地球上這麼多沙漠,為什麼沙子會成為最寶貴資源之一!

2020-12-06 瓜聊科學

沙子,是風化巖石的穀物,也是我們建造建築的重要原材料,作為現代城市的主要原材料,沙子更是成為了我們生活的重要組成部分。世界上有很多的沙漠與海灘,沙子也似乎成為了世界上數量最多的物質之一。

但是你知道嗎,沙子是除了水以外,地球上最消耗的自然資源。每年,人們都會使用約500億噸「集料 」(沙和礫石的行業術語,通常會在一起使用),世界也正面臨著沙荒。

為什麼會面臨沙荒,主要是我們使用的沙子類型為河沙,沙子不僅可以用於建造建築,連接它們的道路的瀝青,每個窗戶,擋風玻璃和智慧型手機屏幕中的玻璃均由融化的沙子製成。甚至我們電話和計算機中的矽晶片,以及家中幾乎所有其他電子設備,都是由沙子製成的。

沙子的形成

沙子是地殼破裂的結果,是在很長一段時間內有水,風,重力和構造以及其他力量形成的。

沙子是由細碎的巖石和礦物顆粒組成的顆粒狀材料。取決於當地的巖石來源和條件,沙子的成分會有所不同。但在內陸地區和非熱帶沿海地區,沙子最常見的成分是二氧化矽,通常為石英形式。第二種最常見的沙子是碳酸鈣,例如文石,在過去的五億年中,它主要是由各種形式的生命(例如珊瑚和貝類)形成的。

海沙與沙漠沙為什麼不能作為建築材料

沙漠沙是在長期的陽光暴曬下風化形成的,由於缺乏雨水沙粒鹼含量過高,會與建築材料發生化學反應,影響砂石混合料的質量,影響建築的強度和安全性。

沙漠沙粒更細,更光滑,因此它們的表面化學將無法提供足夠數量的多方向化學鍵。如果它們的晶粒尺寸太小,則泥漿滑移和混凝土的強度將變差。

沙漠沙具有開放的結構,並且沙粒之間幾乎沒有互鎖。如果這些沙子保持乾燥,這些結合橋可提供相當大的承載強度。但是,如果沙子變溼,則橋會軟化,過載時,橋會折斷並倒塌。

海沙也趨於非常細和圓形。海砂中含有大量的鹽顆粒和汙垢顆粒,去除它們是一個繁瑣且成本高的過程。海砂不具有高抗壓強度、高抗拉強度,不能用於施工活動。在海水中,存在氯化物,會導致鋼鐵腐蝕,最終導致鋼鐵承載力下降,因此使用這種氯化物建造的結構可能無法承受,因此不能在建築活動中使用。

除此之外,海沙中的鹽往往會吸收大氣中的水分,帶來潮溼,會建築使抹灰表面變質,長期會造成建築物滲漏。

河沙由於受到河流的衝擊,會在河裡慢慢堆積起來,河沙的顆粒會比較大,還具有較大的黏性,具有更牢靠的堅固度,所以適合被用於作為建築原材料。

因為沙子形成的「沙塵貿易」

在我們的生活中,沙子的需求日益增加,用於製造玻璃以及太陽能電池板和計算機晶片等高科技產品的高純矽砂的需求也在激增,關於沙子的競爭也變得日益激烈,然後就形成了沙塵貿易。

沙塵的貿易日益激烈,在越來越多的國家中,犯罪團夥開始涉足這一行業,在沙子中催生了通常致命的黑市。

由於沙子重量很重,所以會產生高昂的運輸成本,尤其是長途運輸。稀缺和高昂的價格引起了犯罪分子的注意。「黑手黨」 就是這樣子的一群犯罪分子,他們從禁止開採的區域非法挖沙。他們不遵守法律,通常非法開採河流,對環境進行了嚴重的破壞。如果出現有人制止,他們還會對他們進行暴力傷害

近年來,針對沙子貿易的暴力侵害了肯亞,甘比亞和印度尼西亞。暴力罪魁禍首就是「黑手黨」」,暴力造成了數百人受傷,數十人死亡。受害者分別包括被砍死的一名81歲的老師和一名22歲的維權人士,一名被燒死的記者,以及至少三名被沙車碾壓的警察。

我們該怎麼辦?

沙作為一種不可再生的礦石資源,在我們的生活中具有著重要的作用。人們也漸漸地認識到了這個問題,開始採取一系列措施來預防沙資源的枯竭。科學家們也想出了很多的辦法來代替混凝土中的沙,其中包括飛灰(燃煤電廠遺留的材料);塑料切絲 ; 甚至壓碎了的油棕殼和稻殼。其他研究人員正在開發需要更少沙子的混凝土,也在尋找更有效的研磨和回收混凝土的方法。

大量開採河流中的泥沙,會造成河流對土地的侵蝕的加重,我們要採取一系列的措施,來對此進行節制,比如限制對河沙的開採,從而對環境進行更好地保護。對於大自然,我們都應該持有一種敬畏和謙和的態度,做到與自然和諧相處,是人類可持續發展的重要要以。

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