稀土矿物为世界提供动力，但采矿在这片土地上留下了局部和全球的足迹

现代社会依赖铜、金、镍等金属，用于从医药到电子的各种用途。这些元素中的大多数在地壳中都很稀少，所以开采它们需要置换大量的泥土和岩石。硬岩开采——之所以叫硬岩是因为它指的是挖掘坚硬的矿物，而不是像煤或沥青砂这样较软的物质2017年全球收入6000亿美元(PDF)．

特朗普政府重新启动了几项此前被阻止或陷入僵局的有争议的采矿提议。他们包括卵石我阿拉斯加布里斯托尔湾的源头以及明尼苏达州附近的租赁地边界水域独木舟区荒野．它还批准了大型铜矿在亚利桑那州南部，随后被联邦法院裁决阻止．

我研究的是人类改变的景观，包括受地雷影响的地区。采矿作业是水污染的主要来源，可能造成持续几代人的问题。它们的全球足迹也直接重塑了地球地形的重要部分，留下了人类存在的不可磨灭的证据。

挖得又深又广

在大多数地区，铜、金和其他元素的浓度太低，无法进行有利可图的开采。但在某些地方，它们出现在可开采的高浓度矿物——矿石的矿层中。一种矿物的经济可行性主要取决于它的市场价格。在浓度低至0.0001%时，金矿是可行的，而铜的浓度低于0.5%则不经济。

为了到达地下的矿藏，矿工们挖隧道，挖露天矿坑，或者在地表挖洞。技术的选择取决于多种因素，包括矿石的固结程度、地质环境和矿石的深度。

深层矿井对地表的干扰最小，但对矿工来说却更危险。

深层矿井对地表的干扰最小，但对矿工来说却更危险。在地球表面的深处，宇航员们经常面临遇到有毒气体的危险烟雾或没有维持生命的氧气的浑浊空气。其他危险包括地震和设备故障。2010年，33名智利矿工花了这笔钱被困在地下两个多月在某铜金矿一段斜坡塌方后，最终获救。

国际上对矿山安全的日益重视以及技术和矿石质量的变化，促使人们从深部开采转向露天开采或露天开采。矿井深度可达四分之三英里，但通常覆盖面积不到20平方英里。相比之下，地表矿井通常深入地壳不到1000英尺，但可以延伸到数百平方英里。

酸性的水

获取矿石通常需要将基岩炸开，将其从竖井或矿井中取出，并在开采矿石后将废弃物储存在附近。在这些松散的岩石堆中，以前埋在地下的原始矿物暴露在空气或水中。岩石中富含硫的化合物与氧气和水发生反应，产生硫酸，从而降低附近溪流的pH值，使其达到与柠檬汁或醋相当的水平。

在最糟糕的情况下，这个过程被称为酸性矿山废水，可以杀死大多数本地水生生物。如果酸性排水到达地下水，它可能会持续数十年或数百年，并引发一系列其他影响，损害当地河网的水质。

当酸性矿井排水降低溪流的pH值时，其他金属也会开始从废石堆、矿井或邻近土壤中的矿物质中熔化，渗入到与这些区域相交的土壤和地下水中。这导致水体中镉、铜、铅和其他重金属含量增加，对水生昆虫、鱼类和人类健康有害。

这些影响可以传播到很远的下游，并持续几代人。世界各地的老旧废弃矿井损害了水质在采矿停止很久之后．它们的影响可以是长期的缓慢泄漏，也可以是突然的排放，比如2015年黄金大王漏油事件它向阿尼玛斯河排放了300万加仑的矿井废水和垃圾。

根据美国政府问责局(U.S. Government Accountability Office)的说法，确实有至少161,000处废弃的硬岩矿场(PDF)在美国西部和阿拉斯加。其中，至少有3.3万户污染了水源，或留下了被砷污染的成堆的矿山废料。

改变地球的形状

采矿作业也改变了数千平方英里的土地。在某些情况下，尤其如此山巅移除采矿，整个地形都是永久的重塑．数千年来，地球表面是由缓慢的风和雨的地质作用形成的。相比之下，采矿会在数年或数十年内改变遗址的地质、地形、水文和生态。

这些移动地球的活动代表了一种影响，导致许多环境科学家认为我们的星球已经进入了一个新的地质时代——人类世人类的选择比纯粹的自然过程对地球的影响更大。地貌演化的周期非常缓慢，所以这些地形和地质影响可能会比采矿对水质的影响持续更长的时间。由于地质过程是缓慢的，科学家们不知道这些景观在未来的进化中将如何分化或融合。

重要和稀缺

与石油和天然气生产商一样，矿业公司不得不面对这样一个事实他们寻找的产品是稀缺的(PDF)，而易于开采的储油池已经被开发，导致储量减少矿石质量．但对这些金属的需求仍在继续增长。

快速发展的绿色能源需要大量的开采稀土金属权力风力涡轮机,电动汽车电池和太阳能电池板．手机、电脑、相机镜头和其他商品也含有这些物质。

经济需求导致企业继续推动在美国或海外开采新矿环境控制可能更弱与之前的项目相比，新项目可能会移动更多的岩石，消耗更多的能源，产生更持久的影响。

无论在哪里采矿，确保采矿作业受到有效监督和长期监测，确保公司对环境破坏负责，都是一项长期挑战。完全避免开采更多矿物所带来的复杂性的最好方法是减少它们的消耗，使采矿过程更有效，使工业材料的回收更经济稀土金属．

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