Meer dan 20 Indonesische eilanden verdwijnen op mysterieuze wijze. Een van 's werelds dodelijkste criminele syndicaten komt aan de macht. De komende drie decennia zullen er elk jaar acht steden ter grootte van New York worden gebouwd. Wat hen verbindt is zand, ingebed in het beton van bijna alle gebouwen ter wereld, wegen, en steden, het glas in de ramen, laptops en telefoonschermen, en COVID-19-vaccinflacons.

De niet-onderzochte werkelijke kosten van zand - in het algemeen, productie van bouwaggregaten - heeft een groep wetenschappers ertoe aangezet om te pleiten voor een sterkere focus op het begrijpen van de fysieke dimensie van zandgebruik en -winning. Ze suggereren ook nieuwe manieren om economische en ecologische rechtvaardigheid te bereiken.

Vier jaar geleden, een internationale groep wetenschappers, waaronder twee van de Michigan State University (MSU), vestigde de aandacht op een dreigende wereldwijde zandcrisis. De winning van waardevolle hulpbronnen over de hele planeet doet doorgaans denken aan olie, steenkool of zeldzame aardmetalen. Bouwaggregaten-zand, grind en steenslag - kunnen in vergelijking daarmee minder zeldzaam lijken. Het is makkelijk, ten slotte, een uitgestrekt zandstrand te vinden, grindgroeve of plaatselijke steengroeve. Echter, bouwaggregaten zijn van cruciaal belang om te voldoen aan de behoeften van de samenleving aan huisvesting, Gezondheid, energie, vervoer, en industrie.

In Wetenschap Tijdschrift september 2017, de groep merkte op dat overexploitatie van zand, een belangrijk ingrediënt van beton, asfalt en glas, was schadelijk voor het milieu, gemeenschappen in gevaar brengen, en het veroorzaken van sociale conflicten.

In deze week één aarde , wetenschappers onder leiding van onderzoeksmedewerker Aurora Torres werpen een nieuw licht op de duurzaamheidsimplicaties van de honger naar zand in de wereld en stellen verschillende oplossingen voor om deze uitdagingen aan te gaan.

"Met dit papier we kijken uit naar wat we als samenleving moeten doen als we een duurzame consumptie van wereldwijde zandvoorraden willen bevorderen, " zei Torres, onderdeel van MSU's Centre for Systems Integration and Sustainability (CSIS) en de Université catholique de Louvain in België. "Een drastisch probleem vraagt ​​om drastische oplossingen - dit echt anders doen om problemen opzij te zetten en wegen naar duurzaamheid te creëren."

De auteurs van "Sustainability of the global sand system in the Anthropocene" roepen op tot een nieuwe manier om de onderlinge verbanden tussen vraag en aanbod van zand te bekijken en te begrijpen om negatieve effecten zoals uitputting van natuurlijke omgevingen en het creëren van menselijke conflicten te verminderen. Door samen te werken over de verschillende onderzoeksdisciplines heen, konden de puzzelstukjes in een volledig plaatje passen. In plaats van zich te concentreren op afzonderlijke zandwinningslocaties, zoals veel eerdere onderzoeken, ze kijken breed naar de fysieke en sociaal-ecologische dimensies van zandvoorzieningsnetwerken - koppelen winning, verwerken, verdeling, economie, beleid - om een ​​diepgaand inzicht te krijgen in de belasting van zowel de natuur als de mensen.

De nieuwigheid van de zandtoevoernetwerkbenadering is de integratie van materiaalstroomanalyse met het telekoppelingsraamwerk om een ​​robuuster en holistischer perspectief op het zandsysteem te bieden op verschillende tijdruimtelijke schalen. Het maakt het mogelijk om sociaaleconomische en milieu-interacties van mijnsites tot consumptiesites te begrijpen en te kwantificeren, zoals steden, en overloopsystemen zoals de transportcorridors of landelijke stortplaatsen waar het mijnbouw- en bouwafval zich opstapelt.

"Eenvoudige visie kan complexe duurzaamheidsuitdagingen niet oplossen, " zei co-auteur Jianguo "Jack" Liu, directeur van MSU-CSIS. "Nieuwe manieren zoals het telekoppelingsraamwerk helpen de complexiteit van wereldwijde zanduitdagingen te ontwarren en omarmen en wijzen de weg naar effectieve oplossingen."

In aanvulling, de auteurs benadrukken dat robuuste strategieën voor het beheer van zandbronnen afhankelijk zijn van een goed begrip van de cyclus van bouwaggregaten. Zoals Mark Simoni van de Geological Survey of Norway het uitdrukte:"het fysieke systeem is de sleutel voor het koppelen van lokale effecten van de winning van natuurlijke hulpbronnen aan wereldwijde ontwikkelingstrends - we moeten in kaart brengen hoe de vraag en het aanbod van bouwmaterialen in de tijd en in de ruimte evolueren om beslissingen van belanghebbenden en beleidsvorming te informeren."

Dit vereist het kwantificeren van de geologische afzettingen, stromen, en accumulatie van bouwaggregaten binnen een regio, met inbegrip van zowel natuurlijke grondstoffen als alternatieven, en het kan worden gebruikt om te beoordelen hoe lang hulpbronnen meegaan en hoe het hele toevoersysteem kan worden geoptimaliseerd om de negatieve effecten van zandwinning te verminderen en gebruik te maken van vervangende materialen.

Bijvoorbeeld, ze zeiden, we moeten nadenken over bouwaggregaten die verder gaan dan het uitgraven van zand- en grindafzettingen. Het stralen en breken van stenen levert ook 'kunstmatig' zand en grind van vergelijkbare of zelfs hogere kwaliteit op en is een belangrijk exportproduct voor bijvoorbeeld Noorwegen. Inderdaad, steenslag is al de belangrijkste bron van aggregaten geworden in landen als de VS, China of in Europa.

Nu de vraag naar bouwaggregaten naar verwachting de komende decennia zal verdubbelen, de duurzaamheidsuitdaging is enorm. Begrijpen hoe zandtoevoernetwerken werken, is niet alleen relevant voor het beoordelen van hun volledige impact, maar ook voor het identificeren van hefboompunten voor duurzaamheid.

"Net als bij klimaatverandering, er is niet één oplossing maar meerdere toegangspunten voor duurzamere consumptie, "Zei Torres. Mogelijke routes zijn onder meer het verminderen van de materiële vraag per hoofd van de bevolking, bevordering van compacte stedelijke ontwikkeling voor efficiënter materiaalgebruik, de afhankelijkheid van natuurlijke afzettingen verminderen door de markt en technologieën voor secundaire materialen zoals bouw- en sloopafval te ontwikkelen, en wanneer het ontginnen van natuurlijke afzettingen noodzakelijk is, het identificeren van de mijnbronnen en productiemethoden die de impact voor de natuur en de mensen minimaliseren.