Czy na świecie naprawdę może zabraknąć piasku? Przecież jest Sahara i inne pustynie

Z geologicznego punktu widzenia piasek to “luźna skała osadowa”, złożona z drobnych, mierzących od 0,05 do 2 milimetrów, ziaren kwarcu. Kwarc jest minerałem bardzo twardym i właśnie to sprawia, że ziarna piasku połączone cementowym spoiwem tworzą twardy beton – zwany zresztą czasem “sztuczną skałą”.

[Gwoli ścisłości są także inne rodzaje piasku, złożone z innych minerałów, ale są rzadziej spotykane i wykorzystywane.]

Od czasów starożytnych jest wykorzystywany do produkcji betonu, zapraw murarskich i tynków. Pierwsze betonowe posadzki powstawały już w mykeńskiej Grecji (miał ją pałac w Tyrynsie datowany na 1400-1200 lat p.n.e.), ale na większą skalę zaczęli wykorzystywać go Rzymianie.

To z betonu powstało rzymskie Koloseum i kopuła Pantenonu. Był materiałem rewolucyjnym, bo pozwalał na szybkie formowanie łuków, sklepień i kopuł. Szybko tężeje, lepiej znosi obciążenia niż konstrukcje z kamienia czy cegły.

Od starożytności piasek jest też wykorzystywany do produkcji szkła. Z chemicznego punktu widzenia kwarc to krzemionka, czyli krystaliczny dwutlenek krzemu. W szkle krzem w postaci czterotlenku pełni rolę spoiwa (tak zwanej więźby szklanej).

Wreszcie czysty krzem, który najłatwiej uzyskać właśnie z kwarcowego piasku, jest niezbędny do produkcji monokryształów krzemu. Są cięte na cienkie warstwy, a potem wytrawiane są na nich wzory, służące do wytwarzania pod powierzchnią obszarów o różnym przewodnictwie, a na powierzchni – ścieżek doprowadzających i wyprowadzających sygnały elektryczne. Tak powstają układy scalone i m.in. mikroprocesory.

Mikroprocesory są dziś nie tylko w komputerach – są także w telefonach komórkowych i sterownikach wielu urządzeń: od kuchenek i pralek, przez samochody i samoloty, po satelity.

Cykl „SOBOTA PRAWDĘ CI POWIE” to propozycja OKO.press na pierwszy dzień weekendu. Znajdziecie tu fact-checkingi (z OKO-wym fałszometrem) zarówno z polityki polskiej, jak i ze świata, bo nie tylko u nas politycy i polityczki kłamią, kręcą, konfabulują. Cofniemy się też w przeszłość, bo kłamstwo towarzyszyło całym dziejom. Rozbrajamy mity i popularne złudzenia krążące po sieci i ludzkich umysłach. I piszemy o błędach poznawczych, które sprawiają, że jesteśmy bezbronni wobec kłamstw. Tylko czy naprawdę jesteśmy? Nad tym też się zastanowimy.

Beton, beton i jeszcze raz beton

To jednak beton pochłania najwięcej piasku. Na jedną tonę cementu w betonie przypada sześć do siedmiu ton kruszywa – piasku lub żwiru. To sprawia, że

Już w 2014 roku autorzy raportu United Nations Environment Programme (Programu Środowiskowego Organizacji Narodów Zjednoczonych) wyliczało, że spod ziemi wydobywamy od 47 do 59 miliardów ton surowców każdego roku, z tego większość (między 68 a 85 procent) stanowią kruszywa.

Budowlanka – 30 mld ton rocznie

Przemysł budowlany potrzebuje od 25 do 30 miliardów ton kruszywa rocznie. Można by z tego usypać wał o wysokości 27 metrów i takiej samej grubości na całej długości ziemskiego równika.

Piasek stanowi około jednej trzeciej do połowy tej masy kruszywa. W 2010 roku do samej produkcji betonu zużyto na świecie 11 miliardów ton piasku. Dla porównania inne sektory przemysłu potrzebowały niespełna 200 milionów ton (to mniej niż 0,02 procent).

I to właśnie apetyt na piasek do produkcji betonu sprawia, że na świecie zaczyna go brakować. Raport powstał w 2012 roku. W ciągu dekady zapotrzebowanie na kruszywa wzrosło z 30 do 50 miliardów ton rocznie.

Takie zużycie piasku nie powinno być problemem, skoro na Ziemi nie brakuje piaszczystych pustyń. Największa z nich, Sahara, jest w większości skalista, ale i tak pokrywa ją około 10 miliardów kilometrów sześciennych piasku.

To trudne do wyobrażenia ponad 15 trylionów (czyli miliardów miliardów) ton.

Dlaczego piasku nie eksportują kraje saharyjskie?

Niestety, pustynny piasek zupełnie nie nadaje się do budownictwa. Działanie wiatru sprawiło, że jego ziarna są niezwykle gładkie i okrągłe. Nie nadają się na wypełniacz do cementowego spoiwa. Owszem, Egipt eksportuje saharyjski piasek, ale jako surowiec do produkcji szkła.

Piaski powstałe pod wpływem wody mają ziarna mniej gładkie i o bardziej nieforemnych kształtach. To sprawia, że cement łatwiej do nich przylega.

Rzadziej czerpie się go z morskiego dna.

Polska na brak piasku narzekać nie może – duże jego ilości pozostawiły cofające się lodowce. Są jednak miejsca na świecie, gdzie jest go za mało.

Mafia i znikające wyspy Indonezji

Takim miejscem jest Singapur, który od lat 60. ubiegłego wieku powiększył swoja populację z 1,6 do 4,8 miliona mieszkańców. To wyspiarskie miasto-państwo, by móc umacniać wybrzeża, zasypywać płycizny i budować nowe domy, musiało piasek importować.

Większość sprowadzanego do Singapuru materiału pochodziła z sąsiadującej Indonezji. To rozległy kraj o powierzchni niemal dwóch milionów kilometrów kwadratowych. Piasek wydobywały tam nielegalnie mafie. Ich działalność doprowadziła do tego, że 24 niewielkie indonezyjskie wyspy zniknęły z mapy, a między obydwoma krajami narósł spór o granicę morską.

W azjatyckich mediach o rabunkowym wydobyciu donoszono już w początkach tego stulecia. “New York Times” opisywał je w 2010 roku.

Z czasem zniszczenia środowiska wywołane wydobyciem piasku na potrzeby Singapuru stały się tak zauważalne, że Kambodża, Indonezja, Malezja i Wietnam zakazały eksportu piasku, donosił Reuters w 2019 roku.

Więcej betonu, więcej piasku

Singapur jest ekstremalnym przykładem zużycia tego surowca, ale przecież buduje się w większości krajów świata – głównie z powodu rosnącej urbanizacji.

Od połowy ubiegłego stulecia liczba mieszkańców miast wzrosła z miliarda do ponad czterech miliardów (od niedawna w miastach mieszka już połowa mieszkańców Ziemi). Do połowy tego stulecia dołączy do nich kolejne 2,5 miliarda.

I o ile na wsiach i w miasteczkach często buduje się z drewna czy cegieł, w miastach buduje się głównie z betonu.

Badacze z Uniwersytetu w Lejdzie w 2020 roku szacowali (biorąc pod uwagę migrację do miast i powierzchnię mieszkalną budynków), że popyt na piasek wzrośnie prawie o połowę, z 3,2 miliarda ton rocznie do 4,6 miliarda ton w roku 2060.

Nie wiadomo nawet, czy takie zasoby są w ziemi. Równie dobrze może piasku po prostu zabraknąć. Dobra wiadomość jest tylko taka, że połowę tego zapotrzebowania można zastąpić modyfikując technologie w budownictwie (na przykład zastępując piasek innymi materiałami).

Znikająca delta Mekongu

Piasku zaczyna – lub będzie – brakować nawet tam, gdzie do tej pory było go pod dostatkiem. Wody płynącego z Tybetu Mekongu (najdłuższej rzeki na półwyspie Indochińskim i czwartej co do długości na świecie) niosły wiele osadów, tworząc żyzną deltę. I złoża rzecznego piachu.

Było tak póki Chiny, Laos i Kambodża nie zbudowały na rzece w sumie trzynastu tam, głównie dla elektrowni wodnych. Zatrzymują one osady i dziś delta Mekongu ulega szybszej erozji przez morskie fale niż przyrostowi. Do jej uszczuplania wydatnie przyczynia się też wydobycie piasku.

Autorzy pracy w “Scientific Reports” wyliczają, że samo wydobycie piasku jest już większe niż tempo jego nanoszenia przez rzekę. WWF szacuje z kolei, że do połowy wieku delta Mekongu skurczy się o połowę.

Szkopuł w tym, że żyje w niej 20 milionów ludzi, a jej żyzne gleby żywią przynajmniej drugie tyle, czyli połowę mieszkańców Wietnamu. Uprawiany tam ryż jest też eksportowany do wielu innych krajów Azji.

Piaskowe mafie i sposoby na inny beton

W wielu krajach intratnym interesem zainteresowały się mafie. Jak opisuje BBC, przemoc i zabójstwa związane z nielegalnym wydobyciem piasku odnotowano (prócz wspomnianej wcześniej Indonezji) w Kenii, Gambii, Indiach, Meksyku i RPA. Ofiarami najczęściej są lokalni mieszkańcy i ekologowie sprzeciwiający się niszczeniu środowiska.

Pewne jest, że problem niedoboru piasku (i związanej z tym przestępczości) będzie tylko rosnąć. Czy są na to sposoby?

Naukowcy ich poszukują. Proponowano już betonowe mieszanki wykorzystujące mniej piasku. Publikowano też sposoby na zastąpienie go (częściowo) innymi materiałami: od łusek ryżu, przez drobiny plastiku, po zużyte pieluchy – z tej ostatniej mieszanki zbudowano nawet testowy dom.

Beton z rozbieranych budowli, zamiast trafiać na wysypiska, może też być poddawany recyklingowi.

W Polsce? Też głównie nielegalnie

Dostępność piasku i żwiru w większości województw w Polsce nie oznacza wcale, że jest wydobywany legalnie. Najwyższa Izba Kontroli kilka lat temu wskazywała, że ok. 80 proc. nielegalnego wydobycia w kraju dotyczy właśnie piasku i żwiru. Owszem, nawet na wydobycie piasku potrzebna jest koncesja. Dlaczego?

Urszula Pol, geolog powiatowy w Jędrzejowie, tłumaczyła kieleckiej “Wyborczej”: „Możemy sobie wyobrazić taką sytuację: ktoś wydobywa piasek i dochodzi do warstwy wodonośnej. (...) Może się też zdarzyć, że ktoś używa starego sprzętu, z którego będą wycieki substancji ropopochodnych. Te będą przenikać do gruntu i dalej, do warstwy wodonośnej. Przy eksploatacji trzeba bardzo uważać, aby nie naruszyć stosunków wodnych”.

Koncesje na wydobywanie szeroko pojętych kopalin pozwalają na kontrolę, czy wydobycie nie zagraża środowisku. Szczególnie często nielegalne wydobycie piasku zdarza się w Wielkopolsce (twierdzi NIK). Nie jest więc tak, że problem nielegalnego wydobycia piasków wcale nas nie dotyczy.

Według Państwowego Instytutu Geologicznego wydobycie kruszyw naturalnych w Polsce 2021 roku wyniosło 185,08 milionów ton, a ich geologiczne zasoby wynosiły 20 192,23 milionów ton.

Piachu i żwiru raczej nam nie zabraknie (a oto mapa).

Co z resztą świata? Znacznie gorzej

Jeden z autorów raportu UNEP z 2012 roku, Pascal Pedruzzi mówił BBC: „Nie możemy wydobywać 50 miliardów ton rocznie żadnego surowca bez przemożnego wpływu na planetę i przez to na ludzkie życie”.

Jeśli zaczyna nam brakować nawet piasku, to znaczy, że naprawdę zużywamy zasoby planety ponad miarę.