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一年開采500億噸,全球總儲量僅6000億噸,最不起眼的沙子将枯竭

作者:5樓的男人

《自然》雜志曾經刊登過一篇文章,在文章中列舉了一系列資料,目的隻有一點,那就是人類對于沙子和砂石的開采速度,已經超過了其自然恢複速度。

目前随着人口增加,對沙子的使用量也在持續的增加,在不久的将來,沙子或将爆發一場比石油枯竭更加嚴重的危機。

根據聯合國一項統計資料表明,全球範圍内每年平均開采500億噸沙子,這些沙子如果聚集在一起,足夠圍繞赤道修建一條高度27米,寬度27米的圍牆。

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然而一個讓人尴尬的事實,那就是地球上的沙子資源僅為6000億噸,如果找不到其他解決方法的話,那麼以此下去,過10多年時間,那麼人類将會面臨無沙可用的情況了。

由于沙子在日常生活中非常不起眼,但是其使用卻非常廣泛,用于建築、養殖美化、冶煉和玻璃等。

日常生活中,人們也很少去關注沙子的使用情況,實際上,沙子是目前世界上使用第二大的資源,其使用量僅次于水資源。

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在很長時間裡,人們一直認為沙子如同水一樣,是一種可以取之不盡的資源,然而事實上,在地球上可用的沙子數量卻非常有限,并且其儲量也不多。之是以出現這種情況,主要與沙子形成的過程有關。

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沙子是如何形成的?

沙子實際上有幾種,有河沙、沙漠沙子和海沙,人們經常用到的一種就是河沙。河沙的主要成分就是二氧化矽,是矽在自然界最普遍、最穩定的化合物。

一般來說,河沙的形成需要經曆數萬年到數十萬年的時間。河沙實際上是一種岩石顆粒,它是由自然界中各個過程共同塑造的結果,河沙的形成需要經曆幾個階段,其需要自然的力量加持時間共同完成。

首先,地球作為一顆岩石星球,整個地球的主要部分就是各種岩石,當岩石受到各種自然力,例如:風力、水力和溫度變化等因素。

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是以,當岩石在風蝕和溫度變化下,會從岩石上掉落下來,而當岩石所在的區域有河流、湖泊和海洋的時候,就直接掉落在水中。

水流沖刷岩石的表面,并且搬運岩石的碎片,随着時間推移,這些岩石顆粒在水力的作用下,互相之間會發生摩擦和碰撞,岩石會進一步破碎而變成更小的顆粒。

在河流流動的過程中,當水流速度減緩或者是停止時候,沙粒失去了動力,就會堆積在河床或者是河岸上。

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而其中一部分随着河流被搬運到下遊區域,河流的流速和水量決定了河沙的搬運能力,一般大型的河流不僅可以攜帶更多的河沙,并且還可以攜帶顆粒更大的沙粒。

在河流流動的過程中,一旦河流速度減緩或者遇到障礙物,沙子就會被堆積到下遊的河床中,形成沙床和沙灘。其中一部分繼續随着河流,最終流入大海之中,也就變成了海沙。

在自然力作用和數萬年時間加持下,岩石中那些化學性質不穩定的物質,逐漸就被剝離開來,隻剩下硬度高,并且化學性質比較穩定的二氧化矽,這也就是為何河沙都是二氧化矽的原因了。

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地球上有很多沙漠,為何沙子還不夠用?

從上面介紹沙子形成的過程中,河沙的形成過程頗為不易,雖然在自然界中,河沙并非那種不可再生能源,但是其形成需要很長的時間。

而以人類目前的使用速度,是遠遠跟不上沙子形成的速度,是以才會面臨着枯竭的風險。

這個時候有人又會說,地球上根本就不差沙子,地球上有着廣闊的沙漠,沙子枯竭就是一個僞命題。

實際上,沙漠中的沙子數量雖然多,但并不是人類可用的沙子。以撒哈拉沙漠為例,其面積超過了932萬平方公裡,撒哈拉中平均沙子的厚度是3.6米。

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根據沙子的密度,1立方沙子的重量是1.3-1.6噸,那麼就可以計算出,撒哈拉大沙漠中的沙子重量大約是4000萬億噸左右。

如果撒哈拉沙漠中的沙子可以使用的話,那麼其沙子可以足夠人類使用數百萬年了,然而沙漠中的沙子卻根本無法使用。

這是因為沙漠中的沙子,顆粒比較小。就用對沙子消耗量比較大的建築業為例,沙子在混凝土中是充當細骨料,用來填充粗骨料的縫隙,需要承受一定的力度。

是以,對沙子的尺寸有一定的要求,在建築行業中規定,沙子的直徑不能小于1毫米,低于這個直徑,那麼沙子在混凝土中承受的力就有限了。

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然而,沙漠中的沙子一般都是粉塵沙,其直徑一般都小于0.25厘米,無法達到建築業的需求。

另外沙漠中的沙子,其結構也比較特殊,在風力作用下,顆粒互相摩擦碰撞,都是圓形或者是光滑的顆粒。而建築物所需的沙子,大多是不規則的形狀,這有利于混凝土增加足夠的摩擦力,而增加混凝土的強度。而沙漠中的沙子由于是圓形的光滑顆粒,無法提供足夠的摩擦力。

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另外,沙漠中的沙子,由于沒有經過雨水的沖洗,其中富含的堿性物質含量比較高,當沙漠中的沙子與其他材料一起使用的時候,則會發生化學反應,不僅降低了建築物的強度,而且還影響了其品質。

也正是這個原因,中東地區的沙漠中國家,雖然周圍都是沙子,但是每年卻花費巨資從外面購買沙子。

除了沙漠中的沙子外,還有一種沙子,就是海沙,由于含鹽量高,即便經過淡化,也會腐蝕鋼筋,導緻混凝土脆化,修修路面還可以,但是扛不起建造房子的大梁。

是以,就造成一個尴尬的局面,那就是隻能使用河沙,而河流在全球面積中,隻占據非常小的占比,這就導緻河沙的數量非常稀少,屬于稀缺資源。

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沙子促進了城市的繁榮

聯合國規劃署的科學家帕斯卡爾·佩杜齊表示,地球的繁榮實際上是建立在沙子之上,然而,它與其他自然資源相比,卻沒有得到更多的重視,人們都把目光看向了“銅、锂、石油和黃金等之上”。

事實上,人類今天的繁榮,沙子也是有着主要的功勞,城市的建築都是在沙子的堆積下建造起來的。

歐洲曾經有學者做過統計,建造一座房子,平均需要耗費200噸沙子,而修建1公裡高速需要耗費30000噸沙子。在歐洲每個歐洲人平均每人每年消耗掉6噸左右的沙子。

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近些年,由于中國發展速度飛快,在發展的過程中,也就消耗了大量的沙子,根據統計,中國每年大約消耗200億噸沙子,由于國内的沙子資源不夠,每年還需要從外面大量進口。

目前,由于沙子資源逐漸枯竭,全球沙子市場的沙子嚴重短缺,11年價格翻了11倍,這樣還是供不應求。

如果繼續下去,那麼就會出現無沙可用的情況了。好在人類目前的科學技術手段,可以加速河沙的形成過程。

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就是利用機器,讓數萬年,數十萬年才形成的沙子,不需要自然力,直接利用機器将其粉碎,達到沙子的使用标準。

并且,如今的一些科學家們,也在研究混凝土的回收利用,那些拆卸的房子中,也富含大量的沙子,科學工作者們把混凝土壓碎和提煉,讓其成為一種可以循環使用的自然資源。

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