Химия человека. Как железо помогает нам дышать, калий – видеть, и другие секреты периодической таблицы

Каждый раз, когда мы обнаруживаем новое месторождение, оно перемещается из коробочки «неизвестного» в коробочку «известного». Затем оно, возможно, переместиться в коробочку с запасами. Каждый раз запасы увеличиваются, а ресурсы, соответственно, сокращаются. Возможно, они неизвестны, но их размеры не бесконечны. И когда коробочка с ресурсами опустеет, добывать будет нечего.

Те, кто пытался оценить все ресурсы железа, в итоге остановились на цифре между 230 и 360 миллиардами тонн. Из них 83 классифицированы как запасы[100]. Кроме того, 30–70 миллиардов тонн уже добыто – они либо находятся в распоряжении людей, либо потеряны из-за ржавчины или износа[101].

Мы пользуемся железом больше трех тысяч лет, но добыли, вероятно, десятую часть всего имеющегося железа. Это не значит, что можно продолжать в том же духе еще с десяток тысяч лет. Больше всего железа добыто за последнее столетие. Соотношение между современным производством железа и общим количеством ресурсов – это примерно 250 лет производства.

Поскольку числа, говорящие о неизвестных ресурсах, неточны, вполне можно предположить, что в действительности они в четыре раза больше, так что железа нам хватит еще на тысячу лет. Или в 10 раз больше. В этом случае через тысячу лет мы окажемся не в конце, а лишь на середине железного века. Проблема нехватки ресурсов возникнет не когда опустеет земная кора. Нехватка железа начнется в тот момент, когда наше общество не сможет позволить себе его добычу.

Конец железного века?

На какой срок у нас хватит денег на железо? Трудный и важный вопрос. Если количество людей на Земле так и будет расти, по всей вероятности, потребление железа тоже увеличится. Если у большего количества людей появится больше денег, увеличится и спрос. Снижение численности населения и наступление плохих времен, возможно, приведет к уменьшению потребностей. Новые технологии могут создать новые рынки или же ликвидировать прежде крупные рынки – вследствие этого спрос пойдет вверх или вниз.

Месторождения высшего качества есть среди известных и неизвестных ресурсов. Там концентрация железа высока, поэтому, чтобы добыть необходимое нам железо, нам не нужно взрывать, перемещать, дробить, отбирать и хранить слишком большое количество породы. Когда лучшие месторождения истощаются, мы беремся за месторождения с более низкой концентрацией. В результате с каждой тонной железа, взятой нами со складов планеты, мы вынуждены тратить все больше энергии и денег на добычу следующей тонны. Это может привести к удорожанию железа, что усложнит для каждого из нас покупку железных инструментов, а инфраструктуру, от которой мы все так зависим, станет дороже строить и обслуживать.

Совсем недавно ученые рассмотрели все эти механизмы в связи друг с другом, чтобы попытаться спрогнозировать, чего нам ждать от развития и потребления железа в ближайшие 400 лет[102]. Сначала они предположили, что общий объем ресурсов железа составляет 340 миллиардов тонн, а мировое население сильно сократится к 2400 году (это связано с прогнозами на будущее, касающимися других химических элементов, среди прочего – фосфора, но к нему мы вернемся чуть позже. Согласно результатам, добыча железа из шахт и дальше будет расти вплоть до середины столетия, а затем сократится, поскольку потребует все больше денег и энергии. Рост цены на железную руду повлияет на стоимость железного лома, поэтому все больше железа будет отправляться на переработку. К концу столетия большую часть железа на рынке станут производить из металлолома, в то время как сегодня это лишь треть. В какой-то момент в XXIII столетии горнодобывающая промышленность фактически прекратит работу. Параллельно из-за коррозии и износа потери железа сохранятся на прежнем уровне. Мы не можем сократить их с помощью производства большего количества нержавеющей стали: задолго до того, как железо станет дефицитным товаром, возникнет нехватка легирующих металлов, то есть хрома, марганца и никеля. Количество имеющегося в распоряжении человечества железа вырастет от сегодняшних примерно 50 миллиардов тонн до приблизительно 160 миллиардов тонн к середине XXII века, но в 2400 году, в конце сценария, у человечества останется лишь 30 миллиардов тонн железа.

Нельзя принимать ни одно исследование за чистую монету, особенно когда мы пытаемся предсказать, что случится в столь отдаленном будущем, но, если исходить из того, что ничего вечного не бывает, возможно, однажды нашим потомкам придется сделать шаг из железного века, и этот поступок окажется разумным.