深海版"淘金热"开局：中日美抢着去五千米海底挖矿

往海底挖矿这件事，这一两年突然热闹起来了。

最近，清华牵头的一支科考队远赴西太平洋，在海底找到了一处大型热液矿区。他们发现，这里的金银含量比陆地上的矿高出一截，一吨矿石最多能找出15克多的金子。

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

这边在找矿，另一边有人在造采矿车。

4月，浙江理工大学参与研发的一套深海采矿系统，在南海做了一次海试；6月，东南大学的采矿车也下了海，要把人工智能用到海底挖矿上。

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

国外也一样。

日本用的稀土，有六成要从中国买，被中国一卡脖子就翻白眼了。所以他们正在试着从海底抽稀土泥。

美国更直接，去年懂王签了总统令，要加快海底采矿。

几拨人前后脚，奔的是同一个地方：几千米深的海底。

而下面的东西确实诱人。

中国海洋大学的一位教授打过一个比方：有一片深海矿区，比山东还大，海底散落着一颗颗土豆大小的石头，里面裹着锰、钴、铜这些金属，每一颗大约值一块钱。

谁要能捞起来，那真是得感谢老天大撒币了。

可挖矿这件事，放在山里，我们脑子里大概都有个画面：找准矿脉，打洞钻进去，把矿石一车一车拉出来。换到几千米深的海底，感觉几有点奇怪了，那下面黑灯瞎火，往哪掏呢？

所以这里头有两个问题：海底那片泥里，到底藏着些什么矿？那么深的地方，又是怎么下去，把它们捡上来的？

这是一个漫长的、诱人的捡币之旅。

01、海底的泥，裹着什么矿

海底的矿，大致有四种，从几百米深的海山半山腰，一直铺到五六千米深的平原上，长法各不一样。

最主要的一种，铺在太平洋中间四五千米深的深海平原上，就是夏威夷和墨西哥之间的那一大片，那里地势平得很，常年铺着一层又软又稀的泥，泥面上躺着一颗颗黑乎乎的石头，学名叫多金属结核，大多半截埋着、半截露着，小的一两厘米，大的十几厘米，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

它是一种一点一点长出来的结核，有点像珍珠。

海底落下一颗鲨鱼牙齿、一片贝壳碎片，海水和泥里的铁、锰就围着它慢慢析出来，一层裹一层，长成一颗要几百万年。

锰、钴、镍、铜就这样一起裹了进去，差不多凑齐了电池的半张配料表。

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

往浅处走，海底的山上，则是另一番样子。

光是太平洋里，就散着几万座海山，山坡常年被水流冲刷，泥落不住，露着光秃秃的岩石。海水里的金属就析在岩石上，结成一层黑色的硬壳，像给山坡铺了一层路面，最厚能到二十多厘米，叫富钴结壳，钴特别多。

这层壳一百万年只长几毫米，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

而长得最快的一种，在海底冒热水的泉眼边上，这种泉眼多在海底板块交界、岩浆离海底很近的地方：海水顺着裂缝渗下去，被岩浆加热到三四百度，把岩石里的金属溶出来，再从泉眼喷出来。一碰到冰冷的海水，金属就沉下来，堆成一根根冒黑烟的烟囱，越堆越大，金、银、铜、锌都在里面。

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，在南鸟岛附近五千多米深的海底，稀土大多攒在泥里的鱼牙、鱼骨碎渣里，活鱼身上几乎没有稀土，是这些骨头埋进泥里、慢慢变成化石的时候，把周围的稀土一点点收了进去。

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，这几样的难度差得很远。硬壳牢牢长在石头上，得连敲带切，在深海里很不好操作；热泉边的矿又松又乱，强挖容易塌。

相比之下，结核就躺在泥面上，所以大家的打算是，先把它捡回来再说。

02、把一台车放到几千米深的海底

结核要捡上来，人当然是下不去的，下去的是机器。

这几年机器人到处找活干，几千米深、人根本去不了的海底，算是一块现成的工地。

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，对设备的要求高得吓人。

可在真正做这行的人眼里，压力反倒算是好对付的，耐压、密封的办法，深海装备已经攒了很多年，真正困难的，是那些在陆地上根本不算事的事。

车和船之间，只靠一根线缆连着。陆地上的矿车加满油就能跑，海底这台矿车，用的电、传回来的画面、船上下的指令，全走这根线缆，车放下去、收上来，也全靠它吊着。

线缆要是出了岔子，车在海底就成了一块废铁，所以这根线缆是专门造的，一根里头既走电、又走光纤，还结实得能吊起整台车。

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

车下去以后，还得知道它在哪。陆地上打开导航就行，水底下收不到GPS，只能靠声音：船上和车上各装一套声学设备，声波来回一测，就能算出车在哪。

车落到海底，脚下是一摊稀得像豆腐的软泥。履带能借上的力，全靠泥本身那点粘黏，被来回一碾，还会越碾越稀。

咋办呢，一个办法是把履带做宽，把车的重量摊开，跟在雪地里穿雪鞋一个道理；走哪条路也得提前算好，绕开太软的地方，还有人干脆换个思路，让车靠浮力悬在海底上方，不往泥上踩。

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，又来了一件麻烦事：看不见。海底本来就黑，全靠车上的灯和摄像头，可履带一碾，扬起的泥就是一大团。有一回在太平洋的结核区做试验，科学家拿摄像头盯着拍，泥飘过来几十秒，镜头前一米远的东西就看不清了，像在黑雾里开车，所以车上还得带着声呐、得盯着雷达。

这也是为什么，现在做采矿车的，主要都是科研团队，面对的都是一系列此前可能没人需要面对的工程问题。

03、海底采矿，像是吸奶茶

把矿从海底弄上来，是整件事里最有意思的部分，主流办法是用管子往上抽，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方式来解决深度问题。

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；船底垂下一根跟海差不多深的钢管，光管子本身可能上千吨重；下头吊着一个中转仓，悬在海底上方的水里；中转仓再拖一段软管，连着海底一台两百多吨的大采矿车，矿就从这段软管往上送。

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

矿就顺着这一整套往上走。一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，把结核从泥里托起来，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，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，再匀着劲送进钢管。

进了钢管，就得一口气往上走几千米。矿比水重，水流一慢，矿就往下掉，所以管里的水往上冲的速度，得是矿往下沉的好几倍；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，每一环单拎出来，都不算解决不了的难题，试验里也都接通过。可整套东西串在一起，就是一个极复杂的工程。

试验是下去几天、捞几千吨；真开矿，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当，其实才刚起步。

04、一场海底的圈地

说起来，人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，可后来金属价格一直低迷，挖上来也不划算，这一波就歇菜了。

《联合国海洋法公约》把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。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还大，中国拿了5份，是全世界最多的。

可开采的具体规矩，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，可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。