In de wereld van de diepzee is het essentieel om ecologische monitoringtechnieken te ontwikkelen die niet alleen nauwkeurig, maar ook snel en kostenefficiënt zijn. Een dergelijke techniek is de Rapid Environmental Assessment (REA), die zowel voor het zeebodem als voor de waterkolom kan worden toegepast. REA biedt een holistische benadering van milieumonitoring door zowel fysische als biologische parameters te volgen, en draagt bij aan het systematisch bewaren van deze fragiele ecosystemen.

In gevallen waar grote hoeveelheden videogegevens zijn opgenomen, kan het handig zijn om de geanalyseerde segmenten te scheiden door ongeanalyseerde secties, althans in eerste instantie. Bijvoorbeeld, door elke 10 minuten een beeldanalyse van twee minuten uit te voeren voor ondiepe of diepe habitats, zoals de toppen van zeemontagnes, hydrothermale bronnen en andere diepe leefomgevingen waar megafauna geconcentreerd is. Voor langere sequenties, zoals 20-30 minuten om de 60-90 minuten, kan statistische toetsing nuttig zijn om betrouwbare gegevens te verkrijgen.

Binnen elk analyse-eenheid wordt aangeraden om een set van kenmerken te annoteren met behulp van een semi-kwantitatieve schaal, zoals de Deep Sea Semi Quantitative (DSSQ) schaal die ontwikkeld is voor nodule-facies. Deze schaal beoordeelt aspecten zoals helling, rugositeit, substratuurkenmerken, korrelgrootte en stromingssterkte, en maakt het mogelijk om visueel gegevens te verzamelen over de variaties in de fysieke eigenschappen van de diepzee.

Het opstellen van een taxonomische gids voor levensvormen binnen de diepzeebodemgemeenschappen is eveneens van groot belang. Dit kan bijvoorbeeld worden gedaan voor ecosystemen die verband houden met polymetallische knopen. De DSSQ-schaal kan daarbij worden toegepast om de overvloed van belangrijke levensvormen, zoals sponzen, actiniërs, echinodermen, mollusken, vissen, en andere karakteristieke organismen te beoordelen.

Een ander belangrijk aspect van REA is het gebruik van steekproefneming in de diepzee. Het combineren van video- en fototranssecties kan bijdragen aan een representatieve monstername van het bodemleven. Net zoals in koraalrifonderzoek, waar vijf steekproeven vaak voldoende zijn om betrouwbare statistische gegevens te verkrijgen, kan het aantal benodigde steekproeven in de diepzee variëren. Het is essentieel om dit verder te testen en te verifiëren voor verschillende diepten en omgevingen.

In sommige gevallen kan het wenselijk zijn om een hiërarchisch systeem van taxonomische identificatie toe te passen voor diepzee-organismen. Dit zou minder ervaren waarnemers in staat stellen om op levensvormniveau te registreren, terwijl meer ervaren waarnemers de organismen tot aan geslacht- of familieniveau kunnen identificeren. Hierdoor kunnen specialisten de soorten verder identificeren, indien dat nodig is.

Er wordt ook steeds vaker gepleit voor het gebruik van Open Nomenclature (ON), waarbij taxonomische onzekerheden expliciet worden aangegeven. Dit zorgt voor transparantie in gegevensverzameling en voorkomt misinterpretatie van niet-geïdentificeerde organismen. De standaardisatie van DSSQ-schaal en de bijbehorende beschrijvers zou ook helpen bij het verbeteren van de vergelijkbaarheid van gegevens, waardoor het eenvoudiger wordt om de resultaten van verschillende studies wereldwijd te analyseren.

Naast de zeebodem is het monitoren van de waterkolom eveneens van cruciaal belang. De adoptie van REA-principes moet gepaard gaan met het volgen van belangrijke waterkolomparameters, zoals troebelheid, stroomsnelheid, opgeloste zuurstofconcentraties, primaire productie en alkaliniteit. Langdurige, driedimensionale monitoring van zowel de zeebodem als de waterkolom is essentieel voor het verkrijgen van een holistisch beeld van de toestand van het mariene ecosysteem.

De rol van ecologisch monitoring binnen het bredere kader van milieubehoud wordt steeds belangrijker. Het is noodzakelijk om fysische en chemische oceanografie, biogeochemie, mariene geologie en mariene ecologie in kaart te brengen, en dit te combineren met gegevens uit de visserij, scheepvaart en diepzeemijnbouwsectoren. Zo kan een integratieve benadering helpen bij het behoud van mariene biodiversiteit, in lijn met internationale verdragen zoals het nieuwe Hoge Zeeën Verdrag.

Om de effectiviteit van REA-technieken wereldwijd te vergroten, zou de standaardisatie van methoden voor zeebodem- en waterkolommonitoring, zoals bij Multidisciplinaire Zeebodem- en Waterkolom Observatoriumplatforms, mogelijk een gemeenschappelijk kader kunnen creëren voor regionaal en globaal beheer. Dit zou zowel het toezicht op diepzeemijnbouw als de bescherming van mariene gebieden kunnen bevorderen, met als doel 30% van de oceanen te beschermen volgens het Verdrag van de Biodiversiteit.

Wat zijn de economische voordelen van het gebruik van zeemineralen voor de toekomst van batterijmetalen?

De wereldwijde vraag naar batterijen, en met name de metalen die daarvoor nodig zijn, groeit exponentieel. Er is een duidelijke verschuiving naar hernieuwbare energie en elektrische voertuigen, wat de vraag naar batterijen aandrijft. Toch is de bevoorrading van essentiële metalen zoals koper, nikkel, kobalt en lithium onderhevig aan sterke geopolitieke invloeden en langzame productieprocessen vanuit landmijnen. In dit kader wordt het gebruik van alternatieve bronnen voor de winning van batterijmetalen steeds relevanter. Een van de meest veelbelovende alternatieven zijn zeemineralen, specifiek de polymetallische nodules die zich op de zeebodem bevinden.

Polymetallische knobbels zijn natuurlijke afzettingen die een breed scala aan waardevolle metalen bevatten, waaronder nikkel, kobalt, mangaan en koper. Deze metalen zijn essentieel voor de productie van batterijen, vooral in de context van de energietransitie. Het delven van deze nodules uit de oceaan biedt een veelbelovende oplossing voor het vervullen van de groeiende vraag naar batterijmetalen. Het proces van het winnen van deze materialen uit zeemineralen heeft echter zijn eigen uitdagingen en kansen.

De economische haalbaarheid van het winnen van zeemineralen is complex en afhankelijk van diverse factoren, zoals de kosten van technologie, milieu-impact en de prijs van de metalen zelf. Ondanks de initiële hoge kosten van oceaanwinning, zoals de noodzaak voor gespecialiseerde apparatuur en diepzeemijnbouwtechnologieën, wordt verwacht dat de opkomst van nieuwe technologieën deze kosten in de toekomst zal verlagen. De potentie van deze zeemineralen wordt vooral zichtbaar wanneer we kijken naar de hoeveelheid metalen die ze bevatten, die vaak aanzienlijk groter is dan die van landmijnen. Dit biedt een kans om de wereldwijde bevoorrading van essentiële batterijmaterialen te diversifiëren.

Het gebruik van polymetallische nodules kan de geopolitieke spanningen verlichten die gepaard gaan met de winning van metalen uit landmijnen. De afhankelijkheid van landen zoals Congo voor kobalt of China voor zeldzame aardmetalen is een bron van zorgen voor veel westerse landen. Door meer geavanceerde technieken voor oceaanwinning te ontwikkelen, kan een bredere en geografisch meer evenwichtige toegang tot deze kritische metalen ontstaan. Hierdoor zou de wereld minder kwetsbaar zijn voor geopolitieke onzekerheden die de stabiliteit van de leveringsketen voor batterijen bedreigen.

Naast de technologische voordelen zijn er echter ook ecologische overwegingen. De impact van diepzeemijnbouw op de mariene ecosystemen is een onderwerp van veel discussie. Het verstoren van de zeebodem kan leiden tot verlies van biodiversiteit en negatieve gevolgen voor het milieu, wat de lange-termijnhaalbaarheid van deze methode kan beïnvloeden. Hoewel het economisch aantrekkelijk lijkt om deze metalen uit de oceaan te winnen, moeten de milieueffecten zorgvuldig worden afgewogen. Toekomstige regelgeving en verbeterde technieken voor het minimaliseren van de ecologische voetafdruk zullen van cruciaal belang zijn voor het succes van deze industrie.

Verder wordt de recycling van batterijen als een belangrijke oplossing beschouwd om de druk op de bevoorrading van nieuwe metalen te verminderen. Met de toenemende hoeveelheid gebruikte lithium-ionbatterijen, vooral uit elektrische voertuigen, wordt het mogelijk om waardevolle metalen terug te winnen zonder nieuwe mijnbouwactiviteiten te starten. Het proces van batterijenrecycling, inclusief de extraheren van zeldzame metalen uit 'black mass' — het mengsel van metalen dat overblijft na de eerste fase van batterijrecycling — biedt een potentieel efficiënte en milieuvriendelijke benadering van metaalwinning.

Naast de directe economische voordelen kan de uitvinding van duurzamere mijnbouw- en recyclingmethoden ook bijdragen aan de bredere acceptatie van schone energie en het verminderen van de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen. Het verminderen van de vraag naar primaire metalen uit landmijnen en het verbeteren van de efficiëntie van de recyclinginspanningen kunnen zowel economische als milieuvoordelen opleveren. Dit zal een belangrijke factor zijn in de overgang naar een circulaire economie, waar materialen worden hergebruikt en de ecologische voetafdruk van industriële processen geminimaliseerd wordt.

De opkomst van zeemijnbouw kan uiteindelijk de wereldwijde toegang tot essentiële batterijmaterialen verbeteren, maar de integratie van zeemineralenwinning in de bredere toeleveringsketen moet met zorg gebeuren. Het ontwikkelen van duurzame en verantwoorde mijnbouwpraktijken zal essentieel zijn om de voordelen van zeemineralenwinning te realiseren zonder onherstelbare schade aan het milieu aan te richten. De vooruitgang in technologieën voor het mijnen en verwerken van deze mineralen zal de economische levensvatbaarheid verder versterken, waardoor de wereld in staat zal zijn om aan de groeiende vraag naar batterijmetalen te voldoen, terwijl het tegelijkertijd de ecologische en sociale gevolgen van deze activiteiten beheert.

Hoe de Regulering van Deep-Sea Mining de Toekomst van Zeebodembronnen Vormt

De overgang van verkenning naar exploitatie van diepzeemineralen brengt belangrijke juridische en institutionele vraagstukken met zich mee, vooral gezien de complexe aard van de milieueffecten en de voortdurende technologische vooruitgangen. De Internationale Zeebodemauthoriteit (ISA) speelt hierin een cruciale rol door het ontwikkelen van reguleringen die nodig zijn voor de veilige en duurzame exploitatie van de zeebodem. Deze reguleringen moeten niet alleen voldoen aan de bepalingen van het Verdrag van de Verenigde Naties inzake het Zee-rechtenverdrag, maar ook rekening houden met de dynamiek van de technologische, economische en ecologische veranderingen in de diepzee.

De ISA heeft vanaf het begin van de ontwikkeling van de Exploitatieregels te maken gehad met aanzienlijke onzekerheden. Dit komt vooral doordat de kennis over de ecologische impact van de exploitatieactiviteiten nog onvoldoende is. Er wordt algemeen aangenomen dat commerciële mijnbouwactiviteiten in de diepzee de structuren van mariene ecosystemen zullen verstoren, biodiversiteit zullen verminderen en de ecosysteemdiensten zullen beïnvloeden. Toch is er tot op heden slechts beperkte kennis over de verscheidenheid en aantallen van diepzeesoorten, de samenstelling van ecosystemen, en de onderlinge interacties tussen habitats binnen dit complexe milieu.

In de context van de huidige wetgeving is de noodzaak om de ‘voorzorgsbenadering’ toe te passen van groot belang. Dit principe houdt in dat bij onzekerheid over de milieu-impact van een bepaalde activiteit, de risico’s van schade zo veel mogelijk moeten worden beperkt. De ISA staat voor de uitdaging om deze benadering te implementeren zonder de ontwikkeling van diepzeemijnbouw te belemmeren, die steeds meer wordt gedreven door de stijgende vraag naar metalen en de economische voordelen van deze sector.

De zogenaamde ‘exploitatieregels’ zijn dan ook een product van voortdurende onderhandelingen en juridische afwegingen. In juli 2011 werd, onder andere door de vertegenwoordiging van Fiji, een verzoek ingediend om de Raad van de ISA te vragen de regelgeving voor diepzeemijnbouw verder te ontwikkelen, met als motivatie de aflopende verkenningscontracten in 2016. Dit verzoek weerspiegelde de groeiende belangstelling voor de commerciële exploitatie van polymetallische knooppunten op de zeebodem. De factoren die deze verschuiving in de sector aandreven, waren onder andere de stijgende wereldwijde vraag naar metalen als gevolg van bevolkingsgroei, economische expansie en de overgang naar hernieuwbare energiebronnen en e-mobiliteit.

Naast de vraag naar metalen, speelt ook de technologische vooruitgang in de diepzeemijnbouw een sleutelrol. De verbetering van mijnbouwtechnieken en de mogelijkheid om dieper en efficiënter te graven, bieden kansen om bronnen te winnen die voorheen onbereikbaar waren. Dit heeft de belangstelling voor de zeebodembronnen verder vergroot, vooral bij landen die afhankelijk zijn van de invoer van grondstoffen en streven naar meer onafhankelijkheid van geopolitieke spanningen rond belangrijke metalen.

Toch moet de juridische en institutionele structuur die de exploitatie regelt, steeds rekening houden met het bredere kader van het internationale recht. Het is niet alleen van belang om de belangen van de staten te behartigen, maar ook de ecologische duurzaamheid van de zeebodem en de mariene biodiversiteit te waarborgen. In dit kader wordt het BBNJ (Marine Biodiversity of Areas Beyond National Jurisdiction) verdrag, dat in juni 2023 werd aangenomen, steeds relevanter. Dit verdrag beoogt het behoud en het duurzame gebruik van de mariene biologische diversiteit in gebieden buiten nationale jurisdicties, en biedt een juridisch kader waarin de exploitatie van diepzeemineralen moet passen.

De uitdaging voor de ISA en andere betrokkenen is om deze complexe matrix van verschillende juridische normen te navigeren en te harmoniseren. Dit omvat het recht op exploitatie, de bescherming van het milieu, de belangen van ontwikkelingslanden en de verplichtingen die voortvloeien uit bredere internationale milieuverdragen. De belangen van de lidstaten en de commerciële partijen moeten op een evenwichtige manier worden afgewogen, waarbij tegelijkertijd de ecologische integriteit van de diepzee wordt behouden.

Een andere belangrijke uitdaging ligt in het ontbreken van gedegen wetenschappelijke kennis over de specifieke milieu-impact van diepzeemijnbouw. Ondanks de opkomst van nieuwe wetenschappelijke onderzoeken is het moeilijk om te voorspellen hoe de activiteiten in de diepzee zich op lange termijn zullen ontwikkelen. De complexiteit van onderwaterecosystemen maakt het moeilijk om gedetailleerde risicobeoordelingen te maken, wat de vraag oproept of de voorzorgsmaatregelen die momenteel in de regelgeving zijn opgenomen voldoende zijn om onherstelbare schade te voorkomen.

De toepassing van de voorzorgsbenadering, zoals vastgelegd in het Verdrag van de Verenigde Naties inzake het recht van de zee, vereist dat staten en bedrijven in de mijnbouwsector zich bewust zijn van de potentiële risico’s en dat ze, bij gebrek aan volledige wetenschappelijke zekerheid, hun activiteiten aanpassen of zelfs uitstellen totdat er meer kennis beschikbaar is. Dit heeft niet alleen juridische implicaties, maar ook ethische en economische overwegingen.

Naast de ecologische overwegingen is het ook belangrijk om de bredere geopolitieke dimensie van diepzeemijnbouw te begrijpen. De controle over zeebodembronnen kan strategische en economische machtsherschikkingen met zich meebrengen, waarbij landen die voorheen afhankelijk waren van importen nu mogelijkheden krijgen om zelf deze cruciale grondstoffen te winnen. Dit roept vragen op over rechtvaardigheid, duurzame ontwikkeling en de verdeling van rijkdom en hulpbronnen op wereldschaal.

Hoe presenteer je zonne-energie effectief aan klanten en waarom is dat cruciaal?
Hoe Ferromagnetoelastische Materialen en Structuren Werken: Basisprincipes en Interacties
Wat is de Levi-Civita pseudotensor en hoe beïnvloedt oriëntatie de meetkundige structuur van een manifold?