日益增长的需求
“午夜的时候，海水已经涨潮。渔民们背着沙袋，拿着铁锹，很快就到达海滩。男人们跳进海中，水流冲刷着他们的腿，波浪没到了胸部，当他们重回岸上的时候，沙子从铁锹上滴落。女人们将沙子倒入沙袋中，然后装车运走。政府禁止在尼格瑞尔海滩采沙，所以渔民们冒着生命危险，匆匆忙忙地偷沙，为了避免被抓到，渔民们大都随身带着枪支武器。”
大约六年前，联合国环境规划署的科学家帕斯卡·佩杜兹来到加勒比海地区的牙买加，调查尼格瑞尔海滩受侵蚀的情况，当地渔民的上述谈话让他感到吃惊。在调查海沙流失的原因时，佩杜兹使用了卫星遥感技术和专业的地理空间模拟技术，但他从来没想到这个国家的西部海岸会因为这个原因而受到破坏。“我感到非常震惊，人们竟然会为了沙子做不法的事情，”佩杜兹说道，“而今，牙买加西部的海岸线上，许多沙滩已经不复存在，只剩下因潮湿而发黑的石头和深深的窟窿。”
牙买加海滩发生的事情，在世界各地不断重复上演——肯尼亚、新西兰、摩洛哥等国的沙滩均未能幸免。这些迹象都表明，人类对沙子的需求正在无节制地增长。沙子已经是排名仅次于水的最被广泛使用的自然资源，在全球当前的经济形势下，沙子的用途还会继续增加。根据美国地质勘探局的统计，2014年，全球范围内被开采的沙子和砾石（颗粒稍大的沙子）总量为1.96亿吨，英国矿物产品协会则预计，全球对于沙子的需求将会以每年5.5%的速度增长。
沙漠也缺沙
作为一种古老的建筑材料，在公元前3500年的时候，古埃及人利用沙子建造了金字塔，美索不达米亚人则用沙子制作了最初的玻璃。但某种程度上，沙子如同煤、石油、天然气一样，是不可再生的。河流和风在它们的旅途中打磨石块、剥离山体，将岩石转变为沙子的过程是非常漫长的。随着世界人口增加，亚非经济的繁荣，许多优质的沙子逐渐被采尽了
现今，世界上一些发展中国家正处于建筑业的热潮之中，比如中国、印度和巴西，沙子的供应更加捉襟见肘。根据联合国商品贸易数据库的统计，在全球各个国家中，中国占据了世界沙子进口总量的1/5。因为大量建造新的水坝、公路、工厂和房屋，中国在过去几年中所用掉的沙子总量，已经超过了美国上世纪100年中的沙子消耗量。中国甚至已经将大量的沙子打桩到南海的珊瑚礁上，以建造新的岛屿，巩固在南海的落脚点。
印度对沙子的需求量也很大，印度境内建筑用沙主要来源于恒河。恒河在印度境内全长2300千米，它源自喜马拉雅山，在孟加拉国注入孟加拉湾，途径加尔各答和坎普尔，这都是快速发展、极度需求沙子的印度城市。现在，印度的地质学家发现，恒河下游接近孟加拉国的地方，只剩黏土和淤泥的混合物，甚至连石头都不多见了。印度许多地方不得不禁止从河流中采沙，然而这使得沙子成为走私商品，印度报纸几乎没有一天不在报道“沙子黑手党”的犯罪活动。
世界上沙子的需求日益旺盛，现在，一些沙漠地区的国家竟然也要进口沙子了。阿联酋的迪拜、卡塔尔和巴林都是中东非常富裕的地方，这里建起了世界上最高的塔楼和巨大的机场。但他们需要进口沙子，联合国商品贸易数据库的数据显示，2014年阿联酋进口的沙子价值高达4.56亿美元。这里尽管处于沙漠的中心位置，但沙漠的沙子含有太多的钙盐和黏土，而且可塑性比较差（与河沙相比，沙漠的沙被风化过，太细），不太适合用在建筑和混凝土中。
新科技更需要沙
沙子还有更细微的分类。比如，建筑业需要的沙子，截面要尽量圆（近似于圆形的沙粒各方向受力才合理），不能太细，而质地比较纯净的石英砂则又有其他的用途，它将以高科技产品的方式与人类建立联系，因为它含有硅元素。
石英砂的主要成分是二氧化硅，工业上用碳和二氧化硅在高温下反应制取硅。至于硅的用途，就不需多说了，太阳能电池、集成电路、计算机芯片都是用硅做原材料。在互联网时代，智能手机、个人电脑的普及，意味着人们对沙的需求将屡创新高。
另外一种极大加剧了沙子开采的新科技与石油有关，也就是近年来受到追捧的水力压裂法。所谓的水力压裂法，是开采页岩油气时所使用的一种钻井技术，主要目标是令油气井增产。原理就是利用地面高压泵，将大量化学物质掺杂水、沙子、石子制成压裂液，再灌进岩石深处并压裂岩石，最终释放出石油或天然气。水力压裂法满足了当前人类对石油和天然气的旺盛需求，但随之而来的批评也不绝于耳，因为这种技术给环境带来了极大的破坏，包括使天然气自燃、引发小幅地震等。如今，水力压裂法又产生了新的环境问题——加剧沙子开采。
为了获取水力压裂需要的沙子，生产者需要移除地面表层的砂岩沉积物，同时使用重型机械和大量的水来生产细沙。环境学家和居民声称，开采沙子对当地的空气和水的质量产生了很大的影响。由于沙子短缺，一些石油和天然气巨头公司为了确保沙子供应并降低成本，不得不进军沙矿产业，比如依欧格资源公司，在美国的德克萨斯州及威斯康辛州各有一个沙矿。由于开采沙石会产生大量的尘土，这些尘土中含有石英，是潜在的致癌物质，如果大量吸入，有可能会伤害肺部或者引起其他疾病，因此，沙矿引发了当地居民的抵制。尽管如此，依欧格资源公司未来仍计划再开采三个沙矿。该公司的市场分析师认为，随着页岩油气钻探技术越来越复杂，矿井越来越庞大，美国以及世界范围内都将出现沙石稀缺的情况，这种稀缺将会持续很长一段时间。
未来的担忧
在沙子需求日益增长的趋势下，新一轮的“淘金热”出现了，这次人们追捧的对象就是沙石本身，而不是沙石里面的黄金。毫无疑问，正如佩杜兹所担心的那样，过度开采沙子会带来严重的环境问题。佩杜兹发现，从1968年到2008年，世界范围内的沙滩平均被侵蚀了40米。在一些地区，比如美国的南卡罗来纳州和加利福尼亚州，由沙石过度开采外加全球变暖所导致的海岸线侵蚀平均已达数百米。
“虽然我们现在仍存有不少优质的沙子，”佩杜兹说道，“但我们正在过度开采，沙子很快会变得稀有。对于沙子的使用，我们应该更加谨慎，或者应该开始着手寻找它的替代品了。”
本文源自大科技*百科新说2016年第8期杂志重点文章、欢迎广大读者关注我们大科技的微信号：hdkj1997
