Deniz tabanına girdikten sonra, araç deniz tabanının üst bölümünü vakumlayacak ve tortuları, kayaları, ezilmiş hayvanları ve nodülleri yüzeyde bekleyen bir siloya gönderecektir. Gemide, mineraller sıralanacak ve tortu, su ve işleme maddelerinin kalan atık su bulamacı bir deşarj çökeltiü yoluyla okyanusa geri gönderilecek. Deniz madenciliğinin, orta su sütununa atılan atıklardan okyanus tabanının fiziksel madenciliğine ve çalkalanmasına kadar okyanusun tüm seviyelerini etkilemesi bekleniyor. Okyanusun tepesine dökülen potansiyel olarak toksik bulamaç, suyundan da risk vardır.

Son 10-15 yılda, derin deniz madenciliğinin yeni bir aşaması başladı. Japonya, Çin, Kore ve Hindistan’daki değerli metallere olan talebin artması, bu ülkeleri yeni kaynaklar aramaya itti. İlgi son zamanlarda dağınık nodüller yerine metal kaynağı olarak hidrotermal menfezlere yöneldi. Dünyanın ilk “büyük ölçekli” hidrotermal havalandırma maden yatakları madenciliği, 2017’de Japonya tarafından gerçekleştirildi. Japonya Petrol, Gaz ve Metaller Ulusal Şirketi (JOGMEC) bu operasyonu Hakurei Araştırma gemisini kullanarak gerçekleştirdi. Bu madencilik, Inter Ridge Vents veritabanına göre onaylanmış 15 havalandırma alanı içeren Okinawa Çukuru olarak bilinen hidrotermal olarak aktif arka ark havzası içindeki Izena Deliği havalandırma alanında gerçekleştirildi.

Papua Yeni Gine’deki bir derin deniz madenciliği girişimi olan Solwara 1 Projesi’ne, zayıf aktif bir hidrotermal delikten yüksek dereceli bakır-altın kaynağı madenciliğine başlaması için maden izni verildi. Bu tartışmalı proje, toplum ve çevre aktivistlerinden muazzam bir tepki gördü. Solwara 1 Projesi, Bismarck Denizi’nde 1600 metre su derinliğinde gerçekleştirilecekti. İngiltere merkezli Soil Machine Dynamics tarafından geliştirilen uzaktan kumandalı su altı araçları teknolojisini kullanan Nautilus Minerals Inc. maden yataklarının tam ölçekli denizaltı kazılarına başlama planlarını açıklayan türünün ilk şirketiydi. Ancak Papua-Yeni Gine hükümeti ile bir anlaşmazlık, üretim ve operasyonları 2018’in başlarına kadar erteledi. 2019’da projenin Nautilus Minerals Inc. Olarak terk edildiği açıklandı.

2019 yılında Cook Adaları hükümeti, ülkenin karasularında derin deniz madenciliğine ilişkin iki yasa tasarısını kabul etti. 2019 tarihli Yasası, “Cook Adaları’nın deniz yatağı minerallerinin de öyle bir şekilde etkin ve sorumlu bir şekilde yönetilmesini sağlamak için kabul edildi. Cook Adalılarının şimdiki ve gelecek nesilleri için deniz dibi minerallerinin faydalarını en üst düzeye çıkarmayı amaçlamaktadır.” Deniz Yatağı Mineralleri (Arama) Yönetmelikleri Yasası ve Deniz Yatağı Mineralleri Değişiklik Yasası sırasıyla 2020 ve 2021’de parlamento tarafından kabul edildi. Cook Adası’nın karasularında okyanus tabanına 12 milyar ton kadar polimetalik nodül yayılmıştır ve bu denizlerde bulunan nodüller kobalt, nikel, manganez, titanyum ve nadir toprak elementleri içerir.

Deniz Madenciliğinin Avantaj ve Zorlukları

Sualtı madenciliği, karasal madenciliğe kıyasla bazı avantajlar sunmaktadır. Öncelikle, okyanus tabanında bulunan maden yatakları genellikle karasal maden yataklarından daha yoğundur. İkincil olarak, sualtı madenciliği teknolojisi, maden çıkarımının çevreye verdiği zararı azaltma potansiyeline sahip olabilir. Üçüncü olarak, bu teknoloji, özellikle gelişmekte olan ülkeler için yeni ekonomik fırsatlar yaratmaktadır. Ancak, bu avantajların etkin bir şekilde kullanılabilmesi için, sualtı madenciliği faaliyetlerini düzenleyen uluslararası yasaların, çevresel koruma ve kaynak dağılımı konularında belirli düzenlemelere ihtiyaç duyduğu söylenebilir. Aksi takdirde, bu fırsatlar, deniz ekosistemlerine zarar verme ve küresel eşitsizlikleri artırma riskini beraberinde getirebilir.

Deniz madenciliğin ekonomisi, çeşitli faktörlere bağlıdır. Bunlar arasında madenin türü ve kalitesi, çıkarım teknolojisi, madencilik sahasının konumu ve derinliği, ve pazar koşulları sayılabilir. Deniz madenciliğin maliyetleri, genellikle yüksektir. Bu maliyetler, araştırma ve geliştirme, madencilik ekipmanının ve altyapısının inşası ve bakımı, çevresel izleme ve hafifletme önlemleri ve işçilik maliyetlerini içerir. Buna karşılık, sualtı madenciliğin potansiyel kazançları, madenin değeri ve talebine bağlıdır. Özellikle, nadir toprak elementleri ve diğer değerli metaller, yüksek pazar değerine sahip olabilir. Ancak, bu kazançların gerçekleşmesi, madencilik teknolojilerinin etkinliği ve pazar koşullarına bağlıdır.

Bazıları, deniz dibi madenciliğinin, kara tabanlı madencilikten daha az çevresel olarak yıkıcı olabilecek bir alternatif sunduğunu savunuyor. Solwara 1 yatağının, tipik bir kara bazlı bakır madeninden yaklaşık 10 kat daha konsantre olan bakır yataklarına sahip olduğu, bu nedenle benzer bir üretim oranına ulaşmak için daha az malzemenin çıkarılması gerektiği bilinmektedir. Buna ek olarak, Solwara yatakları yüzeydedir, bu nedenle cevherin ulaşması için büyük miktarda malzemenin çıkarılmasına gerek yoktur. Kara tabanlı madenciliğin aksine, deniz dibi madenciliği, insanların yaşamadığı yerlerde meydana gelir ve madencilik tamamlandıktan sonra hepsi taşınabilen çok az üretim altyapısı gerektirir.

Deniz madenciliğinin çeşitli zorlukları bulunmaktadır. En önemlilerinden biri, bu faaliyetlerin genellikle büyük derinliklerde gerçekleşmesi ve bu nedenle de yüksek teknoloji gereksinimleri olmasıdır. Yüksek basınç ve düşük sıcaklık gibi aşırı deniz altı koşulları, madencilik ekipmanının ve operasyonlarının tasarımı ve uygulanmasında önemli zorluklar oluşturur. Bu zorlukların üstesinden gelmek için, sualtı madenciliği faaliyetlerini daha güvenli ve çevreye duyarlı hale getirmeye yönelik çeşitli çözüm yolları üzerinde çalışılmaktadır. Bu çözümler arasında, madencilik ekipmanının daha dayanıklı ve enerji verimli hale getirilmesi, iş operasyonlarının otomasyonu ve robot teknolojisinin kullanılması yer alır.

Deniz Madenciliğinin Çevresel Etkileri

Derin deniz madenciliği, çevresel etkileri en çok merak edilen konular arasında yer alıyor. Derin deniz madenciliğine izin verilip verilmeyeceği konusunda giderek artan bir tartışma var. Greenpeace ve Derin Deniz Madenciliği Kampanyası derin deniz ekosistemlerine zarar verme potansiyeli ve ağır metal yüklü birikintilerin neden olduğu kirlilik nedeniyle dünya okyanuslarının çoğunda deniz tabanı madenciliğine izin verilmemesi gerektiğini savunuyor.

Önde gelen çevre aktivistleri ve devlet liderleri, yıkıcı çevresel etkilerin potansiyeli nedeniyle moratoryumlar ve yasaklar çağrısında bulunuyorlar. Bazıları deniz tabanı madenciliğinin tamamen yasaklanması gerektiğini savunuyor. Bazı deniz tabanı karşıtı madencilik kampanyaları, bazı teknoloji devleri ve büyük otomobil şirketleri gibi büyük endüstrilerin desteğini kazandı. Bununla birlikte, aynı şirketler deniz tabanı minerallerinin sağlayabileceği metallere giderek daha fazla bağımlı olacaklar. Bazı bilim adamları, derin okyanus ortamının biyolojik çeşitliliği hakkında nispeten küçük bir bilgi sahibi olduğumuz için deniz tabanı madenciliğinin devam etmemesi gerektiğini savunuyorlar.

Bazı ülkeler büyük deniz dibi mineralleri içinde önemli miktarda birikinti bulunan münhasır ekonomik bölgeler deniz tabanı madenciliği ile ilgili kendi kararlarını veriyor. Derin okyanus ortamına çok fazla zarar vermeden deniz tabanı madenciliği yapmanın yollarını araştırıyor veya deniz tabanı maden birikintilerini geliştirmemeye karar veriyor. Bazı şirketler, ciddi bir zarar vermeyen ve deniz habitatını koruyan polimetalik derin deniz madenciliği ekipmanı inşa etmeye çalışıyor.

Tüm madencilik faaliyetlerinde olduğu gibi, deniz madenciliği de çevredeki alanlara olası çevresel zararlar hakkında cevaplanamayan sorular ortaya koymaktadır. Günümüzde geliştirilmekte olan yeni teknoloji, sediment çökeltilerinden kaçınma ve seçici toplama teknolojisini kullanma potansiyeline sahip. Bununla birlikte uzmanlar, deniz tabanının bazı kısımlarının çıkarılmasının üst tabakada bozulmalara, sulardaki toksisitenin artmasına ve tortulardan kaynaklanan sediment çökeltilerine neden olacağından eminler. Deniz tabanının bazı kısımlarının çıkarılması, muhtemelen madencilik türüne ve konumuna bağlı olarak deniz tabanındaki organizmaların habitatını bozarak kalıcı rahatsızlıklara neden olacak.[26] Madenciliğin bölgeye doğrudan etkisinin yanı sıra sızıntı, dökülme ve korozyon, madencilik alanının kimyasal yapısını değiştirebilir.

Derin deniz madenciliğinin etkileri arasında sediment çökeltilerinin en büyük etkiye sahip olabileceği düşünülüyor. Çökeltilere, madencilikten kaynaklanan atıklar (genellikle ince parçacıklar) okyanusa geri atılarak suda yüzen bir parçacık bulutu oluşacağı biliniyor. Böylesine bir ortamda iki tür çökelti oluşur: dibe yakın çökeltiler ve yüzey çökeltileri. Atıklar maden sahasına geri pompalandığında dibe yakın çökeltiler oluşacaktır. Yüzen parçacıklar, deniz tabanındaki organizmalar tarafından kullanılan besleme aparatlarını tıkayarak suyun bulanıklığını veya bulutluluğunu arttıracaktır. Parçacıkların büyüklüğüne ve su akımlarına bağlı olarak, çökeltiler geniş alanlara yayılabilir. Çökeltiler planktonu ve ışık penetrasyonunu etkileyerek bölgenin besin ağını etkileyebilir. Massachussetts Teknoloji Enstitüsü tarafından bu çökeltilerin suda nasıl dolaştığını ve ekolojik etkilerinin nasıl azaltılabileceğini araştırmak için çalışmalar yapılmıştır. Bu araştırmalar, deniz madenciliğine katkıda bulunmak için kullanılır ve deniz madenciliği faaliyetleri için kurallar geliştirmek, uygulamak ve uygulamakla görevli organ olan Uluslararası Deniz Tabanı Otoritesi’nin olası çevresel etkilerin tam olarak anlaşılmasını sağlayacaktır.

Araştırmalar, polimetalik nodül alanlarının, oldukça savunmasız bir abisal fauna için bolluk ve çeşitlilik noktaları olduğunu göstermektedir. Derin deniz madenciliği nispeten yeni bir alan olduğundan, tam ölçekli madencilik faaliyetlerinin bu ekosistem üzerindeki tam sonuçları bilinmemektedir. Deniz tabanının bazı kısımlarının çıkarılması, bilinmeyen uzun vadeli etkileri olan organizmaların habitatını bozabilir. Madencilikle ilgili faaliyetlerden kaynaklanan deniz tabanı rahatsızlıkları üzerine yapılan ön çalışmalar, deniz tabanının küçük rahatsızlıklardan kurtulmasının on yıllar aldığını göstermiştir. Deniz tabanı madenciliği faaliyetlerinin hedeflediği minerallerin yenilenmesi milyonlarca yıl alabilir. Bölgedeki madenciliğin doğrudan etkisinin yanı sıra, bazı araştırmacılar ve çevre aktivistleri, madencilik alanının kimyasal yapısını değiştirebilecek sızıntı, dökülme ve korozyon konusunda endişelerini dile getirmektedir.

Bir takip araştırmasında bilim insanları, %90’ı daha önce bilinmeyen ve %50’sinden fazlası hayatta kalmak için polimetalik nodüllere bağlı olan 1000’den fazla tür tanımladılar ve hepsi potansiyel deniz tabanı madenciliği için ayrılmış alanlarda tanımlandı. Birçok bilim adamı, deniz tabanı madenciliğinin kırılgan abisal ova habitatlarına onarılamaz bir şekilde zarar verdiğine inanıyor.

Potansiyel çevresel etkilere rağmen araştırmalar, derin deniz madenciliğinde yer alan biyokütle kaybının, kara cevheri madenciliğinin bir sonucu olarak beklenen biyokütle kaybından önemli ölçüde daha küçük olduğunu göstermektedir. Kara madenciliğinin devam eden süreci ile 568 megaton (yaklaşık olarak tüm insan nüfusununkiyle aynı) biyokütle derin deniz madenciliğinin potansiyel çevresel etkisinin projeksiyonları 42 megaton biyokütle kaybına yol açacaktır. biyokütle. Biyokütle kaybına ek olarak, kara cevheri madenciliği 47 trilyon megafauna organizma kaybına yol açarken, derin deniz madenciliğinin 3 trilyon megafauna organizma kaybına yol açması bekleniyor.

Derin deniz madenciliği çalışmaları, normalde sessiz olan derinliklerde ortam gürültüsünü artıracaktır. İnsan kaynaklı gürültünün derin deniz balığı türlerini ve deniz memelilerini etkilediği bilinmektedir. Etkiler arasında davranış değişiklikleri, iletişim güçlükleri ve geçici ve kalıcı işitme hasarı yer alıyor. Deniz madenciliğinin gerçekleşebileceği alanlar normalde güneş ışığından ve insanlar tarafından yaratılan ışık kaynaklarından yoksundur. Işıklandırmayı kullanan madencilik çabaları, ışık seviyelerini büyük ölçüde artıracaktır. Önceki çalışmalar, hidrotermal menfezlerde bulunan derin deniz karideslerinin, mürettebatlı denizaltılardan gelen projektörlere maruz kaldıklarında kalıcı retina hasarı yaşadığını gösteriyor. Davranış değişiklikleri arasında göç kalıpları, iletişim kurma ve avı tespit etme yeteneği bulunuyor. Her bir kirlilik kaynağı, ekosistemlerdeki ani iyileşme noktalarının ötesindeki değişikliklere katkıda bulunuyor.

Deniz tabanının habitatı ve ekosistemi hakkında çok az şey bilinmektedir. Bu nedenle, uygun bir etki değerlendirmesi yapılmadan önce, öncelikle bir çalışma ve haritalama da dahil olmak üzere bir temel veri birikimi elde edilmesi gerekir. Bu bilgi olmasa bile, madencilik amacıyla kullanılan ekipmanlar deniz tabanının oyulmasını, su sütununda sediment çökeltilerine neden olmasını ve daha sonra çevreye yeniden yerleşmesini içerecektir. Nodülleri çıkarmak için okyanus tabanının kazınması, bölgedeki canlı deniz türlerinin ve kültürel mirasın derin deniz habitatlarını yok edecektir.

Derin deniz menfezlerinin özellikle önemli olabilecek deniz yaşamı içerdiğini biliyoruz. Bu türlerin bazıları güneş ışığı eksikliğine benzersiz bir şekilde adapte olmuşlardır. Bu türler, yaşam alanları ve ilgili ekosistemler hakkında, uygun bir çevresel değerlendirmenin yapılabileceği yeterli bir temel oluşturmak, onları korumak ve madenciliğin etkisini izlemek için önlemler geliştirmek için yeterli bilgi bulunmamaktadır.

Deniz tabanı, deniz madenciliğinin etkilerini hissedecek okyanusun tek alanı değildir. Sediment çökeltileri (sualtı toz fırtınaları olarak da bilinir), ayrıca gürültü ve ışık kirliliği, su sütununun çoğunu etkileyecektir. Hem toplayıcıdan hem de ekstraksiyon sonrası atık sudan gelen sediment çökeltilerini yayabilir. Metal ve toksin içeren atık su, balıkçılık ve deniz ürünleri de dahil olmak üzere su ekosistemlerini etkileyebilir. Yukarıda belirtildiği gibi, madencilik işlemi okyanusa bir tortu bulamacı, işleme maddeleri ve su getirecektir. Bu bulamacın çevre üzerindeki etkileri hakkında çok az şey bilinmektedir. Bulamaç toksik olacaksa bulamaç içinde hangi metallerin ve işleme maddelerinin karıştırılacağı ve bunlara maruz kalabilecek deniz hayvanlarının çeşitliliğine ne olacağı araştırılmalıdır.

Ayrıca risk altında Sualtı Kültür Mirası bulunmaktadır. Son zamanlarda yapılan çalışmalar, Pasifik Okyanusu’nda ve olası madencilik bölgelerinde, yerli kültürel miras, Manila Kalyon ticareti ve II. Dünya Savaşı ile ilgili eserler ve doğal ortamlar da dahil olmak üzere çok çeşitli sualtı kültürel mirasının varlığını göstermektedir. Deniz dibi madenciliği için yeni gelişmeler, mineralleri tanımlamak için kullanılan yapay zekanın tanıtılmasını içerir. Yapay zeka, Sualtı Kültürel Mirası’nın tahrip olmasına yol açabilecek tarihi ve kültürel öneme sahip alanları doğru bir şekilde tanımlamayı henüz öğrenmemiştir.

Deniz Madenciliğinin Yasal Çerçevesi ve Düzenlemeleri

Derin Deniz Madenciliği, uluslararası yasalar ve düzenlemeler çerçevesinde yürütülür. Denizlerin korunması ve sürdürülebilir kullanımı ile ilgili olarak 1982 Birleşmiş Milletler Deniz Hukuku Sözleşmesi (UNCLOS) önemli bir belgedir. Bu sözleşme, okyanus tabanındaki kaynakların insanlığın ortak mirası olduğunu ve bu kaynakların herkesin çıkarına yönetilmesi gerektiğini belirtir (UNCLOS, 1982). Bunun yanı sıra, deniz madenciliği Uluslararası Seabed Authority (ISA) tarafından düzenlenmektedir. ISA, sualtı madencilik faaliyetlerini düzenleyen standartları belirler ve denetler. Aynı zamanda sualtı madencilik faaliyetlerine lisans verir (ISA, 2021).

Yerel düzeyde, deniz madenciliği faaliyetleri genellikle ulusal ve yerel hükümetler tarafından düzenlenir. Bu düzenlemeler, çevresel koruma, iş sağlığı ve güvenliği, yerli haklar ve toplulukların katılımı gibi konuları içerir.

Derin deniz madenciliğine ilişkin uluslararası hukuka dayalı düzenlemeler, 1994 yılında yürürlüğe giren 1973-1982 yılları arasında Birleşmiş Milletler Deniz Hukuku Sözleşmeleri’nde yer almaktadır. Sözleşme, ulusların her ulusun münhasır ekonomik bölgesi dışındaki derin deniz madenciliği girişimlerini düzenleyen Uluslararası Deniz Tabanı Otoritesi’ni (ISA) kurdu (kıyı uluslarını çevreleyen 200 deniz mili (370 km) alan). ISA, madencilikle ilgilenen ulusların iki eşit maden sahasını keşfetmesini ve birini ISA’ya devretmesini ve madencilik teknolojisinin 10 ila 20 yıllık bir süre içinde devredilmesini gerektirir. Bu durum, anlaşmanın imzalandığı dönemde makul görünmekteydi. Çünkü nodül madenciliğinin son derece karlı olacağına inanılıyordu. Ancak bu katı gereklilikler, bazı sanayileşmiş ülkelerin 1982’de ilk anlaşmayı imzalamayı reddetmelerine neden oldu.

Amerika Birleşik Devletleri, ilk olarak 1980 yılında yazılmış olan Derin Deniz Tabanı Sert Maden Kaynakları Yasası’na uygulamaktadır. Bu mevzuat büyük ölçüde ABD’nin UNCLOS’u onaylama konusundaki temel endişelerinden biri olarak kabul edilmektedir. Ulus devletlerin münhasır ekonomik bölgesindeki derin deniz madenciliği çabaları deniz tabanı madenciliği, ulusal yasaların yetkisi altındadır.

Başta Yeni Zelanda olmak üzere yalnızca birkaç ülke, derin deniz tabanı madenciliğinin gelecekteki gelişimi için yasal ve kurumsal çerçeveler oluşturmuştur. Papua Yeni Gine, derin deniz tabanındaki minerallerin araştırılması için bir izni onaylayan ilk ülkedir. Solwara 1, çevresel etki beyanı madeninin üç bağımsız incelemesinin altında yatan bilimde önemli boşluklar ve kusurlar bulmasına rağmen lisansını ve çevre izinlerini almıştır.

ISA kısa süre önce Avustralya’da bilimsel uzmanların, endüstri temsilcilerinin, hukuk uzmanlarının ve akademisyenlerin mevcut düzenlemeleri iyileştirmek ve deniz tabanı minerallerinin geliştirilmesinin deniz ortamına ciddi ve kalıcı zararlar vermemesini sağlamak için çalıştıkları bir çalıştay düzenledi. 2021’deki Küresel biyoçeşitlilik zirvesinde deniz madenciliği üzerine bir moratoryum kabul edildi. Bazıları, elektrikli araçlar ve aküler üretmek için deniz madenciliğinin gerekli olduğunu savunmakta.

Bu moratoryumda ISA Genel Sekreteri Nii A. Odunton, çevresel ve ekonomik konularda tavsiye için akademik, hükümet ve endüstri uzmanlarını içeren bir ISA çalışma grubunun özel düzenlemeler geliştirdiğini söyledi. “Ancak daha fazla bilgi edinmek için uluslararası bilim topluluğunu kullanabiliriz,” dedi. ISA’nın 159 üye ülkesi bulunmaktadır. Amerika Birleşik Devletleri onlardan biri değil, çünkü “gözlemci” statüsüne sahip olmasına rağmen Deniz Hukuku anlaşmasını onaylamadı. 2007’de Başkan George W. Bush’un Senato’yu anlaşmayı onaylamaya çağırmasına rağmen, şimdiye kadar böyle bir onay gerçekleşmedi. Dönemin ABD Dışişleri Bakanı Hillary Clinton, ABD’nin anlaşmayı onaylamasının Obama yönetimi için bir öncelik olduğunu açıkça belirtti. Yeni ISA düzenlemelerinin deniz tabanı mineralleri için ticari araştırmalara açması bekleniyor.

Sonuç Olarak

2022 tarihi itibariyle deniz tabanı minerallerinin ticari madenciliği yapılmadı. Bununla birlikte, Uluslararası Deniz Tabanı Otoritesş (ISA), Clarion Clipperton Bölgesi içindeki polimetalik nodüller için 19 keşif lisansı vermiş durumda. Cook Adaları Deniz Dibi Mineralleri Kurumu (SBMA), münhasır ekonomik bölgesi içindeki polimetalik nodüller için 3 arama lisansı vermiştir.

Muhakkak ki, deniz madenciliğin geleceğini çevresel unsurlar ve ekonomisi belirleyecektir. Bunlar arasında deniz madenciliğindeki ekonominin belirleyicileri arasında madenin türü ve kalitesi, çıkarım teknolojisi, madencilik sahasının konumu ve derinliği ve pazar koşulları sayılabilir. Deniz madenciliğin maliyetleri, genellikle yüksektir. Bu maliyetler, araştırma ve geliştirme, madencilik ekipmanının ve altyapısının inşası ve bakımı, çevresel izleme ve hafifletme önlemleri ve işçilik maliyetlerini içerir. Bu duruma karşılık, deniz madenciliğin potansiyel kazançları, madenin değeri ve talebine bağlıdır. Özellikle, nadir toprak elementleri ve diğer değerli metaller, yüksek pazar değerine sahip olabilir. Ancak, bu kazançların gerçekleşmesi, madencilik teknolojilerinin etkinliği ve pazar koşullarına bağlıdır.

Deniz madenciliğin sosyal ve kültürel etkileri, genellikle yerel topluluklar ve yerli halklar üzerinde yoğunlaşıyor. Deniz madencilik faaliyetleri, deniz kaynaklarına bağımlı olan toplulukların geçim kaynakları ve kültürel yaşamlarını etkileyebilir. Deniz madenciliğin sosyal etkileri, genellikle iş yaratma ve ekonomik kalkınma biçiminde olumlu olabilir. Ancak, bu faaliyetler aynı zamanda çevresel tahribat ve kaynak çatışmaları gibi olumsuz etkilere de yol açabilir. Bu etkiler, özellikle deniz kaynaklarına bağımlı olan topluluklar ve yerli halklar için önemlidir. Bu nedenle, sualtı madencilik faaliyetlerinin sosyal ve kültürel etkilerini yönetmek için etkin sosyal politikalar ve toplum katılımı stratejileri geliştirmek önemlidir. Bu stratejiler, yerli hakların korunması, toplulukların karar verme süreçlerine katılımı ve sosyal hafifletme ve taviz önlemlerini içerebilir.

Deniz madenciliği, karasal madenciliğe kıyasla oldukça yeni bir alandır ve hala gelişme aşamasında olan teknolojilere dayanır. Bu teknolojiler, robotik ve otomasyon teknolojileri, sondaj ve kesme ekipmanları, maden çıkarım ve taşıma sistemleri ve çevresel izleme sistemleri gibi çeşitli araçları içerir. Bununla birlikte, sualtı madencilik teknolojilerinin geleceği, büyük ölçüde sürekli teknolojik gelişmelere ve bu teknolojilerin çevresel ve sosyal etkilerinin yönetilmesine bağlıdır. Bu konuda, daha verimli maden çıkarım teknolojilerinin geliştirilmesi, madencilik operasyonlarının daha fazla otomatikleştirilmesi ve daha etkin çevresel izleme ve yönetim teknolojilerinin kullanılması gibi çeşitli yaklaşımlar üzerinde çalışılmaktadır.

Deniz madenciliği, teknolojik inovasyonlara büyük ölçüde bağımlıdır. Sualtı madencilik teknolojileri, hala gelişme aşamasında olan ve sürekli yeniliklere ve iyileştirmelere ihtiyaç duyan bir alandır. Teknolojik inovasyonlar, sualtı madencilikte verimliliği artırabilir ve maliyetleri azaltabilir. Özellikle, otomasyon ve robotik teknolojiler, madencilik operasyonlarını daha etkin ve güvenli hale getirebilir. Bununla birlikte, teknolojik inovasyonlar aynı zamanda sualtı madencilik faaliyetlerinin çevresel etkilerini yönetmeye de yardımcı olabilir. Özellikle, çevresel izleme teknolojileri, madencilik faaliyetlerinin çevresel etkilerini takip etmek ve yönetmek için hayati öneme sahiptir.

Deniz madenciliği, geleceğin enerji kaynaklarına yönelik potansiyel bir yol olarak görülüyor. Nadir toprak elementleri ve diğer değerli metaller, özellikle yenilenebilir enerji teknolojileri ve elektrikli araçlar gibi geleceğin enerji çözümleri için hayati öneme sahip olabilir. Bununla birlikte, deniz madenciliği, bu enerji kaynaklarına sürdürülebilir ve çevreye duyarlı bir şekilde erişmek için çeşitli zorluklar ve fırsatlar sunmaktadır. Bu zorluklar, teknolojik engeller, çevresel etkiler ve sosyal-hukuki sorunları içerir. Diğer taraftan, deniz madenciliği, sınırlı karasal maden kaynaklarını tamamlayarak ve yeşil teknolojilerin geliştirilmesini destekleyerek sürdürülebilir enerji geleceğine katkıda bulunma potansiyeli sunmaktadır. Sonuç olarak, sualtında yapılan madencilik, geleceğin enerji kaynaklarına erişimde önemli bir rol oynayabilir. Ancak, bu potansiyeli gerçekleştirmek, etkin teknolojik yenilikler, çevresel ve sosyal hafifletme stratejileri ve adil ve sürdürülebilir bir madencilik sektörü için etkin düzenlemeler gerektirir.

Deniz madenciliği, büyüyen küresel enerji talebini karşılamada ve teknolojik ilerlemeyi sürdürmede kritik bir rol oynama potansiyeline sahip bir alan. Ancak bu potansiyel, çeşitli zorluk ve sınırlamalarla dikkatlice dengelenmelidir. Teknolojik, çevresel ve sosyal zorlukların yanı sıra, sualtı madenciliği aynı zamanda yasal ve düzenleyici sorunları da beraberinde getirir. Sualtı madenciliğin çevresel etkileri, bu faaliyetlerin sürdürülebilirliğini sağlamak için özenle yönetilmelidir. Bu, çevresel izleme ve hafifletme stratejilerinin yanı sıra, yerel toplulukların ve yerli halkların katılımını da içerir. Ayrıca, sualtı madenciliğinin toplumlar üzerindeki sosyal ve kültürel etkileri de dikkate alınmalıdır.

Teknolojik inovasyonlar, deniz madenciliğinin etkinliğini ve sürdürülebilirliğini artırmada önemli bir rol oynar. Bu, madencilik operasyonlarını daha etkin ve güvenli hale getiren otomasyon ve robotik teknolojilerinin yanı sıra, çevresel izleme teknolojilerini de içerir. Yasal ve düzenleyici çerçeve, sualtı madencilik faaliyetlerinin adil ve sürdürülebilir bir şekilde yönetilmesini sağlar. Bu, uluslararası ve ulusal düzeyde etkin düzenlemelerin yanı sıra, yerel hükümetlerin ve toplulukların karar verme süreçlerine katılımını da içerir.

Sonuç olarak, deniz madenciliği, büyüyen küresel enerji talebini karşılamada ve teknolojik ilerlemeyi sürdürmede önemli bir rol oynama potansiyeline sahip. Ancak, bu potansiyeli gerçekleştirmek, çeşitli zorlukların üstesinden gelmek ve fırsatları etkin bir şekilde değerlendirmek için etkin teknolojik, çevresel, sosyal ve yasal stratejiler gerektirir.

Nadir AVŞAROĞLU
Maden Mühendisi
Temmuz – 2023

Kaynakça

ABRAMOWSKI T., “Value Chain of Deep Seabed Mining Archived” 2016-12-28 at the Wayback Machine, article in the book: Deep sea mining value chain: organization, technology and development, pp 9-18, Interoceanmetal Joint Organization, 2016.

CARSON L., “In Deep Water: The Emerging Threat of Deep Sea Mining”, Greenpeace International, June 2019.

CHUNG, J.S. (2015). Deep Sea Mining Technology. Journal of Marine Science and Technology, 20, 1–6.

COSTA C., FANELLI, E., MARINI S., DANOVARO R., AGUZZI J., “Global Deep-Sea Biodiversity Research Trends Highlighted by Science Mapping Approach”, Frontiers in Marine Science. 7: 384, ISSN 2296-7745, 2020.

DOHERTY B., “Collapse of PNG Deep-Sea Mining Venture Sparks Calls for Moratorium”, The Guardian, from the original on 11 April 2021, retrieved 2 April 2021.

GALLAGHER MB., “Understanding the Impact of Deep Sea Mining”, MIT News, Massachusetts Institute of Technology, archived from the original on 7 February 2021.

GLASBY GP., “ECONOMIC GEOLOGY: Lessons Learned from Deep-Sea Mining”, Science. 289 (5479): 551–3,PMID 17832066, S2CID 129268215, 2000.

HALFAR J., FUJITA RM., “ECOLOGY: Danger of Deep-Sea Mining”, Science, 316 (5827): 987. PMID 17510349, S2CID 128645876, 2007.

HEIN, J.R., MIZELL, K., KOSCHINSKY, A., & CONRAD, T.A. (2013). Deep-ocean mineral deposits as a source of critical metals for high-and green-technology applications: comparison with land-based resources. Ore Geology Reviews, 51, 1-14.

“Impossible Mining”, archived from the original on 8 June 2022.

MACIĄG, Ł., ZAWADZKI D., GABRIELA A., PIESTRZYŃSKI, A., “Mineralogy of Cobalt, Rich Ferromangenese Crusts from the Perth Abyssal Plain (Indian Ocean)”, Minerals. 9 (2): 84, 2012.

MILLER, KA., THOMPSON KF., JOHNSTON P., SANTILLO D., “An Overview of Seabed Mining Including the Current State of Development, Environmental Impactsand Knowledge Gaps”, Frontiers in Marine Science. 4.ISSN 22296-7745, 2018.

PETTERSON, MG, KIM, Hyeon-Ju; GILL, JC, “Geosciences, Conserve and Sustainably Development Goals”, Cham: Springer International Publishing, pp. 339–367, 6 September 2021.

ROCHE, C., THYGESEN, K., & BAKER, E., “Social aspects of the life cycle of seabed mining”, Ocean & Coastal Management, 185, 105043, 2020.

SHARMA, BNNR., “Environment and Deep-Sea Mining: A Perspective”, Marine Georesources and Geotechnology. 18 (3), 285–294, 2000.

UNCLOS. (1982). United Nations Convention on the Law of the Sea. United Nations.

WEDDING, L.M., REITER, S.M., SMITH, C.R., GJERDE, K.M., KITTINGER, J. N., FRIEDLANDER, A.M., … & CROWDER, L.B. (2015). Managing mining of the deep seabed. Science, 349(6244), 144-145.

https://astrafizik.com/tr/bilim/sualti-madenciligi/

https://oceanfdn.org/deep-seabed-mining/Derin Deniz Tabanı Madenciliği – Okyanus Vakfı (oceanfdn.org)