资源总量与实际可用性应该知道,组成地球的元素不是同样丰富的。有关的分析表明,地壳的9%仅由8种元素组成,其中氧占46.6%,硅27.2%,铝8.3%,铁5.8%,钙3.6%,钾2.6%,镁2.1%。地壳的元素所占的百分率称为平均地壳丰度。值得注意的是其中铁和铝这两种元素的平均地壳丰度在1%以上,而汞、金、银等几种元素在百万分之0.1以下。地壳非常大,如果元素能分离出来的话,一个非常小的平均地壳丰度能代表非常大的数量。例如,金的地壳丰度为百万分之0.0035,代表大约470亿吨黄金,地球人均约10吨。从这种角度看问题,甚至最稀少的数量有限的元素,至少在可预见的将来也能充分供应。
但是,计算出来的丰度和实际可用性有极大的不同。平均地壳丰度严格地说是一个平均数,认识到这一点是很重要的。例如,占铁的总重量70%的赤铁矿,其大量沉积物是在苏必利尔湖西端,而其他地方别的矿物含铁量很少,许多矿物完全不含铁。其他元素也有类似的情况,尤其是对于那些稀有元素,指出这点特别重要。在某些地区有丰富的沉积物,但并非在整个地球普遍分布。
从实际来说,随着矿石品位的降低,开采和冶炼的成本增加,当开采的成本超过产品的价格时,处于这种盈亏转折点之下的品位的矿石,在经济上没有利用价值。因此,一般来说,经济上可开采的任何一种元素的量,远远少于按地壳平均丰度计算出来的总量。另一方面,由于产品短缺,价格会随之增高;而技术的发展会使开采和加工的费用降低。这样,使利用更低品位矿石或更深更远的矿床,在经济上成为可行,以往亏损的现在则可盈利。例如,在1900年,含铜3%的铜矿石在经济上是可开发的最低品位,现在最低品位可降到约0.35%。显然,开采低品位矿石的能力可显著地扩大这种资源的基础。因此,丰富论者根据这个事实,即尽管开发不断增加,但由于经济因素和技术的进步,可用资源的供应是增加了而不是减少了,对极限论者预言资源将用光的论点进行了反驳。
然而,有限论者根据下述理由,认为过去不断增加资源基础的趋向在将来无法继续下去。第一,或许最重要的理由是随着品位降低,矿石数量增加这个概念不过是个浮泛的概念罢了。有许多例外,例如,当含铜量为1%的矿石被采完时,我们应该转向含铜大约为0.3%的矿石,但这种矿石要比1%的矿石少4倍,而铜则少15倍,结果,把0.3%的矿石列进开发项目,仅增加不到10%贮藏量。进而,经济上能开发含铜约0.2%的矿石,仅增加只不过1%的储藏量。
因而,可以利用的低品位矿石和存在于平均地壳丰度的“无限”数量之间有很大差距。对于很多其他重要元素,经济上可利用的矿石与平均地壳丰度之间的差距甚至更大。例如,金的平均地壳丰度为百万分之0.0035,但在经济上可开采的边界品位(1975年)为千分之0.0035(即其边界品位与其平均地壳丰度的比率为1000),或者说含金在千分之0.0035以下的矿石没有经济价值。只有在最普通的元素如铁和铝的例子中,才能通过不断增加低品位矿石的数量,或多或少地使其继续转变成“无限量”,这种无限量是存在于平均地壳丰度中的。缺乏这种地质上的转变,就很难看到经济趋势或技术的不断进步是如何弥补从低品位矿石到开采无限量的普通岩石之间的差距,这种岩石只含有地壳的平均痕量丰度。
第二,即使不考虑经济因素,假设可以通过最大量开采含痕量元素的普通岩石来获得所需要的物质,然而由于净产量原则,这条路也是行不通的。也就是说,在生产过程中要消耗大量能源和(或)物质,要做到合算,生产出的东西必须多于消耗的,即必须有一个正的净产量。例如,石油开采,在钻井及很多其他步骤中,要消耗大量的能量,当这种能量耗用总量与得到的相等时,不管油田还含有多少石油,这时的石油只能被看为已被耗尽。因为不论价格和成本如何,消耗的能量大于所获得的能量的生产是没有意义的。又如开采和加工钨矿石本身也需要用钨(工具的磨损和损坏必然消耗一些钨),如果钨矿石是较高品位的,那么开采的钨即是正的净产量。但如果地壳里贮存的钨是痕量或者接近其平均地壳丰度,又由于开采时出现负的净产量(即投入的钨多于采出的钨),则其一定是不可利用的。
无限量地供应廉价能源可以防止这种类型的资源枯竭。但非常清楚的是,将来的能源既不是无限的,也不是廉价的,这就将限制许多资源的生产。 第三,废物处理是一个特别重要的因素,当矿石品位下降时,废物的数量以几何级数增加。远在开采不可更新资源达到极限以前,对土地、空气和水的不良影响就可能已达最大的忍受极限。这种情况已迫使人们在增加开采资源和保护环境之间进行抉择。因此环境的影响有效地限制了最低品位矿石的利用。
总之,看来更加可能的是,应该远在资源实际数量开采完之前,把几种因素或所有因素综合起来,从而限制地球资源的开采数量。P41-43