铁是世界上最便宜也最常用的金属。2016年,全球的钢铁产量达到了16.4亿吨——这一产量是第二常用金属铝的22倍。在过去的170年中,铁的产量每年会增长5%到10%。我们用钢铁建造建筑、桥梁、铁轨、船舶、火车、公共汽车、汽车、高压铁塔和水电站。铁是我们基础设施中最重要部分的最重要成分。我们都是铁器时代的人类。
你能想象万一我们把铁用完会怎样吗?那将是灾难性的后果。在某些情况下,我们当然可以用其他材料替代铁。其他金属常常会比铁的表现更好,比如我们需要某种更轻的金属,就像铝;或者需要导电性更好的金属,就像铜;又或者是可以放在人体内而不会生锈的金属,就像钛。在其他情况下,我们还可以用非金属替代铁。桥梁可以不用钢铁而使用木料。游艇可以由玻璃纤维和塑料制成。刀具可以由陶瓷材料制成。然而,即使我们能够用其他任何原料生产出尽可能多的物品,也还是不可能靠其他材料替代所有铁的同时,还能维持我们现如今的社会。
很难说将来还能提取出多少种不同的元素。在我们掌握的数据中,其中最可靠的被称为储量。这是基于矿业公司对他们矿场开采能力的公开估算。
有的时候,新闻会报道说,我们还剩下5年的时间耗完某种元素,或者还有20年的时间耗完另一种。我们能得到这些数字,是通过将这一特定元素所有已登记的储量相加,再除以当前水平下每年的开采量。由此得到的年数将会告诉我们,还有多长时间我们就将用完这种元素的储量。目前已经公布的铁储量为830亿吨,每年从矿山中开采的则有15亿吨。换句话说,如果我们像今天这样持续开采,就将会在28年内用完储量。而且如果我们继续增加产量,它们会被更快地开采一空。
如果这的确是真的,那我们的处境就会相当被动,但很幸运的是并非如此。事实上,铁储量的“寿命”在很长一段时间里始终都是非常稳定的。50年前,我们只剩下几十年的储量,其他一些金属也是如此;从1980年到2011年,我们只剩下30年的铜和60年的镍——尽管这两种金属的量在此期间翻了一番。
原因也非常简单:储量的数字告诉我们,矿业公司准确地知道他们将能够从特定的区域开采多少矿产。但是对于尚未发现的矿床,他们并没有给出任何信息。由于储量也是矿业公司估值的一部分,他们必须耗费高昂的代价,在经过地质勘探、试钻、批准以及认证过程后,才能够将矿床归类为储量。矿业公司必须登记足够多的储量,以确保启动或继续开采所需的投资,这一点对他们而言至关重要,但他们也不需要登记过多。因此,登记未来几个世纪用途所需的储量,并没有任何意义,尽管这些储量显然存在。
如果技术发展导致一种元素出现更大领域的新用途,或是战争在其中一个核心生产国爆发,那么相对于产量而言,储量有可能会变小——预期的估算年限也会缩短。元素变得稀缺,其价格就会上涨。而在价格上涨的前景之下,矿业公司将会选择动用更多的资源寻找并归类新的储量。因此,看似潜在的供应中断,实际上可能会导致新的发现以及不断增加的储量。
随着价格的上涨,已知的矿床也可以被转入储量的类别。这是因为,储量指的只是那些能够被用于财务收益的矿床。当价格更高时,矿业公司可以承受得起将矿坑挖得更深,粉碎更多的石头,并使用更昂贵而复杂的分拣方法。
技术进步也可以创造新的储量。例如基律纳的铁矿石,很长时间以来都因为磷含量太高而被认为无法使用,但是随着一种从生铁中脱磷的新方法出现,基律纳从一片不毛之地摇身一变成为欧洲政治中的关键区域。未来,机器人向采矿作业的进军,会让他们挖掘得更深,分拣效率也更高,这也是未来几年储量持续增长的一种方式。
储量的特性,决定了它们会在我们需要的时候增长。一些人以此为论据声称,我们永远不会真正经历资源短缺,我们总能找到更多、或是开发出开采更多矿石的方法。但事实可能并非如此。每一种已经被移到这个被称为“储量”的小盒子里的事物,都已经存在于一个被称为“已知资源”的盒子里。这个盒子包含了我们已经发现但还未被归为储量的所有矿床,因为它们相对于常规路线过于偏僻,或是处于一个正在经历战争的国家,抑或是处于环境考虑不允许开采,还可能是因为地质条件使得开采活动在当今的市场或以当今的技术而言无利可图。
最后一个盒子里装的是未知资源——包含我们还没有发现的一切,因为我们还没有测绘出地壳上的每一立方英尺(约为0.028立方米)。
如果铁被用完了,那么桥梁中的铁能用什么材料替换呢
每次我们发现一座新的矿床,它就会从“未知资源”的盒子被移到“已知资源”的盒子。随后,它可以被进一步移到储量的盒子中。随着每一次储量的增加,资源也会相对减少。它们可能是未知的,但它们并不是无限的,当资源的盒子变成空盒子时,就什么也开采不到了。
那些试图估算铁资源总量的人,最终获得的结果是2300亿到3600亿吨。此外,已经开采的铁资源是300亿吨到700亿吨,它们或许位于我们社会的某个地方,或许已经因为生锈和磨损而消失不见。
我们对铁的应用已经超过3000年了,但也只开采了大约十分之一的可开采铁。然而,这并不意味着我们可以继续再使用一万年。我们现在使用的铁绝大多数都是在20世纪完成开采的。如今铁产量和总资源之间的比率表明,大约还有250年的使用时间。
尽管未知资源的数据很不确定,但我们还是可以很乐观地假设它们实际上4倍于此,因此我们将有足够多的铁使用一千多年。或者它们甚至有可能达到10倍大。这样的话,再过一千年,我们也不会抵达铁器时代的末期,而是或许才走了一半。但问题是,资源短缺并不是在地壳被挖空时发生,而是一旦我们的社会不再有能力开采出铁时,铁资源的短缺就发生了。