植物成煤,那幾十米厚的煤層,得需要多少植物?
煤炭和石油是人類不可或缺的兩種重要能源,那么煤炭和石油是如何形成的呢?八個字可以概括:植物成煤,生物成油。
關于生物成油,目前還存在著一定的爭議,但植物成煤則是擁有確實證據(jù)的。盡管植物成煤說已經(jīng)是一種確實的科學理論,但仍有人對此表示不解,其實這也難怪,在我們看來,植物在死亡之后只會腐爛分解,又如何能夠形成煤炭呢?
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地球是一顆獨特的星球,因為它是唯一一顆已知的擁有生命的星球,地球生命的誕生大概可以追溯到35億年以前,從第一個生命在地球上出現(xiàn)以來,生命便在以不同的形式對地球產(chǎn)生著影響。生命對于地球的影響可以說是上天入地,因為生命的活動,地球大氣成分得以逐漸改變,氧氣含量提高,為生命的進一步繁育創(chuàng)造了條件,同樣的,因為生命的活動,地球擁有了獨一無二的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。
地球上擁有金銀銅鐵等金屬礦藏,而這些物質(zhì)在其它的星球上,甚至于在直徑只有幾十公里的小行星上都可以找得到,但煤炭卻是地球所獨有的,這是因為煤炭的前身并不是無機物,而是有機物。
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煤炭由植物所形成,那么為什么現(xiàn)在死亡的植物無法變?yōu)槊禾浚菚芸旄癄€呢?原因有兩個,一個是時間,一個是條件。死亡的植物變?yōu)槊禾渴切枰浅7浅iL的時間的,當植物死亡之后,它們首先會在地表堆積,如果你曾經(jīng)去過原始森林或者看過相關的紀錄片就會知道,在森林的地表會有一層厚厚的腐殖質(zhì),這層腐殖質(zhì)就是長期以來植物死亡所累積的。當然,我并不是說這層腐殖質(zhì)最終會變?yōu)槊禾浚驗楝F(xiàn)在的自然環(huán)境已經(jīng)與煤炭形成時期的自然環(huán)境大相徑庭了。
在遠古時期,死亡的植物堆積在地表,在此后的地質(zhì)運動中被掩埋在地下,這些被掩埋的植物在厭氧微生物的作用下會在一定程度上得到分解,形成一種碳含量較高的黑色物質(zhì),我們稱之為泥煤,這是煤炭形成的第一步。
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接下來,這些泥煤會在沉降作用下被壓縮,水分逐漸減少,從而變?yōu)橛矇K,這就是褐煤,隨后,在反復的地質(zhì)沉降作用下,壓力進一步升高,水分進一步減少,黑色物質(zhì)的碳含量進一步升高,真正的煤炭就此形成了。這個過程是非常漫長的,短則數(shù)千萬年,長則上億年,所以我們自然無法親眼見證死亡的植物化為煤炭。目前世界上已知的煤炭儲量,有一半以上都是在石炭紀時期形成的,這也是“石炭紀”這一名字的由來。
目前世界上所有的煤炭都形成于石炭紀到新生代第三紀這一段時期中,為什么此后不再有煤炭產(chǎn)生呢?時間是一個因素,還有另一個重要因素就是條件。
【植物成煤,那幾十米厚的煤層,得需要多少植物?】前面我們說過了原始森林的地表會存在著一層腐殖質(zhì),但并不代表假以時日,這些腐殖質(zhì)就可以化為煤炭,原因就在于成煤的條件已經(jīng)不具備了。煤炭主要是由木本植物轉(zhuǎn)化而來的,而木本植物的核心就是木質(zhì)素,在遠古時期,微生物還不具備分解木質(zhì)素的能力,所以植物死亡之后并不會很快被分解化為泥土,這才給了這些死亡植物被掩埋化為煤炭的時間。然而對于現(xiàn)在的微生物來說,分解木質(zhì)素已經(jīng)不是事了,所以植物死亡后等不到被掩埋煤化,就已經(jīng)腐爛殆盡了,這就是為什么煤炭是由植物形成的,卻被列為不可再生能源。
現(xiàn)在我們知道了植物成煤是怎么一回事,但還是有一些疑問,我們?nèi)粘K姷拿簩樱械目梢赃_到數(shù)米厚,有些則可以厚達十幾米,而對于一些大型的露天煤礦而言,甚至可以厚達二三十米,如此厚的煤層,需要多少植物才能夠堆積而成呢?
的確,植物在被不斷擠壓化為煤炭的過程中,體積會大幅壓縮,如果一個煤層厚達幾十米,那么它的形成將需要難以計數(shù)的大量植物。不過,這不需要擔心,因為在遠古時期,地球的植物資源是非常豐富的。我們說了,大部分的煤炭資源形成于石炭紀,而石炭紀恰恰是一個植物種類繁多的時期,在這一時期,地球溫暖潮濕,茂密的森林分布于地球的很多區(qū)域,石松類、科達類、真蕨類植物隨處可見,而這些植物都是煤炭形成的主力軍。
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