ماسه بی نهایت، رو به پایان
شاید باورتان نشود که زندگی مدرن ما به چه چیزهای عجیبی وابسته است. ماسه یکی از آنها است و خبر بد این است که دارد به سرعت تمام می شود.
به گزارش پورتال یو سی (شما می توانید)، زندگی مدرن ما در هر گوشه و کنار خود با شن و ماسه پیوند خورده است و ما خوشحال از اینکه جهان ما سرشار از این ماده است، همچنان به برداشت آن ادامه می دهیم. با این وجود وضعیت منابع ماسه و شن در جهان بطور اسفباری رو به اتمام است و اگر امروز فکری به حال فردا نکنیم، آینده ای دشوار را در پیش رو خواهیم داشت.
جیانگجو لیو که یکی از متخصصان دانشگاه میشیگان آمریکا است در این باره می گوید: «ماسه شباهت زیادی با نفت دارد. ساخته شدن ماسه زمان بسیار زیادی می برد و نمی توان آن را بازیافت کرد.» همین جملات کافی است که نگرانی آینده را برای ما چند برابر کند. اگر اغراق نکرده باشیم، شن و ماسه، بنیان تمدن های مدرن بشری هستند و ماده اولیه عناصر کلیدی ساخت و ساز مثل بتن، آجر، پلاستر و حتی میکروچیپ ها به حساب می آیند.
بحران ماسه ای
بحران ماسه امری است که جهان بتدریج در حال پی بردن به آن است. نبودن ماسه بحرانی بزرگ را به وجود می آورد که شاید منجر به از بین رفتن حیات بشر شود. ضرب المثل قدیمی ای وجود دارد که می گوید زمان مانند ماسه از لای انگشتان ما سر می خورد و دیگر آن را بدست نخواهیم آورد ولی به نظر می رسد که این بار باید نگران خود ماسه ها باشیم و زمان به اندازه آنها برای ما مهم به نظر نرسد.
در ابتدای امر باید یک موضوع را برای شما روشن کنیم. ماسه را نباید با شن های کنار ساحل اشتباه گرفت. ماسه ها و شن های ساحل ممکن است که از نظر ترکیب کلی ساختاری یکسان بوده و بیشتر از دی اکسید سیلیکون به وجود آمده باشند ولی در زمینه ماسه های مورد کاربرد انسان، این ابعاد است که اهمیت دارد.
ماسه دارای ابعاد است که از شن های ساحلی بزرگتر و از سنگ ریزه ها کوچکتر است و شکل گیری این ابعاد ممکن است هزاران سال به طول بینجامد. انواع مختلف ماسه با ابعاد مختلف، برای کاربری های مختلف بشر مفید هستند ولی بین 60 تا 70 درصد از تمامی ماسه هایی که انسان از زمین استخراج می کند، برای ساخت بتن مورد استفاده قرار می گیرد.
این امر موجب شده است که ساخت بتن به خاطر هزینه پایین و راحتی کار آن بقدری محبوب باشد که تقریباً دو برابر هر ماده ساختمانی دیگری در جهان مورد استفاده قرار بگیرد. مصرف جهانی بتن تقریباً برابر با 30 میلیارد تن در هر سال است. برا درک بیشتر عظمت این مقدار کافی است بگوییم که می توان با این حجم از بتن، دیواری به ارتفاع 27 متر و ضخامت 27 متر را در طول استوا بنا کرد. این آمار مواردی هستند که پاسکال پدوزی در برنامه محیط زیست سازمان ملل به آن اشاره کرده و با گزارش بحران ماسه در سال 2014، سعی در بیدارسازی انسان ها در این زمینه داشته است.
پایانی برای سرزمین های کهن
کشورهایی وجود دارند که برداشت ماسه در آنها به اندازه ای بیش از حد بوده است که بخش هایی از این کشورها از روی نقشه زمین حذف شده اند. برای مثال کشور اندونزی را می توان نمادی از این موضوع دانست. این کشور که جزایر متعددی دارد، شاهد از بین رفتن تعداد 24 جزیره خود بر اثر برداشت بی رویه ماسه بوده است.
از سوی دیگر کشورهایی مانند هندوستان که در مقایسه با اندونزی از جزایر چندان زیادی بهره مند نیستند هم در این زمینه دست کمی از این کشور شرق آسیایی ندارند. کشور هند یکی از بزرگترین مافیاهای جهان در زمینه ماسه را در اختیار دارد و سالانه میلیون ها تن ماسه به صورت غیر قانونی در این کشور برداشت می شود.
از سوی دیگر سنگ ریزه یکی دیگر از موارد مورد استفاده در ساخت بناهای بشر است که بار دیگر برداشت و استخراج آن از طبیعت صورت می پذیرد. این استخراج و برداشت می تواند به شدت برای محیط زیست آسیب رسان و خطرناک باشد. این امر موجب شده است که علیرغم برداشت کمتر این ماده در مقایسه با ماسه، آسیب زیست محیطی ناشی از این برداشت برای زمین در همان حد خطرناک باشد.
برخی از اثرات سوء برداشت ماسه:
- تشدید سونامی: شاید باور این امر برای شما دشوار باشد ولی برداشت بی رویه ماسه و شن موجب می شود که حفاظت از سواحل دریا در مواجهه با سونامی بسیار کمتر از حد طبیعی باشد. نمونه بارز این مشکل در سال 2004 رخ داد. در این سال سونامی شدیدی سواحل سریلانکا را در هم شکست و دانشمندان معتقدند در صورتی که ماسه های طبیعی این منطقه استخراج نشده بودند، شدت برخورد سونامی با سریلانکا به مراتب کمتر بود.
- مرگ مرداب، مرگ گونه ها: یکی از ابعاد منفی دیگر برداشت ماسه، از بین رفتن مرداب ها در مناطقی مثل آمریکای جنوبی است. سائوپائولو بواسطه برداشت بی رویه ماسه شاهد از بین رفتن تعداد زیادی از مرداب های خود بوده است و این امر به صورت مستقیم موجب شده است که امکان ادامه حیات تعداد زیادی از موجودات، با دشواری همراه باشد.
- دعوت نامه برای پشه ها!: چاله های به جا مانده از برداشت ماسه موجب می شود که حجمی از آب راکد به جای بمانند که این آب ها دعوت نامه رسمی برای جذب پشه هستند. در این مکان ها پشه ها تولید مثل کرده و تکثیر می شوند و همین امر نیز جرقه ای برای انتقال بسیاری از بیماری ها و حساسیت ها به انسان است.
- دلفین ها، قربانیان برداشت ماسه: برداشت ماسه از سواحل رودخانه برام پوترا در کشور هندوستان موجب شده است که اکوسیستم این منطقه به هم خورده و از حالت طبیعی خارج شود. این مشکل به صورت مستقیم روی زندگی دلفین هایی که در رود گنگ زندگی می کنند تاثیر گذاشته و یکی از پستانداران در معرض خطر جهان را بیش از پیش با خطر انقراض دست به گریبان کرده است.
هندوستان، مرکز بزرگ استخراج غیر قانونی ماسه
کشور هند یکی از مکان هایی است که نقشی عمده در نابودی منابع ماسه زمین دارد. در این کشور قاچاق ماسه یک امر بسیار طبیعی است که استخراج غیر قانونی این ماده طبیعی برای هندی ها به یک عادت بدل شده است. تنها حومه شهر دهلی در یک سال می تواند محل صورت گرفتن استخراج غیر قانونی بیش از 900 هزار تن ماسه باشد. شماری از کشورهای جهان یا در میان مصرف کنندگان بزرگ ماسه قرار دارند که به منابع کافی دسترسی ندارند و یا اینکه آنقدر ماسه دارند که به مراتب فراتر از نیاز آنها است. این امر موجب شده است تا واردات و صادرات ماسه در جهان به یک تجارت پُر رونق بدل گردد.
کشورهایی مانند آمریکا در سال 2016 توانسته اند با صادر کردن ماسه، به 303 میلیون دلار درآمد دست پیدا کنند. بلژیک و آلمان نیز با درآمدهایی بالاتر از 100 میلیون دلار در این زمینه در رتبه های بعدی قرار می گیرند. از سوی دیگر نیاز شَدید به منابع و کمبود آنها در کشورهای شرق آسیا موجب شده است که کشورهای سنگاپور، ژاپن و کره جنوبی با 189، 65 و 60 میلیون دلار، بیشترین هزینه را برای واردات ماسه متحمل شوند. اما محققان راهکارهایی را برای غلبه بر بحران ماسه ای ارائه می کنند. اما همچنان که خواهیم دید، راه حل نهایی چیزی است شبیه راه حل دیگر معضلات امروز جهان ما؛ تغییر رویکرد.
ترمیم بتن به جای ساخت مجدد
شاید بسیاری از بناهای جهان به خاطر نبودن روش های ترمیم بتن نیاز به تخریب و ساخت مجدد داشته باشند. به همین دلیل است که یکی از راهکارهای ارائه شده توسط دانشمندان، ترمیم بتن ها برای بالا بردن دوام آنها در طول زمان است. ایجاد ترک در بتن می تواند به کاهش مقاومت کلی سازه منتهی شود و فناوری های حال حاضر تنها می توانند ترک هایی که تازه ایجاد شده اند را ترمیم کنند.
در کشورهای آمریکا و انگلستان شاهد نیاز شَدید به بازسازی بتن هستیم و این نیاز به اندازه ای زیاد است که می توان با رسیدگی به آن، حجم ساخت و ساز بتنی را به شدت کاهش داد. علیرغم تمامی این موارد باید گفت که روش های فعلی برای بازسازی این حجم از سازه ها مناسب نیستند.
اتحاد باکتری و قارچ برای نجات زمین
یکی از راهکارهای پیشنهاد شده برای بازسازی بتن، استفاده از باکتری برای ترمیم خودکار بتن است. با این حال این روش با مشکلاتی دست به گریبان بوده است. برای مثال بسیاری از موجودات زنده امکان ادامه حیات در محیط بتن را ندارند و این موضوع می تواند موجب شود که تنها استفاده از باکتری های سازگار با کربنات کلسیم برای ترمیم بتن مناسب باشد.
دیگر راهکار ارائه شده، استفاده از گونه های خاصی از قارچ است. قارچ ها از باکتری ها مستحکم تر هستند و دانشمندی به نام کانگرویی جین از دانشگاه بیرمنگام در حال بررسی نحوه استفاده از این قارچ ها برای ترمیم بتن است. او و تیمی از همکاران متخصصش به بررسی گونه های مختلفی از قارچ پرداخته و آنها را در داخل بتن کاشتند. هدف از اینکار این بود که بتوان کشف کرد که آیا این قارچ ها می توانند در محیط بتن دوام آورده و زنده بمانند یا خیر. نتیجه بدست آمده حاکی از آن بود که دو مدل قارچ قادر به بقا در این محیط هستند.
بازیافت بتن
با این حال حتی اگر ترمیم بتن تحقق پیدا کند باز هم برخی از شکاف های موجود در بتن ها به اندازه ای شَدید هستند که امکان بازسازی آنها وجود ندارد. به همین دلیل نیز دانشمندان به فکر بازیافت بتن افتاده اند تا بتوانند از این طریق میزان برداشت ماسه در جهان را کاهش داده و از خروجی بازیافت برای ساخت بتن های جدید استفاده کنند.
در صورتی که بتوان بازیافت بتن را به صورت درست انجام داد، می توان نزدیک به 20 درصد از تمامی نیاز به ماسه در ساخت و ساز بین المللی را به کمک این روش تامین کرد.
استفاده از فناوری برای کاهش مصرف
یکی از فناوری هایی که می تواند منجر به کاهش مصرف ماسه و بتن شود، چاپ سه بعدی است. چاپ سه بعدی بناها به صورت پیش ساخته می تواند موجب شود که مهندس ها بتوانند امکان آزمون و خطا با اشکال مختلف را داشته باشند. این موضوع موجب می شود که نوع و ساختار سازه ها به شکلی مورد استفاده قرار بگیرند که بتوان کمترین میزان بتن را برای ساخت حجیم ترین و مستحکم ترین سازه ها مورد استفاده قرار داد.
مثال مناسب این ماجرا را می توان شرکت چاپ سه بعدی Apiscor دانست. این شرکت در مدت زمانی بسیار کوتاه توانست دیوارهای بتنی ویژه ای را برای ساخت خانه های آزمایشی در روسیه طراحی کند. ساخت این دیوارها برای این شرکت کمتر از 24 ساعت طول کشید و این سرعت و دقت را می توان راهکاری برای بهبود آینده بشر و کاهش مصرف ماسه در جهان دانست.
با کمک چاپ سه بعدی می توان وزن کلی بناهای بتنی را به شدت کاهش داد و به همین دلیل صرفه اقتصادی آنها نیز در آینده برای تاجرها بسیار بالا خواهد بود.
تغییر در رویکرد، راهکار نهایی
شاید مجبور شویم که برای نجات سیاره مان به سراغ ایجاد تغییراتی در رویکرد ساخت و ساز برویم. بدون شک ادامه این روند تنها به ضرر خود ما تمام خواهد شد. دانشمندان تمام جهان به فکر راه هایی جدید هستند که بتوان به کمک آن سازه هایی مستحکم را با کمترین آسیب برای محیط زیست به وجود آورد و مواردی مانند چاپ سه بعدی که به آن اشاره کرده بودیم می توانند راهکارهایی آینده محور برای کاهش مصرف ماسه و در نتیجه کاهش برداشت این ماده باشند.
در نهایت باید گفت که انسان مجبور به تغییر در ساختار ساخت و ساز است و در صورتی که اینکار را نکند، طبیعت کنترل را بر عهده گرفته و ما را مجبور به اینکار خواهد کرد. اگر ماسه ای وجود نداشته باشد، دیگر نمی توان روی ساخت بنا با کمک آن حساب باز کرد و اگر امروز به فکر جایگزینی برای آن نباشیم، فردا مجبور به اینکار خواهیم شد.
منابع
خبر علمی «ماسه بی نهایت، رو به پایان» توسط هیئت تحریریه خبر پورتال یو سی (شما می توانید) با استناد به New Scientist و مجله دانشمند، ترجمه، تدوین و نگارش شده است.
