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マンガン団塊（多金属団塊とも呼ばれる）は、海底に形成される鉱物団塊で、中心部の周りに鉄とマンガンの水酸化物が同心円状に重なり合ってできています。団塊は大量に存在し、貴重な金属を含んでいるため、経済的な関心の対象となる可能性があります。[ 1 ]組成や著者の選択によっては、鉄マンガン団塊と呼ばれることもあります。鉄マンガン団塊は、海洋の海底や陸上の土壌に形成される、ケイ酸塩と不溶性の鉄およびマンガン酸化物からなる鉱物団塊です。形成メカニズムには、非生物的プロセスと生物的プロセスの両方によって引き起こされる一連の酸化還元振動が関わっています。土壌生成の副産物として、鉄マンガン団塊の特定の組成は、周囲の土壌の組成に依存します。団塊の形成メカニズムと組成は、鉄とマンガン以外の生物地球化学的サイクルとの結合を可能にします。[ 2 ]団塊中のニッケル、銅、マンガン、その他の希少金属の相対的な存在量が高いことから、鉱物資源としての利用への関心が高まっている。[ 3 ] [ 4 ]
結節の大きさは、顕微鏡でしか見えないほどの小さな粒子から、直径20センチメートル（8インチ）を超える大きなペレットまで様々です。しかし、ほとんどの結節は直径3～10センチメートル（1～4インチ）で、鶏卵くらいの大きさです。表面の質感は滑らかから粗いまで様々です。多くの場合、ブドウ状（乳頭状またはこぶ状）の質感を持ち、形状は球形から、典型的には扁平形、時には長楕円形、あるいはその他の不規則な形まで様々です。堆積物に埋もれた底面は、成長の仕方が異なるため、一般的に上面よりも粗くなっています。[ 5 ]
海底堆積物上には、しばしば部分的に、あるいは完全に埋没した多金属団塊が存在する。その量は大きく異なり、場合によっては互いに接し、海底表面の70%以上を覆っている。 1981年、ロンドン地質博物館のアラン・A・アーチャーは、海底に存在する多金属団塊の総量を5000億トンと推定した。[ 6 ]
多金属団塊は、浅い水域（例えばバルト海[ 7 ]）や深い水域（例えば中央太平洋）だけでなく、湖にも存在し[ 8 ] 、少なくとも5億4000万年以上前のエディアカラ紀に深海が酸素化されて以来、海や海洋の特徴であったと考えられている[ 9 ] 。
多金属団塊は1868年にシベリアの北極海のカラ海で発見された。HMSチャレンジャー号の科学探検（1872～1876年）中に、世界のほとんどの海洋に存在することがわかった。[ 10 ]
それらの組成は場所によって異なり、以下の地域でかなりの量の鉱床が発見されている。
団塊の量と金属濃度の点でこれらの堆積物の中で最大規模のものは、深海の4,000～6,000m （13,000～20,000フィート）の広大な深海平原にあるクラリオン・クリッパートン帯に存在する。[ 5 ]
これらの鉱床はすべて国際水域に位置しており、クック諸島の排他的経済水域内にあるペンリン海盆を除く。
海洋環境と陸上環境の両方において、鉄マンガン団塊は主にアルミノケイ酸塩マトリックスに支えられ、核を取り囲む鉄とマンガンの酸化物団塊から構成されています。一般的に、陸上団塊は鉄に富み、海洋団塊は形成メカニズムと周囲の堆積物の組成に応じてマンガンと鉄の比率が高くなる傾向があります。[ 2 ] [ 3 ]形成場所に関係なく、団塊は地殻や周囲の堆積物と比較して、鉄、マンガン、重金属、希土類元素の含有量が豊富であるという特徴があります。ただし、周囲の環境にある有機結合元素は団塊に容易に取り込まれません。[ 3 ]
海底における団塊の量は変動し、海底に形成される地球化学的に活性な層の厚さと安定性によって制御されていると考えられる。 [ 15 ]遠洋性堆積物の種類と海底の地形（または地形形態）は、地球化学的に活性な層の特性に影響を与えると考えられる。
団塊の成長は、数百万年かけてセンチメートル程度という、既知の地質現象の中で最も遅いものの1つです。 [ 16 ] 団塊の形成には、海水からの金属の沈殿、水柱中のマンガンの再移動（続成作用）、火山活動に伴う温泉からの金属の供給（熱水作用）、海水による玄武岩質の破片の分解、微生物の活動による金属水酸化物の沈殿（生物起源）など、いくつかのプロセスが関与していると考えられています。[ 17 ]強力な吸着剤として知られるMnおよびFeオキシ水酸化物の表面へのMn2 +、Fe2 +、Co2 +、 Ni2 +、Cu2 +などの二価陽イオンの吸着も、マンガン団塊へのこれらの遷移金属の蓄積に重要な役割を果たしています。これらのプロセス（沈殿、吸着、表面錯体形成、表面沈殿、固溶体形成による取り込みなど）は、結節の形成中に同時に起こる場合もあれば、順次起こる場合もある。
マンガン団塊は、基本的に水和した層状マンガン酸塩で構成されています。これらは、層間に様々な量の水分子を含む層状マンガン酸化物鉱物です。層中に存在する八面体空孔のため、微量金属（Co 2+、 Ni 2+）と強く相互作用します。層状マンガン酸塩の特異な性質は、多くの地球化学的濃縮プロセスにおけるその役割を説明しています。層状マンガン酸塩は、粘土鉱物のように層間で主に陽イオン交換[ 18 ]を介して、また、水和酸化鉄(HFO)の場合と同様に、酸化物表面で内圏錯体を形成することによる表面錯体形成[ 19 ]を介して、微量の遷移金属を取り込みます。 [ 20 ]結晶構造と鉱物組成のわずかな変化が、化学反応性に大きな変化をもたらす可能性があります。[ 21 ]
マンガン含有鉱物の鉱物組成は、団塊の形成方法に依存します。堆積性団塊は、続成性団塊よりもMn 2+含有量が低く、Fe-ベルナダイト、Mn-フェロキシハイト、アスボラン-ブセライトが主体ですが、続成性団塊は、ブセライトI、バーネサイト、トドロカイト、アスボラン-ブセライトが主体です。 [ 18 ]続成性および水素発生性と呼ばれる成長タイプは、亜酸化および酸化成長を反映しており、これは間氷期および氷期の気候に関連している可能性があります。亜酸化続成タイプ2層は、クラリオン-クリッパートンゾーン（CCZ）の団塊の化学組成の約50～60%を占め、酸化水素発生タイプ1層は約35～40%を占めると推定されています。残りの部分（5～10％）の結節は、亀裂や孔に沿って存在する堆積物粒子で構成されている。[ 22 ]
団塊の化学組成は、マンガン鉱物の種類、コアのサイズと特性によって異なります。経済的に最も関心のある団塊には、マンガン（27～30重量 ％）、ニッケル（1.25～1.5重量 ％）、銅（1～1.4重量 ％）、コバルト（0.2～0.25重量 ％）が含まれています。その他の成分には、鉄（6重量 ％）、ケイ素（5重量 ％）、アルミニウム（3重量 ％）があり、少量のカルシウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、チタン、バリウム、水素、酸素、結晶水、自由水が含まれています。特定のマンガン団塊には、二酸化マンガン2部に対して酸化鉄1部が含まれています。[ 23 ]
団塊にはさまざまな微量元素や微量鉱物が含まれており、その多くは海底堆積物から取り込まれたもので、海底堆積物自体も地球上のあらゆる場所から塵として運ばれてきて海底に沈んだ粒子を含んでいる。[ 5 ]
海洋鉄マンガン団塊の大きさは、核を取り囲む直径 1～15 cm に及ぶ。 [ 3 ] [ 4 ]核自体は、以前に分解した団塊の破片、岩石の破片、沈んだ生物起源物質など、周囲の環境にあるさまざまな小さな物体から作られることがある。[ 3 ]団塊全体の組成は、形成メカニズムに基づいて異なり、大きく分けて水素生成型と続成型の 2 つの主要なカテゴリーに分類される。[ 4 ]水素生成型団塊は鉄とコバルトが濃縮され、マンガンと鉄の比率は 2.5 未満であるのに対し、続成型団塊はマンガン、ニッケル、銅が濃縮され、マンガンと鉄の比率は通常 2.5 ～ 5 の間であるが、亜酸化条件下では 30 以上になることもある。水素生成型団塊の母鉱物はベルナダイト、続成型団塊の母鉱物はブセライトである。 [ 3 ]観察された団塊の大部分は、水素生成領域と続成生成領域が混在しており、時間の経過に伴う形成メカニズムの変化が保存されている。[ 4 ]一般的に、続成生成層は、団塊が海底堆積物に埋まっているか接触している底部に見られ、水素生成層は、上層の水柱に露出している上部に見られる。団塊の層は不連続で、厚さはマイクロメートルからナノメートルのスケールで変化し、マンガン含有量が高いものは一般的に明るく、鉄含有量が高いものは暗くくすんでいる。[ 3 ]
陸上鉄マンガン団塊は、ウルティソル、バーティソル、インセプティソル、アルフィソル、モリソルなど、さまざまな土壌タイプで形成されます。海洋団塊と同様に、団塊層は鉄とマンガンの含有量、およびそれらの組み合わせに基づいて定義されます。鉄含有量の高い団塊は赤または茶色に見え、マンガン含有量の高い団塊は黒または灰色に見えます。主要な金属酸化物は、団塊に濃縮されている元素に関連しています。マンガンが優勢な団塊では、濃縮された元素には、バリウム、ストロンチウム、ニッケル、コバルト、銅、カドミウム、鉛、亜鉛が含まれます。対照的に、鉄が優勢な団塊には、バナジウム、リン、ヒ素、クロムが濃縮されています。[ 2 ]
海洋鉄マンガン団塊は、核の周囲に主に鉄、マンガン、ニッケル、銅、コバルト、亜鉛が沈殿することによって形成されます。そのメカニズムは、沈殿の源に基づいて定義されます。[ 3 ]上部の水柱から供給される沈殿は水素起源と呼ばれ、堆積物の間隙水からの沈殿は続成起源と呼ばれます。[ 3 ] [ 4 ]団塊の成長は、沈殿を促進するのに十分な量の不安定な有機物を提供する、比較的低い堆積速度の酸素化された環境でより容易に起こります。堆積速度が高すぎると、団塊は堆積物で完全に覆われ、局所的な酸素レベルが低下して沈殿が妨げられることがあります。[ 3 ]団塊の成長速度は、その形成の不規則で不連続な性質によって複雑化している現在の研究テーマですが、放射年代測定を使用して平均速度が計算されています。[ 2 ] [ 3 ]一般的に、水素生成団塊は続成作用団塊よりも成長が遅く、約 2〜5 mm/百万年であるのに対し、続成作用団塊は 10 mm/百万年である。複数の団塊が一緒に成長して多団塊を形成することは可能であり、堆積した被覆生物によって促進されると考えられている。[ 3 ]
陸上鉄マンガン団塊の形成には、鉄とマンガンの酸化物の蓄積と、それに続く還元溶解と酸化沈殿の繰り返しの酸化還元サイクルが関与する。この振動する酸化還元サイクルは、pH、微生物活動、有機物濃度、地下水位、土壌飽和度、および酸化還元電位によって制御される。人為的活動は、肥料による栄養負荷の増加を通じてこれらのサイクルに影響を与える可能性がある。年代測定技術と組み合わせた団塊の凝結構造の分析により、土壌進化中の古気候条件の変化を評価することができる。マンガン層は通常、鉄層よりも高い酸化還元電位で形成されるが、酸化還元電位が急速に上昇する期間には混合層が形成されることがある。団塊が形成されるにつれて、ニッケル、コバルト、銅、亜鉛などを含む微量元素が取り込まれる。微量金属の組成は、周囲の土壌からの母材の取り込み、微生物の鉄またはマンガン還元細菌の生成物の蓄積、および団塊表面での錯体形成という3つのプロセスの産物である。[ 2 ]
多金属団塊の潜在的な採掘への関心は、1960年代から1970年代にかけて、有望な鉱業コンソーシアムの間で活発な活動を生み出した。潜在的な鉱床の特定と、団塊の採掘および加工技術の研究開発に、およそ5億ドルが投資された。これらの調査は、米国、カナダ、英国、西ドイツ、ベルギー、オランダ、イタリア、日本の企業からなる4つの多国籍コンソーシアムと、フランスと日本の民間企業および機関からなる2つのグループによって実施された。また、ソビエト連邦、インド、中国からは、公的資金による3つの組織も参加していた。
1970年代後半、2つの国際合弁事業が東部赤道太平洋の深海平原（水深18,000フィート（5.5 km）以上）から数百トンのマンガン団塊を採取した。[ 15 ]その後、この「鉱石」から乾式製錬法と湿式製錬法の両方を用いて、ニッケル（主要ターゲット）のほか、銅とコバルトが大量に抽出された。これらのプロジェクトの過程で、多くの補助的な開発が進み、その中には、深海シルト上の団塊密度を測定するために海底近くを曳航するサイドスキャンソナーアレイの使用と、派生した垂直方向の低周波音響ビームによる海底下のプロファイルの作成を同時に行う方法などがあった。それ以来、深海技術は大幅に進歩し、全地球測位システム（GPS）や超短基線（USBL）などの航法技術が広く低コストで利用されるようになった。マルチビーム音響測深機(MBES) や自律型水中ビークル(AUV)などの測量技術、遠隔操作型水中ビークル(ROV) や高出力アンビリカルケーブルなどの介入技術があります。また、ポンプ、履帯式およびスクリュー駆動式ローバー、剛性および柔軟性のある掘削ライザー、超高分子量ポリエチレンロープなど、採掘に使用できる改良された技術もあります。採掘は、細長い帯状に区切られた畑を採掘する陸上のジャガイモの収穫に似ていると考えられています。採掘支援船は、海底採掘ツールの採掘ルートに沿って進み、海底からジャガイモほどの大きさの塊を拾い上げます。[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]
2010年代には、ニッケルやその他の金属の需要増加により、海底団塊への商業的な関心が高まった。[ 27 ]国際海底機構は新たな探査契約を締結し、この地域の採掘規則の開発を進めており、クラリオン・クリッパートン地域に最も関心が寄せられている。[ 28 ]
2011年以降、多くの商業企業が探査契約を獲得している。これには、ロッキード・マーティン、DEME（グローバル・シー・ミネラル・リソーシズ、GSR）、ケッペル・コーポレーション、ザ・メタルズ・カンパニー、中国五鉱などの大企業の傘下企業や、ナウル・オーシャン・リソーシズ、トンガ・オフショア・マイニング、マラワ・リサーチ・アンド・エクスプロレーションなどの小規模企業が含まれる。[ 15 ] [ 29 ]
2021年7月、ナウルはこの海域で海底鉱物資源を開発する計画を発表した。この計画では、国際水域での鉱物採掘を規制する国際海底機構が、2023年7月までに採掘規制を最終決定する必要がある。環境保護活動家らは、深海採掘の潜在的な影響を理解するには海底生態系についてほとんど知られていないことを理由にこの動きを批判しており、サムスンやBMWなどの大手テクノロジー企業の一部は、海底鉱物資源由来の金属の使用を避けることを約束している。[ 30 ]
クラリオン・クリッパートン海域は、マンガン団塊の採掘において最大かつ最も人気のある海域です。クラリオン・クリッパートン海域は、西経約120度から西経160度まで広がり、太平洋に位置し、ハワイとメキシコの間にあります。[ 31 ] ISAによると、その面積は約400万平方キロメートルで、欧州連合の面積とほぼ同じです。クラリオン・クリッパートン海域の巨大な潜在力は、推定210億トンの団塊に基づいています。[ 32 ]この地域だけで約4400万トンのコバルトが貯蔵されており、これは陸上の埋蔵量の約3倍です。[ 33 ]マンガン団塊鉱床は、クラリオン・クリッパートン海域の海底に均等に分布しているのではなく、パッチ状に分布しています。経済的に興味深いマンガン団塊が密集しているパッチは、数千平方キロメートルの面積を占めることがあります。南太平洋におけるこのような不規則な団塊分布は、南太平洋の地形的および堆積学的多様性が大きいことの結果であると考えられる。 [ 32 ]
鉄マンガン団塊にはニッケル、銅、コバルト、亜鉛、鉄、マンガンが天然に豊富に含まれているため、希少金属資源としての利用に関する研究が進められています。北東太平洋のクラリオン・クリッパートン海域は、資源級団塊が最も集中している海域として観測されています。 [ 4 ]資源級とみなされるには、ニッケル、銅、コバルトの重量が3%を超える必要があります。[ 3 ]炭酸塩補償深度以下で酸素を含む水中で形成される団塊は、水素質団塊において最も望ましい希少金属比率をもたらします。[ 3 ] [ 4 ]陸上鉱山からの鉱石の品位が時間とともに低下するにつれて、鉄マンガン団塊は希少金属に対する世界的な需要の高まりを満たす方法を提供する可能性があります。[ 4 ] しかし、水素団塊の成長速度は推定で100万年あたり約2～5mmと低いため、再生不可能な資源に分類される。[ 3 ]
電気自動車のバッテリー、風力タービン、太陽光パネルなどの技術には、海底で見つかる希少な種類の資源が必要です。マンガン団塊は、これらの金属、特にコバルトのさまざまな供給源を提供します。進行中のデジタル化、輸送、エネルギー転換により、銅、ニッケル、コバルト、および技術で使用される他の多くの金属などの金属に対する需要が高まっています。そのため、マンガン団塊は、バッテリー、ラップトップ、スマートフォン、電動自転車、電気自動車、太陽光および風力タービン、そしてグリーン電力の貯蔵に必要です。このコバルトに対する膨大な需要は、海洋に新たな光を当てています。多くの国がすでに権利を主張しています。しかし同時に、それらを採掘することは、深海の生態系にさらに大きな損害を与える可能性があります。[ 34 ]一部の科学者は、マンガン団塊に対する主な経済的利益に疑問を呈しています。彼らにとって、そのような生物資源はバイオテクノロジーや医薬品にとって未開発の価値を持つ可能性があり、したがってあらゆる犠牲を払って保護されるべきです。[ 35 ]
鉄マンガン団塊は高い酸化還元活性を持ち、主に電子受容体として生物地球化学的サイクルと相互作用します。特に、陸上の団塊は窒素、リン、有機炭素を吸収・捕捉します。有機炭素の吸収率が高いため、団塊は土壌の炭素隔離能力を高め、正味の炭素吸収源となります。団塊中のリン濃度は、周囲の土壌基質の2.5～7倍に達します。土壌中の微生物は、団塊表面の栄養分濃縮と酸化還元電位を利用して代謝経路を活性化し、かつては移動しなかったリンを放出します。鉄マンガン団塊は、栄養素に加えて、土壌から有害な重金属（鉛、銅、亜鉛、コバルト、ニッケル、カドミウム）を隔離し、土壌の質を向上させます。[ 2 ]しかし、微生物によるリンの放出と同様に、根粒の還元溶解によってこれらの重金属が土壌に放出されるだろう。
深海生態系や深海採掘の潜在的な影響についてはほとんど知られていない。多金属団塊群は、非常に脆弱な深海動物相の豊富さと多様性のホットスポットであり、その多くは団塊に付着しているか、そのすぐ下の堆積物に生息している。[ 36 ] [ 30 ]団塊採掘は、これらの深海生態系の数万平方キロメートルに影響を与える可能性があり、生態系が回復するには数百万年かかる。[ 30 ]採掘は、生息地の変化、底生生物の直接的な死亡、または濾過摂食動物の堆積物による窒息を引き起こす。[ 37 ]深海の複雑さと遠隔性のため、環境科学者は知識が乏しく、多くのギャップと高い不確実性がある状況で作業している。それにもかかわらず、採掘作業内で発生する累積的な影響の発生源はいくつかあり、考慮する必要がある。これらの影響は、採掘活動自体によって直接引き起こされる可能性があるが、堆積プルームや処分などの間接的な影響としても発生する。[ 38 ]同じ採掘活動から複数の影響が生じる可能性があるが、深海環境への影響はそれぞれ異なる。
これらには以下が含まれる可能性があります。
海底から団塊を含む堆積物を採取するダンプトラックサイズの収集車両は、必然的に海底の上部（多くの場合、水面下3キロメートル以上の深さ）を破壊します。[ 39 ]科学者たちは、収集車両が海底に長期にわたる物理的および生物学的影響を及ぼし、科学者たちがまだ理解しようとしているさまざまな深海生態系を変化させる可能性があることを発見しました。[ 40 ]この採掘方法は、動物の間で避けられない生命の喪失につながり、耕作跡は何十年も後も目に見えるまま残ります。[ 34 ]最近の成長推定では、「微生物によって媒介される生物地球化学的機能」[ 40 ]が、撹乱されていない初期状態に戻るには50年以上かかると示唆されています。DISCOL [ 41 ]影響調査は、26年前の耕作跡を再調査することにより、深海採掘に関連する撹乱が海底の完全性に及ぼす潜在的な長期的な影響を明らかにすることを目的としていました。堆積物が付着した轍の外側には結節が見られたが、耕轍自体には明らかに結節は見られなかった。[ 40 ]
マンガン団塊の探査契約は通常、最大75,000 平方キロメートル (29,000平方マイル)の領域を対象としていますが、採掘によって影響を受ける総面積ははるかに大きくなります。1 つの鉱山契約区域だけでも、物理的に攪乱される海底面積は、毎年200 ～ 600 平方キロメートル (77 ～ 232平方マイル)と推定され、これは大きな町の大きさに相当します。[ 35 ]
海底で稼働する採掘ロボットは堆積物のプルームを放出し、それが採掘現場周辺の動物相を覆い、海底の生態系に大きな影響を与える可能性がある。 [ 34 ]生成されるプルームには、溶解物質とさまざまなサイズの懸濁粒子が混ざっている。溶解物質はそれを含む水によって不可分に運ばれるが、懸濁粒子は沈降する傾向がある。より細かい粒子と溶解物質は実際の採掘区域からより遠くまで運ばれるため、含まれる領域は実際の採掘区域よりもはるかに大きいと推定できる。したがって、プルーム物質の海底堆積物は、プルームの発生源に近いほど厚くなり、より大きな粒子が含まれることになる。[ 42 ]
海底での採掘活動によって発生するプルームに加えて、余剰水の戻りによって発生する排出プルームも考慮する必要があります。余剰水は、水上船舶上での脱水プロセス中、および鉱石スラリーが母船から輸送バージに輸送されるときに発生します。[ 35 ]したがって、プルームの正味の影響の予測では、さまざまなシナリオを考慮する必要があります。[ 42 ]多くの未知の要素が残っており、科学者は有毒な影響がある可能性があると警告しています。[ 34 ]
人間が発する音は、海洋生物に直接的なダメージを与える可能性があります。なぜなら、多くの海洋生物は音を主要なコミュニケーション手段として利用しているからです。採掘機械によって発生する極端な背景騒音は、動物間のコミュニケーションを妨害し、獲物を見つける能力を制限する可能性があります。さらに、騒音と振動は海洋生物の聴覚や聴覚系に影響を与える可能性があります。[ 35 ]騒音は、深海採掘のさまざまなプロセス中に発生する可能性があります。
水上船舶は、プロペラ、エンジン、発電機、油圧ポンプなどによって発生する、いくつかの高強度の音を発します。また、通常20～30年に及ぶ採掘契約期間中、船舶がほぼ連続的に稼働することも考慮する必要があります。
採掘活動は、本来暗く静かな環境において激しい騒音や光害を発生させることで、深海生物の摂食や繁殖を阻害する可能性がある。 [ 43 ]光害は、海洋生物に環境影響を与えるもう1つの重要な要因である。海底での採掘作業を可能にするために使用される光は、一部の動物種を引き寄せたり遠ざけたりする可能性があり、明るい光は特定の海洋生物を失明させる可能性もある。船舶で使用される強い光は、鳥類や水面近くの動物にも影響を与える可能性がある。[ 35 ]
これらの環境影響を軽減する方法に関する研究にはまだギャップがあります。これは、海洋生態系全体がまだ十分に解明されておらず、さらに研究される必要があるためです。一部の科学者は、採掘車両の重量を減らすことが一つの可能性であると示唆しています。これにより、圧縮が軽減され、車両後部の攪乱された堆積物の量を減らすことができます。多くの深海は食物連鎖においてマンガン団塊の硬い基質に極めて依存しているため、少なくともいくつかの団塊を残して、それらを採取しないという選択肢もあります。成長速度が非常に長いため、採掘されたマンガン団塊は数百万年も再生しません。これに対処するために、人工的に作られた代替団塊を散布するという選択肢もあります。しかし、これらの可能性もさらに検討する必要があります。最も有益な緩和効果は、堆積物のプルームとその拡散の減少をもたらすでしょう。これは、すぐ周辺だけでなく、団塊採取場所からかなり離れた場所の生態系にも影響を与えるからです。[ 44 ] 1990年代の実験的研究では、妥当な規模での試験採掘が、商業採掘による実際の影響を最も効果的に抑制するのに役立つ可能性が高いという結論が部分的に得られた。[ 45 ]
生態系の回復能力の遅さは、マンガン団塊採掘の主要な懸念事項の 1 つと見なすことができます。団塊を含む海底領域は大規模に撹乱され、採掘された領域内の底生動物の回復は非常に遅くなります。動物の大部分は団塊に依存しており、団塊は動物にとって硬い基質を形成します。これらの基質は、新しい団塊が形成されるまで何百万年も戻ってきません。[ 35 ]団塊は、100 万年あたり数ミリメートルから数十ミリメートル成長します。その極めて遅い成長速度は、連続的または規則的ではなく、環境や表面によって異なります。また、全く成長しないか、一定期間完全に埋没することもあります。[ 31 ]全体として、マンガン団塊は平均して 10 万年あたり 10 ～ 20 mm 成長し、採掘されない場合は通常、数百万年の年齢があります。[ 32 ]深海生物の多くは希少で長寿で繁殖が遅く、多金属団塊（収穫可能な大きさに成長するまでに数百万年かかる場合がある）は深海生物にとって重要な生息地であるため、科学者たちは採掘による生息地の破壊によって一部の種が絶滅に直面する可能性を排除できない。影響を受けた生態系は、回復するとしても非常に長い期間を要するだろう。[ 43 ]団塊採掘は数万平方キロメートルに及ぶ深海生態系に影響を与える可能性があり、生態系の回復には数百万年かかる。