楠木軒

百米厚的煤層是怎麼形成的?遠古地球上真有這麼多植物嗎?

由 申屠仲舒 發佈於 科技

前言

孕育了人類的地球供給我們豐富的資源,這顆岩石星球有着厚厚的地殼,其中藴藏着眾多寶藏。我們生活中很多人造物的原材料都來自於大自然,比如金屬、燃油等。

隨着人類科技的發展和人口的增加,我們的工業越來越發達,對資源的需求量越來越大,人們開始討論如果資源耗盡,我們應該如何應對的問題。

資源耗盡並不是一件聳人聽聞的事情,我們現在使用的很多資源都是不可再生的,比如石油和煤炭,它們都需要經過長期的地質演變才能夠形成,如果人類在短時間內將這些資源開採殆盡,那麼我們就會面對無資源可用的局面。

因此除了通過各種手段佔有資源以外,各國現在也在積極研究替代這些不可再生能源的可再生能源,比如電能、風能、太陽能等。

煤炭是怎麼形成的?

和金屬這樣的礦藏不同,很多不可再生資源都是古代有機物轉化而成,比如煤炭、石油、天然氣。遠古的動植物、微生物在死後的屍骸在地層中經過長期的沉積、演化,最終形成了這些資源。

現在學界的主流觀點認為,煤炭是遠古植物形成,在地層的壓力下,內裏包含的其他元素逐漸消失,只留下最穩定的碳元素,就形成了煤炭,甚至在煤層中還能夠發現不少古代植物的留下的紋路,更加證明了植物形成學説的可信。

煤炭不是在某一個時刻突然形成的,它經歷了複雜的轉變過程,先是形成泥炭層,然後再轉化為褐煤、煙煤和無煙煤。

這幾種炭都可以用作燃料,但泥炭的雜質最多,燃燒不充分,煙霧很大,最後形成的無煙煤就能夠充分燃燒,並且煙霧很小,是品質最好的煤炭。現在人們為了減少煤炭燃燒中的環境污染,在開採煤炭之後還會經過“洗煤”的過程,去除一部分雜質。

為什麼會有這麼多煤炭?

煤炭在工業革命之後得到了廣泛運用,被譽為“黑色黃金”,是近代工業最重要的燃料。沒有煤炭的幫助,現代工業不會發展到今天的程度。

我國是一個煤炭資源豐富的國家,到如今我國依舊是世界上煤產量最高的國家,在我國境內還有着大量燃煤的火電站。煤炭已經開採了數百年,至今還沒有大量減少的跡象。為什麼這種資源的儲量這麼豐富?地球上曾經真的有這麼多植物嗎?

答案是肯定的。在人類出現之前,比如石炭紀、二疊紀、侏羅紀時,恐龍曾經作為世界霸主生活在大地上,那時候有着這麼多大型生物,其中一個原因就是那時候的地球大氣中富含氧氣,並且氣候温暖濕潤,不管是植物還是動物都能夠長得更大。

在這個環境中孕育了大量生命,植物的茂盛程度和如今完全不是一個等級,有大量森林,會產生如此之多的煤炭也就不足為奇。

100米厚的煤層是怎樣產生的?

如今人類在開採煤炭的過程中會遇到各種質量和厚度的煤炭層,其中一些煤炭層只有幾米,而其中一些煤層卻達到了幾十米甚至上百米厚。

比如我國遼寧省撫順第二紀煤盆地,其最大厚度達到了130米,而內蒙古一個褐煤層竟有190米厚。為什麼在不斷的地殼運動和自然環境變遷中,這些煤層還可以積累到這麼厚的程度?

這些煤層主要是在曾經的湖泊、沼澤形成,這裏的水不會快速流動,也沒有大量泥土等雜質,植物殘骸可以層層累積,最終形成深厚的泥炭層。

在形成泥炭層之後,還需要處在有利的沉積構造條件中,比如盆地就適合產生深厚煤層,因為這裏處在單向沉積中,有利於煤層的累積和保存,這兩個條件缺一不可。也就是説超厚煤層需要“上”和“下”兩種力量,向下不斷累積,向上受到覆蓋,天時地利統統滿足才能夠出現在世界上。

目前人們開採的煤礦只佔地球整體儲量的一部分,還有許多煤礦未被人類發現,隨着對地球進一步的認識,我們發現在不少如今人類難以涉足的地區也存在着不少煤礦。

這對於我們研究地層變化有着重要作用,可以從中推斷出版塊運動的時間和方向,比如南極洲在過去曾經是一片生機勃勃的大陸,從地下埋藏的大量煤礦就可以看出。

搞清了煤炭的形成原理,我們也能夠明白這種資源的形成不。需要時間,還需要複雜的地質結構和自然環境,這是可遇不可求的。

即使現在地球上的煤炭含量還相當可觀,我們也不能夠掉以輕心,要儘量減少對這種不可再生資源的消耗,同時也能夠減少温室氣體排放,保護大氣層。