深海に転がる謎の球群「マンガン団塊」は宝の塊【知られざる海底資源を掘り起こす 第3回】

Chematelsの連載「知られざる海底資源を掘り起こす」の第3回となります。今回は「マンガン団塊」に光を当てます。これまで発見されてきた金属系の海底資源の中で、最っとも奇妙なものといえるが水深4000m級の深い海の底に転がるマンガン団塊です。その名の通り、マンガンや鉄、ニッケル、コバルトなどの重金属成分を多く含みますが、生成過程はよくわかりません。そんな不思議な資源の話です。

「深海」とは、一般的には水深200mより深い海を指し、分かりやすくいえば「大陸棚の外側」になります。しかし、地球の海の平均水深は3729mですから、実際はこのくらいでは、まだ浅瀬にすぎません。

1960年代になると、人類はようやく平均より深い4000m級の海底を探査できるようになります。そして、そこには驚くべき光景がありました。野球のボールほどの球体がたくさん沈んでいたのです。

採取して成分を分析してみると、マンガンを15〜25％、鉄を5〜15％も含む金属酸化物の塊でした。さらに調べていくと、銅、ニッケル、コバルトなどの貴重な金属成分も発見されたのです。「これは大発見だ！」となり、すぐさま、日本、米国、カナダ、英国、当時の西ドイツ、フランス、イタリア、オランダ、ベルギーなどによって採掘に向けての研究が始まります。

その後の経緯は後に回すとして、「マンガン団塊」（manganese nodule）と呼ばれることになるこの物質がどんなものか、もう少し詳しく説明しましょう。直径は最大でも20cmほどで、きれいな球体をしているものもありますが、多くはジャガイモのように少し潰れた形状をしています。多いところでは、それこそ「八百屋の店頭のジャガイモ」くらいマンガン団塊がごろごろ転がっている^*1というのです。

気になるのは、「どうしてそんな純度の高い金属の塊が深海にあるのか」です。採取したマンガン団塊を切断してみると、断面には年輪のような模様が見られ、少しずつ層を重ねて成長してきたことがわかります。そして中心部には、小さな岩石やサメの歯、魚の骨の一部などが見つかりました。それらを核にして団塊ができたと想像できるのです。

それでは、何が核の周りにまとわりついたのか。最も有力な候補は、海水中に微量ながら存在する金属成分です。海水中には酸化物やイオンなどの状態で多くの金属分子が存在します。あの金ですら1トンあたり1000分の2mgほど溶け込んでおり、その総量は地上の埋蔵量の何万倍にもなるのだとか。マンガンや鉄はもっと多いので、これらの金属成分が少しずつ核の周囲に固形物の層を形成していったのではないかと考えられています。

ちなみに、年代測定の手掛かりとなる放射性同位体元素の分析により、マンガン団塊の層が1cm成長するには数百万年かかることがわかっています。この「遅さ」も、先ほどの説を裏付ける根拠の一つです。

海水中の金属成分としてはナトリウムやマグネシウム、カルシウム、カリウムなどのほうが圧倒的に多いのに、下位グループであるマンガンが多く含まれるのはどうしてか。これについては、マンガン酸化バクテリアという微生物が関わっているのではないかという説があります。この微生物は地球上のどこにでもいて、マンガンを酸化させて沈殿物にしてしまうのです。それが長い時間かけて海底に溜まり、なんらかの要因で^*2塊になったのではないでしょうか。

マンガン団塊に含まれる金属で最も多いマンガンは電池の正極や磁石の材料として使われます。最近のマンガン相場を見ると、1トンあたり2800〜3000ドルといった高値で取り引きされており、おそらく、ハイブリッドカーや電気自動車の市場拡大による需要増加が原因でしょう。

マンガンの産出国は限られる^*3ため、日本では国内消費量の60日分以上を国家備蓄することが定められているほどの貴重品です。また、マンガン団塊に同じく含まれる銅やニッケルも金属としては高値のほうです。鋼材を強化するのに欠かせないコバルトも高騰すると1トンあたり1000万円くらいします。

以前、さっくり計算してみたのですが、1トンのマンガン団塊から生産できる金属には3万円以上の価値があります。さらに、地上で高品位な鉱石が見つかりにくくなっている銅やニッケルの価格上昇が見込まれます。そうなると、「マンガン団塊で一山あてよう」という動きは活発になるかもしれません。

発見当初は有望な資源として、先述した国に加え、ロシアや中国なども積極的に開発の意思を示しました。ハワイの南東沖に「マンガン銀座」と呼ばれるほどの密集地が見つかったことから、国連の管理下で国ごとの鉱区が設定され、調査が始まっています。日本も鉱区をもっています。

ただし現実的には、埋蔵量の多いとされる水深4000〜6000mの海底から重量物であるマンガン団塊を引き上げるのは簡単ではありません。事業化へは、まだ様子見といった段階です。

とはいえ、電気製品には絶対に欠かすことのできない銅が地上で採れなくなってきたら一気に状況は変わります。そういう意味では、どの国も「うちはいつでもやりますよ」という姿勢を崩せないのです。

次回は第4回「『最終地点』の日本近海はコバルト・リッチ・クラストの大産地」の予定です。