Cát, một tài nguyên quan trọng

Thái Công Tụng

Dẫn nhập

Nền văn minh loài người hầu như dựa vào cát. Ta gặp mọi chỗ : trong ly tách, trong chất dẽo plastic, trong màn hình, giấy, nhựa đường, sơn, sợi quang và ngay cả thuốc đánh răng cũng chứa chất SiO2 lấy từ cát.

Truyện Kiều có nhắc đến nhiều đồi cát ở Trung Quốc:

Mịt mù dặm cát đồi cây

Tiếng gà điểm nguyệt, dấu giày cầu sương

hoặc:

Cát vàng cồn nọ, bụi hồng dặm kia (Kiều)

Truyện Chinh Phụ ngâm cũng nhắc đến cát:

Hơi gió lạnh, người rầu mặt dạn,
Dòng nước sâu, ngựa nản chân bon.
Ôm yên gối trống đã chồn,
Nằm vùng cát trắng, ngủ cồn rêu xanh.

Nhà nhạc sĩ cũng nói đến cát:

Hạt bụi nào hoá kiếp thân tôi, để một mai vươn hình hài lớn dậy?
Ôi, cát bụi tuyệt vời, mặt trời soi một kiếp rong chơi.
Hạt bụi nào hoá kiếp thân tôi, để một mai tôi về làm cát bụi?
Ôi, cát bụi mệt nhoài, tiếng động nào gõ nhịp khôn nguôi?

Nhac sĩ Phạm Duy trong bản nhạc Nha Trang ngày về cũng nhắc đến cát:

Đêm xưa biển này, người yêu trong cánh tay
Đêm nay còn cát trắng, đêm nay còn tiếng sóng
Đêm nay còn trăng soi, nhưng rồi chỉ còn tôi
Trên bãi đêm khóc người tình.

Cát trắng thơm tho, lùa vào trong nắm tay
Nào ngờ cát úa tuôn ra dần dà chẳng có hay
Ân tình trong lúc đôi mươi
Bao giờ cũng vẫn mau phai
Cho ngàn thông réo tên ai, từ đó

Tục ngữ Việt khuyên ta:

Cát bay vàng lại ra vàng

 Những người quân tử dạ càng đinh ninh

 Đinh ninh ta để dạ này

 Có công mài sắt, có ngày nên kim

Cát là một trong những vật liệu phổ biến, hữu dụng và cũng tuyệt vời nhất địa cầu. Dù là ở sa mạc, trên bãi biển, hoặc được chất đầy tại các công trường xây dựng, cát là một trong những vật liệu hiện diện ở khắp nơi. Không có cát, chúng ta sẽ không có các loại kính, mà cũng chẳng có xi măng. Chúng ta sẽ thiếu nhiều vật liệu xây cất thường dùng với cát, dù là để làm vườn hay để xây xa lộ. Chúng ta sẽ không có được một máy điện thoại cầm tay hữu dụng, hay một máy tính sử dụng được, hoặc nếu có, chúng phải hoạt động theo cách khác. Thế vẫn chưa hết, không có cát thì sẽ không có nhiều món nữ trang, bởi vì rất nhiều đá quý trên thế giới như xafia và kim cương đều xuất phát từ cát lắng từ thời xa xưa, đã được các dòng sông mài đi bớt khoáng chất rồi kết lại, , vv…Cát là loại vật liệu chính trong ngành xây dựng, để sản xuất bê tông, nhựa đường. Những đô thị khổng lồ đang mọc lên khắp thế giới đều phải dùng cát. Cát xây dựng thành thứ tài nguyên được khai thác nhiều thứ hai trên hành tinh, sau nước.

Ba mươi năm tới, hai phần ba nhân loại sẽ sống ở thành thị. Thiếu cát trở thành “thách thức lớn nhất với sự phát triển bền vững trong thế kỷ 21”, theo Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc.

Ngoài cát sông ngòi , cát biển cũng phải kể thêm cát sa mạc. Nếu quan sát kỹ những hạt cát trong sa mạc, ta sẽ nhận ra rằng những hạt cát tại đây rất tròn trịa và trơn tru. Đó là do sức gió, và khi những hạt cát va vào nhau, sức va chạm sẽ bào mòn các góc nhọn của hạt cát. Cát ở sa mạc do đó tròn và trơn tru, trong khi nhà thầu xây cất nhà chuộng loại cát góc cạnh để chúng dễ bám dính vào nhau khi tạo ra beton xây nhà

Sử dụng cát

Tài nguyên cát được sử dụng nhiều nhất , chỉ sau tài nguyên nước . Trái Đất cũng có nhiều cát . Nhưng không phải cát nào cũng dùng cho xây cất được .Như cát sa mạc không dùng để tạo beton được vì cát sa mạc do gió bào mòn nhẵn tròn quá trong khi kỹ nghệ xây cất lại cần hạt cát góc sắc hơn, gồ nhám hơn để dễ gắn kết nhau hơn. Do đó nhiều bãi sông, bãi biển mất dần từ Maroc, Jamaica, Indonesia đến Ấn Độ . Trên thế giới, ¾ cát lấy lên là dùng vào sản xuất beton .Nhu cầu càng ngày càng lớn vì dân số thế giới ở thành phố từ 1950 đến nay đã tăng lên gấp 5 .Và mỗi năm, các đô thị tiếp nhận thêm 65 triệu người, tạo thêm nhu cầu xây dựng nhà ở. Theo thống kê, năm vừa qua, sản lượng ciment trên thế giới là 6 tỷ mét khối , đủ để tạo ra một cái tường cao 27 mét, rộng 27 mét xung quanh trái đất ! Lãnh vực cần cát nhiều nhất là lãnh vực xây dựng. Thực vây hai phần ba các kiến trúc trên thế giới là làm bằng beton cốt sắt mà beton cốt sắt thì hai phần ba là cát, phần ba còn lại mới là xi măng. Người ta tính là muốn xây một km xa lộ, phải xài 30 000 tấn cát hoặc phải sử dụng 12 triệu tấn cát để xây dựng một nhà máy điện nguyên tử. Trên thế giới, loài người sử dụng mỗi năm 30 tỷ tấn cát mỗi năm, trong đó 60% là phần Trung Quốc.

Đó là chưa kể lấy cát để nới rộng thành phố như Tân Gia Ba, như Dubai. Ở ngoài khơi xứ Dubai, con người đã kiến tạo một quần đảo với hình cây cọ và phải mua cát tại nhiều xứ khác nhau, ước tính lượng cát đổ biển vào quàng 9 triệu xe camion chở cát: đảo Cây Cọ ‘Palm’ được quảng cáo là “kỳ quan thứ 8 của thế giới”, đây là hòn đảo nhân tạo lớn nhất thế giới, tốn 12,3 tỷ USD để xây dựng và được làm từ 93.445.594 mét khối cát. “Kỳ quặc” hơn nữa là The World – một quần đảo nhân tạo bao gồm 300 hòn đảo nhỏ khác nhau được xây dựng tạo thành một bản đồ thế giới, cho phép người giàu có thể “mua một quốc gia”

Singapour đã tăng diện tích quốc đảo lên 20% trong vòng 40 năm: thêm 130 km2 diện tích trên vùng biển cạn đà phải sử dụng 517 triệu tấn cát trong vòng 20 năm gần đây. Năm 1960, Singapour chỉ có diện tích 580km2 và ngày nay lên đến 700km2 .Giá khai thác cát ở điểm đầu tiên giá chỉ 11 đollar mỗi tấn, đến Singapour bán mỗi tấn là 45 đôla, đủ thấy nhà khai thác cát lời khá nhiều !

Trung Quốc sản xuất xi măng rất nhiều và dĩ nhiên cũng sử dụng rất nhiều cát. Năm 2016, Trung Quốc xài gần 8 tỷ tấn cát để xây dựng. Chỉ trong vòng 2 năm, từ 2011 đến 2013, Trung Quốc sản xuất ciment nhiều hơn cả Bắc Mỹ từ 1901 đến 2000.

Công dụng của cát 

Từ hàng ngàn năm nay, loài người đã sử dụng cát và với xây cất càng nhiều vì dân số tăng lên nên loài người đã khai thác cát rất nhiều . Nhiều khi ta chỉ cần it cát để sửa chửa vết lõm, vết nứt ở cầu thang ngoài cửa, ở trong chỗ garage xe đậu v.v. nên chỉ cần một ít cát nên những tiệm như Rona, Reno Depot v.v. cũng bán sẵn những gói cát chỉ 1 kg cho khách hàng ! Cát trong beton, cát trong mortier, cát để chà láng (abrasif) cho trơn . Cát là nguyên liệu làm ống thủy tinh, làm dụng cụ cho các phòng thí nghiệm (hộp Petri, ống nghiệm ..) Nhưng không phải cát nào cũng sử dụng được như cát Sahara tuy nhiều nhưng lại nhẵn tròn nên người ta không xài.

Cát có nhiều ứng dụng trong đó phải kể dùng làm béton .

Con người sử dụng cát nhiều hơn dầu hoả . Loài người không sử dụng cát sa mạc mà chỉ sử dụng cát sông suối vì cát sa mạc trơn tru quá, không góc cạnh như cát sông. Ngày nay con người lại khai thác thêm cát biển. Mà cát biển đóng vai trò thiết yếu trong bảo vệ bờ biển và cac hệ sinh thái nước mặn. Singapour và Dubai phát triển lành thổ nhờ cát đi mua đem về để lấp các vùng cạn ven biển để xây nhà ở .

Cát dùng để xây xa lộ, đường sá, sân đậu xe v.v. ; cát cũng dùng xây dựng nhà cửa, khách sạn, chợ búa, trường học. Cát dùng vào sản xuất beton. Cát dùng trong việc sản xuất mái lợp nhà.Trong công nghệ đào dầu trong đá phiến (schiste), người ta cũng phải bơm chất lỏng gồm hỗn hợp nước, cát và hoá chất vào lỗ khoan với áp lực cực mạnh để làm nứt gãy đá phiến, từ đó tạo ra các lỗ hổng để tập trung dầu và khí trong đá vào các giếng khoan để khai thác .Đó là công nghệ nứt vỡ thuỷ lực (fracture hydraulique)

Cũng vì cát có nhiều công dụng như vậy nên loài người khai thác cát quá mức, gây nên xói mòn, lở đất bờ sông, mất đất nhà ven sông, làng mạc ven biển phải lùi dần vào trong. Hết cát sông bị khai thác quá mức, nay đến cát biển ven duyên hải cũng dần dần mai một; bên Pháp thì một phần tư duyên hải còn ở Florida thì 9 bãi trên 10 bị mất đi

Bao cát dùng để chống lũ lụt cũng như chống đạn. Cát dùng để tạo các cảnh quan như làm các ngọn đồi nhỏ trong sân golf. Trong nông nghiệp, nông dân trồng dưa hấu, dưa gang, đậu phụng, cây mè trên đất cát. Trong xây dựng, cát là vật liệu được ưa thích làm nền móng cho các trang trại chăn nuôi bò sữa vì khả năng thoát nước tốt. Khai thác cát dưới sông làm lòng sông sâu hơn và ngăn cản chuyển vận cát đến bãi biển dọc duyên hải . Vì cát sông bị lạm thác quá nhiều nên càng ngày, con người phải khai thác cát biển. Mà cát biển không phải cát dọc theo bãi biển mà là cát sâu dưới đáy biển, trên thềm lục địa .Ở Indonesia, hàng triệu tấn cát biển được bơm lên nhờ nhiều cỗ máy hút khổng lồ . Ở miên bắc đảo Jamaica, cả một bãi biển dài 400mét bị trộm cát chỉ trong một đêm ! Chỉ vì nhiều nhà thầu phải xây thêm khách sạn cho du khách !

Cát là một trong những vật liệu phổ biến, hữu dụng và cũng tuyệt vời nhất địa cầu. Dù là ở sa mạc, trên bãi biển, hoặc được chất đầy tại các công trường xây dựng, cát là một trong những vật liệu hiện diện ở khắp nơi.

Nhưng cát là gì, từ đâu tới, hình thành như thế nào, và có những công dụng gì?

Từ trên núi non, các loại đá bị nước mưa bào mòn thành từng mảnh nhỏ và được dòng nước chuyển vận từ thượng nguồn đến hạ nguồn. Nước chảy cũng bào mòn các mảnh san hô, vỏ sò, vỏ ốc để thành cát có kích thước giữa 0,063 mm (limon) và 2 mm (sỏi) . Và hợp trạng của cát tùy thuộc vào nhiều loại tinh khoáng khác nhau, từ feldspath, đá vôị mica, thạch anh v.v Trong cát, ta thường gặp chất silica (SiO2) tức thạch anh là tinh khoáng rất cứng, khó bị hủy hoại .Ngoài cát còn có sỏi và đá dăm (granulat) cũng bị khai thác rất nhiều cho xây dựng

Cát trên thế giới

Trên thế giới, ¾ cát lấy lên là dùng vào sản xuất beton .Nhu cầu càng ngày càng lớn vì dân số thế giới ở thành phố từ 1950 đến nay đã tăng lên gấp 5 .Và mỗi năm, các đô thị tiếp nhận thêm 65 triệu người, tạo thêm nhu cầu xây dựng nhà ở. Theo thống kê, năm vừa qua, sản lượng ciment trên thế giới là 6 tỷ mét khối , đủ để tạo ra một cái tường cao 27 mét, rộng 27 mét xung quanh trái đất !

Lãnh vực cần cát nhiều nhất là lãnh vực xây dựng. Thực vây hai phần ba các kiến trúc trên thế giới là làm bằng beton cốt sắt mà beton cốt sắt thì hai phần ba là cát, phần ba còn lại mới là xi măng. Người ta tính là muốn xây một km xa lộ, phải xài 30 000 tấn cát hoặc phải sử dụng 12 triệu tấn cát để xây dựng một nhà máy điện nguyên tử. Trên thế giới, loài người sử dụng mỗi năm 30 tỷ tấn cát mỗi năm, trong đó 60% là phần Trung Quốc. Đó là chưa kể lấy cát để nới rộng thành phố như Tân Gia Ba, như Dubai. Ở ngoài khơi xứ Dubai, con người đã kiến tạo một quần đảo với hình cây cọ và phải mua cát tại nhiều xứ khác nhau, ước tính lượng cát đổ biển vào quàng 9 triệu xe camion chở cát: đảo Cây Cọ ‘Palm’ được quảng cáo là “kỳ quan thứ 8 của thế giới”, đây là hòn đảo nhân tạo lớn nhất thế giới, tốn 12,3 tỷ USD để xây dựng và được làm từ 93.445.594 mét khối cát. “Kỳ quặc” hơn nữa là The World – một quần đảo nhân tạo bao gồm 300 hòn đảo nhỏ khác nhau được xây dựng tạo thành một bản đồ thế giới, cho phép người giàu có thể “mua một quốc gia” (bên phải bức hình).

Cát nói chung, cát biển nói riêng, được đánh giá là loại vật liệu không thể thay thế trong tất cả các lĩnh vực của ngành xây dựng. Cát được phân thành ba loại: cát sông, cát biển và cát mỏ (gồm các mỏ cát tự nhiên và/hoặc mỏ cát thứ sinh – bãi thải đất đá trong khai thác mỏ, bãi thải xỉ của các nhà máy nhiệt điện than).

Nhiều môn thể thao tổ chức trên cát: tổ chức bóng chuyền trên bãi cát (volleyball de plage) cho khó hơn đấu bóng chuyền trên đất !

Công dụng của cát

Cát có nhiều ứng dụng trong đó phải kể dùng làm béton .

Không có cát, chúng ta sẽ không có các loại kính, mà cũng chẳng có xi măng. Chúng ta sẽ thiếu nhiều vật liệu xây cất thường dùng với cát, dù là để làm vườn hay để xây xa lộ. Chúng ta sẽ không có được một máy điện thoại cầm tay hữu dụng, hay một máy tính sử dụng được, hoặc nếu có, chúng phải hoạt động theo cách khác. Thế vẫn chưa hết, không có cát thì sẽ không có nhiều món nữ trang, bởi vì rất nhiều đá quý trên thế giới như xafia và kim cương đều xuất phát từ cát lắng từ thời xa xưa, đã được các dòng sông mài đi bớt khoáng chất rồi kết lại, như kim cương, các khoáng chất khác như sắt, titanium, vv…
Cát dùng để sản xuất thủy tinh , để sản xuất beton , để làm vật liệu tạo nền móng hay làm vật liệu xây dựng trong dạng vữa (cùng vôi tôi hay xi măng).

Con người sử dụng cát nhiều hơn dầu hoả . Loài người không sử dụng cát sa mạc mà chỉ sử dụng cát sông suối vì cát sa mạc trơn tru quá, không góc cạnh như cát sông. Ngày nay con người lại khai thác thêm cát biển. Mà cát biển đóng vai trò thiết yếu trong bảo vệ bờ biển và cac hệ sinh thái nước mặn. Singapour và Dubai phát triển lành thổ nhờ cát đi mua đem về để lấp các vùng cạn ven biển để xây nhà ở .

Cát dùng để xây xa lộ, đường sá, sân đậu xe v.v. ; cát cũng dùng xây dựng nhà cửa, khách sạn, chợ búa, trường học. Cát dùng vào sản xuất beton. Cát dùng trong việc sản xuất mái lợp nhà.Trong công nghệ đào dầu trong đá phiến (schiste), người ta cũng phải bơm chất lỏng gồm hỗn hợp nước, cát và hoá chất vào lỗ khoan với áp lực cực mạnh để làm nứt gãy đá phiến, từ đó tạo ra các lỗ hổng để tập trung dầu và khí trong đá vào các giếng khoan để khai thác .Đó là công nghệ nứt vỡ thuỷ lực (fracture hydraulique)

Cũng vì cát có nhiều công dụng như vậy nên loài người khai thác cát quá mức, gây nên xói mòn, lở đất bờ sông, mất đất nhà ven sông, làng mạc ven biển phải lùi dần vào trong. Hết cát sông bị khai thác quá mức, nay đến cát biển ven duyên hải cũng dần dần mai một; bên Pháp thì một phần tư duyên hải còn ở Florida thì 9 bãi trên 10 bị mất đi

Cát sông, Cát biển, Cát sa mạc, Cát mỏ
Cát nói chung, cát biển nói riêng, được đánh giá là loại vật liệu không thể thay thế trong tất cả các lĩnh vực của ngành xây dựng. Cát được phân thành bốn loại: cát sông, cát biển , cát sa mạc và cát mỏ (gồm các mỏ cát tự nhiên và/hoặc mỏ cát thứ sinh – bãi thải đất đá trong khai thác mỏ, bãi thải xỉ của các nhà máy nhiệt điện than).

Cát sông. Vì sông ngòi Viet Nam rất nhiều và đa dạng nên thuyền bè thường vớt cát sông làm cát xây dựng nhưng càng ngày cát sông bị lạm thác nên phải sử dụng cát biển

Cát biển .So với cát sông, cát biển có đặc tính tự nhiên nói chung ưu việt hơn, như giữ được hình dạng tốt hơn trong trạng thái ẩm/ướt; sạch hơn về mặt môi trường; nhanh khô hơn; không chứa các sinh vật nguy hại cho sức khỏe con người. Từ đó, cát biển có các đặc tính kỹ thuật và đặc tính sử dụng đáng chú ý như sau:

– nhờ nhanh ráo nên độ “mặn” của cát biển dễ được xử lý với chi phí rất thấp (chỉ cần phơi khô).

– nhờ hình dạng góc cạnh và bề mặt thô nháp, cát biển cho độ bám dính và liên kết với dung dịch xi măng cần thiết cho bê tông. Cát biển thường được sử dụng nhiều hơn để sản xuất bê tông nạc (đòi hỏi độ bền thấp hơn).

– cát biển “sạch” (không chứa các tạp chất hữu cơ và khoáng vật sét, là những chất có hại trong sử dụng), hàm lượng sét 0%, hệ số lọc của cát biển rất cao…

Nhờ các đặc tính kỹ thuật này, cát biển ngày càng được sử dụng nhiều để làm chất độn sản xuất nhiều hợp chất khô và lỏng dùng trong xây dựng; sản xuất các vật liệu bê tông và bê tông cốt thép; làm “áo” cho các (mặt) đường giao thông; xây dựng các công trình đập ngăn, đập chắn; làm nền móng…

-cát biển còn được dùng trong việc hoàn thiện, trang trí công trình (nhờ có độ tinh khiết cao, vừa đảm bảo chất lượng của hỗn hợp xây/trát vừa không ảnh hưởng xấu đến màu sắc của công trình).

– với màu sắc phong phú, cát biển còn được sử dụng trong thiết kế các hạng mục sân vườn, lối đi..

Tuy nhiên, cát biển cần được khử ion clo vì đây là một tác nhân ăn mòn của thép, làm cho cốt thép bị oxy hoá, dẫn tới nứt, nở bê tông. Cho nên cát nhiễm mặn phải rửa bằng máy để cho hàm lượng ion clo giảm đến ngưỡng có thể dùng cho kết cấu bê tông cốt thép vì ion Chlore là một tác nhân ăn mòn của thép.

Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy việc sử dụng cát biển để sản xuất bê tông cho phép giảm tỷ lệ xi măng mà vẫn đạt được chất lượng bê tông tương tự. Trong làm đường, việc sử dụng cát biển làm nền cho phép giảm đáng kể các chất kết dính và nâng cao chất lượng của hỗn hợp nhựa đường. Cát biển có thể được sử dụng nhằm giảm giá thành và tăng chất lượng trong sản xuất gạch xây và gạch bó vỉa hè. Chính vì vậy, giá thành bê tông sử dụng cát biển có thể thấp hơn giá thành bê tông sử dụng cát sông nên ngày càng có nhiều nhà xây dựng có xu hướng sử dụng cát biển thay cho cát sông. Ngoài ra, cát biển vẫn thường được sử dụng để làm sạch (tẩy rửa) các bề mặt hay cấu kiện kim loại.

Nhược điểm của việc sử dụng cát biển là chi phí khai thác còn cao do quy trình thu hồi/khai thác cát từ đáy biển đòi hỏi sử dụng các phương tiện/thiết bị chuyên dụng. Tuy nhiên, các công nghệ khai thác cát biển đang ngày càng được hoàn thiện với công suất lớn, dễ vận hành. Trước khi sử dụng, cát biển cần được sàng phân loại, làm sạch, loại bỏ tạp chất, sau đó qua công đoạn xử lý bằng nước để đạt được các tính chất phù hợp. Tuy nhiên, chi phí trong các công đoạn này không lớn. Nếu xét mối tương quan giữa đặc tính kỹ thuật và chi phí khai thác của ba loại: cát biển, cát sông, cát mỏ để tính điểm, xếp hạng, thì cát biển xếp thứ hạng cao nhất.Tóm lại, về mặt kỹ thuật, cát biển có nhiều ưu thế để thay thế hoàn toàn cát khai thác từ sông hay từ mỏ. Về mặt kinh tế, cát biển rẻ hơn cát mỏ và đang dần có tính cạnh tranh cao so với cát sông.

-tận dụng cát biển thu được trong quá trình nạo vét đáy biển, đưa lên bờ khử mặn bằng nước mưa (nước ngọt) và để khô tự nhiên. Sau một thời gian chỉ cần sàng phân loại đến cỡ hạt cần thiết.

-tận dụng lượng cát khổng lồ thải ra từ quá trình khai thác/chế biến titan (sau khi loại bỏ thành phần sét trong cát nhờ quy trình thu hồi ilmenit trong các tầng cát đỏ, cát trắng ở các mỏ titan sa khoáng ven biển).

Cát mỏ . Những tảng cát kết có thể lại bị nhồi lên mặt đất trở lại do sự dời chuyển của các mảng dưới lòng đất, hoặc do động đất đẩy lên, để rồi lại tan rã thành cát trở lại, thế rồi lại tái tục thêm một chu kỳ, một cuộc hành trình thứ nhì. Rất nhiều hạt cát mà ta trông thấy ngoài bãi biển có thể đã trải qua 2, 3, 4, hoặc 5 chu kỳ khác nhau trải dài hàng trăm triệu năm theo lịch sử quả địa cầu.”

Khai thác cát

Cát và sạn cát là tài nguyên được sử dụng nhiều nhất chỉ sau nước . Mỗi năm, loài người khai thác cát 9 lần nhiều hơn dầu hoả và có cả mafia cát ! Mỗi năm buôn mua cát và sạn cát ước tính lên đến 70 tỷ dô la Canada có quá nhiều cát vì các tảng băng hà xưa kia khi di chuyển về Bắc cực đã bào mòn đá gốc nên để lại nhiều hồ và nhiều trầm tích cát quanh cac bờ hồ mà Canada có hàng vạn hồ ! Theo thống kê, Canada có 31 752 hồ rộng trên 3km2 và 561 hồ rộng trên 100 km2 .

Cát sẽ là nguồn cơn của những cuộc tranh giành trong thế kỷ tiếp theo. Nhưng cát sa mạc không sử dụng được vì trơn tru quá do gió bào mòn. Cát mà nhân loại đang thèm khát, là loại như cát lấy từ sông .

Riêng Canada thì không thiếu cát vì các tảng băng hà trước kia trong lúc di chuyển lên miền Bắc đã bào mòn cảnh quan và tạo nên nhiều hồ với nhiều bài cát quanh hồ, Cần biết là 60% các hồ trên thế giới là nằm ngay tại Canada: trên 30 ngàn hồ rộng hơn 3km2 và trên 500 hồ rộng hơn 100 km2.

Vài loại cát 

Cát sông: Từ thượng nguồn, nước mưa đã bào mòn cac loại đá khác nhau trên lưu vực và chuyển vào sông suối để tạo ra cát

Cát biển: Cát biển phải xịt nuớc để vứt bỏ chất chlor vì nếu chất này nhiều quá sẽ ăn mòn thép trong betong cốt sắt .

 Cát mỏ: Tỉnh bang Quebec có khá nhiều mỏ cát trên vùng núi đồi Laurentide, giúp rất nhiều trong kiến tạo đường rầy xe lửa, làm beton, trải nhựa đường v.v.

Cát ven biển Việt Nam

Dọc bờ biển Trung Viet, có nhiều bãi cát vì giãy núi Trường Sơn với nhiều loại đá khác nhau (basalt, đá vôi, sa thạch,..) và vũ lượng lớn nên đá bị bào mòn và do sông suối chuyển vận xuống vùng hạ lưu, tạo thành nhiều bãi biển nổi tiếng: bãi Sầm Sơn, bãi Đồ Sơn, Cửa Tùng, Cửa Thuận, Cửa Đại, Nha Trang v.v.với tuổi đời từ Pleistocen sớm đến Holocen muộn . Ta gặp cát vàng ở Quảng Bình, Côn Đảo được thành tạo trong pha biển tiến, cát trắng ở Nghệ An và dọc bờ biển từ Quảng Trị đến Phan Thiết được tạo thành trong pha biển tiến Flandri (transgression flandrienne) thuộc Holocen giữa, cát đỏ ở Phan Thiết được thành tạo trong các pha biển lùi Pleistocen sớm, Pleistocen muộn và Holocen sớm

Vài tác động của môi trường liên hệ đến cát

Nhu cầu cát trong xây dựng rất lớn nên trên mọi dòng sông Viet Nam, từ tận miền Bắc đến miền châu thổ Cửu Long xuyên qua miền Trung, cảnh tàu bè xúc cát, bơm cát, chở cát càng ngày càng gia tăng, gây ra xói lở và sạt lở bờ sông

Xúc cát trên sông

Tàu thuyền chở cát trên sông

Có rất nhiều nguyên nhân gây tình trạng xói lở bờ như: địa chất, địa hình, chế độ dòng chảy, thủy triều. Tuy nhiên, nguyên nhân chính và cũng là nguyên nhân có thể kiểm soát được đó là do con người tạo ra:

-trên dòng sông Mekong: do xây dựng cơ sở hạ tầng như nhà ở sát bờ, đường giao thông, tạo sóng từ phương tiện giao thông thủy, khai thác cát quá mức làm thiếu hụt bùn cát , thiếu hụt phù sa bồi đắp do xây dựng các hồ chứa trên dòng chính sông Mekong.

-trên sông Hồng ngoài Bắc thì hiện nay đáy lòng dẫn bị hạ thấp, dẫn đến mực nước cũng bị hạ thấp rất nghiêm trọng. Mực nước sông Hồng thấp tạo ra hàng loạt hệ lụy: xói lở ven bờ; thiếu nước sản xuất và sinh hoạt; các hồ chứa thủy điện phải xả nhiều nước hơn để bù đắp, ảnh hưởng đến an ninh năng lượng; xâm nhập mặn ven bờ; ô nhiễm môi trường; giao thông thủy tê liệt…

Khi dòng nước bị thiếu phù sa sẽ nhẹ hơn, bị dư thừa năng lượng, chảy mạnh hơn, khoa học gọi là “nước đói”, có khuynh hướng ăn vào bờ và đáy sông để tự bù đắp, tự cân bằng động lực. Khi khai thác cát làm cho đáy sông sâu hơn thì bờ sông sẽ sụp đổ. Người dân thấp thỏm sợ ruộng vườn biến mất dưới lòng sông và sợ dòng sông sẽ liếm căn nhà đi như vụn bánh. Sông Hồng biến dạng chưa từng thấy cả về dòng chảy, mực nước lẫn tính cách.

Cào cát biển quá mức sẽ làm nước biển thâm nhập vào nước ngầm làm nước ngầm dễ mặn hơn và gây xáo trộn các hệ sinh thái . Nhiều rùa biển đẻ trứng trên các bài cát ven biển cũng bị ảnh hưởng xáo trộn. Đô thị hoá ven bờ biển, hàng trăm ngàn đập nước chận cát trên cac dòng sông và khai thác cát trên sông ngòi là các yếu tố gây ra xâm thực bờ biển

Khai thác cát sông và cát biển làm nước đục hơn nên cũng tác động đến các sinh vật cần ánh sáng như san hô, phiêu sinh vật là thức ăn của nhiều loài cá, do đó tác động xấu đến ngư nghiệp.

Khai thác quá mức cát dưới lòng sông với những con tàu hút cát làm chế độ dòng chảy thay đổi với những xoáy nước, những sụp lở bờ sông làm mất đất nông nghiệp ven sông, làm nhà ở cũng như cầu đường ven sông bị hư hại.