深海版"淘金热"开局：中日美抢着去五千米海底挖矿 - 足球比分

图｜2026年美属萨摩亚科考期间拍摄的多金属结核区域，水深约5140米，黑色结核散布在泥层表面。 来源：NOAA Ocean Exploration / USGS

深海采矿这件事，近一两年突然变得活跃起来。

近期，由清华主导的一支科考队伍前往西太平洋，在海底发现了一处规模可观的热液矿区。他们探测到，这里的金、银含量比陆地矿藏更高，每吨矿石最多能提取超过15克黄金。

图｜清华牵头的联合科考在西太平洋采集的热液硫化物矿样。 来源：清华大学

一边在勘探矿藏，另一边有人在研制采矿设备。

4月，浙江理工大学参与研制的深海采矿系统在南海完成了一次海试；6月，东南大学的采矿车也下水了，计划将人工智能技术应用于海底采矿作业。

图｜浙江理工大学参与研发的深海采矿系统在南海海试，这是官方发布的甲板布置图。 来源：浙江理工大学

图｜东南大学研发人员展示至善一号的设备部件，这套系统6月完成海试。 来源：东南大学

海外的情况也类似。

日本所需的稀土中，六成依赖从中国进口，一旦中国限制出口，他们就面临困境。因此，日本正在尝试从海底抽取含稀土的泥浆。

美国则更为直接，去年特朗普签署总统令，旨在加速推进海底采矿。

几方人马几乎同时行动，目标都是同一地点：数千米深的海底。

而那里的资源确实极具吸引力。

中国海洋大学的一位教授曾做过一个比喻：有一片深海矿区，面积比山东省还大，海底散落着许多土豆大小的石块，里面含有锰、钴、铜等金属，每块大约值一块钱。

谁要是能把这些石块捞上来，那可真是运气爆棚。

不过，说到采矿，在陆地上我们通常有清晰的画面：找到矿脉，打洞钻进去，把矿石一车车运出来。但换成几千米深的海底，感觉就有些不同了，那里一片漆黑，该从哪里下手呢？

因此，这里涉及两个问题：海底那片泥里到底藏着什么矿产？在那么深的地方，又该如何下去并把它们取上来？

这是一个漫长且充满诱惑的“捡币”之旅。

01、海底的泥，包裹着什么矿产

海底的矿藏大致分为四种，从几百米深的海山山腰，一直延伸到五六千米深的平原，形成方式各不相同。

最主要的一种分布在太平洋中部四五千米深的深海平原上，即夏威夷和墨西哥之间的广阔区域。那里地势平坦，常年覆盖着一层柔软稀薄的泥浆，泥面上散落着黑色石头，学名多金属结核，多半埋半露，小的仅一两厘米，大的达十几厘米，像刚出土的土豆。

图｜美国地质调查局收藏的锰结核标本。离开海底，它就是一颗黑乎乎、表面凹凸的石头。 来源：USGS

这种结核是逐渐生长而成的，有点像珍珠的形成过程。

海底落下鲨鱼牙齿或贝壳碎片后，海水和泥中的铁、锰会围绕它缓慢析出，一层层包裹，形成一颗结核需要数百万年。

锰、钴、镍、铜就这样被包裹进去，几乎凑齐了电池所需的一半材料。

图｜切开的多金属结核，能看见围着内核一圈圈长出来的生长层。 来源：Ifremer / Wikimedia

往较浅的区域走，海底的山上则是另一种景象。

仅太平洋中就分布着数万座海山，山坡因长期被水流冲刷，无法沉积泥浆，露出光秃秃的岩石。海水中的金属析出在岩石上，形成一层黑色硬壳，像给山坡铺了层路面，最厚可达二十多厘米，称为富钴结壳，钴含量尤其高。

这层壳每一百万年只生长几毫米，是地球上最慢的自然过程之一。

图｜马绍尔群岛近2000米深处采到的富钴结壳剖面，图上标的是几千万年的生长年代。 来源：Amy West / USGS / Wikimedia

而生长最快的一种出现在海底冒热水的泉眼附近。这类泉眼多位于板块交界处，岩浆离海底很近：海水沿裂缝渗入，被岩浆加热到三四百度，溶解岩石中的金属，再从泉眼喷出。一接触冰冷海水，金属便沉淀下来，堆积成一根根冒黑烟的烟囱，越积越大，金、银、铜、锌都包含其中。

图｜马里亚纳海域的一座黑烟囱。热液里的矿物碰到冷海水析出，慢慢堆成烟囱；这次科考测得喷出的热液约339℃。 来源：NOAA Ocean Exploration, 2016 Deepwater Exploration of the Marianas

还有一种干脆就是泥。日本盯上的稀土泥，位于南鸟岛附近五千多米深的海底，稀土大多集中在泥中的鱼牙、鱼骨碎渣里。活鱼身上几乎没有稀土，而是这些骨头埋进泥中，慢慢变成化石时，将周围的稀土一点点吸收进去。

图｜2026年，日本“地球号”船上取得的稀土泥样品，瓶里是海水和细泥混成的矿浆。 来源：SIP海洋 / JAMSTEC

真要动手开采，这几类矿藏的难度差别很大。硬壳牢牢长在岩石上，需要敲击切割，在深海中操作不易；热泉边的矿石松散杂乱，强行挖掘容易坍塌。

相比之下，结核就躺在泥面上，因此大家的计划是，先把它捡回来再说。

02、把一台车放到几千米深的海底

要把结核捡上来，人当然无法下去，下去的是机器。

近年来，机器人到处寻找工作机会，而几千米深、人类无法到达的海底，正是一块现成的作业场地。

图｜上海交通大学研制的开拓二号采矿车在科考船甲板上，2024年海试下到了4100多米深的海底。 来源：上海交通大学新闻中心

说到下海，很多人首先想到的是压强：四千米深处，压力大约是地面的400倍，对设备的要求极高。

但在真正从事这一行的人看来，压力反而相对容易应对。耐压、密封的技术，深海装备领域已经积累了多年经验。真正困难的，是那些在陆地上根本不值一提的问题。

采矿车和母船之间，只靠一根线缆连接。陆地上的矿车加满油就能跑，而海底的这台矿车，其用电、传回的画面、船上发出的指令，全部依赖这根线缆。车下放和回收，也全靠它吊着。

线缆一旦出现故障，车在海底就成了一堆废铁。因此，这根线缆是特制的，内部既传输电力，又走光纤，而且结实到能吊起整台车。

图｜开拓二号吊着缆入水。车和船之间的电、信号和吊放，全靠这根线缆。 来源：上海交通大学新闻中心

车下去后，还得知道它的位置。在陆地上打开导航就行，但水下收不到GPS，只能依靠声音：船上和车上各装一套声学设备，通过声波来回测量，就能计算出车的位置。

车落到海底后，脚下是一摊稀得像豆腐的软泥。履带能借上的力，全靠泥本身的粘性。反复碾压后，泥会变得更稀。

怎么办？一个办法是把履带加宽，将车的重量分散开，就像在雪地里穿雪鞋一样。行走路线也需要提前规划，避开太软的区域。还有人干脆换个思路，让车靠浮力悬在海底上方，不直接踩在泥上。

图｜甲板上的Patania II结核集矿原型车，2021年在太平洋结核区做过海试。 来源：GSR / DEME Group

车一动，又遇到一个麻烦：视线不清。海底本就漆黑，全靠车上的灯和摄像头。但履带一碾，扬起的泥就是一大团。有一次在太平洋的结核区做试验，科学家用摄像头盯着拍，泥飘过来几十秒后，镜头前一米远的东西就看不清了，就像在黑雾中开车。因此，车上还得携带声呐，并依靠雷达。

这也是为什么，目前研发采矿车的主要是科研团队，因为他们面临的是一系列此前可能无人需要应对的工程问题。

03、海底采矿，像是吸奶茶

将矿物从海底弄上来，是整个过程中最有趣的部分。主流方法是用管子往上抽，过程跟喝珍珠奶茶差不多：结核是沉在杯底的珍珠，海面上停一条采矿船，往杯底插一根吸管，把珍珠吸上来。

道理就这么简单，问题是这杯奶茶有几千米深，这又需要一系列工程手段来解决深度问题。

首先，你需要一个庞大的设备体系。

按商业开采的规模估算，海面上得停一条两百六十多米长的采矿船，差不多两个半足球场大小；船底垂下一根跟海差不多深的钢管，仅管子本身可能就有上千吨重；下面吊着一个中转仓，悬在海底上方的水中；中转仓再拖一段软管，连着海底一台两百多吨的大采矿车，矿物就从这段软管往上输送。

图｜结核采矿作业示意：海底集矿车、提升立管和海面采矿船连成一套；另一根排水管把船上分出的泥水送回深处。 来源：Muñoz-Royo等 / Communications Earth & Environment（2021）

图｜Allseas的Hidden Gem，由钻井船改装的结核试采船，2022年参与过太平洋的海底集矿和提升试验。 来源：Allseas

矿物就顺着这一整套系统往上走。每平方米海底只有几公斤到几十公斤结核，车得来回跑着捡：车头贴着海底喷出一股水流，将结核从泥中托起，吸进车肚子，泥水当场从车屁股后面排掉。

结核大的有十几厘米，直接往管子里送会堵塞，得先在车上打碎，碎到比核桃大不了多少，再和海水搅成矿浆，顺着软管送进中转仓，攒一攒，再均匀地送进钢管。

进了钢管，就得一口气往上走几千米。矿物比水重，水流一慢，矿物就往下掉，所以管里的水往上冲的速度，得是矿物往下沉的好几倍；到了船上，先把水分掉，结核攒上一个星期左右，再倒给运输船，运回几千公里外的港口。

图｜2022年试采中，从约4300米深的海底提升到Hidden Gem船上的结核，正经过输送带。 来源：Allseas

这一路拆开看，捡、碎、送、抽，每一环单独拿出来，都不算是无法解决的难题，试验里也都接通了。但整套东西串在一起，就是一个极其复杂的工程。

试验是下去几天、捞几千吨；真正开采，车得在海底一连干上几个月，一年捞几百万吨，管子、泵、船都得跟着放大，最后还得算得过成本。这也是为什么这个行业其实才刚起步。

04、一场海底的圈地

说起来，人类知道海底有这些东西，是上上个世纪的事。

19世纪，英国一艘科考船环球航行，从深海里捞上来不少结核；真正开始琢磨怎么挖，要到上世纪60年代。70年代，已经有西方公司试着从五千多米深的海底往上捞，但后来金属价格一直低迷，挖上来也不划算，这一波就停了。

《联合国海洋法公约》将各国管辖范围之外的海底及其资源，定为全人类共同继承的财产，交给国际海底管理局来管理。谁想去，得先跟它签勘探合同，圈下一块矿区，摸清家底，将来有优先开采权。到现在，管理局已经发出31份勘探合同，圈下的海底面积加起来比两个四川省还大，中国拿了5份，是全世界最多的。

但开采的具体规矩，到现在还没定下来。管理局一张商业开采许可也没发过，地先圈出去一大片，怎么挖还没说法，很像大航海时代的圈地。

比如有个让人头疼的事：环保。

车开过去扬起的泥，大多十几个小时就能落回去，但它会不会伤到海底别的东西，挖过的地方多久能缓过来，都得一点点评估清楚，拿得出让管理局点头的环评报告，才能动手。

图｜马里亚纳热泉烟囱上聚着虾、蟹、螺和鳞虫，这里既长矿，也是深海动物的家。 来源：NOAA Ocean Exploration, 2016 Deepwater Exploration of the Marianas

图｜1979年一次试采区的海底照片：a是未受扰动的对照区，b摄于1979年，其余摄于2023年；c、d里44年前的车辙还认得出来，e、f、g是搬回来的部分生物。各面板地点和比例不同。 来源：Jones等 / Nature（2025）

美国人干脆不等了，搬出的是四十多年前的一部老法律，允许本国公司去公海采矿。一家在美国上市的公司已经开始申请，急着上路、想着挖矿致富了。

不过，就像几乎所有前沿领域一样，技术竞争总是先于法规开始往前推进。中国好几所大学在海里试车，日本准备明年再下去，挖得更久；那家在美国上市的公司，也打算明年开始调试它的商用采矿系统。

小时候玩黄金矿工，钩子一甩，金块就上来了。现实版这一局，人类光琢磨怎么甩钩，就琢磨了半个多世纪，接下来这两三年，大概就要见真章了。

本文来自微信公众号“酷玩实验室”，作者：酷玩实验室，36氪经授权发布。