Bildet viser noduler på havbunnen i Clarion-Clipperton Zone i Stillehavet. Foto: ROV KIEL 6000 / RV SONNE / GEOMAR
De er kjent som polymetalliske noduler, mangannoduler eller rett og slett manganknoller. Navnene forteller noe både om metallinnholdet og formen.
Mangannoduler ble først funnet under den britiske Challenger-ekspedisjonen i årene 1872 – 1876, men det skulle gå nesten hundre år før mennesker forstod at de ikke bare var en naturskapt kuriositet, men også en potensiell råstoffkilde.
Vi finner nodulene blant sedimentene på dyphavsslettene (typisk 3 000 – 6 000 meters dyp). De kommer i mange former og størrelser, men kan kanskje sammenliknes med poteter i en åker. Knollene består av metaller som har sirkulert i havet og som har sitt opphav fra erosjon av kontinenter eller fra hydrotermale skorsteiner i dyphavet.
Nodulene dannes i hovedsak på to måter; enten hydrogenetisk eller diagenetisk.
Hydrogenetisk dannelse skjer ved at oppløste metall-ioner i sjøvannet fester seg til en kjerne (nukleus). I dette tilfellet vokser nodulene på havbunnen.
Noduler kan også vokse blant sedimentene under havbunnen, og det er da metall-ioner i porevann som samler seg rundt en kjerne. Dette kalles diagenetisk dannelse.
Mangannoduler kan også dannes delvis hydrogenetisk og delvis diagenetisk. Dette gir gjerne asymmetriske former, da nodulene vokser raskest i bunnen.
Prosessen, uansett om den foregår på eller under havbunnen, er svært saktegående. Noduler på havbunnen vokser med om lag 10 millimeter per million år. Under havbunnen er veksten mellom 10 og 100 millimeter per million år.
Det må altså svært stabile forhold til, for å danne store knoller. Noe dyphavsslettene gjerne er.
Det ligger som nevnt i navnet at nodulene inneholder en betydelig andel mangan. Mangan er en viktig tilsetning i stål- og jernproduksjon, og brukes også i aluminiumslegeringer.
Nodulene inneholder også nikkel, kobber og kobolt, metaller som vil bli spesielt etterspurte i det grønne skiftet til blant annet batterier.
Analyser av noduler hentet fra Clarion-Clipperton Zone (CCZ, det største mangannodulfeltet i verden) i Stillehavet mellom vestkysten av Mexico og Hawaii, ga følgende gehalter:
Mangan: 28,4 %
Jern: 6,2 %
Nikkel: 1,3 %
Kobber: 1,0 %
Kobolt: 0,2 %
Noduler dannes på havbunnen og blant sedimentene. Illustrasjon: C. Kersten / GEOMAR
Leting og utvinning
Vi kjenner ikke til mangannodulforekomster i norske farvann. Foruten CCZ, er store kjente økonomisk interessante havregioner Peru-bassenget vest for Peru, Penrhyn-bassenget ved Cook-øyene øst for Australia og Indiahavet.
Det er imidlertid store deler av verdenshavene som ikke har blitt undersøkt tilstrekkelig. Det er anslått at 38 millioner kvadratkilometer kan ha gode forhold for noduldannelse. Det tilsvarer omtrent ni ganger arealet til EU-landene.
For flere av de nødvendige metallene, er det antatt at mesteparten finnes i havet. Ifølge USGS gjelder dette for nikkel, mangan, molybden og spesielt kobolt der det er antatt at hele 96 prosent av gjenværende ressurser finnes under havoverflaten.
Et konservativt anslag er at CCZ kan inneholde 6 milliarder tonn mangan, 270 millioner tonn nikkel, 230 millioner tonn kobber og 44 millioner tonn kobolt. Mengden kobber i CCZ skal tilsvare en tredjedel av alle kjente ressurser på land.
Clarion-Clipperton Zone utgjør altså en enorm ressurs for metaller. Det er anslått at et gruveselskap som skal operere i CCZ, må hente opp to til tre millioner tonn mangannoduler per år for at det skal være økonomisk. Det tilsvarer et årlig areal på 200 – 300 kvadratkilometer (Oslo har et areal på 270 km2).
Det er imidlertid begrenset hvor mange operatører som kan drive på ressursene i CCZ. Ettersom nodulene primært består av mangan, vil markedet mettes raskt, og prisene falle.
Utvinning av råmaterialer fra dyphavet utgjør tekniske og logistiske utfordringer. Så langt eksisterer det meste av mulige teknologier og metoder kun på tegnebrettet som konsepter. Noe utstyr og noen systemer har imidlertid blitt utviklet.
Noduler er relativt lette å utvinne i og med at de er løse steiner som ligger på eller i sedimentene på havbunnen.
De første teknologiene for innhenting av noduler ble utviklet allerede på 1970-tallet. Konseptet går kort og godt ut på at maskiner kjører på havbunnen og samler inn nodulene. De blir så pumpet opp til et produksjonsskip via et rør.
På produksjonsskipet skilles nodulene fra sedimenter og vann, som sendes tilbake ned til havbunnen.
Dagens eksisterende innsamlermaskiner er mindre enn hva som trengs i fremtiden om nodulene skal utvinnes økonomisk.
