Black Smoker
Waarschijnlijk komt 10 maart 1983 niet in alle geschiedenisboekjes te staan. Toch is het best een bijzondere datum. De Verenigde Staten werden die dag namelijk ongeveer twee keer zo groot. Het gebeurde allemaal door een handtekening van president Reagan. Die ondertekende een document waarin de VS de zeggenschap opeiste voor alle wateren tot 370 kilometer van haar kustlijnen. Nu zou dat niet zo’n enorm gebied zijn geweest wanneer het alleen ging om het water rond het vasteland van de VS, maar de kustlijnen van de tientallen piepkleine Amerikaanse eilandjes in de Stille Oceaan werden óók meegeteld. Alles bij elkaar ging het om zo’n 6,5 miljoen extra vierkante kilometers waarover Reagan in één klap eveneens president was.
Waarom moest dat opeens allemaal? Wie de kleine lettertjes van het ondertekende document las, kwam daar snel achter. Het ging om de winning van grondstoffen uit de oceaanbodem. Daar bevinden zich metalen en andere stoffen die vitaal werden geacht voor de Amerikaanse economie en de nationale veiligheid. Reagan had er schoon genoeg van dat zijn wapenindustrie voor een deel grondstoffen uit het buitenland moest betrekken, terwijl er op zijn deurmat zoveel fraais voor het oprapen ligt. Want dat was het geval, hadden onderzoekers hem verteld.
En ongelijk hadden ze niet. Na de Tweede Wereldoorlog hadden wetenschappers niet stilgezeten bij de verkenning van de oceaanbodem. De verhalen waarmee ze boven water kwamen, waren steeds enthousiaster geworden. In de jaren zestig was ontdekt dat de zeebodem voor de kust van Zuidwest-Afrika rijk is aan diamant. Elders werd tin en goud gevonden. Maar dat was allemaal in betrekkelijk ondiep water; hooguit een paar honderd meter vanaf de kust. Verderop, op diepten van enkele kilometers, vonden onderzoekers uitgestrekte gebieden bezaaid met metaalachtige bollen, ongeveer zo groot als aardappels. Ze waren in de loop van miljoenen jaren gevormd door metaaloplossingen in het oceaanwater die op de bodem waren ‘neergeregend’. Op het eerste oog waren het er al miljarden, en allemaal bevatten ze overwegend mangaan, en daarnaast kobalt, koper en nikkel. En dat waren stuk voor stuk metalen waar de Amerikaanse industrie ernstig om zat te springen. Mijnbouwbedrijven claimden de rechten op ontginning van grote stukken oceaanbodem. Maar al snel bleek dat het een heel verschil is of je voor onderzoeksdoeleinden wat meeneemt of dat je hele velden gaat afgraven. Er was te weinig geld om een grote mijnbouwindustrie onder water op te starten, en de prijzen van de metalen schommelden nogal. Daardoor was het niet zeker of er genoeg winst kon worden behaald. Bovendien ging het in de jaren zeventig met de economie een stuk minder. Het ophalen van de mangaanknollen, zoals ze worden genoemd, was gewoon niet echt commercieel interessant. Nadat er heel wat miljoenen dollars in waren gestoken, werden de plannen in de ijskast gezet.
De oceaanmijnbouw bleef op een laag pitje staan, totdat in 1979 de eerste ‘black smokers’ (zwarte schoorstenen) werden ontdekt. Onderzoekers die met onderwatervaartuigjes tot grote diepten waren afgedaald, zagen metershoge torens van mineralen die zich hadden opgehoopt bij scheuren in de oceaanbodem. Vanuit het binnenste van de aarde spoot er door mineralen zwart gekleurd water met extreem hoge temperaturen naar boven. Water kan onder de hoge druk van de diepzee vele malen heter worden dan aan het oppervlak, waar het bij 100 graden kookt en verdampt. Bij het contact van het hete water met het ijskoude oceaanwater slaan de mineralen neer op de bodem, om daar de ‘schoorstenen’ te vormen. Die bevatten, evenals hun nabije omgeving, een mix van zwavel met ijzer, koper en zink. Op land worden zwavelertsen al lange tijd gewonnen, en daar zit onder meer goud in. Geen wonder dus dat er al snel expedities werden uitgerust om naar meer onderzeese goudmijnen te zoeken.
Die werden snel genoeg gevonden. Bij de Galapagos-eilanden, voor de kust van Zuid-Amerika, werd een massa erts gevonden van een kilometer lang, tweehonderd meter breed en veertig meter dik. Er stonden twintig ‘uitgedoofde’ schoorstenen bovenop. Als al het materiaal zou worden gewonnen en verkocht, zou dat een fortuin opleveren. Alleen het koper zou al zo’n twee miljard dollar waard zijn. En de verwachtingen werden nog hoger gespannen toen in 1982 werd ontdekt dat de hellingen van onderzeese bergen en vulkanen in de Stille Oceaan dikwijls bedekt waren met een korst van kobalt, koper, mangaan en nikkel. Zowel het materiaal van de schoorstenen als van de bergkorsten bevatte naar verhouding veel meer kostbaar metaal dan de mangaanknollen.
Geen wonder dus dat president Reagan in 1983 snel zijn krabbel zette onder het document waarin hij een fiks stuk van de oceaanbodem opeiste. Niet iedereen was daar blij mee, vooral de Verenigde Naties niet. Die hadden in het jaar ervoor net een verdrag opgesteld waarin stond dat alle natuurlijke grondstoffen in de oceanen van de hele mensheid zijn – en dus niet alleen van de Amerikanen. De VN zouden gezag moeten krijgen over wie wat deed op de oceaanbodem. Maar de Amerikanen hebben het verdrag nooit ondertekend, en hebben zich er nooit wat van aangetrokken. Ze zijn lekker hun eigen gangetje gegaan. De inkt van Reagans handtekening was amper droog of het Witte Huis opende de inschrijving op een veelbelovend stukje oceaanbodem voor de westkust van de VS. De industrie werd van harte uitgenodigd om er te komen graven. Maar de industrie kwam niet. De metaalprijzen waren te laag om er zulke exotische praktijken op na te houden. In het beoogde stukje oceaanbodem was nog nauwelijks verkennend onderzoek gedaan, waardoor het risico nog groter werd. En de mijnbouwers hadden ook de misser met de mangaanknollen nog in het achterhoofd, dus echt gretig waren ze niet op een nieuw avontuur in de diepzee. Zelfs nadat in 1986 op enkele plaatsen fikse hoeveelheden goud en metalen nabij onderzeese scheuren waren aangetroffen door onderzoekers, stonden er geen bedrijven in de rij om het stokje over te nemen. Er was onzekerheid over de opbrengsten en er heerste grote huiver om geld uit te geven aan nieuwe apparatuur die nodig zou zijn om de boel echt voortvarend aan te pakken.
Dat was vijftien jaar geleden. Hoe staat het er nu voor? Er wordt van alles uit de oceaanbodem gehaald: zand, koraal, magnesium, zout, zwavel en diamant. Samen is dat goed voor zo’n twee miljard dollar per jaar. Een leuk bedrag, maar natuurlijk helemaal niks vergeleken met wat er aan olie en gas wordt omgezet. De interesse voor mangaanknollen en vooral metalen in de nabijheid van uitgedoofde ‘black smokers’ zwelt echter aan. Papua Nieuw Guinea en Fiji willen enkele onderzeese velden best laten ontginnen. Dit jaar voer het eerste verkenningsschip rond in Indonesische wateren. Vorig jaar ‘ving’ een Australisch onderzoeksschip zelfs een zwarte schoorsteen, toen ten noorden van Papua Nieuw Guinea een sleepnet bleef haken. Het schip kwam een uur lang niet vooruit, totdat het gevaarte op de oceaanbodem afknapte en kon worden opgevist. Hij bleek 2,7 meter hoog en ruim 800 kilo te wegen. De schoorsteen wemelde van de zeldzame bacteriën, en bestond zelf voornamelijk uit zinksulfide.
Eén zo’n schoorsteen is natuurlijk een leuk onderzoeksobject, en daarna zal hij het best goed doen in een museum. Maar het is natuurlijk niet de bedoeling de oceaanbodem op die manier af te grazen. Er moet eerst nog een boel onderzoek komen wáár de interessantste onderzeese ertsgronden zich bevinden. Als dat er goed uitziet, komen de commerciële jongens vanzelf wel, zo wordt gehoopt. Verschillende bedrijven hebben belangstelling getoond, vooral voor de winning van goud en zilver uit de diepzee. De eerste verkenningen zijn al uitgevoerd, en volgens de Amerikaanse geoloog John Wiltshire, directielid van het Hawaïaanse Onderzoekscentrum voor de Diepzee, zou er al binnen een jaar of tien kunnen worden geoogst. Overigens denkt Wiltshire in een recent nummer van ‘Underwater Magazine’ dat er nog een andere commercieel interessante delfstof verborgen zit in de diepzee: methaangas, dat zich in bevroren toestand in de oceaanbodem bevindt. Ook daarnaar worden de eerste studies momenteel verricht. Het tij voor de onderzeese mijnbouw is in het algemeen een stuk beter dan voorheen: er zijn goede ervaringen met oliewinning in de diepzee, er is tegenwoordig technologie voorhanden waarmee het goed werken is op diepten van een kilometer of twee, de metaalprijzen stijgen en er is steeds meer weerstand tegen de milieuvervuilende en landschap-ontsierende mijnbouw op het vasteland.
Natuurlijk worden de flora en de fauna op de oceaanbodem óók flink verstoord als daar sleepnetten en robot-bulldozers overheen gaan, maar het is de vraag of hiertegen zo hevig zou worden geprotesteerd als tegen milieu-aantasting op land. Omdat er toch allerlei regels moeten worden opgesteld voor de bescherming van de oceaanbodem én voor het eigendomsrecht op de delfstoffen, denkt Wiltshire dat het op grote schaal winnen van mangaanknollen nog een jaar of twintig op zich zal laten wachten. Vooral landen als China, Japan, India en Korea hebben belangstelling, omdat ze de metalen die ze uit de mangaanknollen kunnen halen in de toekomst nodig zullen hebben om de eigen voorraden aan te vullen. In Europa is vooral Duitsland actief.
Niet alle onderzeese ‘goudmijnen’ zijn geschikt voor ontginning. Soms ligt een interessante plek in een gebied dat vulkanisch actief is. Daar kun je dan moeilijk mensen en machines aan het werk zetten. Ook is er belangstelling voor stukken oceaanbodem die ooit vol stonden met schoorstenen, maar die in de loop van miljoenen jaren boven het wateroppervlak zijn gekomen. Op die stukken land kan dus óók naar waardevolle materialen worden gezocht. En misschien is dat wel allang gebeurd, maar had niemand in de gaten dat het om erts ging dat ontstaan is in de diepzee.
Er is nóg een reden waarom het zonde zou zijn om de oceaanbodem links te laten liggen. Toen wetenschappers namelijk de zwarte schoorstenen onderzochten, bleken ze tot hun stomme verbazing te stuiten op microscopisch leven dat zich prima voelde bij de extreme temperaturen en druk rond de spleten in de bodem. Eigenlijk zijn er op de hele aarde geen organismen te vinden die onder zulke moeilijke omstandigheden weten te overleven. En dát is interessant voor mensen die geneesmiddelen maken. Die hebben te maken met chemische reacties die óók onder grote hitte en druk plaatsvinden. Het is dan handig als je hele taaie enzymen hebt die zo’n proces versnellen en een hele poos meegaan. En die enzymen met een lange adem zou je dus kunnen vinden in de onderzeese micro-organismen. Sinds 1991 is de eerste onderzeese microbe op de markt: een enzym dat werd aangetroffen op de oceaanbodem bij Californië, op een diepte van ruim anderhalve kilometer. Daar leefde hij comfortabel bij 104 graden Celsius. In de laboratoria bleek het enzym uiterst nuttig bij DNA-polymerase, het kopiëren van erfelijk materiaal.
Wetenschappers vinden voortdurend nieuwe extremofielen, zoals de organismen ook wel worden genoemd. Enkele tientallen bedrijven hebben zich inmiddels toegelegd op het opsporen en verkopen van de taaie rakkers. Hoe groot de opbrengst kan worden als de zaken straks écht ooit groot worden aangepakt? Het zal in de miljarden lopen, daar is iedereen het over eens. En dus is het een feestje dat niet in het water mág vallen.
Mark Traa is auteur van o.a. "Hemelbestormers. Feiten en fabels over ruimtevaarders (Uitgeverij De Bezige Bij, 1997,ISBN 90-234-3699-7)