Когда закончатся полезные ископаемые на земле
Учитывая, что многие вещи изготовлены из невозобновляемых материалов, вызывает озабоченность тот факт, что некоторые из них вскоре могут исчезнуть. Возобновляемые источники энергии становятся всё более популярными, но технологии добычи этой энергии довольно сложны. Когда закончатся ресурсы на Земле, что люди будут делать.
Прочтите, какие источники невозобновляемых источников заканчиваются, и как человечество будем с этим бороться.
Песок: 2020
Текущая ситуация
Строительная промышленность зависит от песка, материала, который является самым удобоваримым минералом в мире. В таких странах, как Вьетнам, песок может быть потрачен впустую уже в 2020 году. Это привело к созданию международной биржевой индустрии, где государства продают свой песок. Неизвестно, сколько времени потратит весь песок, но это все еще угроза.
План
Пока нет четкого решения проблемы. Эта проблема была не очень хорошо известна общественности и даже ученым до 2017 года, когда она начала исследоваться. Есть попытки сделать песчаный материал или исследовать альтернативы, такие как древесина.
Редкоземельные элементы: между 2033 и 2038 годами
Текущая ситуация
Многие из технологий, которые мы используем сегодня, содержат одни из самых редких металлов на Земле которые называют редкоземельные металлы. Современный сотовый телефон может иметь более 64 уникальных предметов внутри себя, и все они необходимы для правильной работы. В категорию «редких элементов» входят эти 17 элементов периодической таблицы которые обеспечивают значительную ценность для технического и экономического роста. Около 90% запасов редких элементов поступает из Китая. Добыча редкоземельных металлов проводится в основном в Китае, но китайские рудники опустели, и может случиться так, что в ближайшие 15-20 лет ничего не останется.
План
К счастью, в мире есть и другие места. Производители ищут эти места для потенциальных новых источников редких элементов. Кроме того, все чаще поощряется рециркуляция, поэтому несколько предметов можно использоваться более одного раза.
Золото: 2038 год
По мнению некоторых экспертов, похоже, что золотая лихорадка подходит к концу. Золото – один из самых дорогих металлов на планете, а не только из-за его появления. Вы можете найти золото почти на каждом электронном устройстве, что является проблемой. Золотые рудники медленно опустошаются, а новые – меньше. Эксперты считают, что у нас осталось около 20 лет для рытья золота.
План
Люди продолжают искать новые источники, но нет никакой гарантии, что они что-то найдут. Между тем, утилизация может быть полезна.
Гелий: между 2043 и 2048 годами
Текущая ситуация
Большинство людей знает гелий как воздушный газ. Но этот элемент используется для магнитного резонанса в медицине, в ракетостроении, атомной промышленности. Это сопутствующее вещество при добыче нефти из гелионосных горючих газов, но доля по объему составляет порядка 0,055%. Нефтегазоконденсатное месторождение с гелием в Якутии и восточной Сибири. Текущие запасы гелия были созданы в течение миллиардов лет и могут истощаться в ближайшие 25-30 лет.
План
Небольшие шансы – найти источники гелия, и еще менее вероятно создать его в лаборатории. Лучшим решением является сокращение его использования и постройка заводов по производству гелия в Сибири.
Литий: 2068-й год
Текущая ситуация
Литиевые батареи являются наиболее распространенными и эффективными, поэтому это делает литий действительно ценным. Хотя прогнозы 2017 года показали, что лития хватит на 365 лет, недавнее увеличение спроса снизило это число на 50 лет.
План
Независимо от того, какую энергию мы используем, мы не всегда можем производить автомобили. У нас нет хорошей альтернативы литию. В какой-то момент необходимо будет адаптироваться к миру без лития, потому что постоянного решения не существует.
Скорее всего когда закончатся ресурсы на Земле энергия будущего уже будет работать на человечество. А может и нет?!
Интересный обзор, опубликованный в американском журнале “Rollingstone”
К лучшему или к худшему, но многое, что пришлось по вкусу человечеству в наши дни – от электрического освещения и домашнего водопровода до путешествий по всему миру, продвинутой медицины, телевизоров с плоскими экранами и iPhone – зависят от нашей способности выкачивать, выскабливать и вышибать из земли с помощью взрывов. Но эти важнейшие ресурсы заканчиваются. Практически все. И речь идет не только о таких банальных вещах, как нефть, уголь, природный газ. Современная жизнь со всеми ее чудесами и удобствами, к которым мы привыкли, обеспечивается за счет огромнго количества природных ресурсов, от металлов – например, меди (используется в электрических проводах) и железной руды (для стали), минералов – например, лития (для батареек) и тантала (для мобильных телефонов), до так называемых редкоземельных элементов (для лазеров, оптоволокна, двигателей гибридных машин, iPad и прочего). Некоторые из них, понятное дело, важнее других, но если даже если лишь некоторые из этих веществ иссякнут окончательно, нам придется несладко.
А вот и сама проблема: эти важнейшие ресурсы заканчиваются. Практически все.
Мир стремительно несется к тому, что автор Майкл Клэйр (Michael Klare) называет «кризисом истощения природных ресурсов». В новой книге Клэйр сообщает потрясающую новость: легкодоступные запасы нефти, угля, газа, металлов, минералов и редкоземельных элементов, даже воды и еды, исчезают быстро, заставляя правительства и корпорации вступать в сумасбродную гонку за тем, что осталось. А то, что осталось, помимо всего прочего, еще и сложно достать – оно находится под арктическим льдом, глубоко под океанскими водами, в битумных песках и сланце, в зонах военных конфликтов – например, в Афганистане и в Демократической Республике Конго. Добираться до ресурсов становится все более и более опасно как с экологической точки зрения – пока корпорации преодолевают «последние рубежи» на пути к полезным ископаемым, нам предстоит увидеть новые катастрофы, схожие с той, что произошла в Мексиканском заливе – так и с политической, ведь разным странам все чаще приходится спорить, кому что достанется.
Вот жуть-то, да? Но есть и (умеренно) оптимистичная сторона: некоторые из этих ресурсов можно заменить (то есть, например, использовать возобновляемые источники энергии вместо нефти), и если мы хорошенько займемся их развитием, нам не придется столь грабительски эксплуатировать планету, а в случае невозможности замены нам просто придется научиться извлекать большее из меньшего количества ресурсов (сбережение, эффективность). По словам Клэйра, чья новая книга называется «Гонка за остатками» (The Race for What’s Left), главное – это начать осознавать это уже сейчас. Недавно Rolling Stone удалось поговорить с Майклом Клэйром по телефону о безумной гонке за оставшимися природными ископаемыми, «лимите на все» и жестких решениях по поводу будущего.
Rolling Stone: Вы говорите, что нам грозит «кризис истощения ресурсов». Мы уже вошли в него? Эти необходимые ресурсы уже исчезают?
МК: Они не исчезают, но многие из них быстро сокращаются и истощаются. Фактически все легкодоступные ресурсы уже кончились, потому нам потребуется заменить их новыми источниками.
– Почему вы уверены, что мы находимся у «последних рубежей» добычи ресурсов?
– Если посмотреть на современную разработку месторождений, будь то глубоководная добыча в Арктике или сланцевый газ и сланцевая нефть, то становится понятно, что инвестиции и связанные с добычей риски для окружающей среды вышли на беспрецедентный уровень. Вы не стали бы так рисковать, если бы имелись более доступные ресурсы.
– Если я правильно вас понимаю, конфликт по большей части неизбежен, раз страны соревнуются за контроль над большей частью того, что осталось. Это уже происходит?
– Было уже несколько напряженных моментов. Россия и Норвегия играли мускулами в Беринговом море, но пока они этот вопрос разрешили. Большое напряжение сейчас в Восточно-Китайском и Южно-Китайском морях, где идет спор о шельфовой разработке нефтяных и газовых месторождений – мы наблюдали за морскими столкновениями между Японией и Китаем, а также между Китаем, Вьетнамом и Филиппинами. А теперь президент Обама заявил, что США будут активнее участвовать в этом регионе.
– И в Арктике ситуация может стать напряженной.
– Арктикой никто не занимался до настоящего момента, но сейчас она воспринимается как самый многообещающий источник нефти и газа, поэтому внезапно это место стало ценным владением. Вдруг национальные границы, о которых никто не волновался раньше, стали крайне важными. Интересно, что это происходит отчасти из-за того, что слой льда сокращается в результате изменений климата, что, в свою очередь, позволяет продлевать сезон бурения. Россия заявляет свои права почти на половину арктического региона, говоря, что это ее национальная территория, и пытается добиться контроля над как можно большей частью региона. Российский президент Владимир Путин заявил, что собирается усилить российское военное присутствие в Арктике в ближайшие несколько лет, чтобы защитить регион от любых чужих притязаний. Но у других стран тоже есть свои требования: они есть у Норвегии, Канады и Гренландии, которая является протекторатом Дании, и США. Поэтому может начаться очень интенсивная геополитическая конкуренция за контроль над этими будущими ресурсами.
– А почему добыча этих труднодоступных ископаемых связана с такими рисками для окружающей среды?
– Если посмотреть на современную разработку месторождений, будь то глубоководная разработка в Арктике или сланцевый газ и сланцевая нефть, то становится понятно, что инвестиции и связанные с добычей риски для окружающей среды вышли на беспрецедентный уровень. Это демонстрирует пример с гидравлическим разрывом пласта, в ходе которого выделяется огромное количество токсичной отходной воды вблизи густонаселенных районов на Северо-Востоке. Или, например, шельфовое бурение. Катастрофа платформы Deepwater Horizon компании ВР в Мексиканском заливе показала, чем оно чревато. У берегов Гренландии начинается бурение в поисках нефти – что возможно только в результате того, что слой льда уменьшается – но это увеличит риск нанесения вреда экологии Гренландии, которая является крайне хрупкой средой обитания для многих видов животных, находящихся под угрозой исчезновения.
– И понятно, что раз ресурсы становятся ограниченными, они будут становиться все дороже и дороже.
– Именно так. Возьмем канадский битумный песок. Требуется огромное количество энергии для того, чтобы добыть его из-под земли и превратить в жидкость, поэтому он будет доходным только в том случае, если баррель нефти будет стоить больше 80-90 долларов. В будущем, когда легкодоступные битуминозные песчаники будут истощены, производство арктической нефти еще более подорожает. То есть мы вступаем в эпоху все более дорогой нефти.
– Как к этой истории относится продовольствие?
Производство продуктов питания требует огромного количества энергии, а также много удобрений, пестицидов и гербицидов, которые являются производными нефти и природного газа. Кроме того, нужно много воды для орошения полей. Они становятся все более и более редкими и дорогими, и неясно, сможет ли мир предоставлять все больше продовольствия людям. Совершенно точно то, что бедные фермеры не смогут позволить себе все эти вложения, потому остаются только хорошо финансируемые организации из богатых стран, эти островки богатства в индустрии производства продуктов питания.
– Вы пишете о феномене «захвата территории», когда богатые и развитые страны покупают огромные участки земли у бедных, особенно в Африке. Что это?
– Правильно. Китай, Индия, Южная Корея и производители нефти, например, Саудовская Аравия и ОАЭ, находятся среди стран, которые покупают крупные участки земли для фермерства в Африке, и не для того, чтобы накормить африканское население, а для производства пищи и ее транспортировки домой. Они опасаются, что им не хватит еды для того, чтобы прокормить свое население в будущем. Это является еще одним примером гонки за ресурсы в мире, в котором, как опасаются люди, не хватит ресурсов.
– А что насчет редкоземельных элементов?
– С химической точки зрения в эту группу входят 17 элементов, и они уже сейчас играют всевозрастающую роль в развитии «экологических» технологий. С их применением производят высокоскоростные магниты для «Тойот» модели Prius, турбины ветряных мельниц и солнечные панели. Вся проблема в том, что редкоземельные металлы не залегают крупными месторождениями. Спрос на них огромен, а предложение очень ограничено, добыча стоит больших денег, и представляет собой экологически опасную технологию, поскольку для отделения их от других элементов требуются кислоты и другие элементы.
В 1990-х годах в США производилось немало редкоземельных металлов на границе Калифорнии и Небраски, но все производства были закрыты из-за вреда, наносимого экологии. В настоящее время лидирующий производитель – Китай, и он использует это для давления на своих клиентов, к примеру, на Японию.
– Немного иронично то, что зеленые технологии зависят от материалов, производство которых опасно для окружающей среды…
– Правильно. Гибридные машины, например, полны редкоземельных элементов. Это значит, что нам нужно мыслить еще более радикально в поиске решений.
– Итак, что же делать?
– Мы, люди, всегда вели себя так, словно новые источники энергии появятся, когда мы израсходуем существующие на данный момент, и поэтому нам не нужно задумываться о консервации энергии, о эффективности ее расходования или альтернативных источниках ее производства. Но мы находится в конце этого процесса, таким способом рассуждать больше нельзя, потому что новые доступные источники энергии не существуют.
– Мы можем заменить все, что используем сейчас на что-то новое?
– Неясно, что мы можем сделать в данной ситуации. Очевидно лишь одно: нам стоит научиться пользоваться многими вещами гораздо дольше, чем сейчас, рачительно расходовать ресурсы, и перестроить наши города и системы с учетом повышения эффективности расходования энергии. Поэтому будущие инновационные исследования и технологии будут действительно направлены на повышение эффективности.
– О каких временных рамках идет речь?
– Пик кризиса еще только предстоит пережить через несколько лет, но я бы сказал, что мы должны начать сейчас, если мы хотим избежать действительно бедственного положения через десять, 20 или 30 лет, когда большая часть материалов, на которые мы полагаемся, станет гораздо более редкой. У нас будет больше конфликтов, больше кризисов, больше губительных отношений с такими странами, как Китай, в свете конкуренции между нами. Но я также опасаюсь, что у нас будет происходить больше экологических катастроф – больше событий в стиле платформы Deepwater Horizon, которые напомнят нам об опасностях, которые таят в себе эти особые виды энергии и минералов. Вот что нас ожидает, если мы не начнем менять наше поведение уже сегодня.
Источник
Оригинал публикации: The Deadly Scramble for the World’s Last Resources
Полезные ископаемые Земли
Все ресурсы планеты делятся на минеральные, земельные, водные, лесные.
К минеральным ресурсам относятся минералы и горные породы, которые по происхождению бывают:
- осадочные;
- магматические;
- метаморфические.
По использованию их в хозяйстве, они подразделяются на:
- топливные или горючие;
- металлические или рудные;
- неметаллические или нерудные.
Распределяются они в недрах планеты неравномерно, что связано с внутренним строением земной коры, из недр которой ежегодно извлекается огромное количество полезных ископаемых.
Подсчитано, что тем минеральным сырьем, которое добывается всего за один год, можно заполнить железнодорожный состав, протяженностью 700 тыс. км, и он смог бы опоясать земной шар по экватору 17 раз. Из этой огромной массы минеральных ресурсов человек использует только 20%, а остальное остается в отвалах.
Исследователи сегодня говорят о том, что в недрах Земли полезные ископаемые ограничены, а потребность в них растет с каждым днем, поэтому они могут быть исчерпаны в ближайшие годы при современных темпах их добычи.
Рисунок 1. Ресурсы необходимо экономить. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
При измерении запасов используют единицы объема или массы:
- строительные материалы, газ, нерудные ископаемые измеряют в кубических метрах;
- нефть, руду, уголь, включая благородные и редкие металлы – в тоннах;
- алмазы измеряют в каратах.
Подсчет и учет запасов полезных ископаемых идет по каждому их виду.
Замечание 1
Если полезные ископаемые залегают комплексно, то обязательному учету подлежат запасы основных, совместно залегающих и сопутствующих полезных ископаемых.
По своему экономическому значению твердые полезные ископаемые подразделяются на балансовые, т.е. экономические и забалансовые, что означает потенциально экономические. Они подсчитываются и учитываются раздельно.
К балансовым относятся те полезные ископаемые, разработка которых эффективна с экономической точки зрения на момент их оценки в условиях конкуренции при выполнении всех предъявляемых требований.
Разработка забалансовых полезных ископаемых на момент их оценки убыточна. Их запасы подсчитываются и будут учитываться в том случае, если будет установлена возможность их дальнейшего извлечения.
Ученые считают, что нельзя путать имеющиеся в земной коре запасы полезных ископаемых, с теми, которые разведаны и оценены экономически.
Проводимые исследования касаются только разведанных и экономически оцененных ресурсов, а они составляют маленькую часть от их общего количества.
Чтобы разведать и оценить запасы месторождения, необходимы большие вложения, что останавливает добывающие компании. Если в найденном месторождении ресурсов достаточно для добычи в ближайшие десятилетия, то дальнейшее исследование этого месторождения прекращается ввиду больших финансовых затрат.
В результате получается, что в большинстве месторождений разведанные запасы ограничиваются 20-40 годами. Кроме этого, разведка большинства месторождений осуществляется до глубины 300 м, хотя современные технологии дают возможность производить добычу на глубине до 2-3 км.
Мнения ученых об истощении полезных ископаемых
Группа исследователей, представлявших разные страны, поставила цель – доказать, что таких минеральных ресурсов как меди и цинка хватит не только для покрытия нужд населения планеты, но и для развивающейся промышленности.
Авторы исследования считают, что при нынешних потребностях запасов меди и цинка хватит на несколько веков. Они не исключают возможность проблем, которые будут иметь экономический, экологический, социальный характер, но эти проблемы не будут связаны с истощением земных недр.
Швейцарские ученые называют мифом сообщения об истощении минеральных ресурсов, и считают, что человечество не столкнется с проблемой дефицита полезных ископаемых.
Проведенные ими исследования позволили сделать вывод, что современная оценка количества невозобновляемых природных ресурсов в земных недрах – железной руды, угля, газа, торфа, является необоснованной.
Авторы исследования говорят о том, что современные ученые берут за основу статистику об известных месторождениях и их запасах, а исследования показывают, что известные месторождения – это минимальная часть того, что есть в недрах Земли.
Безусловно, природные ресурсы не бесконечны, но, с проблемой их дефицита человечество не столкнется.
Возникающий дефицит какого-либо минерального ресурса сразу вызывает громкие заголовки в прессе, а это, по мнению специалистов, является свидетельством того, что на определенный ресурс временно повышается спрос и это никак не связано с его реальными запасами в недрах планеты.
Но, есть мнения и совершенно противоположные, опирающиеся на последние прогнозы, согласно которым основных видов полезных ископаемых хватит только до второй половины XXI века – и это уже оптимистично. Основанием этих оптимистических прогнозов явилось – повышение эффективности геологоразведочных работ, уточнение запасов полезных ископаемых, открытие новых месторождений, более эффективные способы добычи и переработки сырья.
Пессимистические прогнозы ссылаются на то, что уже в ближайшие десятилетия из недр Земли исчезнут запасы цинка, свинца, олова, золота, серебра, платины. Вслед за этим прекратится добыча кобальта, алюминия, никеля и других полезных ископаемых. Ученые не смогут дать точные данные относительно того, на какое время хватит того или иного минерального сырья.
Развитые капиталистические страны, исходя из того, что нет ничего вечного, отдают предпочтение развитию нематериалоёмких производств, например, электронике. А энергетический кризис 70-х годов прошлого века в отношении энергетических ресурсов, многому научил ведущие страны мира. С того времени были не только приняты, но и реализованы достаточно серьезные меры по экономному потреблению нефтепродуктов.
«Дефицит» энергетических ресурсов
Прогнозы ряда ученых говорят о том, что энергетические ресурсы планеты – уголь, нефть и газ, к середине XXI века будут исчерпаны.
Другие ученые считают, что нефть – это ресурс возобновляемый, при этом они исходят из того, что знание человека о земных глубинах ограничено поверхностью (слоем) Мохоровичича, и в разных частях планеты он измеряется от 5 до 70 км.
Исследования, проводимые в области нефтеобразования, показывают, что этот ресурс не может лежать в земных недрах миллионы лет и генерируется по мере поступления водорода, что происходит постоянно.
Эту научную концепцию предложил доктор геолого-минералогических наук В. Ларин. В генерации нефти и газа, считает ученый, важная роль принадлежит водороду.
Нефть же является нежной субстанцией и сохраняться со времени девона или карбона не может, потому что её легколетучие составляющие быстро и сильно испаряются. В результате нефть может стать пищей для многих бактерий.
Постоянное литостатическое давление должно уплотнить нефть путем отщепления водорода и с течением времени превратить её в битум или асфальт.
Замечание 2
Таким образом, ещё концепция Д.И. Менделеева об образовании в недрах Земли углеводородов, сегодня становится очень актуальной.
Теория о невозобновимости нефти существует уже 130 лет, она общепризнана и утверждает, что нефть образовалась с участием древней флоры и фауны, т.е. имеет органическое происхождение.
Альтернативная теория предполагает неорганическое её происхождение – образование нефти связано с круговоротом воды в природе, т.е. вода переносит углеводороды, которые вступают в реакцию с водородом, находящимся в земных недрах. В этом случае нефть является возобновимым ресурсом.
Ученый А. Баренбаум из института нефти и газа Российской Академии наук, развил теорию Д.И. Менделеева и предположил, что попадающий в атмосферу углерод дождевой водой вымывается из неё и попадает в землю в форме гидрокарбоната.
С накоплением в земной коре углерода из мантии выделяется мощный поток водорода. Высокая температура и высокое давление создают условия для химической реакции, результатом которых являются газы, включая метан и капельную нефть.
На данный процесс уходит несколько десятков лет, а совсем не миллионы.
Таким образом, этот вывод ученого подтверждает тот факт, что в заброшенных нефтегазовых месторождениях запасы нефти вновь возобновляются, например, в Татарстане, Чечне, в штатах Техас и Оклахома, в Мексике.
Запасы нефти, открытой в Татарстане оценивались в 709 млн. тонн. Сегодня этой нефти в Республике добыто в 4 раза больше предсказанного количества – около 2,7 млрд. тонн. И нефть здесь пока не заканчивается. Природа пополнила свои кладовые при нашей жизни.
Точная информация о запасах нефти, например, в России, отсутствует, запасы газа публикуются, а запасы нефти ещё с советских времен публиковать запрещено.
По мнению экспертов, реальные запасы российской нефти в 3-4 раза больше публикуемых данных.
Есть и такое мнение, что запасы нефти и газа, содержащиеся в недрах Земли сознательно завышаются, чтобы не допустить паники и большого роста цен.
Замечание 3
Таким образом, научные концепции и открытия по поводу возобновляемости нефти и газа, позволяют сделать вывод о том, что углеводороды планеты образовались недавно и их запасы в недрах планеты продолжают пополняться и в наше время.