Flera tusen meter ner i djuphavet finns världens rikaste fyndigheter av polymetalliska noduler. De innehåller bland annat nickel och kobolt.
Bild: The metals company

Framtidens metaller jagas på havsbotten

Kobolt, nickel och koppar behövs i allt från vindkraftverk till mobiltelefoner. Bristen på metallerna är stor, men många finns på havets botten – även i Bottenviken. Nu ska forskarna reda ut miljökonsekvenserna av att ta upp dem.

De påminner om potatisar eller skrovliga köttbullar. I tusentals år, eller rent av i miljontals, har de anspråkslösa knölarna legat utspridda på havets botten. Nu har de blivit världspolitik. Kommer de att lämnas kvar där nere?

Så kallade polymetalliska noduler förekommer i alla världshav och i många innanhav. De bildas genom utfällningar i gränsskiktet mellan bottensediment och havsvatten. Allt börjar med ett enkelt gruskorn eller rent av en hajtand. Ovanpå den antar mineraler från havsvattnet sedan fast form i lager på lager. De potatisliknande klumparna kan innehålla koppar, nickel, kobolt, järn, mangan och sällsynta jordartsmetaller.

I takt med att samhällen elektrifieras ökar efterfrågan på komponenter där de sällsynta jordartsmetallerna behövs. Mer än hälften av dem kommer i dag från Kina, vilket gör att många söker efter andra källor. Det är här nodulerna kommer in i bilden.

Forskning & Framsteg som ljud!

Här kan du höra inlästa versioner av våra reportage.

Lyssna!
Thomas Dahlgren är forskare på institutionen för marina vetenskaper vid Göteborgs universitet.
Bild: Malin Arnesson / GU

– Några företag har haft planer på att ploga knölarna i långa fåror och därefter plocka upp dem, som på en potatisåker ungefär, säger Thomas Dahlgren, som är forskare på institutionen för marina vetenskaper vid Göteborgs universitet.

Miljöeffekter av gruvbrytning på havsbotten

Än så länge är det dock olagligt. I alla fall så länge nodulerna finns på internationellt vatten och inte inom ländernas egna ekonomiska zoner. Själv har Thomas Dahlgren gjort totalt tre expeditioner till det som anses vara världens mest nodultäta område, och hans forskargrupp har varit där vid ett 20-tal tillfällen. Clarion Clipperton-zonen ligger på internationellt vatten i Stilla havet mellan Hawaii och Mexiko. Området är lika stort som hela Europa. Här har forskare och exploateringsföretag fått utforskningstillstånd att utreda miljöeffekterna av gruvbrytning.

Det första experimentet genomfördes redan på 1970-talet. En maskin stor som tre bussar plockade upp mer än 100 ton noduler, men försöket följdes aldrig upp. År 1989 skedde ett annat stort experiment där företaget i fråga använde mindre maskiner och något mer skonsamma metoder. Efter sju år hade djur större än en centimeter inte återhämtat sig. För djur mindre än en millimeter gick det bättre, men även bakterier reagerade illa på störningen. Ekosystemet i djuphavet utsätts så sällan för störning eller omblandning att det blir extra känsligt för yttre påverkan.

I Clarion Clipperton-zonen finns nodulerna på mellan 4 000 och 6 000 meters djup. Mer än hälften av planetens yta består av sådana här djupa havsbottnar på internationellt vatten, så kallade abyssala slätter. Ändå är kunskapen om dem försvinnande liten.

Såväl forskare som gruvexploateringsföretag fjärrstyr all utrustning. Att skicka ner människor till 6 000 meters djup är för farligt.
Bild: The metals company

– Djuphavet är den sista platsen på jorden som vi har kvar att utforska ordentligt. Vi har bara gjort nedslag här och där, säger Thomas Dahlgren.

Just de här nodulerna ligger på internationellt vatten och det finns inga enskilda nationer som förfogar över fyndigheterna. Än så länge är all form av djuphavsgruvbrytning förbjuden här, men snart kan det bli ändring på den saken.

För två år sedan rörde en liten önation i Stilla havet om i grytan. Nauru, med drygt 12 000 invånare, utlöste en så kallad tvåårsregel tillsammans med det kanadensiska företaget The metals company. Det innebar att FN:s havsbottenmyndighet, ISA, hade två år på sig att hantera frågan om huruvida exploateringen på havsbottnen kunde få grönt ljus.

The metals company vill påbörja djuphavsgruvbrytning inom ett par år. Under testbrytningen 2022 samlade bolaget in över 4 000 ton noduler. Kritiken har varit högljudd från miljörörelsen.
Bild: The metals company

Gruvdrift i haven skulle skona regnskogen

I dag kommer mer än hälften av världens nickel från Indonesien, med skövlade regnskogar som följd. The metals company har framhållit att färre arter riskerar att skadas i Clarion Clipperton-zonen än i de artrika regnskogarna i Indonesien. Samtidigt har flera företag aktivt gått ut och sagt att de inte kommer att köpa djuphavsmineraler, även om gruvbrytningen blir tillåten. Det gäller till exempel fordonstillverkarna Volvo, BMW, Scania och Volkswagen. Också Google, Philips, Northvolt och Patagonia tar avstånd från mineralutvinningen. Även från miljörörelsen har kritiken varit tydlig.

I augusti 2023 enades ISA:s medlemsländer om att regelverket inte var klart och att de fortfarande inte kunde behandla ansökningar om att starta gruvdrift på havsbotten, med hänvisning till att vetenskapen vet för lite om livet så långt ner i havet. Thomas Dahlgren tycker att det är bra att ett regelverk är på väg. Varje gång han är ombord på en forskningsexpedition till Clarion Clipperton-zonen fascineras han av hur mycket liv det faktiskt finns i djupet, dit solljuset aldrig når. Vid det här laget har forskarna hittat och registrerat cirka tusen arter i området. Fortfarande saknar omkring 90 procent vetenskapliga namn.

– Jag är expert på maskar och det är den största djurgruppen av alla i den här faunan. Det kryllar av havsborstmaskar! Det finns också musslor, små kräftdjur, mossdjur, svampdjur, koraller och fiskar. Många tror att det är helt dött där nere, men det är en direkt felaktig bild, säger Thomas Dahlgren.

De första experimenten genomfördes för 50 år sedan. De senaste 10 åren upplever han att arbetet har intensifierats och att forskningsexpeditionerna blivit allt fler. Vid det här laget har forskare ganska bra koll på vilka djur som lever där nere. Fortfarande saknas dock studier från andra delar av Stilla havet. Det är information som behövs för att ta reda hur unika de här djuren är, eller om de finns på flera platser. Om arter bara finns i Clarion Clipperton-zonen finns det en risk att de utrotas för gott om mineralbrytningen får grönt ljus.

Kostsamt att forska i djuphaven

Trots att havet är så okänt är det svårt att få pengar för att ta reda på vilka djur som lever där. I princip all forskning görs på uppdrag av gruvdriftsbolag, som måste göra miljöbeskrivningar för att kunna starta verksamhet så småningom. Thomas Dahlgren har fått kritik för att samarbeta tätt med utvinningsföretag.

– En väldigt stor del av forskningen är industri­driven tyvärr. Att hyra ett expeditionsfartyg, inklusive utrustning, kostar mellan en halv och en miljon svenska kronor per dygn. Då är inte kostnaden för alla forskare ombord medräknad, säger han.

The metals company vill påbörja djuphavsgruvbrytning inom ett par år. Under testbrytningen 2022 samlade bolaget in över 4 000 ton noduler. Kritiken har varit högljudd från miljörörelsen.
Bild: The metals company

Thomas Dahlgren är noga med att poängtera att forskarna äger alla sina data och är fria att publicera vad som helst. För att kunskapen ska vara tillgänglig för alla läggs samtliga vetenskapliga rapporter ut som open access.

Det finns också några undantag från industri­finansieringen. Thomas Dahlgren nämner två EU-finansierade expeditioner som han varit inblandad i. Amerikanska The Moore foundation samt USA:s vädertjänst National oceanic and atmospheric administration, NOAA, har också finansierat vetenskap från området.

– En del vill gärna påpeka att vi är i händerna på industrin, men det får stå för dem. Jag ser det inte så. Allt från rymdforskning till medicinforskning brukar också vara industrifinansierat. På ett sätt är det kanske rätt att samma företag som har möjlighet att tjäna pengar på utvinningen också finansierar forskningen.

Stora risker för undervattensmiljön

De möjliga hoten är flera. Att maskiner kan förstöra livsmiljön på havsbotten är bara en faktor. Sedimentmoln från utvinningen kan spridas långa sträckor och förstöra habitat. Det marina livet kan störas av undervattensbuller och onaturligt ljus från maskiner. Det finns också en risk för att giftiga ämnen frigörs och sprids, tillsammans med koldioxid som lagrats i sedimenten.

Planerna har liknats vid bottentrålning, en effektiv men omdiskuterad fiskemetod där tunga nät släpas efter fiskebåtar och dras fram längs botten. Växter och djur som lever på botten riskerar att skadas eller dö.

Eva-Lotta Blom på institutionen för vilt, fisk och miljö vid Sveriges lantbruksuniversitet, SLU.
Bild: Privat

En som oroas över planerna på gruvbrytning är Eva-Lotta Blom, på institutionen för vilt, fisk och miljö vid Sveriges lantbruksuniversitet, SLU.

– Bottentrålning är ett stort problem. Vi har redan trålat sönder många bottnar, säger hon.

Merparten av världens fångster fiskas med just trål. Även områden som inte bottentrålas påverkas, eftersom sedimenten som trålen virvlar upp kan färdas långt och frigöra både miljögifter och närsalter. Företagen å sin sida menar samtidigt att nodulutvinningen kan ske på ett skonsamt sätt och experimenterar med lösningar som går ut på att samla in så mycket som möjligt av sedimenten. Hur det går återstår att se.

Problem med undervattensbuller och sedimentmoln

Ljudet från fartyg och utvinningsredskap kan också innebära problem. Eva-Lotta Blom är själv expert på undervattensbuller. Många marina arter får svårigheter att navigera och kommunicera i bullriga miljöer.

– Samtidigt är buller en av de bästa föroreningarna. Det stör bara så länge du håller på, men så fort du stänger av motorn är problemet löst, säger Eva-Lotta Blom.

Grumlingen från sedimentmolnen är ett mycket svårare problem att lösa.

Djupt nere på havets botten är det kallt och beckmörkt. Vattentrycket är högt och salthalten likaså. Bara att hissa ner undervattensroboten och övriga instrument tar mellan 1,5 och 2 timmar. Thomas Dahlgren beskriver expeditionerna som en avancerad men oglamorös apparat. 

– På min första expedition fick vi upp en extremt sällsynt snäcka. Jag har hittat den flera gånger sedan dess. Då är det värt allt slit. Längre tillbaka i tiden trodde man att den var utdöd, säger Thomas Dahlgren.

På botten är det bara 2 grader varmt och närmare ytan snarare 28 eller 29 grader.

– Om djuren utsätts för den temperaturen dör de knall och fall, säger Thomas Dahlgren.

Forskarna plockar därför upp bottensedimentet med undervattensrobot och en isolerad box som håller temperaturen. Väl ombord gäller det att arbeta snabbt för att skydda provet från sol eller tropiska regnstormar. Nodulerna lyfts bort för hand och eventuella fastsittande djur placeras i kallt filtrerat havsvatten. Sedimenten granskas också noga. Det är både kladdigt och lerigt. De flesta djur är så små att de inte går att se med blotta ögat. Snäckan i fråga är inte mer än två eller tre millimeter stor och sållas fram ur bottensedimenten. Allt placeras i sprit för att sedan transporteras till respektive forskare.

– Det är nästan som att återuppleva 1700-talet när Linné och hans kompisar först började beskriva naturen på land. Vi gör samma sak, fast i havet, och det är nya upptäckter hela tiden, säger Thomas Dahlgren.

Han tror att det bara är en tidsfråga innan djuphavsgruvbrytningen startar. Norge har till exempel planer på att utvinna noduler inom landets egen ekonomiska zon. På Cook-öarna, i Japan och i Kina finns liknande planer.

– Det är sannolikt att vi kommer att se någon form av brytning inom de närmaste fem åren, säger Thomas Dahlgren.

Kanadensiska The metals company har gått ut och meddelat att de avser att starta djuphavs­gruvbrytning i slutet av år 2025 och att de ”hoppas att ett regelverk är på plats till dess”.

Letar mineraler i Bottenviken

Också utanför Sveriges kust finns det planer.

I somras beviljade näringsdepartementet det svenska företaget Scandinavian ocean minerals undersökningstillstånd för att titta närmare på ett mineralfynd i Bottenviken, drygt två mil utanför Skellefteå i svenskt territoriellt vatten. Här handlar det inte om någon djuphavsgruvbrytning. Nodulerna ligger i grunda vatten på mellan 60 och 150 meters djup, och nära kusten. Det gör att länderna inte måste komma överens sinsemellan. Den svenska regeringen får bestämma.

Nodulerna är många, men mindre än i Stilla havet, och påminner mer om småsten än om potatis. De har bildats efter att metalljoner färdats med älvarna från norra Sverige och vidare ut i Bottniska viken och Östersjön.

Jan Albertsson är miljöanalytiker vid Umeå marina forskningscentrum, som hör till Umeå universitet.
Bild: Privat

– Vi bottenfaunister har känt till de här nodulerna jättelänge. De kan ha ett iögonfallande och säreget utseende. Det fanns intresse för noduler när jag var nybakad biolog, men metallpriserna var låga och det saknades intresse för sällsynta jordartsmetaller. Nu är läget ett helt annat, säger Jan Albertsson, miljöanalytiker vid Umeå marina forskningscentrum som hör till Umeå universitet.

Han är en av flera forskare som ska undersöka miljökonsekvenserna av nodulbrytning i Bottniska viken och Östersjön. Projektet pågår i ytter­ligare 3,5 år och mätningarna påbörjas under hösten. Projektet leds av Francisco Nascimento, lektor i marin ekotoxikologi vid Stockholms universitet.

– Vi har betydligt mer kunskap om nodulextraktion i djuphavsområden. Det finns väldigt lite information från kustområden och andra grunda områden. Nu när det råder brist på material börjar de här nodulerna bli kommersiellt intressanta, säger Francisco Nascimento.

Jan Albertsson och hans kollegor vid Umeå marina forskningscentrum har utfört miljö­övervakning i Bottniska viken i många år och har grundliga tidsserier åtminstone sedan 30 år tillbaka. Han beskriver området som speciellt. Bräckt hav är i sig ganska ovanligt och miljötillståndet är i dag relativt bra.

– Jag får ibland höra att det inte finns så mycket djurliv på bottnarna där nere. Det finns visserligen väldigt få arter av större lätt synliga djur, men antalet individer är ändå hundratals per kvadrat­meter. Det finns faktiskt fler av dessa djur i de djupa delarna av Bottenviken än på motsvarande djup i Egentliga Östersjön, eftersom vi har syre hela vägen ner till botten, säger Jan Albertsson.

Vill suga upp nodulerna från botten

Nodulerna innehåller järn och mangan, men också nickel och kobolt, som behövs i elektroniska komponenter. Företaget ser framför sig en upptagning på 1 miljon ton noduler per år, men beskriver metoden som skonsam. De planerar att suga upp nodulerna med ny teknik, kallad air lift, som kan jämföras med en undervattensdammsugare.

F&F i din mejlbox!

Håll dig uppdaterad med F&F:s nyhetsbrev!

Beställ nyhetsbrev

Forskarna ska samarbeta med Scandinavian ocean minerals, som fått undersökningstillstånd för att kartlägga mineralfyndet. Forskarna hoppas på att simulera mineralbrytning i liten skala, men med en realistisk version av den aktuella undervattensdammsugaren, för att kunna följa upp hur den marina miljön återhämtar sig. Dammsugaren är designad som en låda, i syfte att minska partikelspridningen och fånga in virvlande sediment som annars riskerar att påverka det marina livet negativt.

Francisco Nascimento är lektor i marin ekotoxikologi vid Stockholms universitet. Bild: Stockholms universitet

– Som marinbiologer ser vi den här typen av verksamhet som ganska grov. Att dammsuga sedimentets översta fem eller tio centimeter och sedan släppa tillbaka materialet innebär troligtvis omfattande påverkan. Samtidigt måste de här mineralerna tas någonstans ifrån. Frågan är hur lång tid det tar för ekosystemen att återhämta sig och hur detta kan jämföras med andra utvinningsmetoder, som exempelvis gruvdrift på land. Scandinavian ocean minerals har också sagt att de inte kommer att gå vidare om det visar sig att miljöpåverkan blir för stor, säger Francisco Nascimento.

Forskningsprojektet finansieras av Formas och bedrivs oberoende från företaget, något som Francisco Nascimento tycker är viktigt. Samtidigt understryker han att samarbetet med företaget är en viktig del av processen för att säkerställa att man framställer användbar kunskap för alla intressenter.

– Kustekosystem som Bottenviken är mer dynamiska och exponeras oftare för störningar än djuphavet. Det finns möjlighet att eko­sys­temet i Bottenviken återhämtar sig från sådana störningar snabbare än djuphavet. Men hur lång tid återhämtningen kan ta vet vi inte, och det är mycket betydelsefullt att ta reda på det innan mineralbrytningen växer som industri, säger Francisco Nascimento.

Prenumerera på Forskning & Framsteg!

10 tidningsnummer om året och dagliga nyheter på fof.se med kunskap baserad på vetenskap.

Beställ idag

Miljö & klimat

Upptäck F&F:s arkiv!

Se alla utgåvor