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姜谷粉丝 2022-01-09 07:17
能源,可谓是人类科技发展的基础,现如今人类进入科技时代仅仅数百年,但却对资源的需求越来越高,就像是可控核聚变之类的能源技术没有实现之前,化石类能源依然是人类主要依赖的能源。

化石能源相信大家都不陌生,我们每个人的生活都离不开它,像是石油、天然气、煤炭,就是我们生活中极度依赖也是应用最为广泛的3大化石能源。还有像我们生活中所使用的电,就是依靠煤炭为主要原料燃烧发出的,煤炭可以说是人类工业时代应用最广,最普遍的一种能源了。
中国的煤炭资源还算是比较丰富的,尤其是像我国的山西地区,更是出了名的产煤大省,为此山西环境污染也比较严重,但全国人民不应该忘记山西为我们国家发展做出的牺牲和伟大贡献。

01
煤炭的形成
在未被大规模开采之前,我国山西的煤炭储量的十分惊人的,甚至有煤层厚度可以达到100米以上。但说到这里,很多人也十分疑惑,上百米的煤层,到底是如何形成的呢?

化石类能源属于不可再生资源,它们是通过地球数千万年的演化才慢慢形成的。对于煤的形成,科学界一直有所分歧,其中接受度最广的就是煤炭是由远古地球上的植物形成的。
对于煤炭形成的过程,科学家们认为可能主要由两个阶段完成。
①“泥炭化阶段”;这一过程中生物的作用十分重要,要知道地球上有着无处不在且数量极其庞大的微生物群。微生物可以分解植物残骸,当地球上大量植物死亡后,大量的微生物会将其分解,发生腐殖化,生物化学凝胶等一系列合成反应,在这一过程中就会因此形成碳、氧、氢、氮等元素泥炭。

②“煤化阶段”;第一阶段通过微生物的帮助已经形成了含有很多元素的泥炭,它们进一步又会随着地壳的沉降、结合作用,形成煤炭。

远古时期至今,地球发生过很多次巨大的板块运动,所以地壳并不是一直非常稳定,它会随着板块运动而出现变动,地壳的沉降就会使原本处于地面上的各类物质慢慢沉入到更深的底部。
其中就有泥炭,地球板块与地壳的活动形成高温高压,会将泥炭中的氧、氢、氮等元素慢慢清理出去,于是泥炭内的碳元素含量越来越高,当到达一个点后,就可以形成褐煤。

褐煤当然已经属于煤炭,只是它的莲花程度相对较低,其中还存有不少的氧、氢、氮等元素,所以碳元素含量还并未达到很高的程度。但褐煤还会继续随着地壳活动沉降,到达一个温度和压力更高的地底,因此褐煤内含有的氧、氢、氮等元素还会进一步被清除,让它的碳元素含量更高。
这个去除“杂质”的过程是十分漫长的,并且褐煤的硬度和密度也会随着沉降的次数提升,逐渐变为质量更高的煤炭。
像是我们生活中常见的烟煤和无烟煤,其中无烟煤就是沉降次数更多的一种煤炭,它的密度和硬度也都是要高于烟煤的,产生的热量也是会更高的。

我们了解了煤炭形成的这两个主要过程,再来看百米厚的煤层是如何形成的。
在地球漫长的演化史中,曾发生过很多次地壳运动和大型沉降过程,这其中尤其是古生代石炭纪前,那时地球上还只有一块“盘古大陆”,直到1.65亿年前,盘古大陆才开始逐渐解体,慢慢分化成了如今的六大板块。而这一次的板块运动就是极其剧烈的,原本生活在盘古大陆上那些十分茂密的植物基本都被埋藏到了地下,慢慢也都加入到了煤炭形成的过程。

但是,在不同的时期都会有着不同程度的地壳运动,也会有很多不同的植物慢慢参与到煤的形成中。很多朋友对此依然保持质疑,我们先抛开煤炭的形成过程不说,在远古时期的地球上,真的有如此多的植物可用来形成上百米厚的煤层吗?
02
远古地球真有那么多植物吗?
科学家结合远古时期的地球化石等各项数据来看,那时的地球气候环境十分湿润,应该还具有很多极其高达的树木,植物生长要远比现在茂盛。可以说远古地球上每个角落都生长着极其高大的原始森林植物。

也正是因为如此繁荣的远古植物环境,才随着一次又一次地质变动,不断的使植物沉降,慢慢形成了一层又一层的煤,到了现如今已经高达上百米。
虽然这种说法看似牵强,但我们要知道煤的形成是一个无比漫长的过程,在最少数千年的过程中,即使每年煤层增加0.01毫米,那到了现代也可以轻松高达上百米了。

03
延伸
当然,上文中对于煤炭的形成仅仅只是目前普遍被人接受的相关理论,可以说在科学界也是依然具有一定分歧的。


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