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科技報導

你知道嗎?為了造手機電腦的電池,人快把海洋挖空了



從威尼斯人的海洋婚禮到“海上生明月,天涯共此時”,自古以來,人類對海洋或心存敬畏或充滿浪漫思情。然而,當科技打破自然神話,一切都悄然改變。為了汲取自然資源,陸地開采之後,利益驅使之下,大公司把觸手伸向海底深淵。這裡蘊含豐富礦藏,也是無數未知生物千萬年來的棲息地。其中代價幾何,只有天知道。

以下為《大西洋月刊》對海底勘探和開采的深度報導:

大多數人若非患有慢性焦慮症或受困於虛無主義之絕望,大概不會費勁心思去思索海底。在我們的想像中,海底彷彿是一片廣闊的沙灘。但實際上,海底同陸地地貌一樣,此起彼伏,有平地、有高山,有綿延的峽谷,有溫泉從岩石縫汩汩流出,也有含大量鹽分的水流從山坡滲出匯入海底湖泊。

這些高山峽谷也蘊藏著陸地上發現的大多數相同礦物。最早有科學家記錄的礦藏大約可追溯到1868年,彼時一艘捕撈船從俄羅斯北部的海底打撈上來一大塊鐵礦砂。五年後,另一艘船在大西洋海底發現類似礦塊,又過了兩年,人們在太平洋海底發現了一片相同的礦域。一個多世紀以來,海洋學家不斷在海底發現新的礦物——銅、鎳、銀、鉑、金,甚至寶石。與此同時,採礦公司也在尋找一種切實可行的辦法來開採這些礦藏。

時至今日,世界上許多大型礦業公司已經啟動了水下採礦項目。在非洲西海岸,鑽石公司戴比爾斯集團(De Beers Group)正在使用一支專業船隊拖曳著機器,搜尋海底鑽石。 2018年,這些船隻從納米比亞沿海水域開采了140萬克拉鑽石;2019年,戴爾比斯簽下一艘新船,可以以較其他船隻兩倍的效率搜索海底。另一家公司——鸚鵡螺礦業公司(Nautilus Minerals),正在巴布新幾內亞的領海內工作,試圖開採海底溫泉底下暗藏的貴金屬;日本和韓國也在著手實施各自的國家項目以開採自己的離岸礦藏。但是,對這些採礦公司而言,最好的機會是進入公海,這片海域覆蓋全球一半以上的海底,所含礦物多於地球七個大陸的總和。

海洋開採至今尚無正式法規約束。聯合國將這項任務委託給一個名不見經傳的組織,叫國際海底管理局(ISA)。該組織位於牙買加金斯頓港邊緣的兩棟淺灰色辦公樓內。與大多數聯合國機構不同,ISA幾乎不受監督,並被劃分為“自治”機構,歸組織自己的秘書長管理;這位秘書長每年自行在ISA總部召開一次大會,為期一周左右。屆時,來自168個成員國的代表從世界各地湧入金斯頓港,聚集在牙買加會議中心大禮堂的半圓桌邊。他們的任務不是組織海底開採,而是盡量減少開採帶來的傷害——選擇允許開采的地點,向採礦公司頒發許可證,以及起草水下採礦準則的技術和環境標準。

編寫準則實屬不易。 ISA的成員一直難以就監管框架達成共識,就在他們討論廢物處理和生態保護的細節的同時,ISA已在全球發放“開採”許可。大約30個礦物承包商已經獲得在大西洋、太平洋和印度洋等廣闊海域採礦的許可證。其中一個開採點位於佛羅里達以東2300英里處,那裡含有有史以來發現的最大海底溫泉系統,高聳的白色塔尖構成一幅幽靈般景觀,科學家稱之為“失落之城”。另一個開採點綿延太平洋海底4500英里,差不多是地球周長的五分之一。擁有勘探這些地區許可證的公司輕鬆拿到大把融資。他們設計並建造實驗車,然後把實驗車送入海底,一邊測試挖掘和開采的方法,一邊等待ISA完善採礦準則,打開商業開采的大門。

這些公司若滿負荷運作,每年預計可以挖掘數千平方英里。他們的開採工具將有條不紊地沿著海底爬行,挖掘海底面最上層的五英寸。海面船隻負責用軟管將數千磅沉澱物吸到海面,取出金屬物體(即多金屬結石礦),然後把剩餘的沉澱物倒回大海。有些淤泥中含有有毒物質,如汞和鉛等等,直接倒入大海會污染周圍數百英里海域。有些淤泥與隨著洋流飄蕩,直到沉積於附近的生態系統。瑞典皇家科學院的一項早期研究預測,每艘礦船每天將釋放約200萬立方英尺的排放物,足以填滿一列16英里長的貨運列車。即便如此,文章作者仍稱之為“保守估計”,其他的預測結果是這項研究的三倍之多。但無論以何種方式預測,作者最後總結稱:“未來將有很大一片區域被這些沉積物覆蓋,以至於很多動物無法應對沉積物帶來的影響,而整片群落也將因個體和物種的流失而受到嚴重影響。”

在2019年的ISA會議上,各國代表們聚集於此審查採礦準則。官員們希望文件能在2020年獲得批准並執行。在一個溫暖愜意的早晨,我(本文作者)飛往牙買加觀摩這場會議進程。抵達時,我發現會議中心,代表們人頭攢動。穿過迷宮般的走廊,一位工作人員帶我會見了ISA秘書長邁克爾·洛奇(Michael Lodge),一名年過半百的英國男士,外表精幹,短髮,笑容和藹親切。他向我揮手示意我落座。在一排俯瞰港口的窗戶邊,我們開始討論採礦準則,準則允許和禁止的事項,以及聯合國為什麼準備動員史上最大規模的採礦作業。

探索超深淵帶

一直以來,海洋生物學家對深海關注極少。他們認為海底的崎嶇丘陵和峭壁幾乎寸草不生。地球上傳統的生命形式有賴於光合作用:陸地和淺水中的植物借助陽光蓬勃生長,這些植物又供養大大小小的生物,從整個食物鏈到主日大餐。因此,我們可以說,地球上一切動物的生存皆依賴植物吸收的太陽能。但由於海平面以下幾百英尺即已不見任何植物,且沒有陽光,人們自然認為,在深海之下,一個繁榮的生態系統可能性幾乎為零。或許偶有有機殘骸浮於海面,但也只能維持極少數生命力頑強的水上漂浮物。

直到1977年,兩名海洋學家乘坐水下工具開始探索太平洋海底,這一認識被徹底顛覆。在探索加拉帕戈斯群島附近的一系列水下山脈時,他們發現一處約8000英尺深的深海熱泉。儘管地質學家們理論上認為這樣的深海熱泉可能存在,但此前從未有人親眼見證過。這兩名海洋學家進而在泉口周圍有了更加驚人的發現:大量動物聚集在熱泉口周圍。它們不是人們一直以來想像的深海拾荒者,孱弱渺小;相反,這其中有巨大的蛤蜊,紫色章魚,白螃蟹和體長10英尺的管蠕蟲,它們的食物鏈並非始於植物,而是熱泉水中湧出的有機化學物質。

對生物學家來說,這一切不僅代表著好奇。這一發現幾乎撼動了他們整個領域的基礎。假如缺乏植物的環境也能孕育複雜生態系統,那麼進化就不再只是一個生態學範疇的問題。生命可能出現在完全漆黑一片、季度高溫、有毒物質肆虐的環境中——一個可能滅絕地球上所有已知生物的環境。 “這是一次真正的發現,”進化生物學家蒂莫西·尚克(Timothy Shank)說,“它改變了我們對生物界限的認識。現在我們可以推測,木星衛星上的甲烷湖也能孕育生命,而且毫無疑問,其他行星上也可能存在生命。”

那天冬天,尚克12歲,仍是北卡羅來納州的一個書呆子。年幼時的太空探索夢想彼時已漸漸拋卻腦後,但是深海熱泉附近發現的富饒生命給海洋學帶來的無限可能,足以滿足尚克的無盡想像。完成海洋生物學學位後,尚克接著取得了生態與進化博士學位。他大量閱讀全球科學家發表的論文,均與發現的充滿未知物種的新泉口有關。所有這些泉口都位於海底——最深的已知泉口位於海底三英里下,而另一種被稱為“海底冷泉”的地質特徵,讓生命在比海底更深的化學池裡繁衍生長。沒人知道在更深處是否還有未知的溫泉或冷泉,但尚克決定窮極一生研究目前地球上已知的最深水域。

科學家根據深度將海洋分為五層。最接近海面的是“光合作用帶”,這裡植物繁茂;接下來是“暮色帶”,黑暗降臨的區域;再往下是“深層帶”,生活在這裡的生物有些可以自發光;再接下來是冰凍平原“深淵帶”。過去半個多世紀以來,海洋學家已經借助水下工具探索過上述四個海層,僅剩下最後一個難以觸及的——“超深淵帶”,它的英文名稱“hadal zone”以古希臘神話中冥界之王哈迪斯(Hades)命名。超深淵帶包含海平面6000米(或20000英尺)以下的所有水域。超深淵帶因其深度,往往涉及各種海溝,但也有一些深海平原的斷面在超深淵帶之內。

深海平原同時富含多金屬結石礦,探險家們早在150多年前就已經率先發現了這些礦藏。礦業公司認為,結石礦比其他海底礦藏更容易開採。但是為了從深海熱泉或海底山體中開採金屬,他們必須先震碎岩石,方法類似陸地上的開採。結石礦是位於海底的孤立岩石,小似高爾夫球,大如西柚,可以較為容易地從沉澱物中提取。結石礦富含多種礦物質。雖然熱泉和山體內不乏金銀之類的貴金屬,但結石礦中的主要金屬仍舊是銅、錳、鎳和鈷等等——都是現代電池中的重要材料。 iPhone、筆記本和電動汽車的普及大大刺激市場對這類金屬的需求,很多人因此相信結石礦是人類從化石燃料走向電池動力的關鍵。

ISA頒發的結石礦開採許可證也多於其他海底礦藏開採許可證。這些許可證大多授權承包商開採單個深海平原。比如克拉里昂-克利珀頓區(CCZ),從夏威夷綿延至墨西哥,總面積達到170萬平方英里,比美國大陸還寬。採礦準則通過後,十幾家公司將加速他們在CCZ的勘探,直至工業規模的開採。他們的船隻和機器人將使用真空管從海底吸取結石礦和沈積物,剝離出金屬礦物後再將殘渣倒入大海。這類殘渣沉積物將覆蓋多少生態系統,我們難以預測。洋流在速度和方向上有規律地波動,因此相同的淤泥卷流會湧向不同的方向,移動的距離和時間也不盡相同。沉積物卷流的影響還取決於它們的釋放方式。靠近海面傾倒的淤泥會比傾倒至海底的漂流地更遠。流通的採礦準則草案並沒有規定傾倒的深度。 ISA認可的一項估計是,靠近海面傾倒的淤泥會自傾倒點漂流62英里以上,然而多數專家認為實際漂流距離更遠。綠色和平(Greenpeace)組織編撰的學術研究最新調查認為,採礦廢物“可能傳播數百乃至數千公里”。

和許多深海平原一樣,CCZ的斷面也位於超深淵帶。 CCZ的東部邊界為超深淵海溝。沒有人可以確定,採礦沉積物不會漂移到超深淵帶。蒂莫西·尚克眼下在麻省伍茲霍爾海洋研究所(Woods Hole Oceanographic Institution)擔任超深淵研究項目的負責人,研究深海已有三十多年。 2014年,他帶領一支國際考察團完成了對原始生態系統的首次系統性研究。經驗豐富如尚克者,仍不清楚採礦沉積物會對超深淵帶造成何種影響,因為他對超深淵帶包含的生物仍舊一無所知。人類對深海所知究竟多麼有限,深海研究究竟多困難,以及行業超前於科技之前會帶來哪些危害,如果你對這些問題感興趣,那麼尚克的研究是一個非常合適的起點。

十年籌備,功虧一簣

我與尚克相識於七年前。那時候,他正在組織國際調查團研究超深淵帶。他制定了一項三年計劃,來探索每一個海溝:用機器人設備下水探索海溝特徵,記錄每一個地形輪廓,並收集其中的樣本。這個想法要么精彩絕倫要么天方夜譚;究竟是哪一種我無法確定。光是測量淺水區的海床已經讓科學家們苦惱不已。一個多世紀以來,他們使用繩索和鏈條以及聲學儀器記錄海底深度,但全球仍有85%的海底尚未測繪——超深淵帶則比其他區域更難測繪,因為這裡幾乎不可見。

現代工具之發達依舊無法穿透最深的海洋,如果這讓你感到驚訝的話,請想像以下在海面下6-7英里處航行的畫面。每33英尺的深度會增加一個標準大氣壓。也就是,當你處於海面下66英尺的地方,你將要承受三倍於陸地的大氣壓力,若是海面下300英尺的話,那就是10個標準大氣壓。生活在加拉帕戈斯群島海底熱泉口附近的管蠕蟲承受著大約250個標準大氣壓,而CCZ的採礦工具須承受的壓力是管蠕蟲的兩倍多,但仍不及在最深處海溝所需承受之壓力的一半。

開發一款能在36000英尺的水下運作的工具——意味著每平方英尺承受近200萬磅壓力仍完好無損正常工作,其工程量無異於星際項目。打個比方,製造火星漫遊車也比這個任務簡單得多。想像一下,你拿著大鐵鎚從任意角度一次或多次捶打iPhone外殼,但外殼仍舊完好無損;或者再舉一個更直觀的事實,已經成功登陸月球的人類卻鮮有抵達地球最深處的馬里亞納海溝。

1960年,有兩人使用美國海軍的精巧裝置,首次嘗試海底著陸。下降過程中,機器停止工作,開始顫抖。窗戶在巨大壓力下破裂。著陸時撞擊力度太大,揚起團團淤泥,兩人呆在海底的整整20分鐘裡,因為淤泥的緣故,什麼都看不清。 50年後的2012年,電影導演詹姆斯·卡梅隆(James Cameron)才又重新開啟了他們的冒險。一向高調的億萬富翁理查德·布蘭森(Richard Branson)曾計劃用外形酷似戰鬥機的卡通飛行器潛入馬里亞納海溝深入。與不靠譜的布蘭森相反,卡梅隆精通海洋科學和工程學。他深入參與水下工具的設計,貢獻了不少天才創新,比如可以在不同海洋深度保持浮性的新型泡沫。即便如此,他的船隻在下降過程中劇烈晃動且被海水壓到變形。最後,勉強著陸後,卡梅隆花了數小時間收集樣本,在發現液壓油洩露進窗戶導致機械臂失靈、右側推進器熄滅後,不得不提前返回海面,取消進一步的下潛計劃。這艘破損的潛水艇後來被捐贈給了伍茲霍爾研究所。

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馬里亞納海溝的3-D建模圖

最近一次探索馬里亞納海溝的冒險於去年春季完成,發起人是一名叫維克托·維斯科沃(Victor Vescovo)的私募股權投資人。他花4800萬美元購置了一艘比卡梅隆那艘更精密複雜的潛水艇。維斯科沃打算登陸世界上最深的五個海溝,他把這次的個人冒險項目成為“五個深淵”(Five Deeps)。他得以成功完成冒險,多次潛入馬里亞納海溝深處——若他的成就代表了超深淵探索的突破,那麼人們也不該忘記,海底深淵的探索仍遙不可及:只有意志堅定的富豪、好萊塢紅人以及特殊軍事項目才有可能訪問這片神秘區域,即便如此,每次嘗試也只能分別於指定位置著陸,對我們了解該片其餘的深淵環境並無多大幫助。該片區域包括33個海溝和13個被稱為“深海漕”的較淺地層。總的地理面積近約為澳大利亞面積的三分之二。就其規模,這片區域也是整個地球上人類了解最少的生態系統。

在沒有工具探索超深淵帶時,科學家們不得不使用原始方法。一個近百年來幾乎鮮有變化的最常見技術:探索船隻航行數百英里以找到一個精確位置,然後放下陷阱,等待數小時後,撈起陷阱查看最終收穫。這種辦法的局限性不言而喻。就好比在飛機下懸掛一個鳥籠,然後在36000英尺高空從非洲大陸上空飛過,最後再試圖從鳥籠中捕捉到的昆蟲身上發現大草原上的動物的蛛絲馬跡。

說了這麼多,我只是想告訴大家,尚克打算探索世界上每一條海溝的計劃大膽且荒謬。但是他有一支由全球一流專家組成的團隊,也有足夠的船時應付龐大的任務,並花了十年時間來設計出用於深海探索的最先進機器人工具。機器人工具以海神涅柔斯(Nereus)之名命名。它可以獨自下潛到海底,在岩石峭壁間規劃路線,用多普勒掃描儀測量海底輪廓,用高清攝像頭錄製視頻,並收集樣本;或者它可以通過光纜與船舶相連,這樣尚克就可以在船舶控制室的電腦上觀察涅柔斯的活動,推動推進器改變機器的路線,用前照燈窺探黑暗,並操縱機械爪收集海底樣本。

2013年,探險開始前幾個月,我再度聯繫上尚克,告訴他我希望跟踪報導這個項目。尚克同意讓我在後方參與項目。 2014年尚克的船隊出發後,我在網上跟隨船隊路線,他們正在太平洋上探索克馬德克海溝(Kermadec Trench),尚克正打算將涅柔斯送入海底執行一系列任何。第一次,機器先是下降到6000米深度,超深淵帶的上邊界;第二次,機器下潛到7000米深度;第三次,8000米;第四次9000米。尚克知道,下潛到1萬米是一個關鍵闕值。這是地球深度的最後1000米:目前已知的海溝深度均不超過11000米。為紀念這最後一次的深度增加以及慶祝項目的成功開端,他給涅柔斯戴上一對銀手鐲,打算在回家後把這對具有紀念意義的手鐲送給自己的兩個女兒。然後,他把機器人投入水中,接著回到控制室觀察機器人的活動。

隨著涅柔斯一路下潛,屏幕上的藍色海水跟著變成黑色,機器人的前照燈讓水中懸浮的殘骸現出原形。還差10米就完成10000米下潛深度之際,屏幕突然一片漆黑。控制室內一片寂靜,呼吸聲清晰可辨,但所有人依舊沉著冷靜。下潛過程中丟失視頻源相對常見。許是光纖斷裂,或者軟件出現故障,但不管是什麼情況,涅柔斯的程序可以應對緊急情況。它可以自己擺脫困境,減少自重,自己返回水面,並發送蜂鳴聲幫助尚克的團隊找到機器。

幾分鐘過去了,尚克等待著機器自啟動緊急應對措施,但什麼都沒有發送。 “沒有聲音,沒有內爆,也沒有鈴聲,”他後來告訴我,“只有……一片漆黑。”他整夜在甲板上走來走去,盯著漆黑海面尋找涅柔斯的踪跡。第二天,他終於在海面上看到一些殘骸。當他看著殘骸一點一點浮出水面,他的心卻在一點一點下沉。十年的計劃、1400萬美元的機器人、一整個國際專家團隊——彷彿在超深淵的厚重壓力下是那麼不堪一擊。

兩年後,當我們站在另一艘船的甲板上,距離麻省海岸100英里外,準備釋放新的機器人時,尚克告訴我說:“我仍對此耿耿於懷。”新的機器人跟涅柔斯無法相提並論。它是由金屬和塑料製造的直線型方塊,5英尺高、3英尺寬、9英尺長。頂部紅色,底部銀色,後方有三個風扇,若不注意,人們可能會誤以為它是小孩子扔在後院的太空飛船玩具。尚克對新的機器人是否可以完成超深淵探索並不抱有幻想。自從涅柔斯“夭折”後,世上已然再無可以穿越最深海溝的工具——卡梅隆的機器已經退役,布蘭森的根本不可行,維斯科沃的還沒開始建造。

不過尚克的新機器人也不是沒有新的亮點。它的導航系統比涅柔斯的更先進,尚克希望它可以在海溝環境里以更高的精確度活動。但機器人的機身並非為承受超深淵壓力而設計。事實上,這個大盒子還從未下潛到海面幾十英尺以下。尚克心裡也明白,打造一個可以承受海溝底部壓力的機器需要數年時間。兩年前,看似開啟深海科學領域新紀元的努力,最終卻以堂吉訶德式悲劇收場。五十知天命的尚克此時不禁在想,再用十年去追逐一個愈來愈遙不可及的夢想是否現實。但是一直以來支撐他的直覺從未改變。尚克相信,探索這些海溝一定會成為有史以來最偉大的發現:一個神秘的生態系統,孕育無數未知生命。

“如果說這些海溝裡面沒有熱泉和冷泉,我不信,”2016年我們在水面上忙碌時他跟我說道,“他們一定在那裡,而且生機勃勃。我覺得,我們會看到之前從未發現過的無數新物種,有些甚至會無比巨大。”他把深海環境描述成一個外星世界,有其自己的進化過程,難以想像的壓力造就令人難以置信的野獸。 “我的人生有限,”他說,“但我不是後繼無人。我們還有三分之一的海洋仍未探索,說起來真是尷尬又遺憾。”

人類破壞怵目驚心

雖然科學家們仍在想方設法探索深海,但是人類的影響早已先行一步。沿海水域的各種破壞,我們早已不陌生:過度捕撈、溢油和污染等等。但是人們時常忽略的一點是,這些破壞對深海海底會有怎樣的深遠影響。

以捕魚業為例。二十世紀初,人類對鱈魚的過度捕撈,使得從紐芬蘭到新英格蘭的鱈魚數量銳減;永不知足的消費者只好退而求其次。當北大西洋鱈魚、石斑魚和鱘魚等淺水魚類如同鱈魚一樣數量大幅下降後,世界各地的商業漁船隻好向著更深海域前進。上世紀七十年代之前,燧鯛魚生活安逸與世無爭,悠閒地穿梭於6000英尺深的海底山巒間。緊接著,一群漁民迫使聯邦食品和藥物管理局(FDA)對這種魚進行改變,從而掀起一陣“羅非魚”熱,這股勢頭直至二十一世紀初才漸漸消退,曾經默默無聞的燧鯛魚如今幾乎瀕臨滅絕。

石油生產對環境的破壞也正在慢慢入侵深海水域。被石油污染的海灘照片怵目驚心,自1989年以來引起公眾不少關注。那一年,“埃克森·瓦爾迪茲號”油輪(Exxon Valdez)觸礁,1100萬加侖石油洩漏,污染大片阿拉斯加海域。數十年來,這次事故一直是美國水域內發生的最大洩漏事故。直到2010年,另一艘“深水地平線”深海鑽油平台發生爆炸,2.1億加侖原油湧入墨西哥灣。但最近的一項研究表明,後續為了清除油污而投入使用的化學物質,對水下3000英尺處生物造成的毒性,是石油的兩倍。

或許這些年最令人擔憂的是海洋中發現的塑料漂浮物。科學家們預計,每年約有170億磅聚合物被沖入海洋,大部分堆積在海底,漂浮在海面的只是少數。就好比一瓶從野餐桌上滾落的瓶子會順著山坡落入急流,匯入大海一樣,海底的垃圾也會漸漸朝著深海平原和深淵海溝移動。海溝冒險之後,維斯科沃表示,他在海底深淵所見的垃圾讓他無比震驚。他說,他在一個海溝底部發現了一個塑料袋,另一個海溝底部發現了一個飲料罐,當他抵達馬里亞納海溝最深處時,他看到一個帶著大大S標記的物體從窗外飄過。大海最深處,堆積了各種各樣的垃圾——垃圾桶、百威罐、橡膠手套、甚至假人模特的腦袋。

但科學家們才剛剛開始了解這些垃圾給水生生物造成的影響。鳥類和魚類的消化系統無法分解排除雜物袋,誤食後雜物袋會殘留它們胃裡。 2019年,一頭幼鯨擱淺在菲律賓海灘死去後,人們在屍檢時,從鯨魚腹中取出近88磅的塑料袋、尼龍繩和網。兩週後,另一頭鯨魚在撒丁島擱淺,它的胃裡有48磅塑料盤和吸管。有些珊瑚不喜食物卻更愛食用塑料袋。它們就像貪吃零食的孩子一樣,只吃塑料袋而不吃提供營養的食物。塑料上滋生的微生物數量也在激增,數量上的爆炸性增長讓它們得以取代其他物種。

若你覺得海洋中的細菌種群統計不足為懼,那麼你或許還不知道,海洋微生物對人類和地球健康至關重要。陸地上產生的二氧化碳中,有三分之一為水下生物吸收,包括2018年在CCZ剛剛發現的一種物種。發現該物種的研究人員雖然不知道它是如何從環境中吸收碳的,但是他們的發現結果表明,它們每年至少貢獻了海洋吸碳總量的10%。

我們對海洋微生物的了解,大多來自於遺傳學家克雷格·文特(Craig Venter)。雖然文特因人類基因組計劃競爭而聞名於世,但他本人的興趣並不局限於人類DNA。他希望學習遺傳學語言,以創造出具有實用功能的人造微生物。在完成了人類基因組計劃後,他花了兩年時間環遊世界各地,將瓶子放到海洋中收集水中的細菌和病毒。等他歸來時,他已經發現成千上萬種新物種。他在馬里蘭的實驗室開始對這些物種進行DNA測序——這一過程發現了6000萬個獨特基因,數量是人類基因的2500多倍。然後,他和他的團隊開始篩選出有用的基因,用來製造合成蟲子。

文特現在住在南加州一棟超現代的房屋裡。某一個晚上坐在他家沙發上閒聊時,他講述了鹽水微生物如何可以幫助我們解決現代生活中最緊迫的問題。他從海洋中提取的一種細菌可以吸收碳並排出甲烷。文特希望將這種細菌的基因整合到專門寄生在煙囪內和循環排放過程中微生物DNA內。 “他們可以吸收工廠排放的二氧化碳,然後轉變為甲烷繼續用來作為工廠的燃料,”他說。

文特也在研究對醫學有用的細菌。微生物可以產生多種抗生素化合物,這是它們保護自己的武器。這些化合物大多也可用於殺死感染人類的病原體。市場上幾乎所有的抗生素藥物皆源於微生物。但病原體本身也會進化發展,對這些抗生素產生免疫性。 “我們正在研發新的藥物,”威爾·康奈爾醫學院的傳染病學專家馬特·麥卡錫(Matt McCarthy)告訴我說,“但其中大多數與我們已有的藥物僅略有不同。現在的問題是,細菌很容易對這些藥物產生抗性,因為新藥物跟原來已經失效的藥物十分相似。我們現在需要的是一系列全新化合物。”

文特指出,海洋微生物產生的化合物與陸地微生物產生的化合物完全不同。他說:“每毫升海水中有超過一百萬個微生物,因此從海洋環境中尋找新抗生素的機會非常高。”麥卡錫表示同意。 “下一代超級藥物或許就藏在海洋深處,”麥卡錫說,“我們需要研究深海微生物,因為他們製造的化合物我們前所未見。我們或許可以從中找到治療痛風、類風濕關節炎或其他疾病的藥物。”

海洋生物學家尚未對超深淵海溝中的微生物進行過全面調查。常規的水採樣工具無法在極端深度下發揮作用。而工程師們才剛剛著手開發這類採樣工具。深海平原的微生物研究稍先進一些。科學家們最近才發現,CCZ富含的物種異常豐富。夏威夷大學海洋學家傑夫·德拉贊(Jeff Drazen)告訴我說:“我們在深淵平原採集過很多樣本,這裡的物種多樣性無出其右。”他還說,這里大多數的微生物生活在礦工打算開采的結石礦上。 “當你們把礦石從海底打撈上來時,一個沉澱了千萬年的生物棲息地就此被破壞。”其他海洋地區能不能發現這些微生物還是個未知數。德拉讚說:“很多移動性較低的微生物可能在其他任何地方都不可能找到。”

德拉贊是一位學術生態學家;但文特不是。曾經有人指責文特試圖將人類基因私有化,也有很多批評他的人認為,他試圖通過創造新微生物來扮演上帝角色。他顯然不反對利潤驅使的科學研究,但也不懼怕與大自然較量。但是,當我提到他對深海開採前景的看法時,他大為震驚。 “在深海開採,我們必須非常小心謹慎,”他說,“這些採礦公司在做任何事情之前應該先進行嚴格的微生物調查。在我們還沒有弄明白這些微生物以及它們的作用之前,就大肆干涉和破壞,實在魯莽。”

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深海平原克拉里昂-克利珀頓海域帶

所謂的“開採海洋以拯救地球”

礦業公司高管卻堅稱人們對他們的海洋工作有誤解。有人大張旗鼓地把海洋採礦業描述為充滿情懷的未來冒險。鸚鵡螺礦業公司的勘探經理約翰·帕里亞諾思(John Parianos)最近就跟我說:“沒有哪一個男人和他的寵物狗不對登月充滿興奮之情。就好比斯科特探索南極,或者被冰雪圍困的英國探險隊。”

鸚鵡螺公司在採礦行業的地位十分奇特。它是最早從事海底開采的公司,也是最不穩定的公司。雖然鸚鵡螺已經獲得巴布新幾內亞政府頒發的許可證以從近海泉口提取金屬礦物,但新愛爾蘭島附近群島的居民竭力反對公司的採礦項目,稱採礦操作會破壞這裡的海洋棲息地。當地和國際活動人士不遺餘力地進行負面宣傳,趕走投資者,讓公司陷入財務危機。鸚鵡螺公司的股價一度高達4.45美元,如今每股價格不到一美分。

帕里亞諾思承認,鸚鵡螺危機四伏,但他認為批評者十分幼稚。他說,海底礦藏與其他任何自然資源並無二致。利用自然資源對人類進步至關重要。 “看看你周圍,不是地里長的就是開采的,”他說,“所以我們才叫它石器時代,因為這個時候正是人類開始開采的時代!開採讓我們的生活比石器時代以前的更好。”帕里亞諾思強調,創建ISA的聯合國海洋法公約承諾“確保對海洋環境的有效保護”,減少採礦的影響。 “海洋法沒有支持海洋環境破壞,”他說,“但是海洋法也沒有說你可以為科學目的勘探海洋,但不能為賺錢目的勘探海洋。”

DeepGreen公司的首席執行官有更崇高的說辭。 DeepGreen既是鸚鵡螺礦業公司的產品,也是鸚鵡螺礦業公司的應對策略。鸚鵡螺的創始人大衛·海登(David Heydon)在10年前成立鸚鵡螺礦業公司,十年後,在2011年,海登又創辦了DeepGreen,新公司的領導層多為鸚鵡螺前高管和投資者。他們力圖將DeepGreen定位成一家以開採海洋來拯救地球為使命的公司。他們製作了一系列奢華手冊,來解釋我們對電池金屬資源的新需求。公司首席執行官杰拉德·貝倫(Gerard Barron)則熱忱地宣傳開採結石礦的好處。

他對海底採礦的看法簡單明了。貝倫認為,如果我們繼續燃燒化石燃料,地球終將走向毀滅,而過渡到其他形式的能源則會導致電池生產量的大幅增加。他以電動汽車為例:一輛電動汽車的電池需要消耗187磅銅,123磅鎳,以及15磅錳和15磅鈷。假如我們地球上一共有10億輛汽車,把這些汽車全部轉換成電動汽車的話,陸地上所有現有資源幾倍的量都未必能夠滿足這些需求,而開採現有金屬資源已經造成巨大的人員傷亡。例如,世界上大多數鈷礦開採於剛果民主共和國的東南部身份。在那裡,成千上萬的兒童在礦洞裡沒日沒夜地勞動,吸入大量有毒煙霧。陸地上的鎳礦和銅礦開採也分別對環境造成不同的損害。由於ISA需要將部分海底開采的利潤分配給發展中國家,整個行業需要給依賴傳統採礦為生的國家提供不影響他們環境和人民福祉的收入。

DeepGreen代表的是礦業公司的價值官觀轉變還是僅僅是營銷手段的改變,這個問題我們且不去說,但公司的努力毋庸置疑。 DeepGreen確實開發了技術,以將沉積物傾倒回海底時把損害降到最低,貝倫也經常參加ISA會議,大力提倡制定法規以強制低影響排放。 DeepGreen對結石礦的開採有十分節制,貝倫還時常公開指責鸚鵡螺的同事們爆破仍舊處於部分活躍狀態的海底火山。 “鸚鵡螺的那些人,他們做他們的事情,我管不了,但我不認為他們的所作所為有益於地球,”他說,“我們是開採礦藏,但我們也要把環境影響降至最低。”

一旦走下去,再無回頭之路

在我坐下來與ISA秘書長邁克爾·洛奇交談之前,我一直在思考貝倫這些高管提出的辯解。在我看來,海底採礦確乎存在一個認知上的問題。燃燒化石燃料的危害與陸地採礦的影響誠然無可辯駁,但掠奪海洋資源的代價我們絕無從知曉。海底還有多少未知生物等著我們去發現?有多少必不可少的恢復辦法?以及,我們真的有辦法去評估目前對其一無所知的地貌價值嗎?世界上充滿了不確定的選擇,沒錯;但是選擇之​​間的對比卻從未如此鮮明:一邊是氣候變化危機和勞動力壓榨,一邊是無可估量的風險和可能性。

我想到了超深淵帶。那里或許從未受到採礦的影響。深海平原上開採產生的沉積物或許早在接近海溝邊緣之前就已經沉澱下來——但是超深淵帶整體的神秘性始終在提醒我們,我們所知甚少。從海平面以下20000英尺到36000英尺,幾乎一半的海洋深度遠在我們的理解能力之外。數月前,當我前往伍茲霍爾拜訪尚克時,他向我展示了他們開發的最新款機器人原型。他和他的首席工程師卡西·馬查多(Casey Machado)在卡梅隆捐贈的泡沫基礎上,在以及NASA噴氣推進實驗室的幫助下,設計了這款原型機器人。這是一台名叫俄耳甫斯(Orpheus,古希臘神話中的人物)的微型機器,可以穿梭於海溝之間,記錄地形並採集樣本,但除了這些沒有其他多餘功能。這一次,尚克不再能夠通過視頻源來控制機器或觀察進度。這時我腦海中忽然閃過一個念頭,如果尚克就此放棄探索海溝的夢想,或許我們真正了解超深淵帶的時間還要往後推好幾十年。

礦業公司或許會承諾在對周圍環境造成最小損害的前提下進行海底開採作業,但是相信這些需要信念。人類的歷史,意外後果的鐵律以及不可避免的錯誤等等都在消磨這份信念。我希望從邁克爾·洛奇口中了解,作為一個聯合國機構,它會如何選擇接受這種風險。

“為什麼一定要開採海洋?”我問道。

他沉思半晌,皺起眉頭,說:“我不知道你為什麼會使用‘一定’這個詞。為什麼一定要在某個地方採礦?因為那裡有礦,就在哪裡開採。”

我提醒他,數個世紀的陸地開採已經讓我們付出了沉重的代價:熱帶島嶼化為荒地,原本鬱鬱蔥蔥的山頂岩石裸露,地下水被污染,物種滅絕……我進而問道,鑑於陸地開采的巨大破壞,我們還能這樣毫不猶豫地把手伸向大海嗎?

“我覺得這有點杞人憂天,”他聳聳肩膀說道,“開採區域肯定會受到一定的影響,因為你在製造環境干擾,但我們可以找到辦法控制這個影響。”我隨後指出,沉積物會隨著洋流漂移,影響礦區以外很遠的地方。他回答說:“沒錯,這是另一個主要的環境問題。有沉積物卷流,我們需要應對這個問題。我們需要明白卷流的原理,我們也在進行試驗,相信可以幫到我們。”言語之間,我意識到,對於洛奇而言,這些問題不需要反思——或者說,他不認為反思是他工作的一部分。他作為ISA的秘書長,任務是促進採礦工作,而不是質疑這樣做的本身是否正確。

我們又聊了20分鐘,謝過他的好意後,我又回到了會議室。那裡,代表們已經開始發表有關海洋保護和電池技術前景的演講。採礦準則的某些細節(技術要求、監管流程、利潤分配模式等)仍存在一些異議,所以投票通過這項準則還需要等待一年時間。我注意到會議室後方有一群科學家在旁聽,他們是深海管理組織(Deep-Ocean Stewardship Initiative)的成員。該組織成立於2013年,旨在應對深海環境面臨的威脅。其中有一人正是傑夫·德拉贊。他剛才夏威夷趕來,臉上帶著疲憊。我給他發了一條短信,約到外邊走走。

院子裡零星散落著幾把椅子和桌子。我們找了一處坐下,閒聊。我問他,怎麼看待採礦準則的延期實施——代表們打算在這個夏天重新審核准則內容,之後大規模開採作業或許將就此啟動。

德拉贊翻了一個白眼,隨後嘆氣道:“一個比利時的團隊現在就在CCZ測試組件。他們打算在海底運行車輛,挖掘泥土。這些事情已經發生了。千萬年來,人類沒少改造地球表面,但這一次的規模前所未有。我們要開采的是一大片棲息地,一旦走下去,再無回頭之路。”