Wojna o piasek

Większości z nas piasek kojarzy się z budowaniem zamków na plaży, zabawą dzieci w piaskownicy lub co najwyżej z pustynnym krajobrazem. Tymczasem opiera się na nim cała nasza cywilizacja. Beton, z którego powstają budynki i mosty, w 75% składa się z tego cennego zasobu, asfalt drogowy i nasypy to w głównej mierze piasek, szyby okienne również. Farby, kosmetyki (np. peelingi), detergenty (tanie tabletki do zmywarek), papier też zawierają ten minerał. Nawet do produkcji paneli fotowoltaicznych i obwodów komputerowych używa się piasku. Żyjemy, studiujemy, pracujemy i podróżujemy w świecie zrobionym z piasku. Chociaż ciężko to sobie wyobrazić, piasek jest drugim (zaraz po wodzie) najczęściej używanym zasobem naturalnym. Szczególne znaczenie ma dla krajów rozwijających się, gdzie jego maleńkie ziarenka są bardziej potrzebne niż ropa naftowa czy metale. Zbudowanie domu jednorodzinnego pochłania bowiem 200 t piasku, a kilometra autostrady – nawet 30 tys. t tego surowca. Co więcej, apetyt naszej cywilizacji na piasek stale wzrasta. W porównaniu z rokiem 2000 Indie potroiły zużycie tego minerału, podczas gdy Chiny w ciągu ostatnich kilku lat pochłonęły tyle samo piasku co Stany Zjednoczone w ciągu całego XX w.

Zapotrzebowanie na piasek jest dzisiaj napędzane głównie przez urbanizację krajów azjatyckich i afrykańskich, gdzie coraz więcej ludzi przeprowadza się do wysokich budynków, do których konstrukcji potrzeba ogromnych ilości betonu i szkła. Nie zapominajmy przy tym o ogromnych tamach i nasypach, wznoszonych, aby chronić miasta przed monsunami. Do rachunku należy dodać także 10 tys. km dróg asfaltowych, które powstają każdego roku w Chinach, oraz niezliczone drapacze chmur i sztuczne wyspy, konstruowane w szybkim tempie na Bliskim Wschodzie (głównie w Zatoce Perskiej).

Nie ma piasku na pustyni

O ile więc można zrozumieć zapotrzebowanie na piasek w rozrastających się miastach, o tyle niektóre projekty są marnotrawstwem tego cennego minerału. I tak, aby usypać sztuczne wyspy w kształcie palmy czy mapy świata, sprowadzono z Australii do Zjednoczonych Emiratów Arabskich aż 600 mln t piasku! Można by długo dyskutować nad sensem tego przedsięwzięcia, ale o wiele ważniejsze jest wyjaśnienie innej kwestii. Dlaczego kraj pokryty pustyniami musi importować piasek z drugiego końca świata?

Pustynny piasek składa się z bardzo drobnych ziarenek, więc szybko zostałby wypłukany przez wodę, co doprowadziłoby oczywiście do zniszczenia sztucznych wysp. Z tego samego powodu nie nadaje się on także do produkcji betonu. Średnica jego ziaren jest mniejsza niż 1 mm, a niezbędne są drobiny o średnicy od 2 do 4 mm. Co więcej, ziarna te mają podobne rozmiary, a potrzeba mieszaniny drobin o różnej wielkości – tylko wtedy mniejsze ziarna wypełnią luki między większymi, a beton zyska odpowiednie zwartość i twardość. Pustynny piasek nie nadaje się również do produkcji szkła. Zawiera bowiem tlenek żelaza. Wychodzi więc na to, że piasek nadający się do wykorzystania jest zasobem rzadszym, niżby nam się wydawało. Gdzie zatem go szukać?

W poszukiwaniu piasku idealnego

Można go znaleźć na dnie słodkowodnych jezior. I jest tam nadmiernie eksploatowany. Jak choćby w przypadku Poyang, największego chińskiego jeziora. Usuwanie piasku znacznie pogłębiło i poszerzyło kanał wylotowy łączący to jezioro z rzeką Jangcy. Zwiększyło to przepływ wód jeziora do rzeki i spowodowało wyjątkowo niski poziom zbiornika w porze suchej. Rzeczny piasek ma również odpowiednie właściwości. Problem polega na tym, że roczne światowe zapotrzebowanie na niego wynosi 40 mld t, czyli dwukrotnie więcej niż łączna masa tego surowca niesiona przez wszystkie rzeki świata. Ponadto jego wydobywanie destabilizuje brzegi, obniża poziom wód gruntowych i zmienia dynamikę fal powodziowych. I tak np. eksploatacja piasku w dolnym biegu Mekongu zakłóca rytm jego przepływu, narażając na niebezpieczeństwo ludność zamieszkującą Wietnam i Kambodżę oraz przyczyniając się do zniszczenia upraw. W ostatnich latach na obszarach położonych wzdłuż rzeki utracono tysiące akrów pól ryżowych, a wiele rodzin musiało się przenieść w bezpieczniejsze regiony.

Ponieważ jeziora i rzeki nie są w stanie zaspokoić naszego wzrastającego apetytu na piasek, zaczęto pozyskiwać go z plaż. W Indonezji zniknęły 24 wyspy, by zaspokoić zapotrzebowanie rozwijającego się Singapuru. W Maroku grabieże plaż i wydm są niemalże na porządku dziennym. Mniej lub bardziej legalna ekstrakcja piasku odbywa się również na plażach Szkocji, Nowej Zelandii, Japonii i Kalifornii. Czyny te odbijają się nie tylko na turystyce tych krajów. Liczne gatunki żyjących na tych obszarach ptaków przybrzeżnych, żółwi i krabów składają swoje jaja na plażach, do czego potrzebują ściśle określonych warunków. Nasza zachłanność może także obrócić się przeciwko nam samym. Plaże to przecież naturalna barykada chroniąca tereny zamieszkane przez człowieka. Gdy jej brakuje, słona woda podmywa ziemię i miesza się ze słodkimi wodami gruntowymi. W efekcie osuwają się domy, zamiera rolnictwo i giną delfiny, ryby oraz skorupiaki. Plaże i wydmy pomagają także rozpraszać energię fal i – co za tym idzie – są najlepszą barierą przed powodziami spowodowanymi przez sztormy lub tsunami. Ochronę przed tymi żywiołami niedawno utraciła ludność wielu nadmorskich regionów na całym świecie. Z tego też powodu tysiące mieszkańców Gwinei, Sierra Leone, Malediwów, Karaibów czy Wysp Zielonego Przylądka musiało się przenieść w bezpieczniejsze miejsca.

Niebezpieczny morski piasek

W niektórych krajach rozwiniętych, jak Francja czy Wielka Brytania, wydobywanie piasku z plaż jest surowo zabronione. Dlatego zainteresowano się pozyskaniem tego surowca z dna morskiego, ale i to rozwiązanie nie zadowala wszystkich. Mowa tutaj o rybakach zaniepokojonych wpływem tego typu akcji na faunę morską. Na alarm biją także naukowcy, gdyż kwitnące na dnie mórz życie jest niezbędne do prawidłowego funkcjonowania oceanów. Inwestorzy jednak nie przejmują się zbytnio tymi protestami i wysyłają na oceany ogromne pogłębiarki, takie jak chiński Junyang 1, który może wydobyć ok. 20 tys. m³ piasku na godzinę i dotrzeć na 90 m pod dno morskie.

Piasek z takiego źródła jest bardzo dobrym surowcem budowlanym, ale zawiera dużo soli i przed użyciem musi zostać z niej oczyszczony. Wiąże się to oczywiście z dodatkowymi kosztami, na które stać tylko inwestorów z bogatych państw. W biednych krajach miesza się piasek morski z rzecznym, co ma ogromny wpływ na jakość materiałów budowlanych. Ponieważ zanieczyszczony solą beton wchłania wodę, dochodzi do korozji metalowych elementów konstrukcyjnych. Jedną z przyczyn katastrofy budowlanej w Savar w Bangladeszu w 2013 r., w której zginęło ponad 1100 osób, była właśnie fatalna jakość użytych materiałów.

Piaskowe mafie

Handel piaskiem jest tak lukratywny, że powstał wokół niego czarny rynek. Tylko w 2016 r. wietnamska policja złapała prawie 3 tys. osób, które wydobywały piasek bez pozwolenia lub na obszarach chronionych. W niektórych przypadkach nielegalni kopacze uciekają się do przemocy, aby utrzymać swój biznes. Podczas starcia z funkcjonariuszami wiosną 2017 r. próbowali oni zatopić łódź policyjną, przysypując ją piaskiem. Przestępcy mają także na pieńku z miejscowymi rybakami, którzy postanowili wziąć sprawy w swoje ręce i latem tego samego roku zaatakowali kopaczy. W wyniku sprzeczki dwie osoby znalazły się w szpitalu.

Podobne historie są na porządku dziennym w innych rozwijających się krajach. Najgorzej dzieje się w Indiach, gdzie piaskowe mafie napadają policjantów, ekologów, dziennikarzy i inne stające im na drodze osoby, posuwając się nawet do morderstw. Hinduscy ekolodzy podejrzewają, że to właśnie mafia mogła stać za dramatem, jaki rozegrał się w 2014 r. w Larji nad rzeką Beas. Półtorametrowa fala zabiła wtedy 24 studentów politechniki, którzy prowadzili tam pomiary. Przyczyną tragedii było niezapowiedziane otwarcie zapory na rzece. Podczas pracy studenci zauważyli, że z rzeki wydobywany jest nielegalnie piasek. Wiadomo, iż przekazali tę informację władzy. Przeprowadzone naprędce policyjne śledztwo potwierdziło jednak nieszczęśliwy wypadek.

Nadzieja w recyklingu

Wielu przemysłowców szuka jednak innych sposobów pozyskiwania piasku. Zaczęli go produkować np. poprzez mielenie skał. Działalność ta negatywnie wpływa na krajobraz i wymaga użycia materiałów wybuchowych oraz 50-tonowych ciężarówek, których przejazdy zakłócają spokój lokalnej społeczności. Dlatego ten sposób jest także coraz trudniejszy do zaakceptowania.

Nie zanosi się jednak na to, żeby inwestorzy zaczęli konstruować wieżowce z gliny czy bambusa. Jedynym wyjściem z sytuacji pozostaje, podobnie jak w przypadku metali, odzyskiwanie minerału ze zburzonych budynków czy mostów. W Niemczech i Holandii piasek z recyklingu już dzisiaj jest używany do konstrukcji dróg. Natomiast we Francji planuje się odzyskiwanie piasku z 17 mln t betonu rocznie i wykorzystywanie go także do konstrukcji nowych budynków. Nie jest to łatwe, gdyż taki piasek pochłania dużo wody, co wpływa na wytrzymałość betonu. I chociaż miesza się go ze zwykłym surowcem, to po przekroczeniu 10–15% jego zawartości parametry materiałów budowlanych ulegają znacznemu pogorszeniu. Dlatego naukowcy i inżynierowie wciąż pracują nad ulepszeniem metod odzyskiwania tego surowca. Niektórzy mają nadzieję, że dzięki postępowi technologicznemu nauczymy się także wykorzystywać piasek pustynny. Oczekując jednak na cud, musimy zmienić nasz sposób gospodarowania tym zasobem poprzez przedłużenie życia niektórych infrastruktur lub faworyzowanie niektórych opcji planowania miejskiego.

Piasek, podobnie jak ropa naftowa czy węgiel, powstaje przez miliony lat i podobnie jak inne zasoby naturalne był do tej pory wydobywany z chciwością i bez zastanowienia. Od dawna nękają nas katastroficzne wizje świata bez wody i energii. Do tych koszmarów należy dzisiaj dołączyć jeszcze jeden nieprzyjemny obraz – świat pozbawiony piasku, bez którego upadnie cała nasza nowoczesna cywilizacja.

***

Kształt piasku

Ziarenka piasku mogą mieć różne kształty i rozmiary w zależności od składu mineralnego, wieku, mechanizmu transportu i przebytej odległości. Młode piaski, dopiero wytworzone w wyniku kruszenia piaskowca, mają bardziej nieregularny kształt, z ostrymi krawędziami. Ziarenka starszych piasków są zwykle okrągłe z powodu długotrwałego działania czynników zewnętrznych. Jeśli są wystawione na silny wiatr lub działanie wody, okrągłość ta staje się wyraźniejsza. Smagane wiatrem ziarna pustynnego piasku są małe i okrągłe. W rzekach mniejsze i lżejsze drobiny są przenoszone na większą odległość (niż te większe i cięższe), co sprawia, że są bardziej podatne na zaokrąglanie.

***

Kolorowy piasek

Barwa piasku zależy od składu mineralnego. Za zielony kolor Green Sand Beach odpowiada oliwin. Natomiast czerwony kolor Red Sand Beach jest wynikiem obecności hematytu. Obie plaże znajdują się na Hawajach. Oprócz nich na wyspach występują także czarne, bazaltowe plaże, będące wynikiem działalności wulkanicznej. Najjaśniejszy piasek znajduje się natomiast na Hyams Beach w Australii. Za jego niespotykaną biel odpowiada czysty kwarc. Fioletowe plaże, jak Pfeiffer Beach w Kalifornii, należą niewątpliwie do najrzadszych, a ich piękny kolor powstał dzięki granatowi. Będąc w Kalifornii, warto także wybrać się na Brown Beach. Wyjątkowy czekoladowy odcień zawdzięcza ona mieszaninie bazaltu i wapienia.