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100多米厚的煤層是怎麼形成的?遠古地球上存在這麼多植物嗎?

作為一種燃料,煤早在800年前就已經開始被大量使用了。随着蒸汽機的發明以及蒸汽時代的到來,煤被廣泛地用作工業生産的燃料,給社會帶來了前所未有的生産力。

煤炭開采現場

在日常生活中,我們一般見到的是做好了的煤球,很難見過原生态的煤層。因此很多人對于煤的産生一直都處于一知半解的狀态,無法說清楚煤炭的來源。那麼煤是怎麼出現的呢?是否又有100多米厚的煤層呢?

煤炭的出現

在探究煤層出現之前我們先來看看煤炭的發掘,其實煤炭的發現時間比使用要早得多。早在距今7200多年前,在新月遺址上就發現了煤炭的殘骸,正是這一發現讓我國成為了世界上最早使用煤炭的國家。

新月遺址一角

由于古代科學知識貧瘠、生産力的匮乏、缺乏先進的煤炭勘測設備以及勘測手段,對于煤炭的發現往往是意外之喜。古時候的人隻能看到裸露在地表之上的煤炭資源,隻有當煤炭裸露于地表時才能發現它才能引發起當地煤炭的開采活動。

通過與煤炭的聯系日益緊密之後,人們漸漸意識到煤炭對于生活的重要性。有時候人們有意識地想要尋找這一種礦産資源,可能也會有偶爾的線索提示用于發現它們存在的空間。這些行為在我國廣闊地域當中并不罕見,這類情況也常常在我國地方志以及曆史記載當中有着詳細的描述。

煤炭是非常重要的能源

作為煤炭大省--山西太原就曾經有過不少關于煤炭發現的記載。話說在山西太原的西山礦區,曾經有一個上山坡放羊的孩子,孩子趕着羊去吃草。由于年紀小的關系又常常愛玩鬧,有一天他突然發現在有的地方竟然出現了石頭着火的情況,這讓這個孩子十分的感興趣,引發了孩子的好奇心。

為了探究這個石頭之所以可以着火的原因,孩子把這種可以燃燒的石頭拿回家裡想要仔細地進行觀察。

山西是煤炭大省

随着觀察的深入孩子發現這些燃燒的石頭可以幫助母親燒飯,也能夠在寒冬時給自己帶來溫暖用來取火。就這樣随着孩子撿石頭行為的頻繁以及對于燃燒石頭的傳播,越來越多的大人也加入相關行業,煤炭也逐漸被當地的人所認識所利用。

其實在50年代中期以及70年代中期時,煤炭已經被我國大量開采并且利用到生活當中了,雖然那個時候的開采技術并不成熟,但是這并不妨礙煤炭在人們心目中越來越高的位置的凸顯。

露天煤炭開采

在西漢和魏晉南北朝時期,我國的産煤技術開始逐漸成熟,出現了一定規模的煤井也相當于現在的煤礦。這個時候煤炭資源開始被大量的開采,煤炭不僅作為老百姓日常生活生産的燃料,而且還被用于冶煉行業。

工人們憑借着高超的技術把煤炭做成了煤粉、煤餅,這樣一來使煤炭能夠更加完整的接觸空氣,使煤炭的使用價值得到了大大的提高。随着幾千年煤炭技術的逐漸發展,我國的開采技術也得到了長足的進步,形成了具有中國古代特色的煤炭科學技術,在17世紀以前,我國的煤炭開采技術都位于世界領先地位。

古代采煤場景

與我們生活日益緊密的煤炭

很難想象,如果有一天煤炭資源全部消失不見我們生活當中再也不能使用煤炭或是怎樣一個場景,現在煤炭已經成為我們生活當中必不可少的資源。

全球的供電技術雖然說随着科技的發展已經開始利用自然的風能以及水能,但是主要的燃料依舊是煤炭。現在人們的冬季取暖也依舊是靠燃燒煤炭而獲得溫暖的。不僅如此,煤炭還是冶金化學工業的重要原料。對于現代化工業,無論是重工業輕工業或是能源工業也具有重大影響。

煤炭可以用以供電

我國作為世界上煤炭資源最豐富的國家之一,煤炭資源不僅儲量大,而且分布十分廣泛,集全了所有煤炭的種類,煤炭質量優良。也因此在目前我國的能源消費當中百分之六十五以上都是煤炭資源,我國每年大體需要消耗12億噸煤炭,煤炭資源的開發和利用在我們生活中有着重要的作用。

煤炭由于其作用也被譽為黑色的金子,推動着地方産業以及全國經濟的發展,作為基礎能源和重要的工業原料,煤炭有力得維系着國民經濟的安全。根據調查,我們可以得知煤炭與我國的GDP貢獻率。具有極強的相關性。

我國煤炭資源非常豐富

這主要是因為我國能源結構以煤為主,經濟發展過程中煤炭消費巨大,所以導緻經濟與煤炭兩者具有極強的依賴。因此在國家經濟總體形勢上升時期煤炭工業也呈現繁榮的趨勢。

雖然如今煤炭的重要位置已經逐漸被石油所代替,但是在很長的一段時間内,由于石油的日漸枯竭煤炭也将重返自己的巅峰時刻,加之科學技術的迅速發展,煤炭計劃的新技術日趨成熟,煤炭必将成為人類生活生産中無可代替的能源之一。

煤炭資源當前具有不可替代性

煤層的形成

被稱為黑色金子的煤炭是如此的神秘,如果我們要探究它的成因的話可以把它切成薄片放在顯微鏡下,通過這種切片觀察可以非常清楚的看到煤炭内植物組織和構造。有時在煤層當中還有着一些類似于樹幹一類的東西,并且有的煤層還包裹着完整的昆蟲化石。從這裡我們便可以了解煤炭的形成與植物分不開聯系。

煤炭是由古代植物埋藏在地下經曆了複雜的生物化學和物理化學變化,逐漸形成的固體可燃性礦物,這一生物化學和物理化學過程是極其漫長的。

煤層

煤炭是由千百萬年來植物的枝葉和根莖在地面上堆積而成的一層極厚的黑色腐殖質。由于我們的地球處于不斷變化的過程中,随着地殼的變動而不斷地埋入地下。這層黑色的腐植質長期與空氣隔絕,在高溫高壓的作用下,經過一系列複雜的物理化學變化等因素形成黑色的可燃沉積岩。

因此煤礦的煤層厚薄就與地區地殼下降及植物的多少有着密切的關系。地殼下降的速度越快,植物遺骸堆積越厚煤礦的煤層就堆積得越厚。

煤層有機生成過程示意圖

又由于地殼構造運動,使得原來水平的煤層發生褶皺和斷裂,有一些煤層就被埋到了地下更深的地方,有的又被排擠到了地表,甚至露出地面被人們發現。

100米煤層

通過上面的了解,我們可以得知煤炭是源于古老的地球植物。這些植物随着時間的流逝以及災難的到來,逐漸老死經過微生物的分解以及地殼的運動,才逐漸形成了煤層。這一過程需要耗費極長的時間,厚煤層的出現需要更長的時間以及植物殘骸。

厚厚的煤層

雖然目前煤在地球上分布得十分廣泛,但是根據規定厚度超過8米的煤層就可以稱為特厚煤層,盡管有些區域的煤層比8米厚,但也是極少數。因為厚煤層的形成需要極多的植物殘骸,那既然如此,100多米厚的煤層真的存在嗎?又需要多少植物呢?

100米多厚的煤層确實是存在于這個世上的,那麼這些煤層的形成與其他煤層的形成是一樣的嗎?特厚煤層的形成更加依賴于有利的沉積結構,充足的水資源,茂盛的植物,以及速率穩定的地殼沉降也是必不可少的條件。

茂盛的植物為特厚煤層的出現提供物質基礎,隻要有足夠的植物殘骸才讓微生物進行不斷的分解,并且不斷的發生作用,才能夠形成具有碳、氫、氧氮、等元素的煤炭或者腐泥結構。穩定的地殼沉降能夠為特厚煤層的形成提供動力。

在煤化階段需要地殼的沉降進行配合,隻有地殼沉降所帶來的溫度和壓力作用于動物殘骸,才能将之前形成的氫、氧、氮、碳等腐泥結構和煤炭中的氫、氧、氮等元素不斷減少保留碳元素,這樣一來能夠使單位體積内的碳含量逐漸增加,達到一定程度形成品質更加好的褐煤。

煤層形成不易

即使經過如此漫長的變化,此時形成的煤炭還需要進行不斷地錘煉。在此基礎上地殼還需要繼續進行運動,此時煤所承受的溫度和壓力也會與日俱增,這又會導緻其中含有的氫、氧、碳等元素含量繼續減少,使得煤炭當中的碳含量逐步提升。

随着這種過程的持續,煤炭的密度和硬度就會因為壓力的提升不斷的增加,顔色也會逐漸變深,形成品質更加好的煙煤或者無煙煤。

煤層形成需要經過漫長的時間

而充足且流速不快的水能夠為煤的品質帶來極大的保障,水的流動性不強就會使得泥沙的碎屑沉積物很少,在這種情況下的煤層沉積物基本來自于植物。随着植物一代又一代的生長,以穩定的速度沉積、老化,第1代植物的骸骨被第2代植物海谷骸骨所掩埋,層層疊疊,經微生物作用腐爛。

從這一過程當中我們不難看出煤層的形成需要極多的植物殘骸,那麼遠古時期的地球上是否有這麼多植物來供給100多米的煤層呢?

從煤層剝落的煤炭

遠古的植物

這當然是肯定的。早在遠古時代地球上的植物含量極其豐富,主要可分為三個重要的成煤時期,第1個時期是古生代的石炭紀,其成煤植物的主要植物是孢子,這一種煤炭主要分為煙煤和無煙煤;第二個時期是中生代的白垩紀,成煤植物是裸子植物,主要産生褐煤和煙煤;第三時期是新生代的第3紀,成煤植物是被子植物,含量最為豐富的是褐煤,較少的是煙煤。

與其他星球不同,地球有着諸多适合生物宜居的條件存在于地球上的大氣圈,水圈以及礦物圈,都是在地球這些适宜條件下形成的。憑借着地球優良環境在遠古時期,地球就出現了衆多的生命其中包括植物,動物以及微生物。

遠古時期的地球有茂盛的植物

根據不完全統計,地質時期曾經存在過地球的生物大概有5億到10億種之多,雖然現在經過地球漫長的演化以及物種的弱肉強食,絕大部分生物已經滅絕了。但是風過留痕,這些生物在地球上也留下了難以磨滅的痕迹。

它們所殘存的殘骸常常會伴随着地球的演化、地表的沉降、風化作用以及流水侵蝕不斷發生物理或化學變化,微生物的作用下變成腐泥結構或者煤炭資源天然的原料。

地球上的物種多樣性

在層層疊疊植物殘骸的掩埋和大自然長久的蘊藏之下,最終積累成100多米厚的煤層。

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