Цінні метали з глибин: нові камені для батарей електромобілів

Ці камені вкрай необхідні для акумуляторів сучасних електромобілів та смартфонів

У глибинах Тихого океану, між Мексикою та Гаваями, розташована зона Кларіон-Кліппертон — абісальна рівнина площею близько 6 мільйонів квадратних кілометрів. Її середня глибина сягає 5000 метрів, а морське дно місцями вкрите поліметалевими конкреціями: темними округлими каменями, багатими на цінні мінерали.

Ці утворення, розміром від яблука до невеликої картоплини, лежать на поверхні осадових порід, ніби розкидані на величезній мулистій рівнині. Вони формувалися мільйони років: навколо крихітних фрагментів мушель, кісток чи затверділого осаду поступово осідали розчинені метали з морської води. Швидкість їхнього зростання — лише кілька міліметрів за мільйон років.

Деякі конкреції старші за вид людей, а окремі екземпляри — навіть за приматів, від яких походить людина. За оцінками вчених, їхній вік становить від 2 до 10 мільйонів років.

Чим насправді є ці камені

Конкреції зони Кларіон-Кліппертон містять чотири ключові метали, необхідні для глобального енергетичного переходу. За вагою вони складаються з:

• 25–30% марганцю;
• 1–2% нікелю;
• 1–2% міді;
• 0,2–0,3% кобальту.

За даними Геологічної служби США, запаси цих металів у конкреціях перевищують усі відомі наземні резерви кобальту та марганцю разом узяті.

Ці метали відіграють критичну роль у виробництві акумуляторів для електромобілів та смартфонів:

• Кобальт — необхідний компонент літій-іонних батарей;
• Нікель — використовується в катодах високоємних акумуляторів;
• Марганець — застосовується в акумуляторах та сталевих сплавах;
• Мідь — основний провідник для електричної інфраструктури.

Сьогодні ланцюжки поставок цих металів зосереджені в кількох країнах. Наприклад, 70% світового кобальту надходить з Демократичної Республіки Конго, де видобуток часто пов’язаний з порушеннями прав людини. 60% нікелю виробляється в Індонезії, де стрімко скорочуються тропічні ліси через гірничодобувну діяльність. Близько 90% потужностей з переробки кобальту та нікелю розташовані в Китаї.

Конкреції зони Кларіон-Кліппертон розглядаються як альтернативне джерело постачання, яке могло б зменшити географічну концентрацію видобутку та знизити ризики для прав людини. Проте це джерело розташоване в екосистемі, про яку наука знає вкрай мало.

Що там живе

Дослідження 2023 року, проведене Музеєм природної історії в Лондоні, виявило в зоні Кларіон-Кліппертон 5578 видів тварин. З них лише 436 були відомі науці, а решта 5142 види виявилися абсолютно новими. Вчені вважають, що це лише мала частина реального біорізноманіття регіону.

Наприклад, у 2025 році в журналі Scientific Reports було опубліковано дослідження про два нові види морських зірок, знайдених на одному шматку затонулої деревини. У 2026 році в журналі ZooKeys повідомили про відкриття 24 нових видів глибоководних ракоподібних, зокрема нового надродини Mirabestiidae — рідкісного таксономічного рівня, який свідчить про унікальну гілку еволюції.

Серед мешканців зони Кларіон-Кліппертон:

• глибоководні губки, які ростуть на поверхні конкрецій;
• примарні білі морські анемони, що дрейфують у придонних течіях;
• напівпрозорі морські огірки — найчисленніша макрофауна абісальних глибин;
• черв’яки, офіури, амфіподи, ізоподи та мікроорганізми, які відіграють ключову роль у вуглецевому циклі океану.

Багато видів еволюціонували у специфічних умовах абісальної рівнини, де конкреції є єдиним твердим субстратом серед м’якого осаду. Таким чином, ці камені не лише цінний ресурс для промисловості, а й фундамент місцевої екосистеми.

Що показали попередні експерименти з порушення середовища

У 1989 році німецькі вчені провели експеримент DISCOL у Перуанській улоговині, щоб змоделювати вплив видобутку конкрецій. Вони 78 разів проорали плугом ділянку морського дна площею 11 квадратних кілометрів на глибині 4150 метрів.

Дослідження 2019 року показало, що через 26 років після експерименту мегафауна на порушеній ділянці так і не відновилася. Тварини-фільтратори, які залежать від поверхні конкрецій, залишалися в меншій кількості, а сліди плуга були чітко видимі навіть через десятиліття.

У 2020 році в журналі Science Advances опублікували результати вивчення мікробних спільнот на тій самій ділянці. Виявилося, що навіть через 26 років популяції мікробів відновилися лише частково, а повне відновлення може зайняти близько 50 років.

Експеримент DISCOL залишається найповнішим довгостроковим спостереженням за реакцією глибоководної екосистеми на фізичне порушення. Його результати свідчать, що відновлення абісальних екосистем може тривати десятиліттями, а не роками.