出於物質不滅定律，地球上的各種物質不會平白無故消失，只會轉變存在的形式。只是隨物質而異，轉變的速度快慢不一。
大家最熟悉的物質循環大概是水。從天上降雨，流經山川湖海，經日曬而蒸發為雨雲，這個循環每年可以走好幾次。另一個重要的資源是化石燃料，經過幾億年，海藻及海洋生物生長、沈澱、壓縮、化學變化，最後成為原油或天然氣埋藏在地層中，後來被人類開發，成為現代物質文明最重要的推手。理論上，新的原油或天然氣仍然繼續在醞釀中，只是週期太長，人類短暫的幾萬年歷史無法觀察。
人類文明史可以說是一部材料發明史，從青銅器、鐵器到陶瓷，每發明一種新材料便將文明推向一個新高峰。但早期的材料發明，使用的元素不是金銀銅鐵錫等金屬，便是木材或泥土，人們發明了各種工藝，將不同的材料聚合在一起。最終這些材料都可以回歸成原本各自的狀態，金屬融解還原，陶瓷回歸於塵土。
但在西元1869年美國人John Wesley Hyatt成功合成了賽璐珞（celluloid）（其材料為木纖維、硝酸、硫酸、樟腦等）之後，人造材料的潘朵拉盒子便從此打開。隨著石油工業與高分子化學的進展，各種塑膠成為現代人類日常生活中不可缺乏的材料。有人統計，現代地球人平均每人每年消耗45公斤塑膠，浪費的美國人更高達100公斤，其中超過50%用在用過即丟的一次性包裝材料。
跟其他早期文明開發的材料相比，塑膠是人類科技創新中最為特殊的一種材料。
石油還能再用多少年？
從成份來說，塑膠主要由碳、氫、氧三種元素組成，其中氧是地球上含量最多的元素，大氣層含有20%的氧，地殼中的含量為49%，可以說是取之不盡用之不竭。而地層中蘊藏量龐大的原油或天然氣，其基本成份也是碳、氫、氧，因此成為製造塑膠最佳的原材料。
地球原油的蘊藏量固然龐大，但經得起現代塑膠文明多久的開採？
根據BP石油公司2013年的估計，地球原油的藏量只夠人類使用53年，不過這個年份受到幾個因素影響。一是透過對地層更精準的探勘，經常發現前所未知的藏量，過去十年，對原油蘊藏量的預估已經增加了27%。二是來自科技的進步，減少了對原油的需求。例如目前大量的原油消耗於交通運輸工具，以目前電動車的蓬勃發展趨勢，未來可以大幅減少對原油的依賴。因此預估原油蘊藏量支撐人類現代物質需求到百年以上，應該不算離譜。
但是現代社會對塑膠的依賴仍然方興未艾。由於塑膠材料生產技術普及，生產成本低廉（當然這是因為沒有計算環境等外部成本），用塑膠製造出來的各種成品具有許多優點，重量輕（密度比海水還低），形狀容易塑造，同時因為不容易跟其他化學或生物成份結合，因而乾淨衛生，維護簡易。
然而這也是塑膠材料最大的問題，結構越穩定，也就越難以分解。
就以現代社會人手一瓶的瓶裝水的容器而言，在不假人力的自然條件下，分解成為天然成份的時間需要450年之久。結構較為鬆散的容器如保麗龍，也需要50年。
因此塑膠文明最大的威脅是：
它使用的原始材料需要幾億年才能回補，它的最終成品卻需要幾百年才能回歸自然。
一方面，地底的油層或天然氣層被不斷開發採掘，對地層造成無可逆轉的永久變化；另一方面，自原油生產出的塑膠成品又以每年3億公噸的速度不斷累積。以體積計算，一年的塑膠產量相當於150座101大樓，如果不回收再製，400年內，地球上將多出6萬座101大樓的塑膠垃圾。
相形之下，地球上另一種重要的物質 ── 木纖維，由樹木轉換陽光、空氣、水而產生。木材的生產循環週期從數十年到數百年，而各種紙製品的分解週期可以短至數年，同時回收再製的成本遠比塑膠為低，因此循環性遠較原油轉換為塑膠的週期循環為佳。
打破原本的單向旅程
要避免地球的原油蘊藏被徹底用罄，淪落為垃圾星球的命運，除了減少使用量，或是採用循環週期較短的其他如木纖維的材料外，「科技」顯然必須擔負起重要的使命。
目前大致可以看到三個主要的創新方向：
一是降低塑膠品回收、再製、重新使用的成本。 有一家由華人青年Miranda Wang創業的BioCellection，便發明了一個化學製程，可以將PE塑膠膜分解成簡單的液態分子成份，再製成尼龍等材料。但這家新創公司還在實驗室階段，真正挑戰在如何建立具有成本優勢的量產規模。
二是借重生物力量，開發各種酶素（enzyme），或是微生物菌種，加入吞食裂解塑膠成份的行列。 跟前述化學製程比較，這些生物成份以陽光、空氣、和塑膠為食，加以適當的溫度和壓力，不需大量的資源或能源，便能分解頑固的塑膠材料，用以處理塑膠垃圾自然比化學方法理想，但瓶頸是分解的時間仍然過長。不過最近頻頻傳出令人振奮的報導，例如科學家已經發現一種被取名為PETase的酶素，可以將PET材料在幾天內分解成小分子。由於這些酶素還有優化的空間，未來發展令人期待。
而最理想的創新，是放棄塑膠，開發出截然不同的新材料，既具備塑膠的優勢，卻又有較短的自然分解週期。 這當然不是一個新夢想，科學家經過數十年的耕耘，已經累積了可觀的知識，最大障礙是難以跟低成本的塑膠競爭。但隨著科技的持續進步，以及人類社會對塑膠問題的警覺，像Valerian Materials或Natur-Tec這一類以研究為導向的新創公司，遲早會開發出具有突破性的創新。
還有哪些元素會絕種？
以上說明僅側重在從原油到塑膠的供應鏈。其實對地球上各種資源，包括週期表上的118種元素，甚至空氣、土地、水，各有其不同的原始蘊藏量、人類採掘消耗速度、循環週期和回收成本等系統特質。
例如銀是人類文明上歷史悠久的金屬，早期用在飾品、器件或錢幣，工業革命之後，被大量使用在攝影、印刷電路板、和各種導電材料上。因為單位價值高，回收容易，因此經過幾百年來重度的礦產開發，仍有相當的藏量。即便如此，科學家估計到2240年，地球上所有的銀礦都將被完全開採用盡。
如果在元素週期表上巡禮一番，在未來一百年內瀕臨「絕種」的元素包括： 氦（He），鋅（ Zn）， 鎵（Ga），鍺 （Ge），砷（As）， 銀（Ag），銦（In）， 碲（Te）， 鉿（Hf）等9項元素。很難想像，當這些元素的地球存量見底，除外太空之外別無補充之道時，人類的物質文明會蛻化成什麼樣的風貌？
在過去200年科技萬能、資源無限的時代，人類對於物質抱持著生產—消費—拋棄的單向思維，人造的新產品、新材料每天誕生，至於它們的最終去向，無人過問，無人關心。
而在地球資源有限、終有枯竭之日的認知下，現代社會重新思考創新，何妨改弦易張，發展 生產—消費—回收—再製 的循環思維？商業價值的創造，為何不能從獎勵對稀少資源的爭取掠奪，轉為對過剩物質的處理和善用？材料創新的注意力，是否可以從材料的合成移轉部份到材料的分解？新產品的設計，不只重視「開箱體驗」（out-of-box experience），能否對如何善終也做一個體貼的交代？
本文由鄭志凱授權轉載自其獨立評論＠天下專欄。
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