Какие богатства скрываются в царстве Нептуна? Геологоразведка мирового океана

Мировой океан покрывает более 70% площади земного шара и скрывает в своих глубинах огромные богатства, которые ещё предстоит разведать. Однако геологоразведка на море имеет свою специфику, требует специального оборудования и навыков по сравнению с аналогичными работами на суше.

Мы решили выяснить, как организована геологоразведка в акваториях Мирового океана, какая техника для этого необходима, какие полезные ископаемые таким образом можно обнаружить и каких результатов удаётся добиться.

Разведка на шельфе взяла паузу

Когда мы говорим о добыче морских полезных ископаемых, в первую очередь в голову приходят нефть и газ. Добыча углеводородов на шельфе ведётся уже несколько десятилетий. Собственно, и методы разведки здесь давно известны: это сейсморазведка и бурение.

В 2019 году в РФ выполнили 6,1 тыс. квадратных километров 3D-сейсморазведки и 22,7 тыс. погонных километров 2D-сейсморазведки на море, приводит цифры в  своём «Обзоре нефтесервисного рынка в России — 2020» международная аудиторская компания Deloitte.

Здесь нужно отметить, что эти показатели ниже, чем в предыдущие годы. Для сравнения: в 2014 году выполнили 96,7 тыс. погонных километров 2D и 23,1 тыс. квадратных километров 3D-сейсморазведки на море. Затем последовало падение до 28,1 тыс. погонных километров и 11,5 тыс. квадратных километров соответственно в 2015 году.

Объясняется это тем, что основные работы российские компании вели на арктическом шельфе, а рентабельность добычи нефти в северных водах — величина непостоянная, которая сильно зависит от курса «чёрного золота». Как раз в  2014 году цены на нефть пошли вниз, что отразилось на обвальном снижении объёмов сейсморазведки уже в 2015 году. На протяжении двух следующих лет показатели росли, однако в 2018 году случилось новое снижение.

Однако у этого спада нашлись свои причины. По мнению экспертов Deloitte, основным фактором стал мораторий на продажу новых лицензионных участков на шельфе, которые российские власти ввели в сентябре 2016 года. Тогда это решение выглядело логичным. В условиях низких цен на нефть и санкций западных стран российские компании с трудом справлялись с уже заявленными объёмами. Поэтому российские власти решили попридержать участки шельфа до лучших времён.

На рынке морской сейсморазведки это решение сказалось не лучшим образом. Уже в 2018 году крупнейшие заказчики сейсморазведки на шельфе: «Газпром» и «Роснефть» — выполнили большую часть обязательств по своим участкам.

В результате общий объём рынка в 2018-2019 годах в денежном выражении сократился в три раза. Среди ещё не реализованных проектов самые крупные — это Северо-Врангелевский и Хейсовские участки. Помимо них, до поры морская геологоразведка будет ограничена небольшими проектами на шельфе и в транзитных зонах, отмечает Deloitte.

Не нефтью единой: какие полезные ископаемые скрывает Мировой океан?

Однако просторы океана богаты не только нефтью и газом. Когда мы переходим береговую линию, это не значит, что континентальная кора заканчивается, она продолжается на дне океана. И соответственно, те руды и  полезные ископаемые, которые встречаются на континенте, могут встречаться и на шельфе — продолжении континента под водой.

«Я не побоюсь сказать, что в акваториях Мирового океана можно встретить практически все виды полезных ископаемых, в том числе и те, которые в континентальных условиях не встречаются. Дно Мирового океана на большой глубине усеяно железо-марганцевыми конкрециями. Такие поля тянутся на десятки, сотни километров. Это ресурсы будущего, к которым уже подступаются.

Активно во многих прибрежных районах разрабатывают россыпные месторождения золота. Кроме этого, в россыпях можно найти олово, алмазы, цирконий, титан, железо, платину», — рассказывает заместитель заведующего горно-геологическим отделением, кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры геологии месторождений и  методики разведки Института горного дела, геологии и  геотехнологии СФУ Павел Самородский.

Конечно, все оценки объёмов морских богатств носят примерный характер, и в ходе освоения месторождений могут быть скорректированы как в большую, так и в меньшую сторону. В статье С. И. Андреева, Г. А. Черкашева «Минеральные ресурсы глубоководных районов Мирового океана: состояние, проблемы изучения и освоения» приводятся следующие цифры: никеля в океане даже больше, чем на суше (654,84 млн тонн против 271,61 млн тонн).

Также велики запасы марганца (20 958, 57 млн тонн), цинка (175 млн тонн), кобальта (358,08 млн тонн). Значительны и запасы и драгоценных металлов: золота (около тысячи тонн), серебра (около 9 тысяч тонн), платины (14 798 тыс. тонн). Хотя они и уступают аналогичным запасам на суше.

Отдельно стоит выделить глубоководные илы, где обнаружили содержание необходимых в промышленности редкоземельных металлов. Это относительно новое сырьё, его история началась в 2011 году, однако уже удалось добиться определённых результатов. Главным недостатком морских руд по сравнению с наземными является низкое качество — малое содержание в них полезных компонентов.

Однако был предложен простой и недорогой способ обогащения морской редкоземельной руды прямо на месте добычи с помощью метода гидроциклонной сепарации, который затем может применяться и на промышленной стадии.

Действие гидроциклонного сепаратора построено на отделении тяжёлых/крупных зёрен от лёгких/мелких, что позволяет прямо на месте добычи повысить качество руды примерно в два раза. Это делает добычу илов значительно более эффективной, снижая стоимость подъёма руды на поверхность.

«Не надо забывать о компонентах, растворённых в морской воде. В отрасли уже давно обсуждают идеи выделения золота из морской воды. Эта тема вызывает большой интерес, ведь когда мы разрабатываем обычные месторождения, очень больших затрат требует дробление руды. А получать золото прямо из воды, не тратясь на  дробление, — это так удобно. Такие попытки предпринимаются и сейчас, но пока без особого успеха», — отметил Павел Самородский.

Теоретически, говорит учёный, выделение золота из морской воды возможно, главное — снизить себестоимость. Этот новый способ добычи золота мог бы вызвать революцию в отрасли.

«Перспективы разработки морского дна велики, и основные виды полезных ископаемых, которые будут разрабатываться на дне морского океана, — это железо-марганцевые конкреции и железо-марганцевые корки, сульфидные руды «чёрных курильщиков», илы с высоким содержанием редких земель», — считает Павел Самородский.

За чем дело стало?

Итак, очевидно, что морские недра богаты полезными ископаемыми. За чем же стало дело? Что мешает прорыву в отрасли?

Первое и самое очевидное — разведка и разработка морских месторождений требует дополнительных вложений, применения новых технологий и оборудования. Притом морская среда имеет свою специфику.

Одно дело — искать новые месторождения по соседству с известными или «руду от руды», и совсем другое — найти месторождение на морском дне, что называется, с нуля. Проблема в том, что морское дно во многих местах покрыто слоем ила, который достигает десятков, а то и сотен метров. То есть, если сейчас планируется добыча чего-то в Мировом океане, это вещество должно находиться на поверхности дна.

Вторая причина связана с тем, что сегодня разведка морских полезных ископаемых — это скорее работа на перспективу. В настоящий момент нет таких полезных ископаемых, количество которых на суше так мало, что требует безотлагательной добычи на морском дне.

Выражаясь образно, человечество ещё не припёрто к стенке или, как в данном случае, — к береговой линии. Однако, с учётом темпов развития цивилизации очевидно, что подводная добыча станет повседневной реальностью. Причём, скорее всего, уже при жизни нынешнего поколения.

Причина номер три — экологические ограничения, которые становятся особенно серьёзным препятствием, если объект находится на небольшой глубине. Как правило, в таких случаях морское дно густо населено, и разработка месторождений губительно скажется на морской биоте. Конечно, эта составляющая вносит свой вклад в стоимость работ. Единых решений здесь пока не выработано.

Например, в случае с конкрециями предлагается «шахматный способ», когда морское дно делится на клетки, и полезные ископаемые извлекаются с «чёрных клеток», тогда как морские организмы смогут перебраться на «белые клетки». Тем не менее готового технологического решения, как добывать полезные ископаемые с минимальным вредом для окружающей среды, пока не выработано.

Все эти факторы сдерживают темпы морской геологоразведки и добычи полезных ископаемых. Между тем в  этой сфере работают многие государства: США, Китай, Япония, Австралия, страны Евросоюза, Новая Зеландия и даже ЮАР, Намибия и Мексика. Само собой, одной из крупнейших держав здесь выступает Россия. Какова же ситуация на мировом рынке добычи морских полезных ископаемых?

Партнёры — конкуренты

С юридической точки зрения, добычу полезных ископаемых можно подразделить на два вида. Первый — это добыча в прибрежных водах государства, которые в соответствии с международным правом являются продолжением его территории. Второй — это разведка и добыча полезных ископаемых в нейтральных или международных водах.

Изучение и освоение минеральных ресурсов Мирового океана осуществляется в рамках Международной конвенции ООН по морскому праву от 10 декабря 1982 года. Согласно её положениям, эти территории являются общим наследием человечества. Регулированием деятельности государств в этом районе занимается Международный орган по морскому делу, или МОМД.

Россия имеет право на разведку и разработку месторождений железо-марганцевых конкреций и корок в  зоне Кларион-Клиппертон и Магеллановых островов Тихого океана, и глубоководных сульфидных руд (так называемых «чёрных курильщиков») в Атлантическом океане. Результаты разведки показали высокое содержание в сульфидной руде цинка, меди, золота, серебра и других элементов. Однако сложности возникли на этапе разработки этих месторождений.

«Мы определили местонахождение и количество запасов, а вот предъявить технологии по добыче не можем. И тем самым оказываемся в  подвешенном положении и рискуем уступить эти территории государствам, которые больше продвинулись в эксплуатационной части. И это будет очень обидно, ведь, начиная ещё с советского периода, с 1970-х годов, мы уже вложили туда очень много денег», — сетует Павел Самородский.

Робототехника: догнать и перегнать

В целом Россия как держава в сфере морской геологоразведки сдаёт свои позиции, считает ученый. И главная причина — недофинансирование, что вызывает отставание в технологиях. Уже сейчас ясно, что будущее как разведки, так и добычи полезных ископаемых на морском дне за различными роботами. К сожалению, здесь Россия не входит в число лидеров.

«Боюсь, что сегодня в России предприятий, производящих подводных роботов, нет. Почему? У нас плохо со  своей микроэлектроникой. Мы хорошо умеем строить военные подводные лодки, но гражданская составляющая, похоже, находится «в загоне». Наверное, если обратиться к военным, они смогут что-то подобное сделать, какие-то технологии можно было бы использовать в мирных целях. В первую очередь здесь не хватает инвестиций», — считает Павел Самородский.

Впрочем, последние новости обнадеживают: стало известно, что «Газпромнефть» и «Газпром бурение» приступили к работе по созданию первого российского роботизированного бурового комплекса. Цифровую буровую установку в перспективе планируют использовать для строительства нефтегазовых скважин на морских и  материковых месторождениях. Это решение было озвучено в ходе X Петербургского международного газового форума. Две компании договорились о долгосрочном технологическом сотрудничестве при разработке и тестировании инновационных решений для роботизации процессов бурения.

«Прототип роботизированного бурового комплекса был создан в рамках проекта «Энерготехнохаб Петербург» при участии «Газпром нефти», «Уралмаш НГО Холдинга», Yandex. Cloud и компании «Битроботикс», — сообщает пресс-служба «Газпромнефти». Так что Россия включается в гонку технологий по освоению морских полезных ископаемых.

Подводя итоги, можно сказать, что закрома Нептуна действительно полны самых разных сокровищ. И хотя добывать их всё ещё сложно и дорого, но  ясно, что морская геология — это отрасль, за  которой будущее. Государству и бизнесу уже сейчас нужно вкладываться в  развитие технологий разведки и добычи полезных ископаемых в море, для того чтобы сохранить свои позиции не только в прибрежных водах, но и на просторах Мирового океана.

Текст: Андрей Халбашкеев