Mangaanknollen bevatten veelvoud van aards metaal

Geschreven door

Moises van der Vlis

Gecontroleerd door

Geoff

Bijgewerkt op

23 maart 2023

[addtoany] ×

Op de zeebodem in de diepzee liggen metalen als mangaan, nikkel en ijzer letterlijk voor het oprapen in de vorm van mangaanknollen in het Engels bekend als polymetallic nodules.

Het grootste deel van het aardoppervlak is nog nooit door mensenogen gezien. In zekere zin weten we meer over de maan, of Mars dan over 70% van onze planeet. Namelijk het gedeelte dat in beslag wordt genomen door oceanen. Vooral de abyssale vlakten, waar de zeebodem 3-6 km diep is, vormen onbekend terrein waar de eeuwige duisternis heerst.

Toch zijn er expedities geweest van oceanologen die in deze stille, verre wereld een aantal opvallende ontdekkingen hebben gedaan. Eén van de meest opvallende en mysterieuze ontdekkingen is de aanwezigheid van enorme aantallen mangaanknollen. Vooral in de oudste delen van de oceaan ligt de bodem hiermee bezaaid.

Wat zijn mangaanknollen?

Mangaanknollen zijn ongeveer drie tot tien centimeter grote knolachtige stenen, die zich in de loop van vele miljoenen jaren gevormd hebben op de oceaanbodem. Ze zijn extreem rijk aan metaal, vooral mangaan, koper en nikkel. Mangaanknollen zijn ongeveer drie tot tien centimeter grote knolachtige stenen, die zich in de loop van vele miljoenen jaren gevormd hebben op de oceaanbodem. Ze zijn extreem rijk aan metaal, vooral mangaan, ijzer, koper en nikkel. Op sommige plaatsen, zoals in het Clipperton gebied ten westen van Noord-Amerika, is meer dan 70% van de bodem bedekt met deze stenen.

Maar wat mangaanknollen vooral interessant maakt, is een extreem hoge metaalgehalte. Zo bestaan ze voor een kwart van hun gewicht uit het metaal mangaan. Op dit moment kost een kilo mangaan meer dan € 2 in de groothandel. De prijzen voor koper en nikkel zijn per kilo zelfs meer dan een factor tien hoger.

Als je bedenkt dat in de gebieden met de hoogste concentratie al gauw 30-40 kg mangaanknollen per vierkante meter voorkomen, dan kan je wel nagaan dat hier letterlijk een goudmijn aan metaal ligt.

Mangaanknollen in de loop van miljoenen jaren ontstaan

Mangaanknollen ontstaan als gevolg van een van de langzaamste geologische processen die we kennen. De groeisnelheid van de mangaanknollen wordt uitgedrukt in centimeters per miljoen jaar. In de tijd dat bijvoorbeeld Europa en Amerika 30 km uit elkaar drijven of de moderne mens zich ontwikkelde uit een aapachtige voorouder, is een mangaanknol dus slechts 1-10 cm gegroeid. In een zeer langzaam proces zetten zich metaalionen af binnen de knol, waardoor deze steeds verder groeit.

Dit zeer langzame en uiterst gevoelige proces kan alleen plaatsvinden in delen van de oceaan waar geen zand of kleideeltjes omlaagdwarrelen. Dan praat je meestal over abyssale vlakten, die zich op vele honderden tot duizenden kilometers van het vasteland bevinden. Dat zijn delen van de oceaan waar het continentale plat plotseling steil omlaag duikt en een diep onderzeese plateau vormt, tussen de drie en de zes kilometer diepte.

Mangaanknollen oogsten uit de diepzee erg lastig, dus duur

Je zal je afvragen waarom er nu nog niet massaal mangaanknollen worden geoogst. Daar zijn twee goede redenen voor. De eerste reden is dat ze op zeer ontoegankelijke plekken liggen, in de diepzee. Er zijn maar weinig duikboten die deze diepte kunnen behalen. Deze zijn zwaar versterkt, want de druk neemt iedere 10 m diepte toe met een atmosfeer. Op 6 km diepte praat je dan al gauw over 600 atm.

Bij deze extreem hoge druk moeten duikers een soort harnas dragen, anders wordt hun duikpak in elkaar gefrommeld. Het is qua technisch ontwerp een behoorlijke uitdaging om onder deze omstandigheden een oogstapparaat te bouwen dat ook nog eens economisch uit kan.

Maar gezien de steeds grotere honger naar metalen neemt de interesse nu wel snel toe. Zo zijn er rond de eilandstaat Nauru proeven aan de gang voor grootschalige winning van de knollen. Daartegen zijn de nodige protesten, wat weer te maken heeft met de tweede reden.

Schade aan het ecosysteem

Die protesten zijn er namelijk niet voor niets. De diepzee vormt een zeer kwetsbare omgeving. Alle levensprocessen verlopen onder de lage temperaturen, lage zuuurstofgehaltes en voortdurend voedselgebrek, extreem laag. Dat geldt ook voor het bodemleven. Net als op de maanbodem, blijft een voetstap er duizenden jaren staan. Een brute verstoring, en zo mag je mijnbouw wel noemen, betekent dat het vele miljoenen jaren duurt voor het ecosysteem zichzelf weer hersteld heeft.

Zelfs als een mijnbouwmaatschappij op subtiele wijze de mangaanknollen kan rapen, bijvoorbeeld met een in het water zwevende drone, beroof je daarmee wel allerlei diepzeeorganismen van hun schuilplek. En het duurt vele miljoenen jaren voor er weer nieuwe mangaanknollen zijn gegroeid. Dus het beste is om kleinschalige proeven te nemen, en grote delen van de oceaan met rust te laten, zodat in ieder geval op een deel van de oceaanbodem het oceaanleven zich kan herstellen.

Dat kunnen we ons ook wel veroorloven. Want er ligt zoveel mangaan op de zeebodem in alleen al de Clarion Clipperton Zone, dat er per aardbewoner een kleine ton puur mangaan en tientallen kilo’s koper en nikkel valt te oogsten.