Гелий
Фактически, гелий занимает второе место среди самых распространенных газов во Вселенной, уступая лишь водороду. Звезды, газовые гиганты, туманности и другие удаленные космические объекты состоят преимущественно из этих двух элементов.
На Земле запасы гелия сильно ограничены из-за его невысокой плотности, что позволяет ему легко покидать атмосферу и улетать в космос. Если представить себе шарик гелия, запущенный в небо, он будет подниматься все выше, пока не разорвется, после чего его остатки развеются по просторам Солнечной системы.
В 2010 году химик Роберт Ричардсон, удостоенный Нобелевской премии за исследования гелия, предупредил, что запасы этого газа исчерпаются, и оценил, что они продержатся примерно три десятилетия.
Впрочем, в 2016 году в танзанийской Восточно-Африканской рифтовой долине были обнаружены значительные запасы гелия в вулканических породах, однако это все равно остается редким ресурсом, который следует беречь.
Гелий играет важную роль в производстве медицинского оборудования, такого как аппараты МРТ, оптоволокно, микрочипы и многие другие вещи. Поэтому его использование в воздушных шариках является крайне нерациональным.
Гелий также используется в воздушных шарах (фото: Live Science)
Фосфор
Фосфор присутствует как в земной коре, так и в организмах живых существ, включая человека. Однако его концентрированные формы дефицитны. Единственным способом промышленного добычи этого элемента является извлечение из фосфатных руд, и в этом вопросе лидируют Марокко, Китай, Египет, Алжир и Сирия.
Фосфор необходим для производства удобрений, пищевых добавок и играет важную роль в процессе выплавки стали. В общем, это неотъемлемый компонент.
Однако запасы фосфатов ограничены. Ученые дают разные оценки их доступности: одни утверждают, что запасов хватит на 100 или даже несколько сотен лет, в то время как другие предсказывают, что рентабельные залежи иссякнут через 50 лет.
Существует неопределенность в том, удастся ли обнаружить новые запасы к этому времени и будут ли они экономически выгодны для разработки.
Однако есть хорошие новости: почти 100 процентов фосфора выделяется живыми существами, включая людей и животных. Это означает, что даже если запасы иссякнут, фосфор можно будет добывать из отходов, что, хотя и затратно, но лучше, чем столкнуться с глобальным кризисом в сельском хозяйстве.
Фосфор активно используется в сельском хозяйстве (фото: Unsplash)
Песок
Можно утверждать, что песка на Земле предостаточно, но на самом деле это далеко не так. Дефицит песка настолько серьезен, что Организация Объединенных Наций в своем последнем отчете за 2022 год призвала к его экономному использованию.
По данным отчета, ежегодно расходуется около 50 миллиардов тонн песка и гравия, что достаточно для строительства стены шириной 27 метров и высотой 27 метров вокруг всей Земли. Это огромное количество, с которым трудно себе представить масштаб.
Песок - второй по использованию ресурс на планете после воды. Он востребован даже больше, чем нефть и газ. Песок необходим для производства бетона, асфальта и стекла - без него человечеству просто не хватит строительных материалов, и мы бы вынуждены были бы жить в примитивных укрытиях.
Казалось бы, почему бы не просто достать песок из пустынь, отправив несколько экскаваторов в Сахару? Но нет, такой песок не подходит для строительства. Ветер округляет песчинки, из-за чего они не могут прочно сцепиться, и из них невозможно изготовить качественный бетон.
Необходим песок, сформированный под воздействием воды, который можно найти на берегах рек, в руслах, водоемах, и на дне озер и морей.
Однако добыча такого песка становится все более проблематичной. В таких странах, как Китай, Индия, Кения, Гамбия, Индонезия, Южная Америка, песок даже похищается мафией для последующей перепродажи. Кроме того, конкурентов и активистов, которые пытаются предотвратить это, просто уничтожают.
Если мы не найдем замену песку, то в будущем нам придется сильно ограничиться в строительстве.
Песок востребован даже больше, чем нефть и газ (фото: Happho)
Редкоземельные элементы
Имеется 17 металлов, которые известны как редкоземельные элементы, а также имеют специфические названия, такие как диспрозий, иттрий, тулий, тербий, европий и т.д. Однако эти ресурсы исчерпываются.
Редкоземельные элементы, или лантаноиды, необходимы в различных отраслях промышленности: они используются для изготовления компонентов смартфонов, телевизоров, автомобилей и находят применение в медицине, в частности, для лечения раковых заболеваний, а также в атомной и химической промышленности и в приборостроении.
Благодаря свойствам этих металлов возможна миниатюризация электроники - без них ваш iPhone занимал бы целую комнату.
Хотя редкоземельные металлы не так редки, как может показаться - они составляют почти пятую часть элементов в земной коре, превосходя количество меди. Однако их добыча и обработка чрезвычайно сложны и трудоемки, и часто экономически нецелесообразны.
В настоящее время Китай и Австралия являются лидерами в этой области, однако их запасы истощаются. Недостаток доступных редкоземельных металлов может привести к значительному увеличению стоимости смартфонов и видеокарт в ближайшие годы.
Однако Гренландия может изменить ситуацию - она является домом для 25 процентов известных месторождений лантаноидов. Канадская компания Neo Performance, специализирующаяся на добыче редкоземельных элементов, уже приобрела права на их разработку. Однако пока невозможно точно сказать, хватит ли запасов на острове и стоит ли вообще приступать к разработке.
Благодаря свойствам этих металлов возможна миниатюризация электроники (фото: Unsplash)
Вода
Вода, как известно, является источником жизни. И хотя 71 процент поверхности Земли покрыто водой, подходящей для потребления человеком довольно мало.
Представленное изображение демонстрирует, как бы выглядела наша планета без океанов.
Большая синяя сфера над Северной Америкой представляет собой общий запас воды на планете, включая пар в атмосфере и подземные источники.
Более маленький шарик обозначает пресную воду, а крошечная точка указывает на содержание озер и рек без учета подземных водоносных горизонтов - аквифиров.
Как бы выглядела наша планета без океанов (фото: Woods Hole Oceanographic Institution)
Исследования, проведенные с использованием спутников GRACE NASA, показывают, что подземные воды Земли, являющиеся основным источником питьевой воды для человечества, быстро истощаются.
Согласно докладу ученых из Калифорнийского Университета в Ирвайне, с 2003 года их запасы в 21 из 37 крупнейших водоносных горизонтов на планете значительно сократились, а 13 из них почти исчерпаны.
Подземные воды Земли быстро истощаются (фото: Wikimedia)
Спрос на воду продолжает расти. Почти 70 процентов пресной воды используется в сельском хозяйстве, но она также необходима в энергетической отрасли, включая угольную и ядерную энергетику.
Все это приводит к тому, что половина населения Земли, то есть 4 миллиарда человек, страдает от дефицита воды. Нам необходимо разработать новые, более эффективные способы сохранения этого важного ресурса.
Вода является источником жизни (фото: AARP)