واکس ویراستاران وبلاگی از بخش انتشارات AGU است.
شن و ماسه استخراج شده از بستر رودخانه ها به عنوان مواد اولیه ضروری برای بتن، آسفالت و سایر مصالح ساختمانی در سراسر جهان استفاده می شود. اما فرآیندهای استخراج این منابع طبیعی حیاتی پیامدهای زیست محیطی و اکولوژیکی جدی دارد.
مقاله جدید در بررسی ژئوفیزیک بررسی می کند که کجا و چه مقدار شن و ماسه در سراسر جهان استخراج می شود و اثرات زیست محیطی و اجتماعی آن. در اینجا، از نویسندگان خواستیم تا مروری بر استخراج شن و ماسه، چالش‌های مطالعه تأثیرات و سؤالات باقی‌مانده ارائه دهند.
کاربردهای اولیه شن و ماسه رودخانه ای چیست؟
شن و ماسه رودخانه ای و سنگریزه ترین مواد جامد استخراج شده در سطح جهان هستند.
شن و ماسه رودخانه ای که در مجموع به عنوان سنگدانه شناخته می شوند، مواد جامد به شدت استخراج شده در سطح جهان هستند که به عنوان ستون اصلی زیرساخت های شهری مدرن و توسعه اقتصادی عمل می کنند. کاربرد اصلی آنها در صنعت ساخت و ساز است، جایی که بیش از 70 درصد حجم بتن را در کنار کاربرد در تولید آسفالت و پی ساختمان تشکیل می دهند.
شن و ماسه رودخانه ای به دلیل ویژگی های متمایز و طبیعی هوازدگی آن برای تولید بتن ارزشمند و غیرقابل جایگزین است. برخلاف ماسه صحرا که خیلی ریز و گرد است، ماسه رودخانه دارای دانه های تیز و زاویه ای است که اصطکاک دانه ای بحرانی و پیوند ساختاری مورد نیاز برای مخلوط های بتنی مقاوم را فراهم می کند. علاوه بر این، کاملاً غیر نمکی است و به مراتب برتر از ماسه دریایی است که حاوی نمک هایی است که سازه های تقویت کننده فولادی را در ساختمان ها و پل ها خورده می کند. فراتر از بتن و آسفالت، حجم عظیمی از شن و ماسه رودخانه به طور مستقیم برای پروژه های احیای زمین به منظور مهندسی فضای جدید زمین در شهرهای ساحلی قبل از شروع ساخت و سازهای بزرگ استفاده می شود.
شن و ماسه رودخانه ای در سراسر جهان از کجا استخراج می شود؟
در سطح جهانی، کل تقاضا برای شن و ماسه مورد استفاده در تولید بتن به حدود 28.03 میلیارد تن در سال 2024 رسید که حداقل 65 کشور را در بر می گیرد که ما از طریق بررسی ادبیات خود شناسایی کردیم. در حالی که استخراج شن و ماسه (SGM) یک پدیده جهانی است، فعالیت‌های استخراج و الگوهای مصرف به شدت نابرابر توزیع شده‌اند و نقاط داغ در مناطق به‌سرعت در حال توسعه متمرکز شده‌اند.
آسیا به‌عنوان منطقه مرکزی غالب برای تقاضای کل در سال 2023 بود و سالانه 23.02 میلیارد تن مصرف می‌کرد که عمدتاً ناشی از شهرنشینی پررونق و توسعه زیرساخت‌ها بود. در آسیا، چین بزرگترین مصرف کننده جهان است که در یک سال 6.07 میلیارد تن ماسه و 8.10 میلیارد تن سنگریزه برای حمایت از بخش ساخت و ساز خود استخراج می کند. هند به عنوان دومین مصرف کننده جهانی رتبه بندی می شود، جایی که استخراج شن و ماسه به شدت در رودخانه های شبه جزیره در طول فصل خشک متمرکز است و استخراج شن بر دامنه های هیمالیا غالب است. ویتنام سومین مصرف کننده بزرگ جهان است، با لایروبی شدید مکانیزه در سرتاسر دلتاهای مکونگ و رود رد.
در خارج از آسیا، فشارهای قابل توجه و رو به افزایش استخراج رودخانه در سراسر آفریقا، به ویژه در مصر، الجزایر، و نیجریه، و آمریکای جنوبی، به ویژه در امتداد سیستم های گرمسیری بزرگ مانند رودخانه های پارانا و توکانتینز در برزیل ثبت شده است. برعکس، در اروپا و آمریکای شمالی، استخراج سنگدانه های معاصر تا حد زیادی از بستر رودخانه های فعال به سمت منابع دریایی، معادن دشت سیلابی و سنگ های خرد شده تغییر مکان داده است.
پیامدهای زیست محیطی و زیست محیطی SGM چیست؟
پیامدهای زیست محیطی و زیست محیطی استخراج شن و ماسه شدید است و از اختلالات فیزیکی موضعی به تخریب گسترده اکوسیستم تبدیل می شود.
پیامدهای زیست محیطی و زیست محیطی استخراج شن و ماسه شدید است و از اختلالات فیزیکی موضعی به تخریب گسترده اکوسیستم تبدیل می شود. استخراج درون جریانی به طور مستقیم بستر رودخانه را حفاری می کند، گودال های لایروبی و سایر ویژگی های فرسایشی ایجاد می کند، در حالی که کمبود رسوب حاصل می تواند اثر “آب گرسنه” را زمانی که حذف بیش از تجدید طبیعی است ایجاد کند. این عدم تعادل باعث برش بیشتر بستر رودخانه، فرسایش پایین دست و بالادست و ناپایداری شدید ساحل می شود که ممکن است باعث فروپاشی فصلی ساحل رودخانه شود. در دلتاها، تعمیق کانال می‌تواند به گوه‌های آب دریا اجازه مهاجرت بیشتر به داخل را بدهد و در نتیجه شوری نفوذ کند که به زمین‌های کشاورزی آسیب می‌زند و امنیت آب شیرین را به خطر می‌اندازد. علاوه بر این، برش عمودی برهمکنش‌های آب سطحی و آب زیرزمینی را تغییر می‌دهد، سطوح آب مجاور را کاهش می‌دهد و ممکن است تغذیه آبرفتی آبرفتی را مختل کند. کیفیت آب نیز می‌تواند بدتر شود زیرا ماشین‌آلات سنگین و لایروبی مکش، رسوبات کف را مجدداً معلق می‌کنند، تولید ستون‌های کدورت، کاهش اکسیژن محلول، و به‌طور بالقوه انتقال مجدد آلاینده‌های جداشده، فلزات سنگین و مواد مغذی اضافی کشاورزی می‌شوند.
از نظر اکولوژیکی، این تغییرات فیزیکی باعث تخریب فوری زیستگاه می شود. جوامع اعماق دریا و بی مهرگان بزرگ ممکن است دفن یا جابجا شوند، در حالی که مکان های تخم ریزی حیاتی برای گونه های ماهی وابسته به شن حذف یا تخریب می شوند. این عوامل استرس‌زا با هم پیچیدگی زیستگاه را کاهش می‌دهند، جوامع جلبکی و آبزی را تغییر می‌دهند و می‌توانند باعث از بین رفتن تنوع زیستی گسترده‌تر شوند، گونه‌های آسیب‌پذیر وابسته به رودخانه و انعطاف‌پذیری ساختاری طولانی‌مدت سیستم‌های اصلی رودخانه را تهدید کنند.
چرا مطالعه تأثیرات SGM چالش برانگیز است؟
مطالعه اثرات SGM به دلیل کمبود عمیق داده ها، کدورت سازمانی و مقیاس های بیوفیزیکی پیچیده شبکه های رودخانه ای بسیار چالش برانگیز است. یکی از موانع اصلی، عدم گزارش شدید و رواج عملیات معدنکاری غیرقانونی است. آمارهای رسمی دولت و گزارش های شرکت اغلب مقیاس واقعی استخراج را از دست می دهند، با حجم فیزیکی اندازه گیری شده اغلب اعداد رسمی اعلام شده دو یا سه برابر می شود. علاوه بر این، داده‌های تجارت بین‌المللی (مانند پایگاه داده Comtrade سازمان ملل) با سوابق متناقض بین کشورهای واردکننده و صادرکننده مواجه است، و در عین حال منشأ جغرافیایی دقیق آن را پنهان می‌کند. از نظر روش‌شناسی، بسیاری از استخراج‌های شدید در زیر آب و از دید عموم پنهان می‌شوند. ردیابی این تغییرات مستلزم بررسی‌های سونار عمق‌سنجی گران‌قیمت، لجستیکی و بسیار فنی است که باید در طول سال‌ها حفظ شود تا علائم معدنی از فرسایش فصلی طبیعی یا اثرات سدهای بالادست جدا شود. در نهایت، یک عدم تطابق مکانی-زمانی مشخص وجود دارد. تقاضای اجتماعی-اقتصادی که منجر به SGM می‌شود، اغلب از هزاران مایل دورتر در مراکز شهری یا فراتر از مرزهای بین‌المللی سرچشمه می‌گیرد، در حالی که اثرات ژئومورفیک و اکولوژیکی به صورت پویا هم در بالادست و هم پایین دست منتشر می‌شوند و ایجاد زنجیره‌های علت و معلولی واضح و مستقیم برای طراحی سیاست را دشوار می‌کنند.
چارچوب “مسیر راننده تا مدیریت” چیست؟
چارچوب “مسیر محرک به سمت مدیریت برای استخراج شن و ماسه پایدار” (DMP-SGM) یک ساختار سیستمی جامع و چهار مرحله ای است که برای یکسان کردن درک علمی پراکنده تاریخی از فعالیت های استخراج جهانی معرفی شده است. این به عنوان یک پل تحلیلی عمل می کند که نیروهای اقتصادی در سطح کلان را به تغییرات بیوفیزیکی محلی و پاسخ های نظارتی مرتبط می کند.
مرحله اول، رانندگان، فشارهای اجتماعی-اقتصادی و طرف تقاضا که به استخراج دام می زند، مانند شهرنشینی سریع، تولید صنعتی و احیای زمین را شناسایی و کمیت می کند. مرحله دوم، وسعت، بر روی نقشه برداری از توزیع مکانی دقیق، تغییرات زمانی و مقادیر فیزیکی حذف رسوب تمرکز دارد. مرحله سوم، تاثیر، به طور سیستماتیک بررسی می کند که چگونه این ردپاهای استخراج فیزیکی سیستم های رودخانه را تغییر می دهند و مسیرهایی را که از طریق آن تغییرات هیدروژئومورفیک (مانند برش بستر رودخانه، ستون های کدورت و ریزش ساحل) به تخریب اکولوژیک پایین دست و آسیب پذیری های اجتماعی-اقتصادی تبدیل می شوند را ردیابی می کند. مرحله پایانی، مدیریت، مداخلات حاکمیتی را تشریح می کند و بر نیاز به ادغام کارهای فنی – مانند نظارت بر کشتی در زمان واقعی، مدل سازی عددی و نقشه برداری از مناطق معدنی پایدار (SMZs) – با مقررات تطبیقی از بالا به پایین، سیاست های بین المللی فرامرزی و مشارکت همه جانبه ذینفعان تاکید می کند. این چارچوب حلقه بازخورد را می‌بندد و اطمینان می‌دهد که محدودیت‌های سیاست مستقیماً از نرخ‌های پر کردن رسوب بیوفیزیکی مطلع می‌شوند.
برخی از شکاف های دانش باقی مانده چیست؟
علیرغم حجم فزاینده تحقیقات، شکاف های عمیق دانش در جایی که به شدت به تلاش های علمی بیشتر برای هدایت مدیریت منابع پایدار نیاز است، باقی می ماند. از نظر جغرافیایی، تحقیقات به شدت در اطراف چند نقطه مهم مانند چین و ویتنام جمع‌آوری شده است، و جبهه‌های معدنی نوظهور را در مناطقی از آفریقا و آمریکای جنوبی که به سرعت در حال شهرنشینی هستند، تا حد زیادی بدون سند می‌گذارد و قابلیت انتقال جهانی استراتژی‌های مدیریت را محدود می‌کند. از لحاظ موضوعی، ادبیات به شدت تحت سلطه دیدگاه های هیدروژئومورفیک فیزیکی است. مطالعات کمی و تجربی که اثرات مستقیم و بلندمدت SGM را بر تنوع زیستی آبزیان، امنیت غذایی، سلامت انسان و معیشت محلی اندازه‌گیری می‌کنند، نادر هستند و اغلب به‌عنوان مؤلفه‌های ثانویه به جای کانون‌های تحقیقات اولیه در نظر گرفته می‌شوند. از نظر مکانیکی، آستانه‌های دقیق و نرخ‌های پایه پر کردن رسوب طبیعی برای اکثر رودخانه‌های جهانی محدود نیستند و سیاست‌گذاران را قادر به ایجاد سقف‌های استخراج پایدار از نظر ژئومورفیک نمی‌کند.
علاوه بر این، تحقیقات بیشتری برای استانداردسازی الگوریتم‌های تشخیص سنجش از راه دور که می‌توانند به طور دقیق عملیات معدنکاری در مقیاس کوچک و صنایع دستی را در مناطق مختلف جغرافیایی ردیابی کنند، ضروری است. در نهایت، یک شکاف مهم در درک ترکیب، تعاملات غیرخطی بین SGM و سایر عوامل استرس‌زای انسانی ژئومورفیک سیستمیک، مانند تغییرات آب و هوا، افزایش نسبی سطح دریا، فرونشست زمین، و به دام انداختن رسوب بالادست توسط سدهای برق آبی وجود دارد.
ادوارد پارک ([email protected]; 
0000-0002-1299-1724)، دانشگاه فنی نانیانگ، سنگاپور؛ و کریستوفر هاکنی (0000-0001-5390-9136)، دانشگاه نیوکاسل، بریتانیا
توجه سردبیر: این سیاست انتشارات AGU است که از نویسندگان مقالات منتشر شده در Reviews of Geophysics دعوت کند تا خلاصه ای برای Eos Editors Vox بنویسند.
نقل قول: پارک، ای.، و سی. هاکنی (2026)، هزینه های پنهان استخراج شن و ماسه رودخانه، Eos، 107، https://doi.org/10.1029/2026EO265027. منتشر شده در 27 جولای 2026.
این مقاله نظر AGU را نشان نمی دهد، eos، یا هر یک از شرکت های وابسته به آن. این فقط نظر نویسنده یا نویسنده است.
متن © 2026. نویسندگان. CC BY-NC-ND 3.0
به جز مواردی که در غیر این صورت ذکر شده باشد، تصاویر مشمول حق چاپ هستند. هرگونه استفاده مجدد بدون اجازه صریح از صاحب حق چاپ ممنوع است.
مرتبط
