Минеральные ресурсы Мирового океана

Мировой океан, занимающий около 71 % поверхности нашей планеты, также представляет собой огромную кладовую минеральных богатств. Полезные ископаемые в его пределах заключены в двух различных средах – собственно в океанической водной массе, как основной части гидросферы, и в подстилающей ее земной коре, как части литосферы. По агрегатному состоянию и соответственно условиям эксплуатации их подразделяют на: 1) жидкие, газообразные и растворенные, разведка и добыча которых возможны при помощи буровых скважин (нефть, природный газ, соль, сера и др.); 2) твердые поверхностные, эксплуатация которых возможна при помощи драг, гидравлических и иных подобных способов (металлоносные россыпи и илы, конкреции и др.); 3) твердые погребенные, эксплуатация которых возможна шахтно-рудничными способами (уголь, железная и некоторые другие руды).

Широко применяется также подразделение минеральных ресурсов Мирового океана на два больших класса: гидрохимических и геологических ресурсов. К гидрохимическим ресурсам относят собственно морскую воду, которую можно рассматривать и как раствор, содержащий множество химических соединений и микроэлементов. К геологическим относят те минеральные ресурсы, которые находятся в поверхностном слое и недрах земной коры.

Гидрохимические ресурсы Мирового океана– это элементы солевого состава океанских и морских вод, которые можно использовать для хозяйственных нужд. По современным оценкам, такие воды содержат около 80 химических элементов, о разнообразии которых дает представление рисунок 10. В наибольшем количестве океаносфера содержит соединения хлора, натрия, магния, серы, кальция, концентрация которых (в мг/л) довольно высока; в эту же группу входят водород и кислород. Концентрация большинства других химических элементов значительно меньше, а иногда мизерная (например, содержание серебра составляет 0,0003 мг/л, олова – 0,0008, золота – 0,00001, свинца – 0,00003, а тантала – 0,000003 мг/л), поэтому морскую воду и называют «тощей рудой». Однако при общем огромном ее объеме суммарное количество некоторых гидрохимических ресурсов может оказаться довольно значительным.

По имеющимся оценкам, 1 км³ морской воды содержит 35–37 млн т растворенных веществ. В том числе около 20 млн т соединений хлора, 9,5 млн т магния, 6,2 млн т серы, а также примерно 30 тыс. т брома, 4 тыс. т алюминия, 3 тыс. т меди. Еще 80 т приходится на марганец, 0,3 т – на серебро и 0,04 т – на золото. Кроме того, в 1 км³ морской воды содержится много кислорода и водорода, есть еще углерод и азот.

Все это создает базу для развития «морской» химической промышленности.

Геологические ресурсы Мирового океана – это ресурсы минерального сырья и топлива, содержащиеся уже не в гидросфере, а в литосфере, т. е. связанные с океаническим дном. Их можно подразделить на ресурсы шельфа, материкового склона и глубоководного ложа океана. Главную роль среди них играют ресурсы континентального шельфа, занимающего площадь 31,2 млн км², или 8,6 % общей площади океана.

Рис. 10. Гидрохимические ресурсы океаносферы (по Р.А.Крыжановскому)

Наиболее известный и ценный минеральный ресурс Мирового океана – углеводороды: нефть и природный газ. Еще по данным на конец 80-х гг. XX в., в Мировом океане было разведано 330 осадочных бассейнов, перспективных на нефть и газ. Примерно в 100 из них было открыто около 2000 месторождений. Большинство этих бассейнов являются продолжением бассейнов суши и представляют собой складчатые геосинклинальные структуры, но встречаются и чисто морские осадочные нефтегазоносные бассейны, не выходящие за пределы своих акваторий. По некоторым оценкам, общая площадь таких бассейнов в пределах Мирового океана достигает 60–80 млн км². Что же касается их запасов, то в разных источниках они оцениваются по-разному: по нефти– от 80 млрд до 120–150 млрд т, а по газу – от 40–50 трлн м³ до 150 трлн м³. Примерно 2/3 этих запасов относится к акватории Атлантического океана.

При характеристике нефтяных и газовых ресурсов Мирового океана обычно прежде всего имеют в виду наиболее доступные ресурсы его шельфа. Самые крупные нефтегазоносные бассейны на шельфе Атлантического океана разведаны у берегов Европы (Североморский), Африки (Гвинейский), Центральной Америки (Карибский), менее крупные – у берегов Канады и США, Бразилии, в Средиземном и некоторых других морях. В Тихом океане такие бассейны известны у берегов Азии, Северной и Южной Америки и Австралии. В Индийском океане ведущее место по запасам занимает Персидский залив, но нефть и газ обнаружены также на шельфе Индии, Индонезии, Австралии, а в Северном Ледовитом океане – у берегов Аляски и Канады (море Бофорта) и у берегов России (Баренцево и Карское моря). К этому перечню нужно добавить и Каспийское море.

Однако на континентальный шельф приходится только примерно 1/3 прогнозных ресурсов нефти и газа в Мировом океане. Остальная их часть относится к осадочным толщам материкового склона и глубоководных котловин, расположенных на расстоянии многих сотен и даже тысяч километров от побережий. Глубина залегания нефтегазоносных пластов здесь значительно больше. Она достигает 500—1000 м и более. Ученые установили, что наибольшие перспективы на нефть и газ имеют глубоководные котловины, расположенные: в Атлантическом океане – в Карибском море и у берегов Аргентины; в Тихом океане – в Беринговом море; в Индийском океане – у берегов

Восточной Африки и в Бенгальском заливе; в Северном Ледовитом океане – у берегов Аляски и Канады, а также у берегов Антарктиды.

Кроме нефти и природного газа, с шельфом Мирового океана связаны ресурсы твердых полезных ископаемых. По характеру залегания они подразделяются на коренные и россыпные.

Коренные залежи угля, железных, медно-никелевых руд, олова, ртути, поваренной и калийной солей, серы и некоторых других полезных ископаемых погребенного типа генетически обычно связаны с месторождениями и бассейнами прилегающих частей суши. Они известны во многих прибрежных районах Мирового океана, и в отдельных местах их разрабатывают при помощи шахт и штолен (рис. 11).

Прибрежно-морские россыпи тяжелых металлов и минералов следует искать в пограничной зоне суши и моря – на пляжах и в лагунах, а иногда и в полосе затопленных океаном древних пляжей.

Из содержащихся в подобных россыпях руд металлов наибольшее значение имеет оловянная руда – касситерит, залегающая в прибрежно-морских россыпях Малайзии, Индонезии и Таиланда. Вокруг «оловянных островов» этого района они прослеживаются на расстоянии 10–15 км от берега и до глубины 35 м. У берегов Японии, Канады, Новой Зеландии и некоторых других стран разведаны запасы железистых (титаномагнетитовых и монацитовых) песков, у берегов США и Канады – золотоносных песков, у берегов Австралии – бокситов. Еще более распространены прибрежно-морские россыпи тяжелых минералов. Прежде всего это относится к побережью Австралии (ильменит, циркон, рутил, монацит), Индии и Шри-Ланки (ильменит, монацит, циркон), США (ильменит, монацит), Бразилии (монацит). У берегов Намибии и Анголы известны россыпные месторождения алмазов.

Несколько особое положение в этом перечне занимают фосфориты. Большие залежи их обнаружены на шельфе западного и восточного побережий США, в полосе атлантического побережья Африки, вдоль тихоокеанского побережья Южной Америки. Однако еще советскими океанологическими экспедициями в 60– 70-х гг. XX в. фосфориты были разведаны не только на шельфе, но и в пределах материкового склона и вулканических поднятий в центральных частях океанов.

Из других твердых минеральных ресурсов наибольший интерес представляют железомарганцевые конкреции, впервые обнаруженные более ста лет назад английским экспедиционным судном «Челленджер». С тех пор их исследовали океанографические экспедиции многих стран, в том числе и советские – на судах «Витязь»>, «Академик Курчатов»), «Дмитрий Менделеев» и др. Было установлено, что такие конкреции встречаются на глубинах от 100 до 7000 м, т. е. и в шельфовых морях, например, Карском, Баренцевом, и в пределах глубоководного ложа океана и его впадин. На больших глубинах залежей конкреций гораздо больше, так что эти своеобразные бурые «картофелины» величиной от 2–5 до 10 см образуют почти сплошную «мостовую». Хотя конкреции называют железомарганцевыми, поскольку они содержат 20 % марганца и 15 % железа, в них в меньших количествах имеются также никель, кобальт, медь, титан, молибден, редкоземельные и другие ценные элементы – всего более 30. Следовательно, фактически они являются полиметаллическими рудами.

Рис. 11. Минеральные ресурсы дна Мирового океана (по В. Д. и М. В. Войлошниковым)

Общие запасы конкреций в Мировом океане оценивают с очень большой «вилкой»: от 2–3 трлн т до 20 трлн т, а извлекаемые– обычно до 0,5 млрд т. Надо учитывать и то, что они ежегодно прирастают на 10 млн т.

Главные скопления конкреций находятся в Тихом океане, где они занимают площадь 16 млн км². Там принято выделять три главные зоны (котловины) – северную, среднюю и южную. На отдельных участках этих котловин плотность конкреций достигает 70 кг на 1 м² (при средней примерно 10 кг). В Индийском океане конкреции разведаны также в нескольких глубоководных котловинах, главным образом в центральной его части, но залежи их в этом океане значительно меньше, чем в Тихом, а качество хуже. Еще меньше конкреций в Атлантическом океане, где более или менее обширные их поля находятся на северо-западе, в Северо-Американской котловине, и у берегов Южной Африки (рис. 77).

Помимо конкреций, на дне океана имеются железомарганцевые корки, покрывающие породы в зонах срединно-океанических хребтов. Эти корки нередко располагаются на глубинах 1–3 км. Интересно, что марганца в них содержится гораздо больше, чем в железомарганцевых конкрециях. Встречаются в них и руды цинка, меди, кобальта.

Россия, имеющая береговую линию очень большой протяженности, владеет и самым обширным по площади континентальным шельфом (6,2 млн км², или 20 % мирового шельфа, из которых 4 млн км² перспективны на нефть и газ). Большие запасы нефти и газа уже обнаружены на шельфе Северного Ледовитого океана – прежде всего в Баренцевом и Карском морях, а также в Охотском море (у побережья Сахалина). По некоторым оценкам, с акваториями морей в России связано 2/5 всех потенциальных ресурсов природного газа. В прибрежной зоне известны также месторождения россыпного типа и карбонатные залежи, используемые для получения строительных материалов.

В качестве своеобразных «ресурсов» дна Мирового океана можно рассматривать и сокровища затонувших судов: по подсчетам американских океанографов, на дне лежит не менее 1 млн таких судов! Да и ныне их ежегодно гибнет от 300 до 400.

Больше всего подводных кладов находится на дне Атлантического океана, по просторам которого в эпоху Великих географических открытий в больших количествах вывозили в Европу золото и серебро. Десятки судов гибли от ураганов и штормов. В последнее время при помощи самой современной техники на дне океана были обнаружены остатки испанских галеонов. С них были подняты огромные ценности.

В 1985 г. американская поисковая команда обнаружила затонувший в 1912 г. знаменитый «Титаник», в сейфах которого были похоронены ценности на миллиарды долларов, включая 26 тыс. серебряных тарелок и подносов, но поднять их с глубины более 4 км пока не удалось.

Еще один пример. В годы Второй мировой войны из Мурманска в Англию на крейсере «Эдинбург» было отправлено 465 золотых слитков (5,5 т) в счет оплаты военных поставок союзников. В Баренцевом море крейсер был атакован германской подводной лодкой и поврежден. Было принято решение затопить его, чтобы золото не попало в руки неприятеля. Спустя 40 лет водолазы спустились на глубину 260 м, на которой затонул корабль, и все золотые слитки были извлечены и подняты на поверхность.