Piasek - prawdziwy klejnot naszej cywilizacji!

Skip links

Piasek – prawdziwy klejnot naszej cywilizacji!

Udostępnij

Co ma wspólnego beton z telefonem komórkowym? Pewnie myślicie, że niewiele albo zupełnie nic. Nic bardziej mylnego! Aby powstało jedno i drugie potrzebny nam piasek. Jak to możliwe? Postaram się wyjaśnić jaką rolę w dziejach ludzkości pełnią te niepozorne ziarenka.


Piszemy dla Was    Małopolskie Centrum Nauki COGITEON


Według encyklopedii piasek jest skałą osadową o średnicy od 0.02- 2 mm, składającą się głównie z kwarcu, a ten zaś z dwutlenku krzemu. Na skutek erozji, czyli procesów niszczenia skał, rozpadają się one pod wpływem wiatru i wody. Takie odłamki dostają się do rzek, a później także mórz i oceanów. Podczas tej drogi kruszą się na coraz mniejsze kawałki i są wygładzane przez wodę. W ten sposób piasek możemy znaleźć na całym świecie, głównie na plażach, pustyniach oraz dnach zbiorników wodnych. Stanowi on 10% masy skorupy ziemskiej. [1] [2]

Piasek jest drugim najczęściej używanym surowcem zaraz po wodzie. Rocznie zużywa się 50 miliardów ton piasku i żwiru. Jeśli przeliczymy to na osobę okaże się, że każdy z nas dziennie zużywa około 18 kg surowca! A przecież nikt z nas nie kupuje piasku na kilogramy w pobliskim sklepie. Skąd więc tak duże jego zużycie? [3]

Cogiteon Rozoom


Ciekawe? Zobacz także: Krótko i węzłowato. Jak bawełna zmieniła historię człowieka?


Po co nam piasek?

Piasek jest niezbędny do wytworzenia betonu, którego rocznie produkuje się około 10 miliardów ton.  A szyby w naszych oknach, lustra i szklane naczynia? Nie istniałyby bez piasku, który stanowi około 70% składu szkła. To ważny surowiec w naszym życiu, dzięki niemu istnieją domy, budynki użyteczności publicznej, drogi, urządzenia elektroniczne, produkty spożywcze i kosmetyki np. pasta do zębów. Oczywiście myjąc zęby nie czujecie w ustach drobinek piasku. Dodatkiem do pasty jest uwodniona krzemionka, która jest materiałem ścierającym, ułatwiającym czyszczenie zębów. Zapobiega to powstawaniu płytki nazębnej, która prowadzi do osadzenia kamienia i próchnicy. Bez obaw, krzemionka jest bezpieczna dla naszego zdrowia. Jest też dodatkiem do żywności o oznaczeniu E551, który zapobiega zbrylaniu. [4] [5]

Kwarc, z którego składa się piasek ma dużą twardość i jest niezwykle wytrzymały. Stąd też jego szerokie zastosowanie. Kolorowe koraliki w bransoletce to często właśnie kwarc z domieszką innych pierwiastków. W dawnych czasach noże i groty strzał były wykonane z krzemienia, czyli odmiany kwarcu. Pozyskiwanie ropy naftowej czy gazu ziemnego jest także możliwe dzięki piaskowi, który jest wtłaczany przez szyby do głębi ziemi pod wysokim ciśnieniem; proces ten nazywany jest szczelinowaniem hydraulicznym. Soczewki kwarcowe są wykorzystywane w specjalistycznych urządzeniach optycznych.  Kryształy kwarcu to składnik, bez którego urządzenia elektroniczne nie będą działać – a są to przedmioty naszego codziennego użytku, bez których ciężko byłoby nam funkcjonować. Mikroprocesory oraz układy scalone wykonane są z cienkich krzemowych płytek tzw. wafli krzemowych – bez nich nie istniałyby komputery czy telefony komórkowe. [6][7]


Ciekawe? Zobacz także: Krótko i węzłowato. My i woda na Ziemi, cz. 1


Ile jest ziaren piasku?

Czy w ogóle da się odpowiedzieć na to pytanie? Przecież nikt nie jest w stanie policzyć wszystkich ziarenek! Podobnie jak ilości gwiazd na niebie. Ale czy na pewno? Naukowcy jednak spróbowali to obliczyć. Założyli jaka jest średnia wielkość ziarenka piasku i ile takich ziarenek mieści się na łyżeczce od herbaty, pomnożyli to przez liczbę wszystkich pustyń i plaż na świecie. Otrzymany wynik to 7,5 • 1018 ziarenek piasku, czyli siedem i pół tryliona. [8]

Czy piasku może zabraknąć?

Skoro piasku jest tak dużo to czy może go zabraknąć? W ciągu niespełna 30 ostatnich lat ludzie sztucznie stworzyli na całym świecie prawie 14 000 km2 lądów, które zbudowane są głównie z piasku. Dla porównania powierzchnia całego Województwa Małopolskiego to nieco ponad 15 000 km2. Wyspy w Zjednoczonych Emiratach Arabskich: Dżabal Ali, Dżamira i Dira w kształcie palm widocznych z kosmosu, wyspy japońskie np. Kansai, która jest jednocześnie lotniskiem czy holenderska wyspa Flevopolder to jedne z najsłynniejszych i jednocześnie największych sztucznych wysp na świecie. [9]

Cogiteon Rozoom
Palmowa wyspa Dżamira, fot. NASA

Chiny, stawiając kolejne budynki, w ciągu kilku lat zużyły więcej piasku niż Stany Zjednoczone w ciągu całego XX w. Dlaczego nie wykorzystuje się więc piasku pustynnego? Przecież sama Sahara ma powierzchnię ponad 9 mln km2. Niestety, piasek pustynny, który ciągle poddawany jest działaniu wiatru ma zaokrąglone krawędzie i nie nadaje się do produkcji betonu, jego ziarenka nie skleją się ze sobą. Użyteczny jest piasek pochodzący z jezior, koryt rzek i brzegów mórz. [10]


Ciekawe? Zobacz także: A gdyby tak zjeść… wirusa!


Jak wydobywa się piasek?

Piasek można wydobywać bezpośrednio z ziemi metodą odkrywkową, która polega na odsłanianiu kolejnych warstw surowca. Innym sposobem pozyskiwania piasku jest użycie pogłębiarki, która wysysa piasek z dna zbiornika wodnego. Zasysanie powoduje niszczenie flory dna tych zbiorników, która jest pożywieniem dla żyjących tam organizmów. Zaburza to nie tylko łańcuch pokarmowy, ale ma także wpływ na życie ludności oraz zwierząt terenów przybrzeżnych. Usunięcie piasku z dna morskiego powoduje powstawanie osuwisk czy zalewanie nadmorskich miejscowości. Zmętnienie wody i idący za nim brak dostępu do światła słonecznego w miejscu pobierania piasku ma także wpływ na organizmy wodne żyjące w tym rejonie. [10] [11]

Piasek w Polsce

Zasoby piasku w naszym kraju wynoszą prawie 9,5 mld ton (stan na 31.12.2020). Polska w 2020 roku była na 11. miejscu wśród krajów wydobywających piasek (4800 t). Wiodącym wydobywcą są Stany Zjednoczone. [12]

W Polsce występują głównie osady pochodzenia lodowcowego, wodnolodowcowego i rzecznego. Najwięcej znajduje się w centralno-wschodniej części naszego kraju. Największa kopalnia piasku w Polsce – Kotlarnia znajduje się na Opolszczyźnie, niedaleko Kędzierzyna-Koźla. [13]

Cogiteon Rozoom
Kopalnia piasku Kotlarnia II, fot. Piotr Borowiak, CC BY

Według Atlasu Geologicznego Aglomeracji Krakowskiej (opracowanego przez Państwowy Instytut Geologiczny), obszar, na którym powstaje Cogiteon znajduje się na terasie pochodzenia lodowcowego – to terasa Czyżyńska. Gleba zaklasyfikowana jest jako rzeczne grunty pochodzenia lodowcowego.  W niektórych miejscach złoża piasku na tym obszarze sięgają nawet 30 metrów w głąb ziemi. Budując nasze Centrum nie używamy piasku przywiezionego z innych lokalizacji, a wykorzystujemy ten, który wykopaliśmy na miejscu. [14] [15]


Ciekawe? Zobacz także: Krótko i węzłowato. Drożdże w kuchni?


Piasek ze szkła

Piasek powstaje przez wiele tysięcy lat, jego konsumpcja jest tak duża, że nie zdąży się on odtworzyć zanim znikną jego zasoby. Oszacowano, że rocznie natura “wytwarza” około 13 mld ton piasku, a przecież człowiek zużywa go trzy razy więcej. Czym go zastąpić? Pewna nowozelandzka firma produkująca piwo wpadła na pomysł, aby butelki szklane, wykonane z wykorzystaniem piasku, poddać recyklingowi i odzyskać z nich piasek. Czy to w ogóle możliwe? Butelki rozdrabniane są na malutkie drobinki, a niepotrzebne zanieczyszczenia są usuwane i tak otrzymujemy 200 gramów piasku z butelki o pojemności 330 ml. Pomyślicie, że taki piasek nie nada się do niczego, bo przecież szkłem można się skaleczyć. Nic takiego się nie wydarzy. Piasek ze szkła można wykorzystać do budowy dróg oraz budynków, jest doskonałą alternatywą dla piasku morskiego. Wprowadzenie takiego sposobu recyklingu butelek pozwala chronić nowozelandzkie plaże. Innym pomysłem na zminimalizowanie użycia naturalnego piasku jest wytworzenie piasku z butelek PET czy recykling betonu. [16][17]

Człowiek jest bardzo pomysłowy, jego działania często prowadzą jednak do degradacji środowiska naturalnego. Pojawia się pytanie czy lepiej ograniczać stale rosnące zapotrzebowanie na naturalny piasek czy szukać sposobów na wytworzenie jego sztucznych zamienników?


Ciekawe? Zobacz także: Powietrze z kosmicznej perspektywy


Źródła:

1. www.britannica.com/science/sand
2. www.britannica.com/video/185632/formation-sand-quartz-role-processes-weathering-grains
3. india.mongabay.com/2021/05/video-sand-mining-and-how-it-erodes-lives-and-the-environment/
4. www.colgate.com/en-us/oral-health/threats-to-dental-health/hydrated-silica-in-toothpaste
5. en.wikipedia.org/wiki/Silicon_dioxide
6. www.waferworld.com/sand-smart-phone/
7. geology.com/minerals/quartz.shtml
8. www.npr.org/sections/krulwich/2012/09/17/161096233/which-is-greater-the-number-of-sand-grains-on-earth-or-stars-in-the-sky?t=1625478048082
9. www.worldatlas.com/articles/the-largest-artificial-islands-in-the-world.html
10. www.bbc.com/future/article/20191108-why-the-world-is-running-out-of-sand
11. en.wikipedia.org/wiki/Sand_mining
12. www.statista.com/statistics/376665/industrial-sand-and-gravel-production-by-top-countries/
13. www.kieruneksurowce.pl/artykul,2207,zloza-naturalnych-piaskow-i-zwirow-8211-zasoby-wydobycie-obrot-miedzynarodowy.html
14. www.bip.krakow.pl/zalaczniki/dokumenty/n/243606
15. geolog.pgi.gov.pl/#name=vo34sy0jjj
16. www.livingcircular.veolia.com/en/inspirations/recycling-glass-will-save-our-beaches
17. www.mining-technology.com/features/six-things-sand-mining/

Return to top of page
Przejdź do treści