前言

人类发展的飞跃时期是从工业革命开始的,而促进工业革命飞速发展必不可少的资源之一便是燃料。

石油、天然气与煤炭,是地球现今所用的三大燃料,相较于前两者,煤炭不仅使用时间最长,其资源也颇为丰富,甚至在一些地方煤层能够有一百多米厚。

如此厚的煤层到底是怎样形成的呢?

煤炭真的是古代的植物形成的吗(到底怎么形成的)(1)

煤炭的形成

在很长一段时间内,煤炭都被称为“黑色的金子”又或是“工业的粮食”,在促进社会发展方面起着巨大的作用。不仅如此,煤炭含量高,分布还很广。之所以有这样的特点,便是煤炭形成的途径繁多

一般来说,从成因进行划分的话,煤炭分为腐植煤、残植煤和腐泥煤。腐植煤指的是高等植物死后其遗体经泥炭化作用和煤化作用转变成的煤;残植煤是由高等植物各个部位富集转变而成的煤;腐泥煤则是由藻类植物以及浮游生物经腐解之后形成的。

这三种成因之中,占主体地位的便是腐植煤。

煤炭真的是古代的植物形成的吗(到底怎么形成的)(2)

煤的形成过程是一个比较漫长且条件较为苛刻的时期,现今我们所使用的煤大部分都有上亿年的年龄。

当植物的枝叶或者去驱赶掉落到地面之后,便会逐渐堆积起一层黑色的腐植质。这种腐植质通常情况下是由于植物残体逐渐与氧气隔绝,使厌氧细菌与真菌成为参与残体各种反应的主要因素,进而导致腐植质的产生。

当这样的腐植质产生之后,它们会因为地壳运动被埋入地壳内部,进一步与氧气隔绝。由于地壳内部接近软流层与地幔,导致它们在高温高压的环境中进一步产生物理反应与化学反应,最终成为了黑色的沉积岩

煤炭真的是古代的植物形成的吗(到底怎么形成的)(3)

总的来说,与一个地区煤层深厚关系最密切的便是植物遗骸的多少与地壳运动的频率。但是,这之中的先决条件必定是提供原材料的植物。

更何况,优质煤对原材料的需求更大。经科学家们计算,一般来说最初形成的煤为褐煤,而褐煤要是想成为优质煤,除了则需要更长时间的压实,在这漫长的压实之中,对褐煤的损耗非常大,一米厚的烟煤需要20米的像褐煤这般的腐植质才行。

由此可见,地球上煤的形成,最离不开的便是植物。而含量如此丰富的煤,所需要的植物只会更多,在远古时期,地球上真的会有这么多的植物吗?

煤炭真的是古代的植物形成的吗(到底怎么形成的)(4)

石炭纪:地球生物高度繁盛的时期

事实上,远古时期的地球的确为煤的诞生提供了丰厚的条件,尤其是石炭纪这一时期,其形成的煤炭储量便占据了全球储量的半数以上,也正是如此,根据地质年代划分之后,才有了石炭纪这一名称。

石炭纪所处的时期两亿八千六百万年到三亿六千万年前之间,这一时期,各个生物都处在一个极度繁盛的时期。造成这一原因的便是这一时期的气候对于地球生物而言及其友好,温暖而又潮湿。

煤炭真的是古代的植物形成的吗(到底怎么形成的)(5)

这一时期,除了蕨类植物的迅速生长之外,裸子植物也逐渐繁盛,而裸子植物的出现则为煤炭的形成提供了最初的材料。

当时,地球正处于一个相对稳定的时期,含氧量也比较高,导致地球生物迅速发展。空气中以及其他生物呼吸之间所产生的二氧化碳使得乔木与灌木有了个更好的生长环境。

这一时期的乔木,其茎部直径便能达到20厘米到40厘米,高大粗壮的它们广泛分布于各个地区。

煤炭真的是古代的植物形成的吗(到底怎么形成的)(6)

温暖潮湿的环境为乔木的生长提供了环境,而活跃的地壳运动以及遍布的沼泽又为煤的形成提供了条件。

根据上述煤的成因,最需要的便是先将氧气排除出去。由于许多裸子植物都生长在沼泽地附近,因此当它们死亡或者枝叶落到地上之后,密密麻麻的堆叠程度首先排除了一部分氧气,而沼气又迅速充斥在堆积物之中,使得它们能够迅速成为腐殖质。

加之这一时期地壳活动频繁,这些腐殖质很容易被掩盖在地下,使煤得以进一步形成。

煤炭真的是古代的植物形成的吗(到底怎么形成的)(7)

在石炭纪这一亿多年的时间中,煤炭不仅得以大量形成,还亲自为石炭纪画上了句号。

由于植物的大量生长,导致地球含氧量越来越高,而到了石炭纪末期地表上已经形成了足达30米厚的煤层。在活跃的地壳运动之下,岩浆产生的高温穿越岩石,直接导致煤层燃烧。在含氧量极高的环境之中,这场大火持续了三十多年的时间,为地球生物带来了致命一击,直到数万年后地球个生物才又逐渐蓬勃发展。

煤炭真的是古代的植物形成的吗(到底怎么形成的)(8)

事实上,除了石炭纪之外,二叠纪、侏罗纪、白垩纪以及新生代的第三纪都有煤炭的形成。但石炭纪时期,对于煤炭而言拥有更加得天独厚的条件。

适宜的环境使得乔木得以大量生长,乔木的大繁盛为煤炭提供原材料,沼泽的分布加速了腐植质的形成,活跃的地壳运动使得煤炭能够在短时间内形成。一亿多年的时间中,这三种条件相互交织,使得即使地球之后的时间如此漫长,其煤炭的形成也无法与石炭纪时期相比。

煤炭真的是古代的植物形成的吗(到底怎么形成的)(9)

尾声

虽然根据地质年代来讲,煤炭形成的岁月与地球年龄相比不值一提,但对于我们人类而言,即使在石炭纪时期,煤炭的形成也相当漫长,更何况如今的地球对煤的用量并不少,尤其是石油资源面临枯竭的当下。

可煤炭作为不可再生资源,也终有告罄的一天。因此,当人类在利用地球资源的同时,也应当为之后的发展进行绸缪,唯有可持续发展,才能让地球与人类能够拥有更长的生机。

煤炭真的是古代的植物形成的吗(到底怎么形成的)(10)

,