Sand, sträcker sig över miles av stränder, heltäckande stora hav och öknar, är en visuell metafor för gränslösa resurser. Ändå forskare i veckans journal Vetenskap ta en annan metafor - sand i ett timglas, markerar att tiden tar slut.

Sand är den bokstavliga grunden för stadsutveckling över hela världen, en viktig ingrediens i betong, asfalt, glas, och elektronik. Det är billigt och lätt att extrahera. Forskare i USA och Tyskland säger att enkel åtkomst har gett upphov till en slarvig förståelse för de verkliga globala kostnaderna för sandbrytning och konsumtion.

Sandbrytning över hela världen kopplas till kusterosion, förstörelse av livsmiljöer och spridning av invasiva arter. Stående vattenbassänger som skapas genom sandbrytning blir avelsplatser för myggor som bär malaria. De negativa konsekvenserna av gruvdrift känns inte vid konsumtionspunkten, utan snarare i fattigare områden där sand bryts. Frestande vinster från storskalig sandhandel ger upphov till organiserad brottslighet och internationell konflikt. Det finns tecken på att försök till reglering har inspirerat till fler olagliga och skrupelfria vinster.

Den största oron, författarna säger, är att sandbrytningens verkliga inverkan och ekonomi inte ens är klart förstådd. De enkla anekdoterna som har fått viss publicitet gör det klart att lösningar inte kan levereras till bara en plats. Transaktionerna av sand, och avgiften för att få naturresursen, sträcker sig över hela världen i ett nät av utbud, efterfrågan och makt.

"Som med många naturresurser världen är beroende av, sand är ett perfekt exempel på transaktioner som verkar enkla, men i verkligheten, är djupt komplexa och fyllda av ojämlikhet och risk, "sa medförfattaren Jianguo" Jack "Liu, Michigan State University Rachel Carson ordförande i hållbarhet och chef för Center for Systems Integration and Sustainability. "Det behövs en systemmetod för att avvärja katastrofer och uppnå sandhållbarhet."

Sand och grus är världens mest utvalda resurs, och som vatten, sand faller i en kategori av en "gemensam pool" -resurs, vilket betyder att det är lätt att få, och svårt att reglera. Men medan vissa sandkällor fyller på sig själva, tidningens författare noterar att den nuvarande kombinationen av ökande efterfrågan och obegränsad gruvdrift för att möta den efterfrågan är ett recept på brist.

"Sand som blir en knapp resurs är en ny viktig fråga för den globala miljön och samhället, men ännu inte helt erkänt eller förstått, "sa författaren Aurora Torres, forskare vid det tyska centret för integrativ biologisk mångfaldsforskning (iDiv) och Martin Luther University Halle-Wittenberg. "Att klassificera lämplig sand som riklig eller förnybar är inte det rätta sättet att fortsätta om inte påfyllningsgraden matchar eller överstiger utvinningsgraden. Tyvärr, den globala sandbudgeten saknas fortfarande. Tills nu, forskning om sandfrågor har varit i stort fragmenterad och har mest följt konventionella disciplinära linjer. "

Författarna, som också inkluderar Jodi Brandt vid Boise State University och Kristen Lear vid University of Georgia, påpeka att det mest säkra är den uppenbara osäkerheten kring den globala sandförsörjningen och de verkliga kostnaderna för att få sand. "En hotande tragedi av sandallarna" trådar sanduttag genom jordens viktigaste miljö- och hållbarhetsfrågor - transport, handel och möjligheten att skada både människor och natur. Gruppen startar den första internationella insatsen för att systematiskt undersöka omfattningen av sandutbud och efterfrågan.

Sands stora bild behöver granskas, de säger. Att förstå vad som händer på de platser som sand bryts, platserna som används sand och de många punkterna mellan som upplever förlust, fördelar eller skada är inom räckhåll med hjälp av forskningsramar som telekoppling - som gör det möjligt för forskare att förstå socioekonomiska och miljömässiga interaktioner över avstånd.