Глубоководные твердые полезные ископаемые.

Среди глубоководных твердых полезных ископаемых, обнаруженных на морском дне, прежде всего необходимо отметить железо-марганцевые конкреции. Они представляют собой минералы, образующиеся в результате осаждения гидроокислов марганца, железа и других минеральных солей из морской воды. При этом они обычно концентрируются около какого-нибудь небольшого ядра вроде обломка камня или зуба акулы.

Каким же образом попадают железо и марганец в морскую воду? По этому поводу нет единой точки зрения. Одна группа ученых считает, что эти металлы попадают в океан с суши с речным стоком; другая - что они попадают в моря и океаны при подводных извержениях с вулканическими газами. По-видимому, имеют место оба этих источника попадания этих металлов в воды Мирового океана. Районы распространения конкреций занимают обширные площади в миллионы квадратных километров, плотность их залегания настолько высока, что они местами лежат вплотную, прилегая друг к другу. Железо-марганцевые конкреции имеют очень широкое распространение на дне морей и океанов (особенно Тихого и Атлантического) на глубинах от 60 до 7000 м (чаще всего встречаются все же на глубинах свыше 3000 м). Обычно в среднем конкреции содержат 24 % марганца, 14 % железа, 1 % никеля, 0,5 % меди и меньше 0,5 % кобальта. Так как в марганцевой руде, добываемой на суше в среднем от 35 до 55 % марганца, то именно медь, никель и кобальт оказываются наиболее привлекательными с экономической точки зрения. Однако следует учитывать, что по сравнению с запасами марганца во всех известных на суше месторождениях, запасы этого металла в конкрециях в сотни раз больше.

В настоящее время предложено два основных метода добычи марганцевых конкреций с морского дна. Это метод гидравлического землесоса с применением всасывающей и подъемной силы потока воды в трубе (наиболее распространенный вариант - эрлифтный метод) и метод ковшовой драги, механически сгребающей конкреции прикрепленной к канату ковшом. Каждый из этих методов имеет свои сильные и слабые стороны, и лишь с началом промышленной разработки конкреций станет ясно, какой из них лучше зарекомендует себя в процессе работы.

Кроме железо-марганцевых конкреций на морском дне интерес представляют и фосфоритовые конкреции. Они распространены на глубинах 50-2500 м, близ берегов США, Чили, перу, Японии, Австралии, Индии, Марокко, Гвинеи, Анголы и других стран. Спрос на фосфориты небольшой, и поэтому морские месторождения пока не в состоянии конкурировать с месторождениями суши. К тому же в большинстве случаев фосфориты морских месторождений по своему качеству значительно уступают разрабатываемым на суше. Освоение морских залежей фосфоритов представляет интерес и для России так как основные земледельческие районы испытывают недостаток фосфатного сырья. Крупнейшее месторождение апатитового сырья - Хибинское - удалено от основных районов потребления фосфатов, и запасы апатитового концентрата по мере возрастания потребностей заметно истощаются. Кроме того, сырье для всех заводов по производству суперфосфата завозится по железной дороге с Кольского полуострова, что делает стоимость удобрений довольно высокой. Запасы фосфатного сырья в море оцениваются в сотни миллиардов тонн и могут обеспечить потребности на тысячелетия вперед.

Наконец, в Красном море обнаружены впадины с температурой воды до +62°С и с содержанием солей до 26 %0 (вместо 3,5 %0 в обычной морской воде). Практически такая вода представляет собой “горячий рассол”. В этих “рассолах” встречены илы черного, белого, желтого, оранжевого цветов с высоким содержанием железа, марганца, меди и цинка с примесью других металлов, в том числе серебра, золота. Таких впадин в Красном море существует около тринадцати.

“Живая руда”.

Рассказывая о богатствах Мирового океана нельзя не упомянуть о “живой руде”, или “тощей руде”, как часто называют морскую воду за то, что в ней растворено около 60 химических элементов таблицы Д. И. Менделеева. Человек пока научился извлекать из воды лишь очень небольшое количество элементов. Из 35 г. солей, содержащихся в 1 л морской воды, 30,1 г. составляет хлористый натрий, 2,7 г - сульфаты, 2,1 г - магний, калий, кальций, а все остальные вещества- лишь 0,035 г. Около 99 % мировых запасов брома приходится на воды Мирового океана. Большое внимание уделяется разработке методики добычи урана из морской воды. Сначала ХХ в. Различными странами предпринимались попытки добычи золота из морской воды.

В 1959 г. во время одного из рейсов научно-исследовательского судна “Михаил Ломоносов” ионно-обменные смолы, представляющие, по-существу, один из видов сорбента, были помещены в фильтрующую колонку, которая была укреплена ниже ватерлинии и подключена к водозаборному кингстону. В течение всего рейса чрез фильтрационную колонку пропускалась океанская вода. Всего ее прошло около 60 тыс. Л. В результате каждый килограмм ионитов извлек из морской воды 0,15 г урана, 0,125 г серебра; были обнаружены также золото, стронций, висмут, цинк, медь, марганец, железо, алюминий, кремний, кальций, магний. В ходе другого эксперимента советские ученые получили из 500 л морской воды крупинку золота массой в 1 мг. Между тем установлено, что среднее содержание золота в воде 0,032-0,049 мг на 1т, а общие запасы в океане по различным данным оцениваются в 8-10 млн. т, что составляет почти 2,5 кг на каждого жителя планеты.

Возможно, что скоро ионообменные колонки будут установлены на всех судах торгового флота. В течение рейса эти устройства смогут фильтровать воду, и по возвращении в порт содержимое колонок будет сдаваться на обработку в химические лаборатории, а колонки заменяться новыми. Вероятно, таким способом в ближайшем будущем и будут добывать из океана ценные редкие металлы. Пока же добыча урана, золота и других элементов из морской воды экономически невыгодна и не оправдывает себя. Однако, учитывая гигантские темпы роста технических достижений и все возрастающие потребности в ряде ценных металлов, мы все более приближаемся к тому моменту, когда морская вода займет свое место как “комплексная руда номер один” и полностью “отдаст” человеку все необходимые элементы. Безусловно, минеральные богатства Мирового океана будут играть ведущую роль в экономике ближайшего будущего нашей планеты.