Resursele minerale și energetice ale oceanului planetar

Acest articol dezvoltă secțiunile Resurse minerale și Resurse energetice ale articolului principal, Oceanul planetar.

Exploatarea resurselor mărilor este abia la început. Extragerea mineralelor din oceane este costisitoare, mai ieftină fiind exploatarea celor găsite pe uscat. Odată cu consumul din ce în ce mai mare, resursele uscatului se vor micșora. Atunci se va dovedi că adâncurile oceanelor conțin adevărate comori – și nu doar cele ascunse de pirații vechilor vase sau cele oferite de natură.

Exploatarea sării

Sare NaCl obținută prin desalinizare

Centrul de desalinizare a apei „Shevchenko BN350”, situat pe malul Mării Caspice

De peste 4000 ani oamenii extrag sarea din mări. Apa de mare conține aproximativ 2,5 % de sare (denumirea chimică a căreia este clorură de sodiu). Cele două elemente chimice, sodiul și clorul, sunt spălate din roci și purtate de râuri până în mări.

Primii care au extras sarea din mări au fost cei care locuiau pe țărmurile țărilor calde, aride, unde activitatea solară are loc în fiecare zi. Sarea se produce astfel și astăzi în multe țări, printre care Franța, Italia și Spania din Marea Mediterană și China, India și Japonia din estul Asiei. Apa de mare este depozitată în recipiente mari, adânci, numite cazane de sare sau de evaporare. Odată cu evaporarea apei din recipient acesta rămâne umplut doar cu sare. În apa oceanică există și alte minerale, dar ele se separă întâi de apă. Prin transferul apei dintr-un recipient în altul aceste minerale se separă și rezultă sare aproape pură. Producția mondială de sare provenită din apele mărilor este de aproximativ 6 milioane tone pe an.

În țările mai reci, cum ar fi Marea Britanie, sarea era produsă prin încălzirea apei marine folosind combustibili ca turba, lemnele sau lignitul.

Apa potabilă

În unele țări există deficit de apă potabilă, dar oamenii o pot obține din oceane prin eliminarea sării. Procesul este numit desalinizare și se practică de cel puțin 2000 de ani. Apa de mare conține cam de 7 ori mai multă sare decât cantitatea care poate îmbolnăvi un om. Dacă se utilizează apa marină pentru irigare plantele vor muri. În anumite lacuri trebuie folosit același proces, deoarece evaporarea duce la salinizarea apei. Desalinizarea se practică în regiuni ca Arabia, părți ale Australiei. Insulele Canare, China, Israel, Italia, Japonia, Liban, Malta, America de Nord și de Sud.

În natură căldura soarelui duce la evaporarea apei din regiunile oceanice, proces prin care apa se transformă în vapori. Vaporii duc la apariția norilor care în cele din urmă se transformă prin ploi din nou în apă. Cea mai veche metodă de desalinizare este distilarea, similară cu acțiunea soarelui.apa marină este adusă la fierbere și vaporii sunt duși într-o cameră de răcire unde se condensează și dau naștere la apă. În unele țări se mai utilizează căldura solară, deoarece aceasta este mai ieftină. Un proces mai sofisticat de desalinizare presupune transmiterea apei încălzite într-un șir de camere în care presiunea aerului este scăzută. Se formează astfel foarte repede un curent de joasă presiune.

Alternative

Aisberg lângă Newfoundland. Aisbergurile sunt constituite din apă pură și oamenii de știință au încercat să le utilizeze ca sursă de apă potabilă în țările care duc lipsă de aceasta.

Alte metode de desalinizare includ osmoza inversată, electrodializa și înghețul. În osmoză lichidul trece printr-o membrană (o foiță subțire de material) transformându-se în alt lichid. Apa curată devine apă salină, dar dacă apa salină este sub presiune apa curată din ea va curge în cealaltă direcție, lăsând în urmă sarea. Aceasta este osmoza inversată.

În electrodializă un curent electric este trecut prin apa marină. Sodiul se acumulează la electrodul negativ și clorul la cel pozitiv purificând astfel apa.

Când apa salină este îngheață, gheața formată este de fapt apă pură. Astfel, prin înghețarea masivă a apei saline sarea este prinsă între cristalele de gheață și poate fi îndepărtată.

Aisbergurile pot constitui și ele o sursă de apă pură. Ele sunt porțiuni detașate din ghețari care au ajuns în mare și sunt constituiți în întregime din apă pură. Unele țări au experimentat ideea și au tractat aisberguri din Antarctida. Până acum însă nu s-a rezolvat problema transformării gheții în apă potabilă după ce bucata masivă este adusă pe uscat. Locurile ce ar beneficia de apa din aisberguri includ Australia, Arabia și unele porțiuni din Africa și America de Sud.

Combustibilii

Primul combustibil important extras din mări a fost cărbunele. În întreaga lume există depozite uriașe de cărbune situate sub mări. Ele sunt plasate sub platforme continentale, extensiile subacvatice ale continentelor, și nu în zonele abisale ale Oceanului. Majoritatea depozitelor sunt situate adânc sub platforma marină și sunt neexploatate.

Există mine de cărbune submarine, care ele sunt extensiile unor galerii care încep de pe uscat. Una dintre cele mai celebre mine subacvatice britanice a fost cea de la Whitehaven Colliery, Cumbria, unde câteva galerii se prelungeau peste o milă sub mare.

Sub Marea Nordului există mult cărbune de calitate, dar acesta este localizat la peste 7 km sub nivelul mării și la ora actuală nu există tehnologia sau motivația de exploatare.

În prezent cele mai valoroase elemente extrase din mări sunt petrolul și gazele naturale. Ce și cărbunele, petrolul și gazele sunt localizate sub platformele contonentale. Primul puț de forare marin a fost inaugurat în 1896 în apele de coastă ale Californiei. Mulți ani puțurile de forare marină erau situate doar în apele puțin adânci, relativ apropiate de țărm. De exemplu, puțurile marine ale Venezuelei, care au început să producă în 1920, sunt amplasate în apele puțin adânci, apropiate de țărmul lacului Maracaibo. Exploatarea la mare adâncime a fost inventată și a luat amploare în anii 1960 și 1970, mai ales în Marea Nordului. Primul câmp petrolier din Marea Nordului a fost descoperit în 1969. Cea mai mare cantitate de petrol aparține fie Norvegiei, fie Regatului Unit.

Exploatarea petrolului din Marea Nordului necesită o tehnologie mult mai avansată decât cea a puțurilor marine. Sondele de forare sunt fixate de platforma marină și platformele finale sunt de obicei sprijinite pe stâlpi de susținere plasați direct pe fundul mării.

Adâncimea medie a exploatărilor din Marea Nordului este între 30 m în sud și 120 m în nord, suficient de mică pentru a permite transportul țițeiului la țărm folosind conducte marine plasate pe fundul mării. Principala problemă este vremea. Iarna pot avea loc furtuni puternice care dezechilibrează atât platformele sondei, cât și vapoarele ce le deservesc. Gazele naturale se găsesc de obicei împreună cu țițeiul și se transportă similar pe uscat. Gazele din Marea Nordului au înlocuit practic gazele de mină în Marea Britanie. Majoritatea câmpurilor petroliere marine sunt extensii ale celor de pe uscat. Așa este și cea mai bogată regiune petrolieră – Golful Persic.

Surse

În America de Nord există mari câmpuri petroliere în Golful Mexic, în bazinul Los Angeles de pe coasta Pacificului și în mările arctice din nordul Canadei. În America de Sud, pe lângă câmpurile petroliere ale Venezuelei deja menționate, Brazilia, Columbia, Peru și Trinidad au și ele exploatări petroliere marine. În Europa, pe lângă „giganții petrolieri” Norvegia și Marea Britanie, s-a găsit țiței și în apele altor țări precum Danemarca, Irlanda, Olanda, Italia și Spania.

În Africa cei mai mari producători marini de petrol și gaze sunt Nigeria, Ghana și Gabonul. S-a descoperit petrol și în apele altor țări ca Congo, Coasta de Fildeș, Egipt, Tunisia și Zair. În Asia, pe lângă statele din Golf, principalele exploatări marine le au Brunei, China, India, Indonezia, Japonia, Malaezia și fosta Uniune Sovietică. Există sonde de forare marină în Australia și Noua Zeelandă.

Minerale

Printre mineralele ce se găsesc în apa marină, unele sunt dizolvate în aceasta în vreme ce altele sunt localizate pe fundul oceanului. Principalele minerale extrase din apa marină sunt magneziul, un metal ușor de utilizat în industria automobilelor și în aeronautică, la artificii și în metalurgie. Un alt mineral este bromul, utilizat în fotografie, vopsitorii și industria farmaceutică. Ambele minerale sunt extrase din apele mărilor de către companii americane.

În apa marină sunt prezente și potasiul și calciul, dar nu este rentabil să fie exploatate deoarece există depozite suficiente și pe uscat. S-a încercat extragerea aurului și uraniului, care sunt prezente și ele în apa Oceanului. Nisipul și prundișul sunt principalele depozite de minerale situate pe fundul mărilor. Acestea se folosesc în construcții. Aparate ce funcționează ca niște aspiratoare gigantice le aduc în apele de suprafață. Depozitele de calcar ce rezultă din calcifierea cochiliilor animalelor marine preistorice sunt exploatate similar pentru a fi utilizate la producerea cimentului și betonului, mai ales în Islanda și în jurul insulelor Bahamas.

În apropierea multor țărmuri se găsesc diamante și alte metale importante. Aceste minerale sunt înglobate în zăcăminte prețioase.

Cele mai cunoscute zăcăminte de acest fel sunt pepitele situate în râurile din regiunile aurifere. Aurul a fost extras de apă din rocă prin eroziune, mai ales în decursul ultimilor 65 milioane de ani. Ca și râurile, minereurile sfârșesc în cele din urmă în mare unde se aglomerează uneori pe țărmul acestora.

Majoritatea metalelor apar sub formă de minereu. Drept exemplu poate servi titanul, care se găsește în rutil și ilmenit. Aurul și platina se găsesc de sine stătătoare și sunt denumite metale native.

Cele mai multe zăcăminte de pe țărmuri nu sunt în prezent exploatate. Una dintre țările care are exploatări pe coastă este Indonezia, care a descoperit deja depozite de peste 600000 t de cositor. Există zăcăminte bogate în aur în preajma țărmurilor din Nome, Alaska, dar condițiile meteorologice severe au îngreunat exploatarea acestora.

Printre alte metale extrase curent din zăcămintele situate în largul mărilor se numără și zirconiul, un metal rar, utilizat la miezul reactoarelor nucleare, cromul și fierul.

Exploatarea depozitelor de minerale de la mare adâncime este încă la început, dar ea este o sursă de minerale bogată și se va dezvolta atunci când zăcămintele de pe uscat se vor epuiza. Unul dintre metalele care se găsesc pe fundul oceanic este magneziul, care se folosește pentru producerea aliajelor dure de oțel, aluminiu și cupru și a unor fertilizanți. Sub nivelul apei oceanice se prezintă sub formă de geode, niște mase sferice care conțin mai multe metale. În aceste geode apar cantități mici de cobalt, cupru, fier și nichel.

Concentrația cea mai mare de geode se întâlnește în nordul și sudul Oceanului Pacific. Singura zonă în care s-a reușit exploatarea acestora se situează la vest de America Centrală, între două zone abisale numite Clarion și Clipperton. Geodele se găsesc la peste 4 km sub nivelul oceanului. În această zonă geodele au un conținut mare de metale.

Energia marină

Prin acest dig din nordul Franței de la barajul Rance, apa pătrunde în lac în timpul fluxului. O dată cu fluxul și refluxul apa trece prin turbine și generează electricitate. Barajul produce energie electrică utilizând mareea încă din 1967

Mișcarea permanentă a mărilor este o sursă potențială de energie, aparent inepuizabilă. Există trei forme care pot fi specificate: cea a mareelor, cea a valurilor și cea termică.

În lume există câteva golfuri și fiorduri unde fluxul și refluxul ating cote maxime care pot acționa turbinele și genera curent electric. S-au construit mai multe baraje care captează energia mareelor, însă singurul profitabil este sicel situat la gura râului Rance în Bretania, Franța. A început să funcționeze în 1967.

Alte amplasări posibile ar putea fi în estuarul Severn din sud-vestul Marii Britanii și în golful Fundy din Canada.

Energia valurilor ar putea fi captată în multe locuri. S-au construit mai multe dispozitive experimentale care la scară mică au avut succes. Japonezii sunt pionerii acestui domeniu de cercetare.

Energia termică poate fi captată atunci când există o diferență apreciabilă între temperatură de la suprafața apei și cea din adâncurile oceanelor. Tehnologia care permite transformarea acestei surse în energie electrică există deja.

Bibliografie

Revista „Arborele lumii”: Planeta Pământ – p. 188