科學家：幾十年後，越來越珍稀的寶藏：沙子！

科學家：幾十年後，越來越珍稀的寶藏 ：沙子！究竟是怎麼回事呢？大家準備好小板凳吧！

「午夜的時候，海水已經漲潮。漁民們背著沙袋，拿著鐵鍬，很快就到達海灘。男人們跳進海中，水流沖刷著他們的腿，波浪沒到了胸部，當他們重回岸上的時候，沙子從鐵鍬上滴落。女人們將沙子倒入沙袋中，然後裝車運走。政府禁止在尼格瑞爾海灘采沙，所以漁民們冒著生命危險，匆匆忙忙地偷沙，為了避免被抓到，漁民們大都隨身帶著槍支武器。」

大約六年前，聯合國環境規劃署的科學家帕斯卡·佩杜茲來到加勒比海地區的牙買加，調查尼格瑞爾海灘受侵蝕的情況，當地漁民的上述談話讓他感到吃驚。在調查海沙流失的原因時，佩杜茲使用了衛星遙感技術和專業的地理空間模擬技術，但他從來沒想到這個國家的西部海岸會因為這個原因而受到破壞。「我感到非常震驚，人們竟然會為了沙子做不法的事情，」佩杜茲說道，「而今，牙買加西部的海岸線上，許多沙灘已經不復存在，只剩下因潮濕而發黑的石頭和深深的窟窿。」

牙買加海灘發生的事情，在世界各地不斷重複上演——肯亞、紐西蘭、摩洛哥等國的沙灘均未能倖免。這些跡象都表明，人類對沙子的需求正在無節制地增長。沙子已經是排名僅次於水的最被廣泛使用的自然資源，在全球當前的經濟形勢下，沙子的用途還會繼續增加。根據美國地質勘探局的統計，2014年，全球範圍內被開採的沙子和礫石（顆粒稍大的沙子）總量為1.96億噸，英國礦物產品協會則預計，全球對於沙子的需求將會以每年5.5%的速度增長。

沙漠也缺沙

作為一種古老的建築材料，在公元前3500年的時候，古埃及人利用沙子建造了金字塔，美索不達米亞人則用沙子製作了最初的玻璃。但某種程度上，沙子如同煤、石油、天然氣一樣，是不可再生的。河流和風在它們的旅途中打磨石塊、剝離山體，將岩石轉變為沙子的過程是非常漫長的。隨著世界人口增加，亞非經濟的繁榮，許多優質的沙子逐漸被采盡了。

現今，世界上一些發展中國家正處於建築業的熱潮之中，比如中國、印度和巴西，沙子的供應更加捉襟見肘。根據聯合國商品貿易資料庫的統計，在全球各個國家中，中國佔據了世界沙子進口總量的1/5。因為大量建造新的水壩、公路、工廠和房屋，中國在過去幾年中所用掉的沙子總量，已經超過了美國上世紀100年中的沙子消耗量。中國甚至已經將大量的沙子打樁到南海的珊瑚礁上，以建造新的島嶼，鞏固在南海的落腳點。

印度對沙子的需求量也很大，印度境內建築用沙主要來源於恆河。恆河在印度境內全長2300千米，它源自喜馬拉雅山，在孟加拉國注入孟加拉灣，途徑加爾各答和坎普爾，這都是快速發展、極度需求沙子的印度城市。現在，印度的地質學家發現，恆河下游接近孟加拉國的地方，只剩黏土和淤泥的混合物，甚至連石頭都不多見了。印度許多地方不得不禁止從河流中采沙，然而這使得沙子成為走私商品，印度報紙幾乎沒有一天不在報道「沙子黑手黨」的犯罪活動。

世界上沙子的需求日益旺盛，現在，一些沙漠地區的國家竟然也要進口沙子了。阿聯酋的迪拜、卡達和巴林都是中東非常富裕的地方，這裡建起了世界上最高的塔樓和巨大的機場。但他們需要進口沙子，聯合國商品貿易資料庫的數據顯示，2014年阿聯酋進口的沙子價值高達4.56億美元。這裡儘管處於沙漠的中心位置，但沙漠的沙子含有太多的鈣鹽和黏土，而且可塑性比較差（與河沙相比，沙漠的沙被風化過，太細），不太適合用在建築和混凝土中。

新科技更需要沙

沙子還有更細微的分類。比如，建築業需要的沙子，截面要盡量圓（近似於圓形的沙粒各方向受力才合理），不能太細，而質地比較純凈的石英砂則又有其他的用途，它將以高科技產品的方式與人類建立聯繫，因為它含有硅元素。

石英砂的主要成分是二氧化硅，工業上用碳和二氧化硅在高溫下反應製取硅。至於硅的用途，就不需多說了，太陽能電池、集成電路、計算機晶元都是用硅做原材料。在互聯網時代，智能手機、個人電腦的普及，意味著人們對沙的需求將屢創新高。

另外一種極大加劇了沙子開採的新科技與石油有關，也就是近年來受到追捧的水力壓裂法。所謂的水力壓裂法，是開採頁岩油氣時所使用的一種鑽井技術，主要目標是令油氣井增產。原理就是利用地面高壓泵，將大量化學物質摻雜水、沙子、石子製成壓裂液，再灌進岩石深處並壓裂岩石，最終釋放出石油或天然氣。水力壓裂法滿足了當前人類對石油和天然氣的旺盛需求，但隨之而來的批評也不絕於耳，因為這種技術給環境帶來了極大的破壞，包括使天然氣自燃、引發小幅地震等。如今，水力壓裂法又產生了新的環境問題——加劇沙子開採。

為了獲取水力壓裂需要的沙子，生產者需要移除地面表層的砂岩沉積物，同時使用重型機械和大量的水來生產細沙。環境學家和居民聲稱，開採沙子對當地的空氣和水的質量產生了很大的影響。由於沙子短缺，一些石油和天然氣巨頭公司為了確保沙子供應並降低成本，不得不進軍沙礦產業，比如依歐格資源公司，在美國的德克薩斯州及威斯康辛州各有一個沙礦。由於開採沙石會產生大量的塵土，這些塵土中含有石英，是潛在的致癌物質，如果大量吸入，有可能會傷害肺部或者引起其他疾病，因此，沙礦引發了當地居民的抵制。儘管如此，依歐格資源公司未來仍計劃再開採三個沙礦。該公司的市場分析師認為，隨著頁岩油氣鑽探技術越來越複雜，礦井越來越龐大，美國以及世界範圍內都將出現沙石稀缺的情況，這種稀缺將會持續很長一段時間。

未來的擔憂

在沙子需求日益增長的趨勢下，新一輪的「淘金熱」出現了，這次人們追捧的對象就是沙石本身，而不是沙石裡面的黃金。毫無疑問，正如佩杜茲所擔心的那樣，過度開採沙子會帶來嚴重的環境問題。佩杜茲發現，從1968年到2008年，世界範圍內的沙灘平均被侵蝕了40米。在一些地區，比如美國的南卡羅來納州和加利福尼亞州，由沙石過度開採外加全球變暖所導致的海岸線侵蝕平均已達數百米。

「雖然我們現在仍存有不少優質的沙子，」佩杜茲說道，「但我們正在過度開採，沙子很快會變得稀有。對於沙子的使用，我們應該更加謹慎，或者應該開始著手尋找它的替代品了。」

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