Malmforekomster på den norske kontinentalsokkelen: Vår nye gruveindustri?

Norge har sluttet seg til målsettingen til FN om at 33% av landområdene og havområdene må fredes og at 33% skal restaureres. Planene for gruvedrift på havbunnen med utlysing av leting etter mineraler i store områder med unike biotoper, reflekterer ikke behovet for en fredning av natur.

Denne artikkelen utgjør kapittel 13 i boken «Natur og teknologi». Artikkelen uttrykker forfatterens mening.

I vulkanske områder på havbunnen kan det dannes kjegleformede svarte skorsteiner som inneholder mineraler med metaller som silisium, jern, kobber, sink, mangan og bly. Legg merke til den rødlige fargen som viser oksidasjon av jernsulfider til jernoksider. Bakterier lever av energien fra oksidasjonen av sulfider til oksider og bakteriene danner grunnlaget for unike biotoper – var det slik livet på Jorden startet? (Foto: GoNorth/Ægir 6000/NORMAR).

At havene og ressursene i dyphavene skulle være til «benefit of mankind» har blitt utviklet som konsept gjennom mange hundre år og går helt tilbake til 1500-tallet når den kommersielle skipsfarten på verdenshavene startet. Norge, som skipsfartsnasjon, var tilhenger av fri ferdsel på havene. Når FN i 1958 arrangerte et møte i Genève om kystlandenes rettigheter til havområdene, så var ikke Norges regjering entusiastisk.

Kyststatene var i flertall på møtet i Genève, og de fikk gjennomslag for en grense på 200 nautiske mil, som senere har blitt utvidet ytterligere ved å inkludere kontinentalsokkelen og skråningen mot dyphavet. Når avstanden mellom kyststatene var mindre enn 400 nautiske mil så kunne grensen baseres på midtlinje-prinsippet eller sektor-prinsippet. Etter forslag fra Storbritannia ble midtlinjen mot Norge valgt i Nordsjøen. For norsk sokkel var innfrielsen av kravet om 200 mils grense rundt Jan Mayen avgjørende for at spredningsryggene nord for Island kom inn under norsk sokkel (figur 3).

På femtitallet hadde verden opplevd etterkrigstidens sterke vekst, som var ledet av USA, og bekymringene for ressurstilgangen av metaller var økende. På 60-tallet ble det utført magnetiske fly-målinger over Atlanterhavet, og platetektonikken ble etablert. Målingene viste at jordskorpen består av plater som driver fra hverandre ca. 2 - 7 cm /år og at ny havbunnskorpe dannes på spredning­sryggene. I Stillehavet viste de magnetiske målingene at platene også kolliderer og danner øybuer med vulkanisme (figur 1).

I 1968 ble Romaklubben dannet og boka «Limits to Growth» kom ut. Boka skapte stor debatt – vil vi gå tom for metaller om 40 år? Interessen for ressursene på havbunnen økte. Først fant de flere områder med mangannoduler i Stillehavet, og senere, på slutten av 70-tallet, fant de sulfid­forekomster og skorsteiner som spydde ut sulfidpartikler.

I media brukes to typer verdifastsettelse på metallforekomster. Den opprinnelige er at malm er den metallmengde som kan tas ut med økonomisk overskudd, men vi ser stadig oftere at man bruker en bruttoverdi og kaller det en mineralressurs. Det vil si de totale metallverdiene uten hensyn til kravet om økonomisk drift.

I Statens naturvernråds utredning om nasjonalparkene (1986) ble det påpekt at Norge lå langt etter andre land i etablering av nasjonalparker og rådet foreslo 27 nye nasjonalparker på land. De fleste av disse forslagene er nå gjennomført. Utvalget pekte også på mangelen av nasjonalparker på sokkelen. Truede områder med kaldtvannskoraller ble spesielt nevnt på grunn av omfattende bunntråling på norsk sokkel.

Kartleggingen av metaller starter

Utforskingen av mineralressurser ble startet av internasjonale forskningsprogrammer og nasjonale geologiske undersøkelser som USGS (USA), GSC (Canada) og BGS (Storbritannia). Funn av mangannoduler hadde vært kjent siden 1890-tallet. Men det ble på 1960-tallet funnet en rekke nye områder med mangannoduler på 6000 meters dyp i Stillehavet, hvor sedimentasjonen var ekstremt lav. Konsentrasjonen av tungmetaller i mangannodulene var påvirket av store forkastningssoner på havbunnen. Kopper, nikkel og kobolt var de viktigste metallene ved siden av mangan i nodulene.

I 1978 ble de første svarte skorsteinene funnet ved Galapagos og på spredningsryggen langs vestkysten av USA og Canada. Deretter fulgte funn i Bismarckhavet og på den Midtatlantiske ryggen (TAG-feltet).

Figur 1. Dannelse av en spredningsrygg (på midten av figuren) og øybuer (til venstre) hvor to havbunnskorper kolliderer (figuren er laget på grunnlag av informasjon fra publikasjonen «Landet blir til - Norges geologi» utgitt av Norsk Geologisk Forening).

En malm er en mineralressurs, som inneholder ett eller flere metaller med egenvekt på over 5 og som kan produseres med overskudd. Det finnes store mengder metaller i naturen som ikke er økonomisk drivbare. De har ingen økonomisk verdi, og er derfor ikke malm.

Vi kan dele inn de mulige resursene av malmer på havbunnen i to kategorier:

• Sulfidforekomster som inneholder kopper-sink (gull, sølv og bly).
• Mangan-jern-hydroksid forekomster som inneholder kopper, kobolt og nikkel.

Sulfidforekomstene kan igjen deles inn i:

1. Sulfider i jernrike (mafiske), vulkanske vertsbergarter langs spredningsrygger.
2. Sulfider i natriumrike vulkanske bergarter, ofte assosiert med granittiske intrusjoner.

Spredningsryggene og øybuene (figur 1) er kjennetegnet av vulkanisme som trekker havvannet inn mot vulkanismen i spredningsryggen, hvor vannet varmes opp og kopper og sink løses opp.Når vannet kommer opp på havbunnen med en temperatur på omtrent 300 grader felles det ut sulfidmineraler som svovelkis, sinkblende og kopperkis. Konveksjon av havvann er viktig både for malmer på spredningsrygger og øybuer.

Ved kollisjon av to oseanskorper dannes øybuer, hvor vannrike mineraler i den underste skorpen smelter. Den granittiske smelten stiger opp mot havbunnen. Når trykket blir mindre, skiller smelten ut en kloridrik vannfase som inneholder metaller (kopper, sink, bly, gull og sølv). Det magmatiske vannet blandes med redusert vann fra konveksjon av sjøvann og metallene fra det magmatiske vannet felles ut som lag i sulfidavsetningene.

Vulkanisme og sulfidmalmdannelse

Vulkanismen og sulfidmalmdannelsen i Atlanterhavet er knyttet til spredningsrygger og varmepunkter (hot spots) i mantelen, som Island og Jan Mayen. TAG-forekomsten ligger nær ekvator og er den foreløpig største forekomsten på den Midtatlantiske ryggen. TAG har flere likhetstrekk med den 500 millioner år eldre forekomsten på Løkken.

På 80-tallet fant et internasjonalt forsker-team en rekke øybue-malmer i Bismarck-havet utenfor Papua New Guinea. Solwara-forekomsten var ett av dem. I 1997 ble Nautilus Mining etablert, og de prøvde i 20 år å få etablert en økonomisk drift på forekomsten. Selskapet gikk konkurs i 2019 til tross for en meget høy metallverdi i forekomsten (over det dobbelte av verdien på TAG-feltet og Løkken-malmen i Norge).

Vi har i dag et høyt innhold av oksygen i atmosfæren og i havvannet som gjør at sulfidmineralene bli ustabile og kobber kan danne nye mineraler som kobber-karbonater, -oksider og -hydroksider. Prosessen gir fra seg energi som bakterier lever av, og som danner grunnlaget for biotoper helt uavhengig av sollys. Hvis en freder biotopene, så freder en også sulfidmalmene som dannes i dag, og regjeringen har sagt at gruvedrift på aktive skorsteiner med sulfider er uaktuelt. Et problem er at regjeringen aksepterer undersøkelser av områder med skorsteiner og sulfid-biotoper, og at regjeringen har lite kontroll på bioprospektering i disse områdene.

Jern og mangan er løselig i vann under reduserende forhold, men med høyere oksygeninnhold vil jern og mangan danne hydroksider i form av noduler, som ser ut som poteter på havbunnen, eller som et skorpelag på undersjøiske fjellsider. Metallhydroksider har en stor overflate, 500-700 m2/g, som har en sterk evne til å adsorbere toverdige tungmetaller. Utfellingen av jern-manganhydroksider går veldig sakte, dvs. 1-10 mm pr. million år. Hvis sedimentasjonshastigheten av leire og organisk materiale er høy, vil mangannodulen bli dekket av sedimenter, tilgangen på oksygen blir redusert og nodulene vil gå i oppløsing. På undersjøiske fjellskråninger, over 30 grader, vil sedimentene vanligvis bli fjernet av havstrømmer, og vi kan ha en kontinuerlig utfelling av jern-manganskorpe.

Figur 2. Mangan noduler (foto: NOAA Ocean Exploration, 2021 North Atlantic Stepping Stones: New England and Corner Rise Seamounts). Hvis nodulene blir dekket til av sedimenter blir miljøet reduserende og nodulene går i oppløsning.

På grunn av istidene de siste 2 millioner år og stor sedimentasjon i det nordlige Atlanterhavet så er det ikke forekomster av mangannoduler i norske havområder. Men det er forekomster av mangan­skorpe på fjellskråninger dannet ved forkastninger på havbunnen, som er 10-20 cm tykke. Vi har foreløpig ingen produksjonsmetode for å fjerne skorpen fra fjelloverflaten uten betydelig arbeid og mye forurensing. Kommersiell produksjon av jern-mangan skorpe med mekanisk fjerning av skorpen, og kostnadene med en slik produksjon, vil være betydelig. I valget mellom noduler og skorpe, så er noduler enklere å plukke. Derfor vil selskapene foretrekke noduler framfor skorpe.

De største ressursene av mangannoduler finnes i Stillehavet innen områder som er forvaltet at International Seabed Authority, men også innen 200 nautiske mil rundt vulkanske øyer som Cook Island finnes betydelige ressurser. Produksjon av noduler kan foregå uten store inngrep på havbunnen, nærmest som potetopptaking, ved å heise eller pumpe nodulene opp i et produksjonsfartøy, og overføre nodulene til en elektrolytt. Deretter kan metallene som er adsorbert på hydroksidene løses i vannfasen, og metallene i vannfasen kan utvinnes hydrometallurgisk. Omtrent halvparten av verdien til nodulene kommer fra produksjonen av mangan. Etter at kopper, nikkel og kobolt er fjernet, kan manganoksidene smeltes.

I dag kommer nikkel fra magmatiske sulfidmalmer eller forvitring av magnesium-rike magmatiske bergarter (lateritter). Innholdet av kopper og nikkel i lateritter og i mangannoduler er ikke veldig forskjellig og størrelsen av forekomstene er også sammenlignbar. Noen forekomster av noduler har forhøyet innhold av sjeldne jordartselementer (REE), men det er usikkert om det er økonomisk å produsere REE-metallene. Spesiell høy malmverdi har de koboltrike nodulene på sokkelen til Cook Island.

Bioprospektering

Det som overrasket forskerne, var mengden og diversiteten av organismer som levde på flere tusen meters dyp uavhengig av sollys. Det var helt nye biotoper som utnyttet energien tilført gjennom oksidasjon av sulfid til sulfat og to-verdig til tre-verdig jern. Med funnene fulgte en intens debatt om «origin of life». Ble livet dannet på spredingsryggen eller var bakteriene til stede i havvannet før dannelsen av spredningsryggen?

Det som er klart er at miljøet på spredingsryggen har ekstremt høy temperatur, og høyt trykk og biotopene må ha gjennomgått en genetisk tilpasning til et så ekstremt miljø. Derfor er DNA fra organismer fra dette miljøet interessant i industrielle prosesser. Et eksempel er enzymer som kan tåle høy temperatur i vaskemaskiner. Samtidig åpnet lovgivningen i en rekke land for patentering av DNA fra organismer, og en kunne selge patenter av DNA fra spredningsrygger. Patentrettighetene har ført til inntekter på over en milliard dollar pr. år i det internasjonale markedet.

Det er skuffende at Norge ikke har tatt bioprospektering inn i lovgivningen i form av fredning eller vilkår for letetillatelser. I Nasjonalparkutredningen i 1987 foreslo Statens Naturvernråd opprettelsen av marine nasjonalparker, for å sikre unike forekomster med kaldtvannskoraller, men diverse regjeringer har unnlatt å gjøre tiltak av hensyn til fiskeinteressene.

Regjeringen sier at områdene med biotoper knyttet til sulfidforekomster, ikke vil få tillatelse til gruvedrift. Men dagens forskrifter hindrer ikke prøvetaking av sulfider og bioprospektering på unike organismer under en letefase. Det er på høy tid med opprettelse av undersjøiske nasjonalparker. Fredning av områdene rundt aktiv sulfiddannelse (black smokers) er nødvendig.

Figur 3. De fleste forekomster på norsk sokkel er knyttet til spredningsryggen som ligger i fortsettelsen av Island, Kolbeinsey-ryggen, som stopper mot Jan Mayen forkastning sone (JMFZ) og fortsetter på nordsiden som Mohns ryggen og Knipovichryggen. Jan Mayen er en vulkan med granittisk smelte, som lager bly-rike sulfidforekomster. (Kilde: Sokkeldirektoratet 10. april 2025).

Malmer på havbunnen på norsk sokkel

Det er funnet et titalls sulfidforekomster på norsk kontinentalsokkel og forekomstene opptrer langs spredningsryggen mellom Norge og Grønland (figur 3).Det er til nå funnet en aktiv forekomst på Kolbeinsryggen (Syv Søstre), 3 aktive ved Jan Mayen (Soria Moria, Trollveggen, Perle & Bruse), 4 aktive på Mohnsryggen (Ægirs kilde, Fåvne, Lokeslottet og Mohnskatten), 4 inaktive (Gnitahei, Kopper­haugen, Deep insight Grøntuva) og to aktive på Knipovichryggen (Jøtul og Ultima Thule).

I tillegg er det funnet mange forekomster av jern-mangan skorper.

På spredningsryggene er det havvann som oksiderer to-verdig jern til tre-verdig jern og metallene som substituerer for toverdig jern (vesentlig kopper og sink) går inn i malmløsningen (oppvarmet havvann). Når vannet kommer ut i havet igjen, felles sulfider ut på grunn av temperaturfall og økningen i pH. Temperaturfallet fører til en bråkjøling av vannet, og sulfidene felles ut som et finkornet støv, med unntak av i skorsteinen (hvor det varme vannet kommer ut) hvor det først felles ut gips (anhydritt), som senere blir erstattet av kopperrike sulfider. Kopperinnholdet i skorsteinene er mye høyere enn i sulfidslammet på havbunnen. De fleste analysene fra norsk sokkel er fra rester etter sulfid-skorsteiner.

Langs spredningsryggen er det enkelte områder med høy temperatur i mantelen, som fører til oppsmelting og dannelse av kvartsrike vulkanske bergarter (Island og Jan Mayen). Denne type vulkanisme er dannet ved en delvis oppsmelting i mantelen. Når smelten stiger opp i havbunnsskorpen vil den avkjøles og trykket faller. Smelten kan da ikke lenger holde på vannet og det dannes et magmatisk vann som kjennetegnes ved at det inneholder gull og bly ved siden av kobber og sink. Jan Mayen og havområdene rundt øya er i dag del av et fredningsområde, hvor mineralleting er forbudt.

Sedimentasjonens virkning på malmdannelsen

Det tar i størrelsesorden 50 000 år å produsere en malm med tilsvarende størrelse som Løkken-malmen, og det tar mer 10 000 år å produsere 1 mm tykt lag i mangannodulene. Mangan er løselig i reduserende miljøer. Mangannoduler er avsatt på havbunnen som Mn-Fe (OH)3 under oksyderende forhold, men de vil gå i oppløsing når de blir tildekket av sedimenter og oksygeninnholdet i vannet rundt nodulene senkes. Derfor vil det aldri bli tid til å felle ut noduler, hvis det ikke er ekstremt lav sedimentasjonshastighet.

Ettersom siste istid sluttet for 12 000 år siden vil sedimentene i havområdene mellom Grønland og Norge være preget av økt sedimentasjon, delvis i form av materiale (leire, sand, grus og stein) droppet fra isfjell. Sedimentasjonshastigheten varierer i dag fra 3 til 10 cm pr tusen år. Hvis vi sier at malmdannelsen tar omtrent 50 000 år, og med et gjennomsnitt på 6 cm pr. tusen år (Dyphav senteret ved UiB), så vil det avsettes 3 meter med sedimenter sammen med utfellingen av sulfidene.Det er videre grunn til å tro at sediment hastigheten var betydelig høyere under istiden. I tillegg til sedimenttilførselen fra havstrømmer, vil det komme stein, og grus fra isfjell (tillit). Til sammenligning er sedimentasjonshastigheten over den midtatlantiske rygg ved ekvator 0,1 til 10 mm pr. tusen år (TAG-feltet).

Det tar tid å lage en malmforekomst. Mangan noduler vokser med en hastighet på 1mm på 100 000 år. Nodulene med høye metallverdier dannes derfor i områder med ekstremt lav sedimentasjons­hastighet, som i sentrale deler av Stillehavet og i det Indiske hav. Er sedimentasjonen for høy, som på norsk sokkel, dannes det manganskorpe på skråninger der sedimentene ikke avsattes.

Hva er fremtiden for metallresursene på norsk sokkel?

Metallproduksjon er avhengig av prisen på metallene, innholdet av metaller i malmen og hvordan kostnadene er fordelt på mineraler, produksjonsomkostninger, miljøkrav og lovgiving. På grunn av de unike biotopene er det et økende krav om fredning av sulfidforekomster på havbunnen, mens det er større mulighet for å åpne produksjon på mangan noduler, spesielt innen øystatenes nasjonale sokler.

Produksjon av mangan skorpe medfører store miljøutslipp, og vil neppe bli aktuelt i nær framtid.

Mange stiller seg spørsmålet om det i det hele tatt vil være økonomisk mulig å starte gruvedrift på forekomster på spredningsrygger på norsk sokkel. Metallverdiene (verdiene av metallene i et tonn malm før produksjonskostnadene) er dobbelt så høye i Solwara-1 forekomsten i Bismarck-havet på Papua New Guineas sokkel og hvor havdypet bare er 1600 meter.

Mangannoduler er sannsynligvis den mest miljømessig akseptable produksjonsmetoden av metaller på havbunnen. Det biologiske mangfoldet er begrenset på 5000 -6000 meters dyp, Stillehavet er enormt stort, og nodulene er lett tilgjengelige på overflaten av sedimentene. Men også produksjon av metaller fra mangannoduler skaper stor motstand i FN som forvalter 50% av jordens overflate og store deler av dyphavene..

Det er derfor sannsynlig at den første produksjonen vil begynne innenfor 200 mils grensen til en øy-nasjon som for eksempel Cook Island. Der er det funnet noduler med et høyt kobolt innhold og som har en høy metallverdi.

Nodulene på havbunnen kan lett samles ved hjelp av trållignende redskaper. Norske fiskebåt redere foreslo på 90-tallet et prosjekt på sokkelen utenfor Cook Island med bunntråling av mangannoduler – en enkel operasjon. Men en ting er å få nodulene opp til overflaten. En annen ting er utvikling av produksjonsmetoder og investeringer i hydrometallurgiske industrielle prosesser.

Sammenlignet med fjerning av 10 til 20 cm tykk jern-mangan-skorpe på fjellskråninger på mer enn 30 grader på norsk sokkel, er produksjon av mangannoduler enklere både teknisk og med mindre miljøeffekter i Stillehavet.

Nasjonalparker i havområdene

I landsplanen for nasjonalparker NOU 1986:13 foreslo Statens naturvernråd 27 nye nasjonalparker i Norge, og de fleste av forslagene er nå gjennomført. Rådet pekte også på mangelen av nasjonalparker i havområdene. På den tiden var behovet for å verne områder med kaldtvannskoraller kritisk. Men fortsatt foregår det bunntråling med ødeleggelse av viktige biotoper. Stadig nye oljefelt blir satt i produksjon, og arealene av urørt natur i havet reduseres fra år til år.

Norge undertegnet i FNs møtet i Montreal at de skal verne 33% av arealene og restaurere 33 % på land og i havet, og Norge sluttet seg til en global finansieringsordning for å få dette gjennomført. Ved at Svalbard har sin egen kontinentalsokkel så må Norge oppfylle denne målsetting både på fastlandet og på sokkelen. Fortsatt har vi ikke en fredningsplan for havområdene.

Sokkeldirektoratet har nå laget et forslag til utlysing av letekonsesjoner for havbunnsmineraler for de viktige spredningsryggene. Det er uhyre viktig at de helt unike biotopene som lever av sulfidene som dannes i spredningsryggen blir fredet. Sokkeldepartementet hevder at aktive sulfidskorsteiner skal fredes, men hva er en aktiv sulfidproduksjon? Vi vet at sulfiddannelsen kommer i pulser, men når blir området inaktivt? Er en sulfidskorstein aktiv etter 10 år uten sulfid produksjon? Vi kan ikke gjøre samme feilen vi gjorde med biotoper på land, det vil si å frede biotopen og ikke biotopens miljø.

Det må snarest utarbeides en landsplan for nasjonalparker i havområdene.

Tvilsomt om vi kan produsere havbunnsmetaller på kort sikt

Det er vanskelig å spå om framtidas ressurser og teknologier, men det er få ting som tilsier at havbunnsmineraler på norsk sokkel vil bli en viktig ressurs for Norge på kort sikt. Vi vet ikke nok om biotopene som er truet, hvor sterkt sulfidene er oksidert av oksygenrikt havvann og hvor uttynnet sulfidavsetningene er av glasial sedimentasjon. Det hevdes at vi har malmforekomster på havbunnen verdt over 100 milliarder kroner, men malmforekomstene har ikke en økonomisk verdi før det er lønnsomt å produsere metallene.

Forekomster knyttet til øybuer i Bismarkhavet (Stillehavet) har dobbelt så høye metallverdier som forekomstene på norsk sokkel og vanndypet er halvparten. Til tross for de høye metallverdiene gikk Nautilus Mining konkurs. Priser på metaller kan øke og teknologien kan forbedres.

Noduler er enklere og billigere å ta opp fra havbunnen enn manganskorpe fra undersjøiske fjellsider. Derfor vil driften på mangan noduler starte før produksjon av manganskorpe. På grunn av en økende motstand mot gruvedrift på havbunnen i International Seabed Authority, vil sannsynligvis den første kommersielle driften finne sted innen kyststatenes sokkel, som for eksempel Cook Island, hvor innholdet av kobolt er høyt.

Parallelt med utviklingen på havbunnen skjer det en robotisering av gruvedriften. Roboter setter ikke samme krav til ventilasjon og sikkerhet som mennesker, og gruvedriften er på vei mot stadig større dyp (2000-3 000 meter). Hva som er malm i fremtiden, vet vi ikke i dag.

La oss bruke denne tida før havbunnsmineraler eventuelt blir lønnsomme til å studere mineral­forekomstene og biotopene som er avhengig av sulfidforekomstene, slik at vi i framtida kan ta en fornuftig avgjørelse på spørsmålet. Er det fornuftig og økonomisk mulig å starte med gruvedrift på havbunnen på norsk sokkel? Malmleting er vesensforskjellig fra oljeleting og regjeringens utlysing av konsesjoner for gruvedrift er tatt på et svakt faglig grunnlag.

Til nå har bioprospektering vært det mest lønnsomme internasjonalt. Vi trenger et lovverk for bio­prospektering på norsk sokkel, og en diskusjon om eiendomsrett til DNA fra organismer som lever under ekstreme betingelser.

I landsplanen for nasjonalparker som kom i 1986, ble mangelen på nasjonalparker i norske hav­områder tatt opp. Den gangen var trusselen størst for kaldtvannskorallene på grunn av bunn­tråling. Nå er undersøkelser av havbunnsmalmer en trussel. Det ligger store penger i bio­prospektering og dette må reguleres.