Et stort pilotprosjekt ved NTNU, Deep Sea Mining, utforsker undersjøiske vulkaner og minralforekomstene rundt dem. Illustrasjonsbilde: NTNU
Et stort pilotprosjekt ved NTNU, Deep Sea Mining, utforsker undersjøiske vulkaner og mineralforekomstene rundt dem. Bilde: NTNU

– Vi kjenner månen bedre enn havbunnen

NTNU-forskere går i dybden for å undersøke havbunnen og mulighetene for å hente opp edle metaller på som ligger på flere tusen meters dyp.

– Det finnes store uutforskede havområder, og det er enormt mye vi ikke vet. Vi kjenner faktisk månen bedre enn vi kjenner havbunnen, sier førsteamanuensis Steinar Ellefmo ved Institutt for geologi og bergteknikk.

Drøyt 70 prosent av jordklodens overflate er dekket av vann. Det som skjuler seg under vannoverflaten vet vi litt om, men langt fra alt. Og det som befinner seg i havbunnen vet vi svært lite om. Men vi har kunnskap om at det finnes undersjøiske vulkaner som dannes i nærheten av der kontinentalplatene møtes. Her skapes det sprekker inn mot jordas indre.

Undersjøiske vulkaner, eller hydrotermale kilder, ble for første gang oppdaget i 1977 i Stillehavet.  De kalles også svarte skorsteiner på grunn av den tilsynelatende svarte røyken som strømmer ut av dem. De bringer med seg mineraler og metaller fra bergartene dypt nede i jordskorpen og avsetter disse på havbunnen.

Kartillustrasjon: Wikimedia Commons

Kartillustrasjon: Wikimedia Commons

Vi vet at det blant annet finnes slike forekomster av metallholdige mineraler langs den midt-Atlantiske ryggen. Dette er en stor undersjøisk fjellkjede som går gjennom hele Atlanterhavet. Den delen av fjellkjeden som går fra Jan Mayen til Svalbard og videre oppover langs vestkysten til Svalbard, er innenfor norsk jurisdiksjon og en del av den utvidede norske kontinentalsokkelen.

Et forskningsprosjekt ledet av Steinar Ellefmo ved NTNU, kartla i 2013 et brutto verdiestimat av marine mineraler innenfor denne sonen på nærmere 1000 milliarder kroner.

Deep Sea Mining

Nå leder Steinar Ellefmo en stor tverrfaglig forskning som tar mineralkartlegging på havbunnen et langt steg videre. Pilotprosjektet heter Deep Sea Mining.

NTNU Ocean week 4. - 7. mai

  • Pilotprosjektet Deep Sea Mining presenteres under konferansen Ocean Week.
  • Konferansen arrangeres for første gang.
  • Hovedtema er kunnskap for et bærekraftig havrom.
  • Siste nytt innen marin og maritime forskning og innovasjon.
  • Samler mer enn 200 deltagere fra næringsliv, myndigheter, forskning og utdanning.
  • Møtepunkt for eksperter fra hele kunnskapsverdikjeden
  • Se hele programmet.
– Vi trenger et geokart over havbunnen. Det finnes ikke – og det er ganske vanskelig å lage. Men vi ønsker å skvise det vi har av data og indikatorer for å få til kart, med en soneinndeling og en modellering av havbunnen i de aktuelle områdene. Det trenger vi for å kunne drive mer målrettet leting etter denne typen forekomster, sier Ellefmo.

– De få funnene av black smokers som vi kjenner i dag, er gjort av akademia. Hvis vi skal kunne jobbe målrettet mot en bedre ressursforståelse, en bedre oversikt over ressurspotensialet og eventuelt en fremtidig industriutvikling, trengs i første omgang et skikkelig kart, sier han.

Undervannsroboter (AUV eller ROV) vil trolig bli brukt i kartleggingen av havbunnen. Slike undervannsfarkoster kan ta svært detaljerte bilder og høyoppløselig video av havbunnen, og dermed gi forskerne verdifull informasjon.

Forsker på etikken

Deep Sea Mining er et tverrfaglig pilotprosjekt innen NTNUs satsingsområde Havromsvitenskap og -teknologi. Ti doktorgradsstipendiater knyttes til prosjektet, og forskerne kommer både fra teknologimiljøene og fra humaniora.

En viktig del av forskningen er knyttet til etikk og de miljømessige konsekvensene ved å hente ut mineralressurser på havbunnen.

– Hvordan skal man tenke rundt samfunnsansvar og miljøansvar når man utvikler ny teknologi – og ikke kjenner konsekvensene av den? En gammeldags måte å tenke på er at man utvikler teknologien først, så vurderer man konsekvensene etterpå, sier Siri Granum Carson, førsteamanuensis ved Program for anvendt etikk. Hun har veiledningsansvar for den ene av ph.d.-stipendiaten fra anvendt etikk som skal bidra til å skape refleksjon innad i forskningspiloten.

– Man må integrere tenkning rundt samfunnsansvar gjennom hele prosessen. Det gjør også teknologene, men en som kommer fra etikkfaget, vil kunne systematisere og tematisere tenkningen på en annen måte enn teknologene. Vi skal bidra til å vurdere miljøkonsekvensene opp mot den samfunnsøkonomiske gevinsten, sier Carson.

– Dette er teknoutvikling under høyst usikre forhold, og hvis vi ser på EUs Horizon2020-satsing, er Responsible Research and Innovation (RRI) en stor tematikk der.

Årsaken til at vanskelig tilgjengelige mineraler og metaller på havbunnen er blitt så interessante, er at gruvene på landjorda begynner å gå tomme, mens verden har et stadig økende behov for mineraler og metaller. Særlig er det stort behov for metaller som kobber og sink, som blant annet brukes i forbrukselektronikk som vi omgis med i det daglige.

Hvem har råderett over havmrådene?

Blue Mining

  • NTNUs forskning er en del av EU-prosjektet Blue Mining.
  • 19 store industri- og forskningsorganisasjoner innen ulike maritime fagfelt er involvert.
  • Blue Mining jobber med å utvikle bærekraftig mineralutvinning på havbunnen.
  • De ekstreme forholdene i dypet byr på både tekniske og miljømessige utfordringer.
  • Prosjektet dekker alle sider av verdikjeden, fra ressursfunn til ressursvurdering, fra utnyttelse teknologier til juridisk rammeverk.
Havrett er tema for den andre ph.d.-stillingen fra humaniora. I internasjonale farvann er regelverket komplisert, og det kan lett oppstå stridigheter rundt retten til ressursene. Når det gjelder ressurser fra havbunnen, har land som Kina, Russland, Japan, Frankrike og India begynt å innta strategiske posisjoner for å sikre seg områder i internasjonale farvann.

I Norge er vi så heldige at forekomstene ligger i norsk territorialt farvann.  Likevel kan det være mange skjær i sjøen.

– Reglene som regulerer rettighetene til disse forekomstene er ikke avklart. Det foregår et samarbeid mellom relevante departementer om å utvikle et felles grunnlag for regelverket. Når dette kommer, er foreløpig ikke avklart, understreker Ellefmo.

Lager ordbok for å forstå hverandre

– De tematiske satsingsområdene legger til rette for mer forpliktende tverrfaglighet. Det er givende, og det er utfordrende, sier Ellefmo. De involverte har ulik fagkunnskap, noe som også innebærer at de opererer med ulike fagspråk. Så det å komme fram til en felles begrepsforståelse er viktig.  Carson og Ellefmo tenker at forskningsgruppen må utarbeide en egen ordbok for å sikre en god dialog.

Kobler sammen mange fagfelt

Når det glohete vannet som har vært nede i jorden indre, presses opp til havbunnen og ut i havvannet, avsettes mineraler og metaller på havbunnen rundt den svarte skorsteinen. Foto: Oceanic and Atmospheric Administration

Når det glohete vannet som har vært nede i jorden indre, presses opp til havbunnen og ut i havvannet, avsettes mineraler og metaller på havbunnen rundt den svarte skorsteinen.
Foto: Oceanic and Atmospheric Administration

Doktorgradsstipendiater fra ulike fagfelt og institutter knyttes til Deep Sea Minings pilotens ulike temaområder:

· Øke forståelsen av de malmdannede prosessene under havbunnen. og hvordan disse påvirker gehalts-, tonnasje- og metallfordelingen i marine forekomster med kobber, sink og gull. Dette prosjektet gjennomføres med hovedveileder fra Institutt for geologi og bergteknikk

· Leting etter marine mineralressurser ved hjelp av avanserte geofysiske metoder utviklet for leting etter olje- og gassforekomster. Dette prosjektet gjennomføres med hovedveileder fra Institutt for petroleumsteknologi.

· Utvikling av nye sensorer som kan «sniffe» seg fram til black smokers. Hovedveileder fra Institutt for marin teknikk

· Vurdering av normative spørsmål knyttet til utvikling av ny teknologi generelt og teknologi knyttet til utvinning av marine mineraler spesielt. Dette kan for eksempel være knyttet til samfunnsansvar og forskningsetikk. Hovedveileder fra Institutt for filosofi og religionsvitenskap

· En studie av den historiske utviklingen av internasjonalt regelverk knyttet til utvinning av marine mineraler. Hovedveileder fra Institutt for historiske studier

· En vurdering av de uoppdagede mineralressurser innen norsk utvidede kontinentalsokkel og på fastlands Norge. Hovedveileder fra Institutt for geologi og bergteknikk

· Modellering og simulering av vertikal transport av slurry (slush av malm), der man ta hensyn til vertikal ustabilitet på grunn av for eksempel skipets bevegelser og bølger. Hovedveileder fra Institutt for marin teknikk

I 2016 er det planlagt å initiere prosjekter innen utvinningsteknologi, miljøanalyser, forvaltning og business case utvikling.

Havromsvitenskap og -teknologi

NTNU har pekt ut fire tematiske satsingsområder som skal løfte frem de beste hodene for tverrfaglig forskning innen disse områdene. Havromsvitenskap og -teknologi er ett av dem. Hvert satsingsområde har flere spissområder. Innen NTNU Havrom er det disse:

  • Grønn sjøtransport
  • Ned i havrommet
  • Olje og gass fra nord
  • Bærekraftig sjømat
  • Ren energi fra havet
  • Havet, miljøet og samfunnet

NTNU Havromsvitenskap og -teknologi koordinerer og initierer tverrfaglige aktiviteter innen forskning, utdanning og innovasjon.
NTNU Havrom bidrar til å øke kunnskapsgrunnlaget i den maritime næringen, i olje- og gassektoren og i havbruksnæringen.

NTNU Havrom identifiserer og utvikler fremtidige kunnskapsbehov innen shipping, havdyp og arktisk utforsking, produksjon av sjømat, marine ressurser og energi gjennom grunnforskning og samarbeidsprosjekter med industrien.

Forskningsinnsatsen i naturfag, marin teknikk, humaniora og samfunnsvitenskap kobles sammen for å skape nye tverrfaglige løsninger som støtter en bærekraftig produksjon av marine ressurser, energi og mineraler.