Путешествие к недрам земли. Фото: Сергей Пешков, участник конкурса РГО «Самая красивая страна»
22 апреля во всем мире отмечают День Земли. Наша планета — не только наш дом, но и закрома полезных ископаемых. Без них был бы невозможен прогресс и связанный с ним комфорт, к которому мы привыкли. Однако бодрая добыча невозобновляемых ресурсов ведет к плачевным последствиям, и сейчас самое время задуматься, как их избежать.
Как все начиналось
Переход от бронзового века к железному принято считать определенным технологическим прорывом в истории человечества. Однако, возможно, дело тут было вовсе не в развитии инновационных на тот момент методов обработки металлов. Для производства бронзы необходима не только медь, но и олово, месторождения которого встречаются в природе куда реже. И в какой-то момент людям пришлось сменить один металл на другой просто потому, что олово стало дефицитом, в отличие от широко распространенного железа — бурые железняки встречаются куда чаще, чем даже медные руды, не говоря уже об оловянных.
Когда человечество доросло до уровня первых цивилизаций, добыча земных сокровищ стала куда шире. Уже в шумеро-аккадском словаре терминов «Урра-Хубуллу» встречаются описания целого ряда даров Земли, которые, по всей видимости, активно использовали для разных задач. Среди них есть драгоценные и полудрагоценные камни (вроде берилла, бирюзы, аметиста, гематита) куда более «суровые» минералы (базальт и известняк), а также различные металлы (свинец, серебро, медь и многие другие). Египтяне активно добывали медь и свинец, античные греки чуть ли не повсеместно добывали железо.
Поначалу это делали открытым способом, но чем больше была потребность в металлах, тем глубже приходилось «зарываться» в землю. Так появились первые шахты, глубина которых доходила до 120 м. Спускались в них по лестницам, и это требовало изрядных усилий, так что порой рабочие месяцами находились под землей, чтобы тратить все свои силы исключительно на добычу руды.
Со временем выработки становились все глубже, а добраться до вожделенных ресурсов было все сложнее. Люди начали использовать взрывчатку, чтобы извлекать те полезные ископаемые, которые прежде были им недоступны. Работать приходилось стоя в холодной воде — подземные воды подтопляли шахты, и, чтобы это не мешало зарываться во все более глубокие слои, горняки начали использовать поршневые насосы.
Объемы добычи росли, и в XVII веке ископаемые начали вывозить при помощи специальных тачек и вагонеток, которые волокли рабочие. Еще два века спустя люди уже не справлялись, и под землю начали спускать лошадей. Обычно с каждым конем «сотрудничал» один и тот же коногон — поскольку видимость на глубине не слишком хорошая, животные привыкали к голосу человека и узнавали своего хозяина на слух.
Горнодобывающее предприятие на глубине. Фото: wikipedia.org
Прогресс требовал все больше и больше пород, добытых из недр нашей планеты. Шахтеры рисковали — рудничный газ (метан, смешанный с кислородом) зачастую взрывался, угольная пыль тоже была небезопасной. Огонь, при помощи которого освещались шахты, повышал риск еще больше. Так продолжалось вплоть до 1815 года, когда физик Гемфри Дэви изобрел лампу, предназначенную для использования как раз во взрывоопасной газовой среде.
В 1898 году ученый Борис Бокий внедрил сплошную систему разработки, так что добыча угля стала еще более эффективной. Чуть позже в шахтах начали использовать электричество. Сегодня это настоящие подземные комбинаты, а процесс добычи полезных ископаемых во многом автоматизирован. Однако, если первобытный человек, столкнувшись с проблемой дефицита олова, смог перейти на железо, современным людям придется изрядно поломать голову над тем, что делать, когда иссякнут необходимые ресурсы. А по мнению некоторых ученых, этот момент не за горами.
Они заканчиваются
Под понятие запасов подпадают те разведанные ископаемые, которые можно добывать с определенной выгодой. В результате любые прогнозы на этот счет выглядят достаточно зыбкими — прогресс не стоит на месте, и в любой момент может появиться новая технология, которая позволит вывести считавшуюся убыточной шахту в плюс. Тем не менее неуклонная и непрерывная добыча необходимых нам ресурсов рано или поздно приведет к тому, что они иссякнут, если человечество не спохватится. Вот несколько полезных ископаемых, которые имеют принципиальное значение для нашей жизни.
Хотя орудия из бронзы уже давно неактуальны, без меди и олова нам по-прежнему не обойтись. Медь необходима в электротехнической сфере — она может похвастаться редкой теплопроводностью, прочностью и устойчивостью к коррозии. А сплавы из олова позволяют соединять элементы микросхем. При этом проблемы с этими металлами начались уже давно, и, по некоторым прогнозам, медь может стать дефицитом уже лет через 15, а к 2060 году и вовсе исчезнуть. С оловом ситуация еще более пессимистична — проблемы с его добычей уже ощущаются. Месторождения в Южной Америке и Юго-Восточной Азии истощены, и, по самым тревожным прогнозам специалистов, к 2040 году мы можем остаться без этого металла.
Медное производство все еще необходимо, в то же время медь подходит к концу. Фото: Марина Пешкова, участник конкурса РГО «Самая красивая страна»
Литиевые батарейки известны каждому. Именно на производство литий-ионных аккумуляторов идет порядка 90% всего добываемого лития, который достаточно сложно извлекать и перерабатывать. А с учетом того, что процент электромобилей и электробусов на дорогах неуклонно растет, есть риск, что к 2080 году он может закончиться.
Серебро известно как драгоценный металл, но его использование отнюдь не ограничивается ювелирным делом. Именно оно обладает самой высокой теплопроводностью среди всех известных ныне металлов, а потому его активно используют для создания электронных устройств и средств возобновляемой энергетики. При этом некоторые исследователи полагают, что уже к 2045 году месторождения серебра практически иссякнут. Золото тоже используется в промышленности — в частности, в таких отраслях, как микроэлектроника, авиация, производство медицинского оборудования и космонавтика. Увы, те годы, когда золотопромышленники находили все новые жилы, остались далеко позади. По мнению ряда экспертов, уже в 2040 году месторождения благородного металла могут стать нерентабельными. Впрочем, здесь можно отчасти решить проблему за счет вторичного производства — этот металл можно перерабатывать без потерь.
Борьба за нефть и газ уже в наше время стала крайне жесткой. И дело не только в их ценности как топлива — та же нефть используется еще и в производстве бытовой химии, лекарств, синтетических материалов. Известные месторождения гарантируют добычу этого ресурса примерно до 2070 года, то же касается и газа.
Нефтяные скважины. Фото: Марина Корнилова, участник конкурса РГО «Самая красивая страна»
Важную роль в нашей жизни играет антрацит — это самый энергоэффективный вид угля, в состав которого может входить до 97% углерода. Он хорош как топливо, а кроме того, требуется для производства фильтрующих материалов и графитовых электродов, которые активно используют при литье металла. Если сравнивать со всеми видами угля, хранящимися в недрах земли, антрацит составляет ничтожный 1%. Уже сейчас Китай — лидер по добыче этого ресурса — испытывает определенные сложности, поскольку легкодоступные месторождения неумолимо истощаются. К 2065 году, по прогнозам экспертов, добыча антрацита может стать совершенно нерентабельной.
Конечно, все эти расчеты весьма приблизительны, и за указанные десятилетия человечество вполне может найти альтернативу истощающимся ресурсам либо наладить эффективную вторичную переработку. Такое решение может касаться лития, золота, меди и ряда других полезных ископаемых. Но при всем этом нельзя отрицать, что закрома нашей планеты не бездонны и к их использованию стоит подходить максимально бережно.
И это не единственная проблема
Есть и другая сторона медали — горнодобывающая промышленность оказывает весьма негативное влияние на окружающую среду в целом. Уже сама подготовка очередного места разработки разрушает экологию. Все начинается с вырубки лесов, что заставляет животных покидать родные места. Там, где человек углубляется в недра земли, не сохраняется травяной покров, служащий убежищем для мелких зверей и кормом для копытных. Для транспортировки добытых ресурсов приходится прокладывать дороги и трубопроводы, а они могут пересекать пути миграции ряда видов, ставя их таким образом под удар и заметно сокращая их ареал.
При добыче твердых полезных ископаемых вроде рудного золота или угля человек необратимо разрушает естественные природные ландшафты. Горнодобывающая промышленность не обходится без взрывных работ. Кроме того, ряд технологий предполагает использование ядовитых веществ, которые загрязняют окрестные водоемы — в частности, при добыче золота используются цианиды. В окрестностях заповедника «Денежкин камень» в Свердловской области из-за медно-цинкового рудника возникла мертвая зона. Деревья там не растут, а из рек уходит все живое — анализ показал, что допустимые концентрации тяжелых металлов в воде превышены в десятки, а то и в сотни раз.
Особая ситуация возникает с нефтью — пример недавней экологической катастрофы в окрестностях Анапы, где в прошлом году потерпели крушение два танкера, демонстрирует это с жестокой наглядностью. В нефтяных пятнах погибают любые попавшие туда организмы, поскольку токсичная пленка перекрывает им доступ к воздуху и свету. Перья птиц слипаются, и они уже не могут взлететь. Пары нефти негативно воздействуют на органы дыхания млекопитающих, а пресная вода становится непригодной для питья.
На данный момент ситуация складывается патовая. Без добычи полезных ископаемых человечеству уже не прожить, но на горизонте маячит истощение ценных ресурсов, а сам процесс разрушает нашу среду обитания — те же разливы нефти вредны для людей не меньше, чем для выдр и морских котиков. Пока еще у нас есть время, чтобы решить эту головоломку. Но оно уже поджимает.