Разное

Из чего делается песок: Из чего состоит песок? » WExplain.ru

Содержание

Из чего состоит песок? » WExplain.ru

Довольно часто мы можем видеть как дети рассматривают под лупой , или невооруженным глазом частички песка, пытаясь ответить на вопрос — из чего он состоит. Но даже взрослые не всегда могут ответить на этот вопрос. Мы объясним вам из чего состоит песок.

Разглядывая песчинки, можно определить, что они состоят из разных горных пород, в связи с чем имеют разный цвет.

Песок — это горная осадочная порода, представляющая собой рыхлую смесь частиц разных минералов (кварца, кальцита, слюды, полевого шпата и др.) с размерами в диаметре 0,14 — 5 мм, и образованная как результат выветривания горных пород. Существует немного месторождений, которые  содержат практически один кварцевый песок. Но основная часть песка состоит из смеси кварца с полевым шпатом, магнетитом, слюдой, гранатом, что позволяет придать песку разнообразные оттенки. Также на нашей планете находятся несколько месторождений, где можно обнаружить песок,  не содержащий кварца.

Так например, существуют белые гипсовые пески или красные коралловые пески.

Пески могут быть как природные, так и искусственные.
Природные пески принято делить на  морские, речные и горные (овражные), это зависит от условий залегания . Речной и морской песок имеют округлую форму частиц, а горные пески состоят из остроугольных частиц. Горный песок зачастую загрязнен вредными примесями, в отличие от речного и морского. Природный песок — это продукт выветривания ( или ветряная эрозия). Процесс выветривания способствует разрушению исходного материала на различного диаметра частицы, и песок в том числе. Ветер вместе с водой способны перенести песок на сотни и тысячи километров. В связи с чем со временем могут образовываться песчаные залежи в низменности или у возвышений. Текстура такого песка очень зависит от способа, каким были доставлены маленькие песчинки к залежам. Вода способна перемещать разные по размеру частички одновременно. Поэтому очень часто мы можем видеть как формируются залежи с невероятно пестрым рисунком и текстурой рядом с какой-либо преградой природного происхождения. В то же время ветер выполняет функцию фильтрации частичек. Ветер с разной силой и на разное расстояние переносит разные песчинки.Таким образом формируются залежи, которые состоят примерно из одинаковых по размеру песчинок.

Откуда же берется песок в пустынях? Основная часть песка перенесена ветром в пустыни. Но есть и случаи, когда пустынные песчинки образованы путем разрушения гор. Некоторые пустыни изначально были морским дном, но многие тысячелетия тому назад вода ушла, отступила.

Песок изготавливают также искусственно. Это происходит с помощью измельчения таких твердых материалов как камень, или шлак.

Песок — полезный и необходимый материал. Его используют для изготовлении стекла, бетона, фильтров для очистки воды, на­ждачной бумаги.

Похожие записи:

где и для чего используется песок

Главная > Часто задаваемые вопросы > Применение песка

Песок считается практически универсальным материалом. Чаще всего он используется в строительстве. Но есть и другие сферы, где без него не обойтись. Разные виды песка отличаются по характеристикам, а в некоторых случаях достаточно сильно.

Сферы применения песка

Ниже мы перечислим области, где применяется песок. Перейдя по ссылкам, вы сможете подробнее прочитать об особенностях его использования в той или иной сфере.

Основные способы использования песка:

  1. Строительные работы
    — Для подушки фундамента
    — Для бетона
    — Для обратной засыпки
    — Для штукатурки и внутренней отделки
    — Для дренажа
    — Для кладки кирпича
  2. Благоустройство территории
    — Для подушки по тротуарную плитку
    — Для выравнивания и поднятия участка
    — Для отсыпки участка
    — Для песочниц
    — Для пляжа
  3. Ландшафтный дизайн
    — Для дорожек
    — Для пруда
  4. Сельское хозяйство
    — Для разрыхления почвы
    — Для создания плодородного грунта
  5. Производство
    — Для ЖБИ
    — Для производства тротуарной плитки, кирпича, искусственного камня
    — Для стекла
  6. Абразивные работы
    — Для пескоструя

Как видите, у этого материала много способов применения. Но в основном это ответственные работы. Например, нецелесообразно применять его для засыпки ям (это будет слишком дорого). В то же время есть сферы, в которых заменить его нельзя (к примеру, в наполнении детских песочниц).

Как же выбрать подходящий песок для ваших целей и на что обратить внимание? Об этом мы расскажем далее.

Как выбрать песок

Поставщики предлагают на выбор несколько видов песка. К примеру, у нас представлен карьерный, речной, кварцевый и эфельный. Для того чтобы не ошибиться, необходимо обращать внимание не только на вид сыпучего материала, но и на другие характеристики. Ниже мы расскажем, что именно нужно учитывать.

При покупке песка обращайте внимание на 3 важных критерия:

  • Цена
  • Качество
  • Назначение

Разберем каждый из них.

Цена

Здесь довольно большой разброс – от очень дешевых и низкокачественных разновидностей до первоклассного материала (который и стоит достаточно дорого).

В основе ценообразования лежат два фактора:

  • Базовая стоимость
  • Стоимость доставки

Каждый производитель песка устанавливает цену на свою продукцию. Так, если процесс добычи или обработки сырья является трудозатратным, то и стоимость готового материала будет высокой. Тем не менее, эта цифра относительно стабильная – если технология производства не менялась, то и цены на песок не будут «скакать».

А вот со вторым фактором сложнее. Представьте, что с одного месторождения песок нужно доставить на два объекта. Один из них находится в 5 километрах, а до другого ехать 30 километров. Очевидно, что чем дальше расположено место выгрузки, тем дороже будет стоить доставка. Поэтому часто бывает так, что дешевый (с точки зрения базовой стоимости) материал обходится дороже более качественных аналогов.

Качество

Песок даже в небольших количествах оказывает влияние на качество и прочность разных конструкций и сооружений. Именно поэтому при покупке так важно обратить внимание на его свойства и качество.

Свойства песка зависят от:

  • Способа добычи материала
  • Наличия обработки

Так, от способа добычи зависят:

  • Вид
  • Зерновой состав и наличие примесей
  • Класс
  • Пористость
  • Радиоактивность

От наличия обработки (промывки, сеяния, обогащения) зависят:

  • Фракция (модуль крупности)
  • Влажность
  • Коэффициент фильтрации
  • Насыпная плотность

Подробнее узнать о том, что это за характеристики, вы можете в статье Песок.

Кроме того, у каждой разновидности этого материала свои показатели.

Ознакомиться с ними можно в следующих статьях:

Назначение

Способы использования песка во многом зависят от его показателей и вида.

Рассмотрим это на конкретных примерах.

Эфельный песок

Это один из самых дешевых строительных материалов, однако его применение сильно ограничено. Во-первых, эфельная разновидность содержит много глины (до 10% по массе). Во-вторых, такой песок имеет очень мелкие зерна. Все это приводит к тому, что для бетонных растворов его использовать невозможно. С другой стороны, им удобно делать засыпку траншей под трубы или кабеля; подойдет он и для основания под тротуарную плитку. Одним словом, там, где нужен недорогой материал для простых работ, эфельный песок будет очень кстати.

Карьерный песок

А вот эту разновидность чаще всего используют в ответственных конструкциях. При этом учитывают его фракцию. К примеру, крупный песок добавляют в смесь, которая идет на изготовление опорных конструкций, а мелкий – на отсыпку фундаментов и выравнивания площадок, тротуарных дорожек.

Кварцевый песок

Он имеет ограниченное применение из-за высокой стоимости. Чаще всего этот материал идет на приготовление сухих строительных смесей. Благодаря своему привлекательному внешнему виду, кварцевый песок идеален для украшения садовой территории, отсыпки площадок и дорожек.

Речной песок

Это самая качественная разновидность, практически не содержащая посторонних примесей. Такой песок используют в ответственных работах, для внутренней и внешней отделки стен. В детские песочницы засыпают исключительно речной песок, который максимально безопасен и имеет хорошее качество.

Таким образом, выбирая песок для конкретной сферы использования нужно принимать во внимание характеристики той или иной разновидности. Для оптимального выбора стоит сравнить их качества и цену.

В компании Грунтовозов вы можете купить песок с доставкой до вашего объекта по минимальной цене.

Хотите узнать больше?

Подробнее об этом материале, его видах и свойствах читайте на странице Песок.

Не знаете, какой материал лучше подойдет для ваших целей?

Тогда рекомендуем изучить нижеуказанные страницы. На них вы найдете подробную информацию о том, как выбрать песок для тех или иных работ.

Если вы хотите узнать о разновидностях песка, рекомендуем следующие страницы:

О том, как добывают песок, читайте здесь:

Если вы хотите подробно прочитать о свойствах песка, рекомендуем следующие страницы:

В компании Грунтовозов вы можете приобрести следующие виды песков по фракциям:

В продаже имеются следующие разновидности карьерного песка:

В продаже имеется кварцевый песок:

Если вы хотите купить речной песок:

У нас вы также можете купить эфельный песок:

Как делается кинетический песок

Вот это весчь!

Кинетический песок – находка для любителей что-нибудь потрогать, помять и помацать. Это многофункциональный «живой» песок не только для детей, но и для взрослых.

Почему живой? Что делает его таким? И зачем он нужен?

Больше деталей

Несколько лет назад шведские ученые придумали крутую штуку. Кинетический песок, который выглядит как обычный мокрый песок, но на самом деле он сухой и вовсе не обычный.

Достаточно просто посмотреть видео о кинетике, чтобы влюбиться в его «волшебство».

В чем секрет?

Такой песок на 98% состоит из диоксида кремния и на 2% из полидиметилсилоксана. Сложно. Лучше переведу на наш обычный язык: 98% кварцевого песка и 2% пищевой добавки Е900. Говорят, последний – по сути Энтеросгель.

Качества пластичности, текучести, плотности, немаркости, цельности появились благодаря синтетической добавке. Между кинетическими песчинками образуются полимерные волокна, которые «связывают» их вместе. Конечно, если вы разделите песок на две кучки и положите в разные концы комнаты, они не приползут друг к другу. Но, например, на столе буду держаться максимально рядом.

Зачем он нужен

  • Отличная игра для детей. Они делают куличики, ищут клады и тп. А у родителей появляется куча времени.
  • Спиннеры уже не в моде. Переходите на кинетический песок. В конце концов, все мы когда-то играли в песочнице.
  • Фантазируйте и используйте его в качестве элемента декора. Представляете, приходят гости, а у вас дома песчаные инсталляции.
  • Песок как антистресс. Песчинки одна за другой растекаются между пальцев. Кайф!
  • И вообще это отличное средство от агрессии и раздражительности. Предложите своей девушке кинетический песок в эти дни, например.

Где взять

Варианта два: приобрести или сделать самим. Проще купить: заказать можно тут.

Если же вы любите по хардкору и являетесь поклонниками «Очумелых ручек», сделайте волшебный песок сами. Необходимые ингредиенты: 4 стакана кварцевого песка, который можно найти в зоомагазине, 2 стакана крахмала и 1 стакан воды. Сначала смешайте песок с крахмалом, затем влейте воду. И всё! Цветной песок можно сделать, добавив в воду пищевой краситель или гуашь. А дальше лепить, творить, формовать!

Keep calm and play with kinetic sand!

 

🤓 Хочешь больше? Подпишись на наш Telegram. В закладки iPhones.ru Вот это весчь! Кинетический песок – находка для любителей что-нибудь потрогать, помять и помацать. Это многофункциональный «живой» песок не только для детей, но и для взрослых. Почему живой? Что делает его таким? И зачем он нужен? Больше деталей Несколько лет назад шведские ученые придумали крутую штуку. Кинетический песок, который выглядит как обычный мокрый песок, но…

Елизавета Тихомирова

@Eli_daizy
  • До ←

    Распакованный iPhone X появился на фото и видео

  • После →

    Apple уволила отца девочки, снявшей обзор iPhone X

От песка до процессора / Хабр

Сложно в это поверить, но современный процессор является самым сложным готовым продуктом на Земле – а ведь, казалось бы, чего сложного в этом куске железа?

Как и обещал – подробный рассказ о том, как делают процессоры… начиная с песка. Все, что вы хотели знать, но боялись спросить )


Я уже рассказывал о том, «Где производят процессоры» и о том, какие «Трудности производства» на этом пути стоят. Сегодня речь пойдет непосредственно про само производство – «от и до».

Производство процессоров

Когда фабрика для производства процессоров по новой технологии построена, у нее есть 4 года на то, чтобы окупить вложенные средства (более $5млрд) и принести прибыль. Из несложных секретных расчетов получается, что фабрика должна производить не менее 100 работающих пластин в час.

Вкратце процесс изготовления процессора выглядит так: из расплавленного кремния на специальном оборудовании выращивают монокристалл цилиндрической формы. Получившийся слиток охлаждают и режут на «блины», поверхность которых тщательно выравнивают и полируют до зеркального блеска. Затем в «чистых комнатах» полупроводниковых заводов на кремниевых пластинах методами фотолитографии и травления создаются интегральные схемы. После повторной очистки пластин, специалисты лаборатории под микроскопом производят выборочное тестирование процессоров – если все «ОК», то готовые пластины разрезают на отдельные процессоры, которые позже заключают в корпуса.

Уроки химии

Давайте рассмотрим весь процесс более подробно. Содержание кремния в земной коре составляет порядка 25-30% по массе, благодаря чему по распространённости этот элемент занимает второе место после кислорода. Песок, особенно кварцевый, имеет высокий процент содержания кремния в виде диоксида кремния (SiO

2

) и в начале производственного процесса является базовым компонентом для создания полупроводников.

Первоначально берется SiO2 в виде песка, который в дуговых печах (при температуре около 1800°C) восстанавливают коксом:

SiO2 + 2C = Si + 2CO

Такой кремний носит название «

технический

» и имеет чистоту 98-99.9%. Для производства процессоров требуется гораздо более чистое сырье, называемое «

электронным кремнием

» — в таком должно быть не более одного чужеродного атома на миллиард атомов кремния. Для очистки до такого уровня, кремний буквально «рождается заново». Путем хлорирования технического кремния получают тетрахлорид кремния (SiCl

4

), который в дальнейшем преобразуется в трихлорсилан (SiHCl

3

):


3SiCl4 + 2H2 + Si 4SiHCl3

Данные реакции с использованием рецикла образующихся побочных кремнийсодержащих веществ снижают себестоимость и устраняют экологические проблемы:


2SiHCl3 SiH2Cl2 + SiCl4
2SiH2Cl2 SiH3Cl + SiHCl3
2SiH3Cl SiH4 + SiH2Cl2
SiH4 Si + 2H2

Получившийся в результате водород можно много где использовать, но самое главное то, что был получен «электронный» кремний, чистый-пречистый (99,9999999%). Чуть позже в расплав такого кремния опускается затравка («точка роста»), которая постепенно вытягивается из тигля. В результате образуется так называемая «буля» — монокристалл высотой со взрослого человека. Вес соответствующий — на производстве такая дуля весит порядка 100 кг.

Слиток шкурят «нулёвкой» 🙂 и режут алмазной пилой. На выходе – пластины (кодовое название «вафля») толщиной около 1 мм и диаметром 300 мм (~12 дюймов; именно такие используются для техпроцесса в 32нм с технологией HKMG, High-K/Metal Gate). Когда-то давно Intel использовала диски диаметром 50мм (2″), а в ближайшем будущем уже планируется переход на пластины с диаметром в 450мм – это оправдано как минимум с точки зрения снижения затрат на производство чипов. К слову об экономии — все эти кристаллы выращиваются вне Intel; для процессорного производства они закупаются в другом месте.

Каждую пластину полируют, делают идеально ровной, доводя ее поверхность до зеркального блеска.

Производство чипов состоит более чем из трёх сотен операций, в результате которых более 20 слоёв образуют сложную трёхмерную структуру – доступный на Хабре объем статьи не позволит рассказать вкратце даже о половине из этого списка 🙂 Поэтому совсем коротко и лишь о самых важных этапах.

Итак. В отшлифованные кремниевые пластины необходимо перенести структуру будущего процессора, то есть внедрить в определенные участки кремниевой пластины примеси, которые в итоге и образуют транзисторы. Как это сделать? Вообще, нанесение различных слоев на процессорную подложу это целая наука, ведь даже в теории такой процесс непрост (не говоря уже о практике, с учетом масштабов)… но ведь так приятно разобраться в сложном 😉 Ну или хотя бы попытаться разобраться.

Фотолитография

Проблема решается с помощью технологии фотолитографии — процесса избирательного травления поверхностного слоя с использованием защитного фотошаблона. Технология построена по принципу «свет-шаблон-фоторезист» и проходит следующим образом:

— На кремниевую подложку наносят слой материала, из которого нужно сформировать рисунок. На него наносится фоторезист — слой полимерного светочувствительного материала, меняющего свои физико-химические свойства при облучении светом.
— Производится экспонирование (освещение фотослоя в течение точно установленного промежутка времени) через фотошаблон
— Удаление отработанного фоторезиста.

Нужная структура рисуется на фотошаблоне — как правило, это пластинка из оптического стекла, на которую фотографическим способом нанесены непрозрачные области. Каждый такой шаблон содержит один из слоев будущего процессора, поэтому он должен быть очень точным и практичным.

Иной раз осаждать те или иные материалы в нужных местах пластины просто невозможно, поэтому гораздо проще нанести материал сразу на всю поверхность, убрав лишнее из тех мест, где он не нужен — на изображении выше синим цветом показано нанесение фоторезиста.

Пластина облучается потоком ионов (положительно или отрицательно заряженных атомов), которые в заданных местах проникают под поверхность пластины и изменяют проводящие свойства кремния (зеленые участки — это внедренные чужеродные атомы).

Как изолировать области, не требующие последующей обработки? Перед литографией на поверхность кремниевой пластины (при высокой температуре в специальной камере) наносится защитная пленка диэлектрика – как я уже рассказывал, вместо традиционного диоксида кремния компания Intel стала использовать High-K-диэлектрик. Он толще диоксида кремния, но в то же время у него те же емкостные свойства. Более того, в связи с увеличением толщины уменьшен ток утечки через диэлектрик, а как следствие – стало возможным получать более энергоэффективные процессоры. В общем, тут гораздо сложнее обеспечить равномерность этой пленки по всей поверхности пластины — в связи с этим на производстве применяется высокоточный температурный контроль.

Так вот. В тех местах, которые будут обрабатываться примесями, защитная пленка не нужна – её аккуратно снимают при помощи травления (удаления областей слоя для формирования многослойной структуры с определенными свойствами). А как снять ее не везде, а только в нужных областях? Для этого поверх пленки необходимо нанести еще один слой фоторезиста – за счет центробежной силы вращающейся пластины, он наносится очень тонким слоем.

В фотографии свет проходил через негативную пленку, падал на поверхность фотобумаги и менял ее химические свойства. В фотолитографии принцип схожий: свет пропускается через фотошаблон на фоторезист, и в тех местах, где он прошел через маску, отдельные участки фоторезиста меняют свойства. Через маски пропускается световое излучение, которое фокусируется на подложке. Для точной фокусировки необходима специальная система линз или зеркал, способная не просто уменьшить, изображение, вырезанное на маске, до размеров чипа, но и точно спроецировать его на заготовке. Напечатанные пластины, как правило, в четыре раза меньше, чем сами маски.

Весь отработанный фоторезист (изменивший свою растворимость под действием облучения) удаляется специальным химическим раствором – вместе с ним растворяется и часть подложки под засвеченным фоторезистом. Часть подложки, которая была закрыта от света маской, не растворится. Она образует проводник или будущий активный элемент – результатом такого подхода становятся различные картины замыканий на каждом слое микропроцессора.

Собственно говоря, все предыдущие шаги были нужны для того, чтобы создать в необходимых местах полупроводниковые структуры путем внедрения донорной (n-типа) или акцепторной (p-типа) примеси. Допустим, нам нужно сделать в кремнии область концентрации носителей p-типа, то есть зону дырочной проводимости. Для этого пластину обрабатывают с помощью устройства, которое называется имплантер — ионы бора с огромной энергией выстреливаются из высоковольтного ускорителя и равномерно распределяются в незащищенных зонах, образованных при фотолитографии.

Там, где диэлектрик был убран, ионы проникают в слой незащищенного кремния – в противном случае они «застревают» в диэлектрике. После очередного процесса травления убираются остатки диэлектрика, а на пластине остаются зоны, в которых локально есть бор. Понятно, что у современных процессоров может быть несколько таких слоев — в таком случае на получившемся рисунке снова выращивается слой диэлектрика и далее все идет по протоптанной дорожке — еще один слой фоторезиста, процесс фотолитографии (уже по новой маске), травление, имплантация… ну вы поняли.

Характерный размер транзистора сейчас — 32 нм, а длина волны, которой обрабатывается кремний — это даже не обычный свет, а специальный ультрафиолетовый эксимерный лазер — 193 нм. Однако законы оптики не позволяют разрешить два объекта, находящиеся на расстоянии меньше, чем половина длины волны. Происходит это из-за дифракции света. Как быть? Применять различные ухищрения — например, кроме упомянутых эксимерных лазеров, светящих далеко в ультрафиолетовом спектре, в современной фотолитографии используется многослойная отражающая оптика с использованием специальных масок и специальный процесс иммерсионной (погружной) фотолитографии.

Логические элементы, которые образовались в процессе фотолитографии, должны быть соединены друг с другом. Для этого пластины помещают в раствор сульфата меди, в котором под действием электрического тока атомы металла «оседают» в оставшихся «проходах» — в результате этого гальванического процесса образуются проводящие области, создающие соединения между отдельными частями процессорной «логики». Излишки проводящего покрытия убираются полировкой.

Финишная прямая

Ура – самое сложное позади. Осталось хитрым способом соединить «остатки» транзисторов — принцип и последовательность всех этих соединений (шин) и называется процессорной архитектурой. Для каждого процессора эти соединения различны – хоть схемы и кажутся абсолютно плоскими, в некоторых случаях может использоваться до 30 уровней таких «проводов». Отдаленно (при очень большом увеличении) все это похоже на футуристическую дорожную развязку – и ведь кто-то же эти клубки проектирует!

Когда обработка пластин завершена, пластины передаются из производства в монтажно-испытательный цех. Там кристаллы проходят первые испытания, и те, которые проходят тест (а это подавляющее большинство), вырезаются из подложки специальным устройством.

На следующем этапе процессор упаковывается в подложку (на рисунке – процессор Intel Core i5, состоящий из CPU и чипа HD-графики).

Привет, сокет!

Подложка, кристалл и теплораспределительная крышка соединяются вместе – именно этот продукт мы будем иметь ввиду, говоря слово «процессор». Зеленая подложка создает электрический и механический интерфейс (для электрического соединения кремниевой микросхемы с корпусом используется золото), благодаря которому станет возможным установка процессора в сокет материнской платы – по сути, это просто площадка, на которой разведены контакты от маленького чипа. Теплораспределительная крышка является термоинтерфейсом, охлаждающим процессор во время работы – именно к этой крышке будут примыкать система охлаждения, будь то радиатор кулера или здоровый водоблок.

Сокет (разъём центрального процессора) — гнездовой или щелевой разъём, предназначенный для установки центрального процессора. Использование разъёма вместо прямого распаивания процессора на материнской плате упрощает замену процессора для модернизации или ремонта компьютера. Разъём может быть предназначен для установки собственно процессора или CPU-карты (например, в Pegasos). Каждый разъём допускает установку только определённого типа процессора или CPU-карты.

На завершающем этапе производства готовые процессоры проходят финальные испытания на предмет соответствия основным характеристикам – если все в порядке, то процессоры сортируются в нужном порядке в специальные лотки – в таком виде процессоры уйдут производителям или поступят в OEM-продажу. Еще какая-то партия пойдет на продажу в виде BOX-версий – в красивой коробке вместе со стоковой системой охлаждения.

The end

Теперь представьте себе, что компания анонсирует, например, 20 новых процессоров. Все они различны между собой – количество ядер, объемы кэша, поддерживаемые технологии… В каждой модели процессора используется определенное количество транзисторов (исчисляемое миллионами и даже миллиардами), свой принцип соединения элементов… И все это надо спроектировать и создать/автоматизировать – шаблоны, линзы, литографии, сотни параметров для каждого процесса, тестирование… И все это должно работать круглосуточно, сразу на нескольких фабриках… В результате чего должны появляться устройства, не имеющие права на ошибку в работе… А стоимость этих технологических шедевров должна быть в рамках приличия… Почти уверен в том, что вы, как и я, тоже не можете представить себе всего объема проделываемой работы, о которой я и постарался сегодня рассказать.

Ну и еще кое-что более удивительное. Представьте, что вы без пяти минут великий ученый — аккуратно сняли теплораспределительную крышку процессора и в огромный микроскоп смогли увидеть структуру процессора – все эти соединения, транзисторы… даже что-то на бумажке зарисовали, чтобы не забыть. Как думаете, легко ли изучить принципы работы процессора, располагая только этими данными и данными о том, какие задачи с помощью этого процессора можно решать? Мне кажется, примерно такая картина сейчас видна ученым, которые пытаются на подобном уровне изучить работу человеческого мозга. Только если верить стэнфордским микробиологам, в одном человеческом мозге находится больше «транзисторов», чем во всей мировой IT-инфраструктуре. Интересно, правда?

BONUS

Хватило сил дочитать до этого абзаца? ) Поздравляю – приятно, что я постарался не зря. Тогда предлагаю откинуться на спинку кресла и посмотреть всё описанное выше, но в виде более наглядного видеоролика – без него статья была бы не полной.

Эту статью я писал сам, пытаясь вникнуть в тонкости процесса процессоростроения. Я к тому, что в статье могут быть какие-то неточности или ошибки — если найдете что-то, дайте знать. А вообще, чтобы окончательно закрепить весь прочитанный материал и наглядно понять то, что было недопонято в моей статье, пройдите по этой ссылке. Теперь точно всё.


Успехов!

Использование песка в строительстве, намывной песок

Песок очень популярен в строительстве, благодаря своей экологичности, материал не имеет недостатков, он универсален. Этот сыпучий материал пожаробезопасный, не склонен к разложению и появлению микроорганизмов. Подобная стабильность гарантирует прочность возведений, кроме того, стоит материал очень дешево.

Песок используется не только в строительстве зданий, но и дорог, без него не обойтись в садоводстве при создании растительного грунта.


Виды

Песок различается, в первую очередь, по физическим, химическим и природным показателям. Последнее обусловлено способом его добычи. Популярный вид песка на сегодняшний день – карьерный. Открытый способ добывания разделяет его на мытый, горный и сеяный. При очистке горного песка от пыли и глины получается мытый песок, а при просеивании – сеяный. Сеяный песок исключает крупные камни и другие примеси, тем самым он идеален для изготовления штукатурки.

Еще один вид песка – речной. Исходя из названия, материал добывается со дна реки. Несмотря на то, что добыча занимает много средств, такой песок является наиболее чистым сырьем, исключающим камни, глину, грязь и другие примеси. По ценности такой песок сравним лишь с морским. Он незаменим в строительстве дорог и зданий.

Искусственные пески

Искусственные пески также имеют место быть, так как месторождения природного материала не так многочисленны, как хотелось бы. Во многих регионах, где нет возможности добычи натурального сырья, распространена специальная технология изготовления – путем дробления твердых пород, плотных материалов и другого сырья. По способу изготовления искусственные пески также могут быть:

  1. Легкими.
  2. Осадочными.
  3. Керамзитовыми.
  4. Аглопоритовыми.

Легкие, или пористые пески, делаются из пемзы, измельченных древесных опилок и продуктов сельского хозяйства. Керамзитный делается из дробленного керамзита, глины. Им заполняют бетон, используют при теплоизоляции. Осадочный изготовлен из ракушек и туфов, путем их измельчения. Аглопоритовый песок образуется путем обжига глины, шлака, промышленных отходов. Имеет значение при изготовлении искусственного песка и белый кварц. Его рассеивают, и получается абсолютно однородная смесь, годная для декоративной отделки.

Применение

Морской и кварцевый пески активно используются в медицине. Нагретым песком лечат невралгию, радикулит, спазмы, воспаления. Речной и карьерный – в сельском хозяйстве, почти все виды искусственных песков пригодны для посыпки дорог зимой. В ландшафтном дизайне песок также необходим, в ремонте он незаменим при создании напольных покрытий. Строительство стадионов, аэродромов, автостоянок сложно представить без этого материала. А вот речной песок призван поддерживать микрофлору в аквариуме.

Перспективность покупки намывного песка

В эру, когда человек научился клонировать даже животных, каких только вариантов строительных материалов не существует. Но даже с учетом такого изобилия все равно предпочтение отдается натуральным компонентам. Это главная причина, почему по сей день используется намывной песок.

Вообще существует три типа песка:

  • карьерный;
  • морской;
  • речной.

Первый вид добывается непосредственно из породы, а два других – со дна водоема.


Намывной вариант еще часто называют промывным. Это связано с особой технологией его очистки. Она производится непосредственно на стадии добычи. Именно это делает изделие популярным в строительстве. Ведь в составе компонента напрочь отсутствуют вредные примеси, а сам материал достаточно однородный.

Получить похожий результат можно и с русла пересохшей реки. Для этого используют мощный поток воды. При помощи струи песок практически вытесняют из почвы. Параллельно он отделяется от глины и прочих соединений.

Характеристики грунтов влияют на цвет материала, оттого он может колебаться от светло-желтого до серого.


После описанной добычи следует стадия калибровки. Для этого материал пропускают через ситечко с мелкими ячейками. Сегодня это делается автоматизировано, но когда-то приходилось все осуществлять вручную. И это значительно повышало себестоимость.

С учетом классификации по диаметру песчинок принято выделять фракции стройматериала:

  • мелкая;
  • средняя;
  • крупная;
  • очень крупная.

Универсальность изделия сослужила ему хорошую службу. Оттого предложенная заводом «Молодой Ударник» услуга приобрести намывной песок с доставкой пользуется огромным спросом. Это позволит заказать качественный материал, а еще и с возможностью подвоза прямо к месту осуществления строительства.

Незаменимо изделие в штукатурных работах. Именно это позволяет создать равномерную субстанцию, которая надежным слоем ляжет на стены. Важно только подобрать компонент с элементами из одной фракции.

Часто можно встретить использование именно намывного песка в дорожном строительстве. Это важная составляющая технологичного состава асфальта.

Из речного песка делают кирпичи. И на сегодня этот материал как в рядовом, так и в облицовочном виде более чем востребован. Из породы производят высокопрочный бетон. Такой зачастую подходит для создания декоративных элементов вроде барельефов, статуй или колонн.

Причины использование именно намывной субстанции объясняются ее физическими свойствами. Обычный речной песок быстро оседает на дно при замешивании раствора. Этому виной его мокрое состояние, а промытый и очищенный от твердых примесей материал однородно перемешивается.

Нередко можно встретить и несколько альтернативное применение. Как вариант — именно эта субстанция создает отличное трение на гололеде. Оттого зимой таким песком посыпают дороги, а для снижения травмоопасности используют в качестве покрытия для детской площадки.

Качественная покупка стройматериала регламентирована грамотным подходом к выбору продавца.

Видео. Выбор песка. Какой песок нельзя покупать?

Видео. Песок строительный

Как делают стекло? | Вечные вопросы | Вопрос-Ответ

Основу стекла составляет один из самых распространённых материалов: кварцевый песок. Его подвергают специальной обработке, нагревая до критических температур. При этом отдельные частички песка сплавляются между собой. Затем следует быстрое охлаждение получившейся массы, в ходе которого песчинки просто не успевают вернуться в первоначальное состояние.

Процесс изготовления стекла состоит из нескольких этапов:

1. Песок плавят до жидкого состояния в специальной печи. Кварцевый песок плавится при температуре 2300 градусов Цельсия. Добавление карбоната натрия (соды) снижает необходимую для стеклообразования температуру до 1500 градусов Цельсия. Однако сода вызывает разъедание стекла водой. Поэтому, чтобы нейтрализовать это явление, в стекло дополнительно вводят оксид кальция (известь).

2. В зависимости от назначения стекла в эту смесь добавляют другие химические вещества. Наиболее распространённая добавка для декоративных стекол — это оксид свинца, который обеспечивает блеск, а также низкую твёрдость, облегчающую резку. Чтобы сделать стекло более стойким, в него вводят оксиды магния или алюминия.

3. Чтобы придать стеклу нужный оттенок, в расплавленную массу добавляют оксиды различных металлов. Например, с помощью оксида железа его делают красным, оксида никеля — фиолетовым или коричневым, оксида урана — жёлтым. Медь или хром придают ему зелёный цвет разных оттенков.

4. Из расплавленной массы песка, соды, извести и других компонентов удаляют газовые пузырьки. Это подразумевает размешивание стекла до равномерной густоты и добавление таких веществ, как сульфат или хлорид натрия, оксид сурьмы.

5. Расплавленному стеклу придают форму. Это можно осуществлять одним из следующих способов:

  • Стекло выливают в ванну с расплавленным оловом, используемым в качестве субстрата, и продувают сжатым азотом для формования и полировки. Именно так производят листовое стекло с 1950-х годов.
  • Расплавленную массу выливают в форму и дают стеклу остыть. Этот метод использовался египтянами, именно так создаётся большинство оптических линз.
  • Стекло собирают на конце полой трубы, а затем выдувают его, поворачивая эту трубу. Стекло формуется благодаря продуваемому воздуху, силе тяжести, действующей на его расплав, и любым инструментам, которые использует стеклодув. Так изготавливают вазы, стаканы, ёлочные игрушки и другие объёмные предметы.

6. Стеклу дают остыть, после чего его вновь подвергают тепловой обработке. Делается это, чтобы стекло стало более прочным . Этот процесс называется отжигом, при нём удаляются все точечные источники напряжений, которые могут образовываться в процессе охлаждения стекла.

7. На завершающем этапе на стекло наносят различные покрытия, ламинируют или обрабатывают его каким-либо другим способом для повышения прочности и стойкости. Листовое стекло режут на стандартные листы.

Смотрите также:

Как делают процессоры — Журнал «Код»

Песок. В наших компьютерах в буквальном смысле песок, вернее — составляющий его кремний. Это основной элемент, благодаря которому в компьютерах всё работает. А вот как из песка получаются компьютеры.

Что такое процессор

Процессор — это небольшой чип внутри вашего компьютера или телефона, который производит все вычисления. Об основе вычислений мы уже писали — это транзисторы, которые собраны в сумматоры и другие функциональные блоки.

Если очень упрощённо — это сложная система кранов и труб, только вместо воды по ним течёт ток. Если правильным образом соединить эти трубы и краны, ток будет течь полезным для человека образом и получатся вычисления: сначала суммы, потом из сумм можно получить более сложные математические операции, потом числами можно закодировать текст, цвет, пиксели, графику, звук, 3D, игры, нейросети и что угодно ещё.

Кремний

Почти все процессоры, которые производятся в мире, делаются на кремниевой основе. Это связано с тем, что у кремния подходящая внутренняя атомная структура, которая позволяет делать микросхемы и процессоры практически любой конфигурации.

Самый доступный источник кремния — песок. Но кремний, который получается из песка, на самом первом этапе недостаточно чистый: в нём есть 0,5% примесей. Может показаться, что чистота 99,5% — это круто, но для процессоров нужна чистота уровня 99,9999999%. Такой кремний называется электронным, и его можно получить после цепочки определённых химических реакций.

Когда цепочка заканчивается и остаётся только чистый кремний, можно начинать выращивать кристалл.

Кристалл и подложка

Кристаллы — это такие твёрдые тела, в которых атомы и молекулы вещества находятся в строгом порядке. Проще говоря, атомы в кристалле расположены предсказуемым образом в любой точке. Это позволяет точно понимать, как будет вести себя это вещество при любом воздействии на него. Именно это свойство кристаллической решётки используют на производстве процессоров.

Самые распространённые кристаллы — соль, драгоценные камни, лёд и графит в карандаше.

Большой кристалл можно получить, если кремний расплавить, а затем опустить туда заранее подготовленный маленький кристалл. Он сформирует вокруг себя новый слой кристаллической решётки, получившийся слой сделает то же самое, и в результате мы получим один большой кристалл. На производстве он весит под сотню килограмм, но при этом очень хрупкий.

Готовый кристалл кремния.

После того, как кристалл готов, его нарезают специальной пилой на диски толщиной в миллиметр. При этом диаметр такого диска получается около 30 сантиметров — на нём будет создаваться сразу несколько десятков процессоров.

Каждую такую пластинку тщательно шлифуют, чтобы поверхность получилась идеально ровной. Если будут зазубрины или шероховатости, то на следующих этапах диск забракуют.

Готовые отполированные пластины кремния.

Печатаем транзисторы

Когда диски отполированы, на них можно формировать процессоры. Процесс очень похож на то, как раньше печатали чёрно-белые фотографии: брали плёнку, светили сверху лампой, а снизу клали фотобумагу. Там, куда попадал свет, бумага становилось тёмной, а те места, которые закрыло чёрное изображение на плёнке, оставались белыми.

С транзисторами всё то же самое: на диск наносят специальный слой, который при попадании света реагирует с молекулами диска и изменяет его свойства. После такого облучения в этих местах диск начинает проводить ток чуть иначе — сильнее или слабее.

Чтобы так поменять только нужные участки, на пути света помещают фильтр — прямо как плёнку в фотопечати, — который закрывает те места, где менять ничего не надо.

Потом получившийся слой покрывают тонким слоем диэлектрика — это вещество, которое не проводит ток, типа изоленты. Это нужно, чтобы слои процессора не взаимодействовали друг с другом. Процесс повторяется несколько десятков раз. В результате получаются миллионы мельчайших транзисторов, которые теперь нужно соединить между собой.

Соединяем всё вместе

То, как соединяются между собой транзисторы в процессоре, называется процессорной архитектурой. У каждого поколения и модификации процессоров своя архитектура. Все производители держат в секрете тонкости архитектуры, потому что от этого может зависеть скорость работы или стоимость производства.

Так как транзисторов много, а связей между ними нужно сделать немало, то поступают так: наносят токопроводящий слой, ставят фильтр и закрепляют проводники в нужном месте. Потом слой диэлектрика и снова токопроводящий слой. В результате выходит бутерброд из проводников, которые друг другу не мешают, а транзисторы получают нужные соединения.

Токопроводящие дорожки крупным планом. На фото они уже в несколько слоёв и не мешают друг другу.

В чём сложность

Современные процессоры производятся на нанометровом уровне, то есть размеры элементов измеряются нанометрами, это очень мало.

Если, например, во время печати очень толстый мальчик упадёт на пол в соседнем цехе, еле заметная ударная волна прокатится по перекрытиям завода и печатная форма немного сдвинется, а напечатанные таким образом транзисторы окажутся бракованными. Пылинка, попавшая на пластину во время печати — это, считай, загубленное ядро процессора.

Поэтому на заводах, где делают процессоры, соблюдаются жёсткие стандарты чистоты, все ходят в масках и костюмах, на всех воздуховодах стоят фильтры, а сами заводы находятся на сейсмических подушках, чтобы толчки земной коры не мешали производить процессоры.

Крышка и упаковка

Когда дорожки готовы, диск отправляют на тесты. Там смотрят на то, как работает каждый процессор, как он греется и сколько ему нужно энергии, заодно проверяют на брак.

В зависимости от результатов процессоры с одной пластины могут получить разную маркировку и продаваться по разной стоимости. Те процессоры, которые получились более удачными, становятся дорогими серверными продуктами. Те, где кто-то рядом чихнул или вздохнул, имеют некоторые несовершенства и дефекты, их могут отправить на потребительскую линию.

После тестов диск разрезают на готовые процессорные ядра.

Пластина со множеством одинаковых процессорных ядер.Робот вырезает ядра из готовой пластины.

После этого к ядру процессора добавляют контакты, чтобы можно было вставить его в материнскую плату, и накрывают крышкой. Чёрный или металлический прямоугольник, из которого торчат ножки, — это как раз крышка.

Крышка выполняет две функции: защищает сам кристалл от повреждений и отводит от него тепло во время работы. Дело в том, что миллионы транзисторов при работе нагреваются, и если процессор не остужать, то он перегреется и кристалл может испортиться. Чтобы такого не произошло, на крышку процессора ставят воздушные кулеры или делают водяное охлаждение.

Система на чипе

Чипы процессоров уже настолько маленькие, что под одной крышкой можно поместить какое-нибудь ещё устройство. Например, видеосистему — то, что обсчитывает картинку перед выводом на экран. Или устройство радиосвязи с антенной.

В какой-то момент на маленьком чипе площадью около 1 см2 уже можно было поместить процессор, видео, модем и блютус, сделать всё нужное для поддержки памяти и периферии — в общем, система на чипе. Подключаете к этому хозяйству экран, нужное количество антенн, портов и кнопок, а главное — здоровенную батарею, и у вас готовый смартфон. По сути, все «мозги» вашего смартфона находятся на одном маленьком чипе, а 80% пространства за экраном занимает батарея.

Из чего сделан песок? История. | Морская наука

Песок, возможно, воспринимается как нечто само собой разумеющееся; он попадает в ваши волосы, одежду и всю вашу еду на пляже. Но песок тоже завораживает. Песчаные пляжи динамичны: песок медленно накапливается с течением времени, перемещается вдоль побережья вдоль берега, уносится с пляжа большими волнами во время штормов и может снова откладываться на пляже с прибрежных берегов в спокойные периоды. Песок обычно состоит в основном из различного количества материала, выветрившегося из внутренних скал (или материала морских утесов) и перенесенного на пляж ветром или реками, и / или ракушек и других твердых частиц, осажденных из океанской воды. морские организмы.

Таким образом, песок записывает процессы в различных временных масштабах. Внимательно рассматривая песок под микроскопом, мы можем определить минеральный или организменный состав песка и определить, откуда он возник, и какие породы или организмы образовали песок. Например, внимательно посмотрите на эти снимки образцов песка под микроскопом ниже:

Просто взглянув на эти образцы, мы можем сделать некоторые предположения о том, откуда они взялись. В песке слева есть несколько черных зерен и много стеклянных зеленых зерен (плюс несколько белых, похожих на ракушки).Стеклянные зеленые зерна — это оливин, минерал, часто встречающийся в базальтовых породах, что объясняет, что представляют собой черные части (кусочки базальта). Базальт составляет океанскую кору и горячие точки, такие как Гавайи, откуда и взят этот образец. Песок в середине пурпурного цвета из-за высокой концентрации кристаллов граната, обычно встречающихся в метаморфических породах. Этот песок взят с побережья Биг-Сур в Калифорнии, где много метаморфических пород образовалось вблизи древней зоны субдукции. Песок справа на 100% состоит из раковин, кораллового скелета и других биологических осадков.Нет никаких признаков фрагментов горных пород, что имеет смысл — этот песок с Мальдивских островов, группы островов кораллового атолла, на которых нижележащие породы фундамента погрузились под поверхность моря.

Помимо своего происхождения, песок также содержит подсказки об истории, которую он пережил, и о физической среде, в которой он находится в настоящее время. Например, сравните степень округления в приведенных ниже образцах песка. Песок слева — это крутой небольшой пляж на Гавайях, подверженный сильным зимним океанским волнам.Неоднократное столкновение друг с другом отполировало эти песчинки, когда их бросает прибой. Песок справа взят с другого пляжа в Биг-Суре, где река, спускающаяся каскадом вниз по крутым горам, поддерживающим пляж, откладывает недавно выветренные зерна породы, которые не ушли далеко и еще не округлены и не сглажены.

Точно так же эти два образца песка ниже могут подсказать нам об энергии волн на конкретном пляже. Песок слева состоит из мелких мелких зерен, а песок справа состоит из более крупных и тяжелых минеральных зерен.Это различие говорит о том, что пляж справа обычно затопляется более крупными волнами, которые уносят более легкие и мелкие частицы и оставляют после себя только более крупные отложения.

Песок также может содержать интересные подсказки о морских организмах, которые живут поблизости и способствовали формированию песка — например, типы раковин и их относительная численность могут использоваться в качестве индикатора здоровья близлежащих экосистем.

Можете ли вы найти песок рядом с вашим домом? Какие экологические и геологические подсказки может содержать ваш песок? (Примечание: вы также можете найти песок в дюнах, реках и озерах)


Ссылки

Carilli J, Walsh S Бентические скопления фораминифер с острова Киритимати (Рождества) указывают на то, что опосредованное человеком питание происходило в масштабе десятилетий Морская экология Progress Series 456: 87-99 (2012)

Young A, et al.Выход грубых отложений в результате эрозии морского утеса в прибрежной ячейке океана Journal of Coastal Research 26: 580-585 (2010).

Факторы Циглера V, влияющие на округление песчинок The Journal of Geology 19:645-654 (1911).

Все изображения Джессики Карилли

Откуда берется песок на наших пляжах?

Под микроскопом с большим увеличением можно рассмотреть разнообразие песка.Этот образец песка с песчаного пляжа в штате Мэн, собранный Робертом Маронпотом, включает в себя позвоночник белого морского ежа слева от большого полосатого коричневого осколка моллюска. Несколько прозрачных зерен кварцевого песка находятся справа от центра, а фрагмент ракушки светло-коричневого цвета с линейными бороздками находится чуть ближе к центру в нижней части изображения. Красновато-коричневые зерна — калиевый полевой шпат. Кредит: Роберт Маронпот/Magnified Sand

Хочешь вернуться в прошлое вместе с SciFri? Подпишитесь на информационный бюллетень Science Friday Rewind, чтобы получать новые оцифрованные истории и аудиофрагменты из наших архивов!


Архивная запись: 3 июля 1998 г.

Прогуливаясь по защищенной бухте Сэнд-Бич в Бар-Харборе, штат Мэн, вы, возможно, сосредоточитесь на виде на океан.Но если вы присмотритесь к зернистой смеси под ногами, вы найдете летопись древнего мира, клад крошечных блестящих кристаллов, выветрившихся камней и даже измельченные останки мидий, моллюсков и других морских обитателей.

«Большая часть песка — это иголки морских ежей, если вы можете себе это представить», — сказал Science Friday профессор и директор Лаборатории прибрежных исследований в Международном университете Флориды Стивен Лезерман в архивном интервью в 1998 году.Хотя большинство людей считают песок само собой разумеющимся, он объяснил: «Пляжи состоят из множества разных материалов».

Песок, на котором вы расстелите свое пляжное полотенце, состоит из множества материалов, которые различаются по форме, цвету, текстуре и составу. Большая часть пляжного песка состоит из кварца, «диоксида кремния, натурального стекла», — пояснил Лезерман. Камни в реках и ручьях со временем медленно разрушаются по мере того, как они переносятся в океан, где катящиеся волны и приливы разбивают их на еще более мелкие частицы.Чем мельче песок, тем он старше. Например, пляжи среднеатлантических штатов представляют собой рушащиеся остатки «Аппалачей, которые были стерты миллионы лет назад», — сказал Тони Пратт, администратор отдела управления береговой линией и водными путями в Департаменте природных ресурсов и окружающей среды штата Делавэр. Control, на SciFri в 1998 году. Пляжи динамичны, объяснил он.

«Это то, что я иногда характеризую как жидкие формы рельефа, область, которая поглощает энергию моря.

Связанная статья

Пески Земли и не только

Песок с острова Исла Хора на тихоокеанском побережье полуострова Никойя, Коста-Рика. Этот пляжный песок образуется в результате речной и морской эрозии. Под микроскопом лучше видны осколки ракушек, обломки раковин двустворчатых моллюсков и вкрапления порфировидного базальта. Кредит: Роберт Маронпот/Magnified Sand

Когда шторм обрушивается на пляж, например, более твердые и тяжелые минералы, такие как магнетит и мусковит, могут подниматься в толще песка и временно менять цвет пляжа.«У нас бывают штормы [в Делавэре], которые на самом деле оставляют на наших пляжах обширные залежи больших черных песчаных пластов, которые люди часто ошибочно принимают за загрязнение или нефть», — сказал Пратт. Это изменение цвета песка может позволить увидеть штормовые события даже спустя три или четыре года.

Зеленый песок на Большом острове, Гавайи. Фото: Shutterstock

Разнообразие оттенков — от розового цвета каламинового лосьона до мерцающего белого — также дает ключ к разгадке минералогии и геологического происхождения песков. На южной оконечности Большого острова Гавайи песок на пляже Папаколеа имеет глубокий изумрудный цвет.Пляж Папаколеа, один из немногих пляжей с зеленым песком в США, был создан около 49 000 лет назад, когда произошло извержение вулкана Мауна-Лоа и образовался конус вулканического пепла. Под водой «лава переохлаждается, образуя стекло, а не твердую породу», — объяснил Лезерман. По мере того, как оставшийся конус шлака разрушается, он откладывает зеленые блестящие полупрозрачные кристаллы, известные как оливин, которые придают пляжу зеленый блеск.

Пляжный песок Папаколеа, собранный под большим увеличением возле Саут-Пойнт, район Кау, остров Гавайи.Образец от Лиззи Рейнталь. Предоставлено: Марк А. Уилсон/Колледж Вустера/общественное достояние через Викимедиа.

Связанный сегмент

Всегда ли больше песка означает лучший пляж?

Береговая линия также может быть пронизана остатками мертвых морских организмов, например Белые скалы Дувра на юго-восточном побережье Англии. Отвесные стены известны своим блестящим белым мелом, типом «карбонатных скал», сказал Лезерман. В 2016 году исследование, опубликованное в Global Biogeochemical Cycles , обнаружило доказательства того, что одноклеточные морские водоросли, называемые кокколитофорами, сыграли ключевую роль в создании этого образования.Когда кокколитофориды умирают, их твердые кальцитовые пластины тонут и превращаются в мел на дне океана. Ученые говорят, что сильное цветение водорослей в Южном океане почти 100 миллионов лет назад является вероятным источником меловых соединений Белых скал Дувра.

«Мир, по которому мы ходим, — это карбонатные остатки всей кальцинированной жизни, которая когда-либо существовала, и об этом приятно думать», — сказала научный журналист Синтия Барнетт в недавнем интервью Science Friday о своей новой книге The Sound of the The Sound. Море: Ракушки и судьба океана .Она объяснила, как раковины мягких существ, таких как морские улитки и моллюски, заложили основу для некоторых из самых впечатляющих строений общества: «Если вы думаете об известняковом Пентагоне, Мемориале Линкольна или даже Эмпайр-стейт-билдинг, это действительно мощные здания — и своей силой они обязаны невероятно хрупким, мягким существам».

Согласно исследованию 2016 года, Белые скалы Дувра были созданы примерно 100 миллионов лет назад. Фото: Shutterstock

Даже использование песка в качестве основного строительного материала имеет долгую историю: египтяне создавали бетон из песка, а римляне использовали эту технику в своих храмах.Но наши отношения с песком со временем изменились, сказала журналу Science в пятницу в мае 2021 года Аврора Торрес, научный сотрудник Центра системной интеграции и устойчивого развития Мичиганского государственного университета и Католического университета Лувена. Примерно в 1950-х годах рост населения и городское развитие ускорило нашу добычу песка и гравия. Сегодня песок используется не только для строительства зданий и улиц, но и для изготовления стекол, красок и микрочипов для смартфонов и ноутбуков.

«Ежегодно мы добываем 50 миллиардов тонн песка и гравия, — сказал Торрес. «Сейчас это самые добываемые материалы в мире, помимо ископаемого топлива и биомассы».

Спрос на песок подпитывает экологические и социально-экономические войны, что приводит к «глобальному песчаному кризису», добавил Торрес. В Индии песчаные мафии контролируют шахты и подозреваются в причастности к сотням убийств, а Сингапур недавно обвинили в краже песка с пляжей Индонезии для масштабной городской застройки, что привело к исчезновению 23 островов, сказал Торрес.

От небоскребов до морских скелетов, в следующий раз, когда вы почувствуете пляжный песок между пальцами ног, знайте, что эти истолченные зерна и песчаная суспензия связывают вас с тысячелетиями истории Земли.

Послушайте полный архивный выпуск о пляжах с учеными и историками, рассказывающими о повышении уровня моря, штормовой эрозии, а также о культурной и социальной истории этих культовых мест летнего отдыха.

Обратите внимание, что этот выпуск впервые вышел в эфир 3 июля 1998 года и может содержать устаревшую научную информацию.Мы хотели предоставить вам полный архивный эпизод для ознакомления. Статья соответствует действительности и содержит обновленную информацию, которая может помочь вам контекстуализировать этот архивный выпуск «Научной пятницы».



Пожертвовать на науку в пятницу

Инвестируйте в качественную научную журналистику, сделав пожертвование Science Friday.

Пожертвовать

Познакомьтесь с писателем

Лорен Дж.молодой

О Лорен Дж. Янг

@laurenjyoung617

Лорен Дж. Янг была цифровым продюсером Science Friday. Когда она не расставляет книги в качестве помощника в библиотеке, она пополняет свою впечатляющую коллекцию диспенсеров Pez.

Образование песка из кварца

Песок, независимо от того, используете ли вы его для строительства замков из песка, для определения времени с помощью песочных часов или для гидравлического разрыва пласта, почти везде одинаков: бесчисленное количество крошечных песчинок, смешанных вместе, образуют одни и те же дюны и пляжи.

Но почему песок почти всегда выглядит одинаково? И как так много всего оказывается на пляже?

Ну, большая часть песка в мире состоит из одного и того же материала, крошечных кристаллов минерального кварца, который состоит из кремнезема и кислорода, двух наиболее распространенных элементов в земной коре.

И, как вы знаете, если вы когда-нибудь пробовали корку бутерброда с песком, зерна кварца маленькие и очень прочные. Вот почему.

Кристаллы кварца образуются в остывающем комке расплавленной гранитной породы или магмы глубоко под поверхностью Земли.По мере остывания магмы различные минералы кристаллизуются в твердую породу при разных температурах, а кварц образуется одним из последних минералов. Он вынужден кристаллизоваться в крошечных пространствах, оставшихся в остывающей скале, в значительной степени гарантируя, что он окажется в определенном диапазоне размеров.

Но быть последним имеет долгосрочные преимущества. Минералы, которые образуются в более ранних, более жарких условиях, имеют более слабую химическую структуру и легче выветриваются, чем кварц. Это похоже на то, как отношения, возникшие в пылу страсти, могут быть не такими стабильными, как глубокая связь, возникшая с течением времени.

Так как слабая вспышка в минералах сковороды стирается, твердые зерна кварца остаются выскальзывать из скалы в виде песка.

И тогда это только вопрос времени, иногда очень долгого, когда кварцевый песок будет унесен ручьями и реками и унесен в море.

Там, в устье реки, быстрое течение воды резко замедляется и выпадает хорошо окатанный песок. Более крупные камни и галька уже остались выше по течению, а более мелкие отложения, такие как ил и глина, продолжают уноситься ослабленным течением и откладываться дальше от берега.

На протяжении тысяч и тысяч лет русла рек несутся вверх и вниз по побережью, сбрасывая груды песка, которые волны и течения разносят на гладкие песчаные пляжи.

Конечно, не все пляжи состоят из чистого кварцевого песка, и не весь кварцевый песок попадает на пляжи. Но тот факт, что так много пляжей и так много песков одинаковы, является свидетельством химического состава наиболее распространенных компонентов земной коры по мере их охлаждения и кристаллизации, а также физики отложений, медленно перемещающихся и поднимающихся к морю.Это в буквальном смысле пески времени.

Из чего сделан песок? – ИГУГ

Мы любим играть на пляже и наслаждаться океаном, а также любим узнавать об этом. Оказывается, о науке о песке нужно знать гораздо больше, чем мы могли предположить!

Чтобы помочь нам лучше понять науку о строительстве замков из песка и лучше понять здоровые пляжи и здоровые океаны, у нас есть наш собственный буквальный «Профессор песка»! Арт Трембанис — профессор океанографии в Университете Делавэра наш эксперт по песку, пляжу и океану.Мы предложили ему начать с основ и рассказать нам, что такое песок на самом деле!

Иглобрюх: Итак, профессор Арт, прежде всего, что такое песок?

Prof. Art: Песок в основном состоит из разбитых фрагментов скал, которые подвергались выветриванию в течение невероятно долгого времени и были перенесены на пляжи после долгого путешествия от их первоначального источника высоко в горах. На некоторых коралловых пляжах песок может образоваться из экскрементов рыб-попугаев!

Какашки?!

Верно! Рыбы-попугаи (и другие растительноядные рыбы) откусывают фрагменты кораллов, а затем выбрасывают песок.Например, на белых песчаных пляжах Гавайев много песка, сделанного из экскрементов рыб-попугаев. Другие пляжи на Гавайях славятся своим зеленым песком, полученным из вулканического минерала под названием «оливин».

Так что же делает его песком, а не камнем?

Размер! Как только он становится достаточно маленьким, он считается песком. Песок можно сделать практически из чего угодно, лишь бы он был достаточно мелким.

Насколько маленький?

Что ж, песок мельче гравия и крупнее ила.Это помогает?

Эээ…

Ученые и инженеры установили точные и стандартизированные определения для частиц разных размеров, и общепринятое определение песка — это частицы размером от 0,0625 до 2 миллиметров. Даже в пределах размера песка существуют дополнительные подразделения от самого крупного (очень крупного), до крупного, до среднего, до мелкого и, наконец, до самого мелкого (очень мелкого), каждое с определенным интервалом.

Зачем придавать такое большое значение такой мелочи (или мелочам)?

Потому что знание размера зерен имеет основополагающее значение для понимания того, как будет вести себя песок, и это основа для строительства великого замка из песка!

Спасибо, проф.Искусство!

 

Есть еще вопросы, на которые профессор Арт должен ответить? Оставьте их в комментариях ниже!

Хотите узнать больше о том, из чего состоит песок?  Этот веб-сайт для аренофилов (людей, которые любят песок) – отличное место для начала! Кроме того, вот 20 интересных фактов о песке, которые помогут вам удивить и поразить вашу семью и друзей.

20 вещей, о которых вы не знали… Песок

1. Есть песок? Вы, вероятно, делаете, в вашей кухонной кладовой.Песок определяется как любой материал, состоящий из зерен определенного размера. Сахар и соль обычно подходят.

2. Гораздо реже, однако, встречается гипсовый песок, благодаря которому Национальный памятник Уайт-Сэндс в Нью-Мексико получил свое название. Необычайно высокая концентрация этого редкого вида началась на мелководье около 280 миллионов лет назад.

3. Материалом, который чаще всего называют песком, является кремнезем, состоящий из кристаллов кварца, которые разрушились настолько, насколько это возможно естественным путем, примерно до миллиметра в диаметре.

4. На пляже кварцевый песок смешивается с фрагментами кораллов, ракушек и других материалов биологического происхождения.

5. В то время как песок всех видов обычно образуется путем дробления материала на более мелкие частицы, в воде с высокой концентрацией карбоната кальция или некоторых других минералов может произойти обратное. Крошечная частица со временем покрывается минералами, в результате чего образуется особый тип песчинок, называемый оолитом.

6. Члены Palythoa, рода кораллов, могут состоять из песка до 65 процентов по весу; они используют этот материал для создания своего каркаса, что делает их более устойчивыми к последствиям изменения климата, таким как подкисление океана.

7. Люди также используют песок в качестве строительного материала, добывая из него огромное количество бетона.

8. Спрос на песок настолько высок, что в последние годы взорвался нелегальный рынок песка по всему миру. По оценке 2013 года, теневой бизнес оценивался примерно в 16 миллионов долларов в месяц.

9. Индийская песчаная мафия (да, это вещь) печально известна применением насилия, взяточничества и принуждения в ходе незаконного сбора и продажи материала.

10. Риску подвергается не только законный бизнес: песок — это исчерпаемый природный ресурс, который, как и ископаемое топливо, формируется столетиями — и который люди используют с возрастающей скоростью.В 2014 году Экологическая программа ООН заявила, что добыча песка вызывает «недвусмысленные» экологические проблемы.

11. Исследование, проведенное в 2017 году, связало добычу полезных ископаемых с усилением береговой эрозии, особенно разрушительной в регионах, подверженных цунами. Без песчаных буферов смертоносные волны еще более разрушительны, а отступающее цунами утаскивает песок в океан, усугубляя проблему.

12. Процесс выкапывания песка также может загрязнять грунтовые воды или загонять их глубже под землю.Прямым результатом этой практики является то, что фермеры в Шри-Ланке испытывают трудности с поиском чистой воды для выращивания сельскохозяйственных культур.

13. При разработке песчаных местообитаний растения и животные могут увлекаться добычей и вторгаться в новые районы, вытесняя местную дикую природу.

14. В песке живут и некоторые неприятные виды, например паразитические насекомые, называемые песчаными блохами. Эти крошечные монстры зарываются в кожу человека и остаются там до двух недель, в конечном итоге извергая сотни яиц.

15.Присмотритесь, и вы увидите еще больше жизни: в 2017 году исследователи из Института морской микробиологии им. Макса Планка обнаружили целые сообщества разнообразных микробов, живущих на поверхности отдельных песчинок.

16. Еще одна причина посмотреть на материал вблизи: эксперты по криминалистике песка иногда могут сказать по минералам, присутствующим в образце, а также по таким характеристикам, как размер зерна, происхождение песка.

17. Тем не менее, следственная область далека от совершенства. Исследование 2016 года показало, что образцы песка, собранные с обуви с резиновой подошвой, выявили только самый последний материал, через который прошел человек.

18. В том же году другая команда проанализировала образцы из живописного места на турецком побережье под названием «Пляж Клеопатры». Легенда гласит, что Марк Антоний переправил баржи с песком через Средиземное море, чтобы создать его для своей царственной супруги. Результаты исследования? Скорее всего просто легенда.

19. В наше время большое количество песка регулярно перевозится по морю. Небольшие прибрежные страны, такие как Сингапур и Объединенные Арабские Эмираты, импортировали огромное количество песка, чтобы расширить свои земли в океане за счет искусственных островов.

20. Строитель стран и кораллов, востребованный и легендарный песок не от мира сего. Действительно. В 2016 году исследователи опирались на измерения песчаных дюн прошлого и настоящего на Марсе, чтобы лучше понять древнюю среду Красной планеты.

песчинок со всего мира!

Песок пустыни Гоби: Сильно окатанные песчинки из пустыни Гоби в Монголии. Переносимый ветром песок выдерживает повторяющиеся крошечные удары, когда он отскакивает от поверхности Земли.Эти удары постепенно стирают острые выступы зерен и придают их поверхности «матовый» блеск. Ширина этого вида составляет примерно 10 миллиметров. Фотография Сийма Сеппа, использована здесь по лицензии Creative Commons.

Оливиновый песок на пляже Папаколеа, Гавайи

Зеленый оливиновый песок на пляже Папаколеа, Гавайи. Белые зерна — обломки кораллов, серо-черные — кусочки базальта. Если вы думаете, что зерна имеют «жемчужный» вид, оливин — это минеральное название драгоценного камня, известного как «перидот».» Это изображение представляет собой вид размером 10 мм x 10 мм. Фотография Сийма Сеппа, использованная здесь в соответствии с лицензией Creative Commons.

Думая о песке

Песок — это обычный материал, встречающийся на пляжах, в пустынях, на берегах ручьев и в других ландшафтах по всему миру. В уме Для большинства людей песок представляет собой белый или желтовато-коричневый мелкозернистый зернистый материал. Однако песок гораздо разнообразнее — даже за розовыми песчаными пляжами Бермудских островов или черными песчаными пляжами Гавайев.Это лишь некоторые из многих видов песка.

Розовый коралловый песок — Бермудские острова

Некоторые пляжи Бермудских островов имеют светло-розовый цвет из-за фрагментов розового коралла в песке. Песок также содержит обломки моллюсков, форамов и других организмов. Это хороший пример органического песка. Это изображение представляет собой вид размером 20 мм x 20 мм. Фотография Сийма Сеппа, использована здесь по лицензии Creative Commons.

Что такое песок?

Слово «песок» на самом деле используется для обозначения «размера частиц», а не «материала».«Песок представляет собой сыпучий гранулированный материал. с частицами размером от 1/16 мм до 2 мм в диаметре. Он может состоять из минерального материала, такого как кварц, ортоклаз или гипс; органический материал, такой как раковины моллюсков, фрагменты кораллов или пробы радиолярий; или обломки камня таких как базальт, пемза или кремень. Там, где песок накапливается в больших количествах, он может литифицироваться в осадочную породу, известную как песчаник.

Большинство песков образуются, когда горные породы разрушаются в результате выветривания и переносятся потоком к месту их отложения.Несколько типов образуются, когда оболочка или скелетные материалы организмов разрушаются и транспортируются. Некоторые редкие пески образуются химическим путем из материалов, растворенных или взвешенных в морской воде.

На этой фотографии показан диапазон размеров песка. Маленькие песчинки желтовато-коричневого цвета на этой фотографии — мелкозернистый песок из Кафсы, Тунис. Они имеют диаметр около 1/16 миллиметра — нижний предел для песчинки, которую можно назвать «размером песка». Крупное коричневое зерно происходит недалеко от Уортинга, Англия.Это крупинка крупного песка диаметром около 2 миллиметров — верхний предел для песчинки, которую можно назвать «размером песка». Хотя все частицы песка крошечные по размеру, существует огромный относительный диапазон размеров между самыми маленькими и самыми большими. Фото общественного достояния от Renee1137.

Вулканический песок — Санторини, Греция

Фрагменты вулканической породы являются основным компонентом этого песка с пляжа Перисса на острове Санторини, Греция, наряду с некоторыми зернами кварца и фрагментами раковин.Фотография Стэна Зурека, использованная здесь по лицензии Creative Commons.

Необычные виды песка

На этой странице представлены фотографии нескольких видов песка, которые можно найти по всему миру. Большинство приведенных здесь примеров не являются типичными. Это необычные виды песка, которые можно найти только в нескольких местах по всему миру. Эти необычные пески являются продуктом типов материалов, из которых они получены, методов их транспортировки, химической среды в месте их осаждения и многих других факторов.Изучив эти фото, вы наверняка сделаете вывод, что песок может быть очень разнообразным и интересным материалом.

Спасибо многим фотографам, которые поделились своими фотографиями через лицензию Creative Commons. Пожалуйста, смотрите авторство в подписи к каждой фотографии. Человеку пришлось бы путешествовать по миру, чтобы собрать коллекцию таких фотографий.

В мире заканчивается песок? Правда о украденных пляжах и выкопанных островах | Береговые линии

Рай — это пляж, как нам говорят.Чисто белый или кораллово-розовый. Листаем рекламные проспекты в поисках идеального песка. Райский пляж есть и на Барбадосе, и в Хорватии, и в Таиланде, и в ЮАР тоже. На самом деле, во всех жаждущих туристов частях земного шара. Натуралист Десмонд Моррис считает, что, будучи потомками водолюбивых обезьян, мы запрограммированы искать эти места, убаюканные ритмичным наступлением и отступлением океана, когда мы впитываем солнце, а песчинки просачиваются сквозь наши бездействующие пальцы. .

И так много всего вокруг.Человек всегда использовал песок в качестве аналогии бесконечности, безграничного ресурса, обычного и в то же время волшебного, неиссякаемого. Когда астрономы пытаются внушить нам размеры Вселенной, они говорят, что звезд больше, чем песчинок. По словам исследователей из Гавайского университета, зерен довольно много — 7,5 x 10 в 18-й степени. Это 7 квинтиллионов, 500 квадриллионов плюс минус триллион.

И все же песок в правильных местах совсем не бесконечен.Наш ненасытный аппетит к новым зданиям, дорогам, береговой обороне, стеклу, гидроразрыву пласта и даже к электронике угрожает тем местам, которые мы должны любить больше всего благодаря эволюции. Мир потребляет от 30 до 40 миллиардов тонн строительного заполнителя в год, и половина из них приходится на песок. Материала достаточно, чтобы построить стену высотой 27 м и шириной 27 м по экватору. Песок уступает только воде в качестве природного материала, добытого человеком, и наше общество в буквальном смысле построено на нем. Мировое производство выросло на четверть всего за пять лет, чему способствовал ненасытный спрос Китая и Индии на жилье и инфраструктуру.Из 15–20 миллиардов тонн, используемых ежегодно, около половины уходит на бетон. Наша потребность в бетоне такова, что мы производим почти 2 кубических метра в год на каждого мужчину, женщину и ребенка на планете.

А как насчет тех океанов песка, что простираются от Атлантики до Персидского залива – Сахары и Аравийской пустыни? Не тот песок, к сожалению. Воздействие ветра в пустынях приводит к округлым зернам, которые слишком гладкие и слишком мелкие, чтобы хорошо связываться с бетоном. Строителям нравится угловатый песок, который встречается в руслах рек.Песок, везде песок, ни зерна, перефразируя Кольриджа. Пример из учебника — Бурдж-Халифа в Дубае, самый высокий небоскреб в мире. Несмотря на то, что он окружен песком, он был построен из бетона с добавлением «правильного песка» из Австралии. Речной песок ценится за правильную зернистость и чистоту, вымытый проточной пресной водой. Морской песок с морского дна также используется во все возрастающих количествах, но его необходимо очищать от соли, чтобы избежать коррозии металла в зданиях.Все это имеет свою цену.

Бурдж-Халифа, Дубай: «Несмотря на то, что он окружен песком, он был построен из бетона с добавлением «правильного песка» из Австралии». Фото: Bloomberg через Getty Images потребляет половину мировых запасов бетона. В период с 2011 по 2014 год он использовал больше бетона, чем Соединенные Штаты за весь 20 век. Заполнитель является основным компонентом дорог, и Китай проложил 146 000 км новых автомагистралей за один год.К 2050 году две трети человечества будут жить в городских районах, что является результатом миграции и роста населения. Ожидается, что к середине века население Индии, уступающее только Китаю по потребности в бетоне, вырастет с 1,32 млрд до 1,7 млрд человек. Мумбаи, коммерческая столица Индии, входит в десятку крупнейших мегаполисов мира с населением 22 миллиона человек. Китай и Индия в значительной степени зависят от национальных запасов песка, чтобы минимизировать транспортные расходы, но по мере того, как в Шанхае и Мумбаи растут небоскребы, растет и цена на этот когда-то скромный ингредиент.Потребность Китая в песке ненасытна: его крупнейшая дноуглубительная площадка на озере Поянху производит 989 000 тонн песка в день.

Международная торговля песком растет, поскольку местное предложение превышает спрос. Разрушение среды обитания, жизненно важной для рыб, крокодилов, черепах и других форм речной и морской жизни, сопровождается разрушением песчаных барьеров и коралловых рифов, защищающих прибрежные сообщества, как в Шри-Ланке. Добыча песка снижает уровень грунтовых вод и загрязняет питьевую воду, как, например, в дельте Меконга во Вьетнаме, а застойные бассейны, образующиеся при добыче на суше, способствуют развитию малярии.

Никто не знает, какой ущерб наносится окружающей среде, потому что добыча песка представляет собой в значительной степени скрытую угрозу, недостаточно изученную и часто происходящую в изолированных местах. «Мы зависимы от песка, но не знаем об этом, потому что не покупаем его по отдельности», — говорит Аврора Торрес, испанский эколог, изучающая последствия глобальной добычи песка в Немецком центре интегративных исследований биоразнообразия. «Добыча сильно выросла за последние четыре десятилетия и ускорилась с 2000 года.Городское развитие создает все большую нагрузку на ограниченные доступные месторождения, вызывая конфликты по всему миру. Выемка песка разрушает кораллы, морские водоросли и луга с водорослями и является фактором утраты биоразнообразия, угрожая видам, уже находящимся на грани исчезновения. Наше потребление песка превышает наше понимание его экологических и социальных последствий».

Зачем покупать дорогой песок из легальной шахты, если можно высосать русло реки? Или ник пляж? Или целый остров?

В 2014 году на долю песка приходилось 85% от общего веса добытого материала, но он пополняется за счет эрозии горных пород только в течение тысячелетий.Растущий спрос означает дефицит, дефицит означает деньги, а деньги означают преступность. Во всем мире добыча песка оценивается в 50 миллиардов фунтов стерлингов в год, при этом кубический метр песка продается за 62 фунта стерлингов в районах с высоким спросом и ограниченным предложением. Это делает его уязвимым для незаконной эксплуатации, особенно в развивающихся странах. Зачем покупать дорогой песок, добываемый на лицензированных рудниках, если можно поставить земснаряд на якорь в каком-нибудь отдаленном устье реки, выбить песок из русла струей воды и высосать его? Или украсть пляж? Или разобрать целый остров? Или целые группы островов? Этим занимаются «песчаные мафии».Преступные предприятия, их незаконные добычные операции в Азии, Африке и других местах охраняются чиновниками и полицией, которым платят за то, чтобы смотреть в другую сторону, а также влиятельными заказчиками в строительной отрасли, которые предпочитают не задавать слишком много вопросов.

От Ямайки до Марокко, Индии и Индонезии песчаные мафии разрушают места обитания, сносят целые пляжи на грузовиках за одну ночь и загрязняют сельскохозяйственные угодья и рыболовные угодья. Тем, кто встанет у них на пути — экологам, журналистам или честным полицейским — грозит запугивание, ранения и даже смерть.«Это очень привлекательно для этих песчаных мафиози», — говорит Торрес, который является одним из немногих ученых, изучающих проблему Золушки, которая находится в тени изменения климата, пластикового загрязнения и других экологических угроз. «Песок за короткое время стал очень прибыльным, что создает здоровый черный рынок».

Сообщение об этой незаконной торговле может привести к смерти в Индии. В марте этого года Сандип Шарма, репортер местной телевизионной станции, был сбит грузовиком с песком после того, как заснял полицейского, получающего взятку в обмен на то, что он закрывал глаза на добычу песка в крокодиловом заповеднике.В прошлом месяце специальный констебль отделения в штате Тамил Наду также поплатился жизнью за сбор разведывательной информации на нелегальном участке добычи полезных ископаемых. Эколог из Мумбаи Сумайра Абдулали — главный борец с незаконной добычей песка в Индии, что привело к покушению на ее жизнь в 2010 году. «Проблема распространяется даже на туристические пляжи в Гоа, Керале и других местах», — говорит она. «Большинство людей боятся жаловаться — даже чиновники и полицейские боятся приближаться к незаконным сайтам. Убийства, угрозы и акты запугивания между ними, вероятно, исчисляются сотнями.

В Юго-Восточной Азии песок является важнейшим элементом геополитики. Имперским амбициям Китая в Южно-Китайском море способствует строительство из песка искусственных островов с военными базами, предназначенных для усиления его притязаний в регионе. Эта новая форма территориальной экспансии также используется богатым, но крошечным Сингапуром, что приводит к конфликту с его более крупными соседями. Население города-государства увеличилось более чем втрое до 6 миллионов с момента обретения независимости от Великобритании в 1963 году, что привело к буквальному захвату земель.Крупнейший в мире импортер песка, Сингапур, ухитрился увеличить площадь своей земли на 20%, используя песок, полученный из Индонезии, Малайзии, Камбоджи и Таиланда, большая часть которого поступает нелегально. В 2008 году компания заявила, что импортировала из Малайзии всего 3 млн тонн песка, но реальная цифра, по данным правительства Малайзии, составляла 133 млн тонн, причем почти весь этот объем якобы был ввезен контрабандой. По мере роста Сингапура его обширная соседняя Индонезия сжимается. Незаконная добыча песка угрожает самому существованию около 80 небольших низменных индонезийских островов, граничащих с Сингапуром, нанося ущерб морской экологии.

Сингапур является крупнейшим в мире импортером песка, увеличив его размер на 20% за счет песка из Индонезии, Малайзии, Камбоджи и Таиланда. Фотография: aiqingwang/Getty Images

Учитывая огромные силы, которые работают, доходы и даже жизни мелких фермеров и рыбаков в богатых песчаными районами считаются расходным материалом. Бхаскар Рао Патил никогда не отличался богатством, но воды, в которой он когда-то ловил рыбу, было достаточно, чтобы удовлетворить скромные потребности его семьи. Сейчас они бесплодны, разрушены выемкой песка. Патил живет в Банкоте, небольшом прибрежном рыбацком городке примерно в 200 км к югу от Мумбаи.По ту сторону устья реки Савитри его заклятый враг усердно трудится: земснаряд всасывает дно реки, а затем выгружает свой «улов» на баржи, которые затем выгружают свой груз в самосвалы, направляющиеся в Мумбаи. Популярных рыб, вылавливаемых со скоростью 50 в час в хорошие времена, теперь всего пять в день. Рыбацкая лодка, которую он когда-то использует, кормила пять семей; теперь два.

«Единственный раз, когда мы думаем о песке, это во время пляжного отдыха, но наша жизнь построена на нем», — говорит лондонский индийский исследователь Киран Перейра, который взял интервью у многих людей, пострадавших от ненасытной песчаной мафии.Их отчеты публикуются на ее веб-сайте sandstories.org. «В некоторых случаях люди изначально приветствуют добычу песка, потому что это создает рабочие места», — говорит она. «Но как только они видят последствия, уже слишком поздно что-то менять». Рыбаки западной Индии должны вступить в сговор для уничтожения своего быстро исчезающего мира. В окрестностях Мумбаи около 80 000 из них перешли от рыбы к песку, настолько испорчены их рыболовные угодья и так высок спрос на этот основной материал.

Добыча песка также является проблемой развитого мира.В США добыча песка для гидроразрыва пласта опустошила районы Висконсина, вызвав протесты местных жителей. А в Великобритании организация «Друзья Земли» ведет долгую борьбу за сдерживание дноуглубительных работ на озере Лох-Ней в Северной Ирландии, одном из самых важных водно-болотных угодий Европы. Ежегодно дноуглубительные компании засасывают около 1,7 млн ​​тонн песка, несмотря на то, что озеро, крупнейшее на Британских островах, является охраняемой территорией в соответствии с национальным и европейским законодательством. «Друзья Земли» утверждают, что за последние 30 лет местная популяция птиц сократилась более чем на 75%, а среда обитания рыб пострадала из-за ухудшения качества воды.«Несмотря на богатые слои защиты, правительство на протяжении десятилетий закрывало глаза на очистку дна нашего крупнейшего природного заповедника», — говорит Джеймс Орр, директор организации «Друзья Земли» в Северной Ирландии. — Это Клондайк на Лох-Ней.

Любовь британцев к морю поощряет эту противоестественную практику

Однако требования строительной отрасли — не единственная проблема. Во всем мире естественной береговой линии угрожают другие формы вмешательства человека.«Большинство естественных песчаных пляжей исчезают, отчасти из-за повышения уровня моря и усиления штормов, а также из-за массивной эрозии, вызванной застройкой берега», — говорит Эндрю Купер, профессор прибрежных исследований Университета Ольстера и соавтор исследования. Последний берег . По его словам, строительство морских укреплений и так называемое «пляжное питание» (сброс свежего песка на туристические пляжи для борьбы с эрозией) создают проблемы на будущее, нарушая естественное движение волн и песка вдоль берега.

«Пляжное питание — не панацея от береговой эрозии, — говорит Купер. «Это, как морская дамба, средство удержания естественно подвижного берега на месте. И, как дамба, требует постоянного обслуживания. Пляжная пища наносит ущерб в области источника, убивая все, что попадает в земснаряд, прежде чем задушить и убить большинство вещей на пляже, где она находится. Пляж, который он создает, может служить рекреационной платформой, но многие исследования показали, что питаемые пляжи очень плохие заменители естественных экосистем, которые они заменяют.

Тем не менее, любовь британцев к морскому побережью, поддерживаемая воспоминаниями об идиллическом отдыхе с ведром и лопатой в юности, поощряет эту противоестественную практику. В 2006 году Лайм-Реджис обратился к Франции за песком, чтобы заменить тот, который вымывается постоянным движением Ла-Манша, горожане курорта Дорсетшир оправдывают расходы тем, что галльские песчинки вымываются труднее, чем англосаксонские. В Дорсетшире потребовалось больше песка (на этот раз английского), чтобы восстановить пляжи, смытые жестокими штормами в январе 2014 года.Тем временем Борнмут решился на косметическую операцию, чтобы сохранить свою привлекательность, потратив 3,6 миллиона фунтов стерлингов на сброс 320 000 кубометров предположительно «идеального» местного песка на его оголенные пляжи.

Конечно, вы всегда можете украсть песок, чтобы питать свой пляж, а не покупать его. В 2008 году в Корал-Спринг на северном побережье Ямайки 500 грузовиков с нетронутым песком были увезены за одну ночь, и их больше никогда не видели. А когда в прошлом году песок потребовался для нового курорта на Канарских островах, он был привезен (нелегально, как говорят экологи) из Западной Сахары, бывшей испанской колонии, ныне оккупированной Марокко.Песок, украденный с пляжей и русел рек на спорной территории, отправляется на север, в Марокко, для строительства и питания туристических пляжей королевства. «Пляжное питание похоже на лейкопластырь», — говорит Купер. «Это не устраняет основные причины эрозии. Хуже того, это дает ложное чувство безопасности. В будущем, когда уровень моря поднимется, для его эффективности потребуются все большие и большие объемы песка».

Если естественная береговая линия с ее неудобной галькой, грязными обломками и обломками, ее чистой реальностью не устраивает, всегда можно посетить всплывающий пляж.Эти суррогатные райские уголки возникают каждый год в крупных городах, созданных из песка, привозимого грузовиками. В Лондоне этим летом за пятерку можно купить доступ к «Фулхэм-Бич», а «Хэмпстед-Бич» — бесплатно. Торговый центр Brent Cross, возможно, не претендует на место в десятке лучших пляжей Condé Nast Traveler , но вы можете загорать там на привозном песке до сентября. Тем временем Бирмингем, не имеющий выхода к морю, может похвастаться доступом к нескольким городским и временным пляжам, включая «Коста-дель-Солихалл».

Наш спрос на песок становится все более ненасытным.Можно ли остановить безудержную добычу песка? Беспроигрышным решением является использование отходов пластика в производстве бетона. Исследования показывают, что мелкие частицы пластиковых отходов — «пластиковый песок» — могут заменить 10% природного песка в бетоне, экономя не менее 800 млн тонн в год. Другим решением является более разумный дизайн: бетонные конструкции часто перепроектированы, включая балки, которые толще, чем необходимо. Команда из Кембриджского университета использует компьютерное моделирование, чтобы более эффективно определять размер бетона и сокращать количество отходов.

Аврора Торрес предупреждает, что такие меры не устранят постоянную потребность в крупномасштабной добыче песка и что в развивающихся странах требуется более строгий контроль и обеспечение соблюдения.