高品質(zhì)的石英是世界上幾乎所有科技設(shè)備的半導(dǎo)體的基石。手機、太陽能電池板和人工智能都依賴于這種資源。

然而，這種純凈的石英非常罕見——它只能在地球上的少數(shù)幾個地方找到。世界上最大的稀土礦藏所在地北卡羅來納州的一個小鎮(zhèn)剛剛受到颶風(fēng)“海倫”的襲擊。

小鎮(zhèn)云杉松(Spruce Pine)位于阿什維爾(Asheville)東北一小時車程的地方，也被稱為礦物城(Mineral City)，人口約為2000人。它還包含一個至關(guān)重要的天然高純度石英供應(yīng)需要的計算機和設(shè)備運行我們的現(xiàn)代世界。

颶風(fēng)“海倫”來襲時，云杉松鎮(zhèn)被兩英尺多的雨水淹沒，市中心被淹，電力中斷，企業(yè)被迫關(guān)閉。據(jù)CNN的Clare Duffy和Dianne Gallagher報道，位于Spruce Pine的石英礦由比利時礦業(yè)公司Sibelco和當(dāng)?shù)氐氖⒐舅?，供?yīng)世界上80%到90%的高質(zhì)量石英。但這兩家公司在風(fēng)暴襲擊該地區(qū)的前一天關(guān)閉了業(yè)務(wù)，沒有透露何時恢復(fù)生產(chǎn)。

“我不認(rèn)為這個國家真正意識到這個小小的小鎮(zhèn)有多重要，”邁克爾·萬斯(Michael Vance)告訴《華盛頓郵報》的伊娃·竇(Eva Dou)，他是當(dāng)?shù)氐囊晃环康禺a(chǎn)開發(fā)商，在風(fēng)暴過后一直在非正式地協(xié)調(diào)一些救援工作。

云杉島上豐富的石英和其他礦物形成于數(shù)百萬年前，當(dāng)時非洲和北美的構(gòu)造板塊碰撞在一起，形成了超大陸盤古大陸。這次碰撞迫使較重的海洋地殼降至北美下方，使海洋沉積物處于更高的壓力和溫度，因為它們更接近地球的熱地幔。

當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)學(xué)家亞歷克斯·格洛弗在2014年告訴北卡羅來納州的《Our State》雜志，這場3.8億年前的碰撞產(chǎn)生的摩擦和熱量融化了地表以下幾英里處的巖石。這些巖漿穿過周圍巖石的裂縫，經(jīng)過數(shù)百萬年的冷卻和結(jié)晶，形成了云杉松火山豐富的偉晶巖——一種充滿石英晶體的火成巖。

該鎮(zhèn)的偉晶巖由大約65%的長石，25%的石英，8%的云母和微量的其他礦物組成。據(jù)《Our State》雜志報道，云杉當(dāng)?shù)厝藥讉€世紀(jì)以來一直使用云母，幾千年來，美國原住民開采云母來制作珠子、裝飾腰帶和貨幣。

然而，今天最引人注目的是石英。因為這種礦物是在一個幾乎沒有水的地區(qū)形成的，所以它非常純凈，水會把雜質(zhì)帶入其中。制造半導(dǎo)體的過程需要幾乎沒有雜質(zhì)的石英。

正如記者文斯·貝瑟在《一粒世界》中所解釋的那樣，半導(dǎo)體硅可以“在特定溫度下導(dǎo)電，而在其他溫度下導(dǎo)電”——這一特性使其在晶體管中工作得很好，晶體管是控制電子設(shè)備內(nèi)部電流的小型電子開關(guān)。

但要用于晶體管，必須將純硅熔化。當(dāng)硅融化時，它必須被保存在一個由特殊材料制成的容器中——一個能夠承受高溫而不會污染硅的容器。高質(zhì)量的石英(或二氧化硅)是這項工作的唯一材料。如果使用不純的石英，外部材料會妨礙晶體管的效率。

“純度真的很重要，”《物質(zhì)世界:塑造現(xiàn)代文明的六種原材料》一書的作者艾德·康威在接受美國國家公共電臺的《全面考慮》節(jié)目采訪時表示?！澳阏f的是一個制造硅片的過程，后來變成了硅芯片，其中一個原子在錯誤的地方，”可能會導(dǎo)致生產(chǎn)中斷。

最高質(zhì)量的云杉石英具有開放的晶體結(jié)構(gòu)，經(jīng)過多輪處理以溶解雜質(zhì)，可以轉(zhuǎn)化為Iota石英- Beiser稱之為“行業(yè)純度標(biāo)準(zhǔn)”。

因此，在云杉松發(fā)現(xiàn)的石英是價值5000億美元的微芯片行業(yè)的主力，湯米·格林在《連線》雜志上寫道。但在颶風(fēng)“海倫”之后，這些礦山可能需要幾周才能重新開放，這可能會導(dǎo)致供應(yīng)鏈短缺。

目前，礦業(yè)公司正在應(yīng)對風(fēng)暴對基礎(chǔ)設(shè)施造成的破壞——道路被關(guān)閉，有些地方被沖走，手機服務(wù)也中斷了。一些礦工失蹤。

“我們的首要任務(wù)仍然是員工的健康、安全和福祉，以及確保云杉松工廠的安全，”矽比科在一份聲明中說。“我們的心與受颶風(fēng)海倫影響的每一個人同在，我們感謝你們在這段時間的理解?！?/p>