Sands byrolle kræver en nøglerolle på bæredygtighedsstadiet

Over 20 indonesiske øer forsvinder på mystisk vis. Et af verdens mest dødbringende kriminelle syndikater kommer til magten. Otte byer på størrelse med New York vil blive bygget hvert år i de næste tre årtier. Det der forbinder dem er sand, indlejret i betonen i næsten alle verdens bygninger, veje, og byer, glasset i vinduerne, bærbare computere og telefonskærme, og COVID-19-vaccinehætteglas.

De uundersøgte sande omkostninger ved sand - i store træk, produktion af byggematerialer – har ansporet en gruppe videnskabsmænd til at opfordre til et stærkere fokus på at forstå den fysiske dimension af sandbrug og -udvinding. De foreslår også nye måder at opnå økonomisk og miljømæssig retfærdighed på.

Fire år siden, en international gruppe af videnskabsmænd, herunder to fra Michigan State University (MSU), gjorde opmærksom på en truende global sandkrise. Udvinding af værdifulde ressourcer på tværs af planeten leder typisk tankerne hen på olie, kul eller sjældne jordarters mineraler. Byggetilslag - sand, grus og knust sten - kan virke mindre sjældne til sammenligning. Det er nemt, trods alt, at finde en stor sandstrand, grusgrav eller lokalt stenbrud. Imidlertid, byggematerialer er afgørende for at opfylde samfundets behov for boliger, sundhed, energi, transport, og industri.

I Videnskab Magasinet i september 2017, gruppen bemærkede, at overudnyttelse af sand, en nøgleingrediens i beton, asfalt og glas, skadede miljøet, truer samfund, og udløser sociale konflikter.

I denne uge Én Jord , forskere ledet af forskningsassocieret Aurora Torres kaster et nyt lys over bæredygtighedsimplikationerne af verdens sult efter sand og foreslår forskellige løsninger til at imødegå disse udfordringer.

"Med dette papir, vi ser frem til, hvad vi skal gøre som samfund, hvis vi vil fremme et bæredygtigt forbrug af globale sandressourcer, " sagde Torres, del af MSU's Center for Systemintegration og Bæredygtighed (CSIS) og Université catholique de Louvain i Belgien. "Et drastisk problem kræver drastiske løsninger - virkelig gør dette anderledes for at lægge problemer til side og skabe veje til bæredygtighed."

Forfatterne til "Bæredygtighed af det globale sandsystem i Antropocæn" efterlyser en ny måde at se på og forstå sammenhængen mellem sandudbud og efterspørgsel for at reducere negative påvirkninger såsom udtømning af naturlige miljøer og skabe menneskelig konflikt. Samarbejde på tværs af forskningsdisciplinerne gjorde det muligt at sætte puslespilsbrikkerne ind i et helhedsbillede. I stedet for at fokusere på enkelte sandudvindingssteder som mange tidligere undersøgelser, de ser bredt på de fysiske og socio-miljømæssige dimensioner af sandforsyningsnetværk – der forbinder udvinding, forarbejdning, fordeling, økonomi, politik - at få en dybdegående forståelse af belastningen på både natur og mennesker.

Det nye ved sandforsyningsnetværkstilgangen er integrationen af ​​materialestrømsanalyse med telekoblingsrammen for at give et mere robust og holistisk perspektiv på sandsystemet på tværs af forskellige rumlige og tidsmæssige skalaer. Det giver mulighed for at forstå og kvantificere socioøkonomiske og miljømæssige interaktioner fra minedriftssteder til forbrugssteder, såsom byer, og afsmittende systemer såsom transportkorridorerne eller landdistrikternes lossepladser, hvor mine- og byggeaffaldet hober sig op.

"Enkle synspunkter kan ikke løse komplekse bæredygtighedsudfordringer, " sagde medforfatter Jianguo "Jack" Liu, direktør for MSU-CSIS. "Nye måder som telekoblingsrammen hjælper med at løse og omfavne kompleksiteten af ​​globale sandudfordringer og pege på vejen mod effektive løsninger."

Ud over, Forfatterne fremhæver, at robuste strategier til forvaltning af sandressourcer afhænger af en solid forståelse af byggematerialernes cyklus. Som Mark Simoni fra Norges Geologiske Undersøgelse udtrykte det, "det fysiske system er nøglen til at forbinde lokale påvirkninger af naturressourceudvinding med globale udviklingstendenser - vi er nødt til at kortlægge, hvordan efterspørgsel og udbud af byggematerialer udvikler sig over tid og rum for at informere interessenternes beslutninger og politikudformning."

Dette kræver kvantificering af de geologiske aflejringer, strømme, og akkumulering af byggematerialer inden for en region, herunder både naturlige råmaterialekilder og alternativer, og det kan bruges til at vurdere, hvor længe ressourcerne vil vare, og hvordan hele forsyningssystemet kan optimeres til at reducere negative påvirkninger af sandminedrift og gøre brug af erstatningsmaterialer.

For eksempel, de sagde, vi skal tænke på byggetilslag ud over at udgrave aflejringer af sand og grus. Sprængning og knusning af sten producerer også 'kunstigt' sand og grus af tilsvarende eller endnu højere kvalitet og er en vigtig eksportvare for f.eks. Norge. Ja, knust sten er allerede blevet hovedkilden til tilslag i lande som USA, Kina eller i Europa.

Med efterspørgslen efter byggematerialer, der forventes at fordobles i de næste årtier, bæredygtighedsudfordringen er skræmmende. At forstå, hvordan sandforsyningsnetværk fungerer, er ikke kun relevant for at vurdere deres fulde virkninger, men også for at identificere løftestangspunkter for bæredygtighed.

"Som med klimaændringer, der er ikke en enkelt løsning, men flere indgangspunkter for mere bæredygtigt forbrug, " sagde Torres. Mulige veje omfatter reduktion af materiel efterspørgsel pr. indbygger, fremme kompakt byudvikling for mere effektiv materialeanvendelse, at reducere afhængigheden af ​​naturlige aflejringer ved at udvikle markedet og teknologierne for sekundære materialer såsom bygge- og nedrivningsaffald, og når det er nødvendigt at udvinde naturlige forekomster, identifikation af minedriftskilder og produktionsmetoder, der minimerer påvirkninger af natur og mennesker.