從冷戰(zhàn)詭計(jì)開始說說錳

魯超

錳位于元素周期表第25位，粉末狀的錳是灰色的，潮濕時(shí)易氧化。單質(zhì)錳屬于較活潑的金屬，加熱時(shí)能和氧氣化合，易溶于稀酸，生成二價(jià)錳鹽，常用鋁熱法進(jìn)行制備。生活中比較常用的錳化合物是高錳酸鉀，這是一種強(qiáng)氧化劑，其稀釋液可用來消毒殺菌。在海底存在大量的錳結(jié)核，但以目前的技術(shù)條件還很難開采。

冷戰(zhàn)詭計(jì)引出海底寶藏

今天，我們的故事要從一位名叫霍華德·休斯的美國富豪講起。年輕時(shí)，休斯混跡好萊塢，掌控100多家電影院，拍攝了很多知名影片;他也投資房地產(chǎn)，賺了一大筆錢;他還對飛行器感興趣，成立了休斯飛行器公司，不僅研究開發(fā)新式飛機(jī)，自己也親自試飛，是自己公司的王牌飛行員。二戰(zhàn)以后，分子生物學(xué)方興未艾，他成立了一家醫(yī)藥研究所，專注于研究細(xì)胞生物學(xué)。

1974年，早已隱退多年的休斯東山再起，他花費(fèi)巨資打造了一艘特殊的勘探打撈船，來到夏威夷西北部的海域，想從海底打撈一種叫“錳結(jié)核”的礦物。

錳結(jié)核？這究竟是何方神圣？

原來，在大海的底部，存在著各種古生海洋動(dòng)物的化石，比如放射蟲、有孔蟲等，它們和玄武巖、磷化的動(dòng)物骨骼聚集在一起，形成了良好的晶核，海里的一些金屬鹽類就在這里沉積、結(jié)晶。從外觀上看，就好像一個(gè)又一個(gè)黑色或深褐色的馬鈴薯。由于其中含錳和鐵最多，而鐵元素在陸地上很常見，因此稱它們?yōu)殄i結(jié)核。

1981年，英國地質(zhì)博物館統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，全球海底總共有5000億噸的錳結(jié)核，且這一數(shù)據(jù)一直在更新。最吸引人的是，這種黑乎乎的東西不僅在深海里有，在淺海里也有，甚至存在于一些湖泊里。

根據(jù)目前已勘探的結(jié)果，夏威夷西北部海域的錳結(jié)核蘊(yùn)藏量最多。據(jù)估計(jì)，該區(qū)域的錳結(jié)核中，含有59.5億噸錳、2.7億噸鎳、2.3億噸銅和4600萬噸鈷。這簡直是一個(gè)超級寶庫。

正因?yàn)殄i結(jié)核這一概念舉世矚目，所以當(dāng)休斯帶領(lǐng)他的勘探打撈船來到夏威夷附近海域的時(shí)候，沒有人懷疑他們的舉動(dòng)。在休斯開展行動(dòng)之后，加拿大和英國還效仿他們，準(zhǔn)備去打撈這些海底寶藏。德國、意大利、比利時(shí)、荷蘭、日本的科研機(jī)構(gòu)以及法國、日本的兩家公司還聚在一起成立了一家聯(lián)合組織，專門研究如何開采和加工錳結(jié)核。

但是，真正想利用錳結(jié)核資源還是很難的。要知道，雖然錳結(jié)核總體蘊(yùn)藏量很大，分布卻極為廣泛。想想看，要將1噸錳結(jié)核從6000米深的海底打撈到海面，需要多少能量？這種投入產(chǎn)出比不值得我們?nèi)プ鲞@件事。

事實(shí)上，20世紀(jì)80年代以后，勘探海底的技術(shù)得到了進(jìn)一步提升，我們有了更先進(jìn)的水下運(yùn)載工具，有了超高密度聚乙烯做的繩索。但就目前技術(shù)而言，20年內(nèi)，要開采錳結(jié)核達(dá)到經(jīng)濟(jì)上的收益也完全不現(xiàn)實(shí)。

那么，問題來了，難道大富豪休斯心甘情愿做人類開發(fā)海底的“先驅(qū)”嗎？其實(shí)，事情遠(yuǎn)沒有那么簡單。

20多年后，一段視頻被披露出來，原來整個(gè)事件完全是一個(gè)騙局。那段時(shí)期正值美、蘇冷戰(zhàn)，表面上沒有大規(guī)模的戰(zhàn)爭，間諜活動(dòng)和戰(zhàn)略威懾卻一直驚心動(dòng)魄。1968年，蘇聯(lián)一艘彈道導(dǎo)彈潛艇K-129在夏威夷附近海域失事。1974年，休斯被美國中央情報(bào)局雇用，勘探打撈船的真實(shí)目的是要打撈這艘沉沒的潛艇，這在美國情報(bào)系統(tǒng)內(nèi)部被稱為“亞速爾人計(jì)劃”。這是冷戰(zhàn)期間最復(fù)雜、最神秘、最昂貴的計(jì)劃，總耗費(fèi)達(dá)到了8億美元。所以，打撈錳結(jié)核完全是一種掩飾。

最終，大富翁休斯的打撈船只打撈到了一些魚雷和6具蘇聯(lián)士兵的尸體，并沒有得到他們想要的戰(zhàn)利品。潛艇艇身在打撈的過程中折斷，其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)無從得知，美國中央情報(bào)局一心向往的蘇聯(lián)密碼本更是去向不明，8億美金的鬧劇就這樣沉沒在大海的波濤中。

野外生存必備良品

既然海里的錳那么難得到，我們用的錳都來自陸地嗎？確實(shí)，錳可能是最早一批被人類利用的金屬，這實(shí)在沒有什么奇怪的，因?yàn)殄i在地殼里的元素豐度排名第12位。

人類利用含錳的物質(zhì)可以追溯到石器時(shí)代。當(dāng)人類還是穴居人的時(shí)候，他們就找到一種黑色松軟的礦物，用它在洞壁上作畫。這種黑色的礦物就是我們現(xiàn)在所說的軟錳礦（二氧化錳），分布非常廣泛，是陸地上錳元素最主要的存在方式。

希臘的馬格尼西亞（Magnesia）是一個(gè)神奇的地方，這里除了產(chǎn)出很多的苦土（氧化鎂）礦物，還產(chǎn)出兩種黑色礦物。古希臘人還給這兩種礦物劃分了性別：“男性礦物”有磁性，可以吸引鐵質(zhì)物品;“女性礦物”沒有磁性，但是添加到玻璃里，可以使綠色的玻璃變得透明。現(xiàn)在我們知道，“男性礦物”就是磁鐵礦（四氧化三鐵），“女性礦物”就是軟錳礦（二氧化錳）。所以，到現(xiàn)在，磁鐵礦在英語里還叫作“magnetite”，磁性“magnet”也是從這里來的。而軟錳礦曾經(jīng)還被稱為馬格尼西亞，一個(gè)相當(dāng)女性化的名字。

軟錳礦如此易得，因而成了煉金術(shù)士的青睞之物。1659年，煉金術(shù)士格勞貝爾將軟錳礦和碳酸鉀（草木灰的主要成分）溶液混合，得到了綠色的溶液（錳酸鉀），放置一段時(shí)間以后，綠色溶液緩慢地變成鮮艷的粉色了，這就是高錳酸鉀的誕生過程。很快，高錳酸鉀就作為一種強(qiáng)氧化劑，成為實(shí)驗(yàn)室的常用材料。

200年后，英國人康迪發(fā)現(xiàn)高錳酸鉀有很好的消毒作用，于是注冊了“康迪液”的商標(biāo)。高錳酸鉀的消毒原理類似次氯酸鹽，易放出活性氧，具有強(qiáng)氧化性。但相較于次氯酸鹽，高錳酸鉀放出活性氧的速度稍慢，因此可用于與人體相關(guān)的消毒滅菌。直到現(xiàn)在，高錳酸鉀還經(jīng)常出現(xiàn)在我們身邊的各種消毒劑中。

高錳酸鉀遇到很多種有機(jī)物時(shí)，都會(huì)發(fā)揮它強(qiáng)氧化性的特點(diǎn)，同時(shí)放出大量的熱，從而使一些易燃物燃燒。例如，戶外探險(xiǎn)時(shí)，人們可以隨身攜帶一些高錳酸鉀，需要生火時(shí)就將一些白糖和它混合，夾在干木片中，摩擦30秒就可以生火。

在戶外，如果攜帶的飲用水喝光了，可以在野外取水，加入少許高錳酸鉀消毒，放置半小時(shí)后就可以飲用了。如果去雪山或者南北極挑戰(zhàn)極限，在迷路的時(shí)候，可以在雪地上撒一些高錳酸鉀，它那明亮的紫紅色會(huì)很容易引起救援人員的注意。

它還有這些用途

早在古希臘時(shí)代，斯巴達(dá)的鐵匠們就發(fā)現(xiàn)將軟錳礦和磁鐵礦混合，煉出的鐵特別堅(jiān)硬，非常適合做兵器。錳元素被發(fā)現(xiàn)之后，人們發(fā)現(xiàn)在煉鋼過程中加入少許錳，所制得的低錳鋼簡直脆得像玻璃一樣，一敲就碎。但如果加入的錳比較多，達(dá)到8%及以上，制成的高錳鋼就既有韌性又很堅(jiān)硬。日本武士刀就是用這種高錳鋼做出來的，堅(jiān)實(shí)耐用。

1882年，英國人哈特菲爾德制成了一種含錳量12%的高錳鋼，它被用于制造英軍的鋼盔。直到現(xiàn)在，這種高錳鋼還被稱為“哈特菲爾德鋼”。

進(jìn)入電氣時(shí)代，二氧化錳也發(fā)揮了很好的用途：填充在鋅錳干電池內(nèi)，作為陰極的去極化劑。但是，隨著鋅錳干電池逐漸被鎳-鎘電池和鋰電池取代，二氧化錳在電池里也用得越來越少了。

隨著生物學(xué)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)錳是一種人體必需的微量元素，成年人每天的需求量是2～5毫克。錳在人體內(nèi)主要存在于一些酶中，比如精氨酸酶、超氧化物歧化酶等。缺乏錳的人會(huì)發(fā)育不良，新陳代謝紊亂。但如果一個(gè)成年人每天攝入超過11毫克的錳，則有可能發(fā)生錳中毒。過多的錳會(huì)造成神經(jīng)系統(tǒng)紊亂、多巴胺神經(jīng)元死亡，臨床癥狀和帕金森綜合征幾乎完全一樣。