您当前的位置: 首页 >  博客资讯

科学家说煤炭由植物变成,那100多米厚的煤层得需要多少植物?

人类一路发展演化而来经历了数百万年,当然如果从现代人类的祖先算起,大约是20万年左右,但是现代科技文明的形成也就几百年的历史。人类的发展崛起跟煤炭的使用有着重要的关联,可以说人类创造的空中楼阁,其根基就是源源不断采集的自然能源,其中最重要最依赖的就是化石能源。固态的化石能源煤炭来自于远古时期的植物,而液态的石油来自于动物残骸,这是主流科学所坚持的。

但一直以来对于煤炭的形成就有很多不同的意见,最常见的就是一种质疑,认为地球上的植物不足以形成厚度超过百米的煤层,况且还有大量的石油天然气等。煤炭资源对于我国来说至关重要,在我国境内大大小小的煤矿超过5000个,尤其是在最近的10年年产量均超过30亿吨。一直宣称不可再生的化石能源,却能够支持人类文明持续的发展。

煤炭的形成

目前主流观点认为煤炭是由远古时期地球上的植物残骸,经过漫长时间的物理化学作用形成的。同时因为不同区域内地质环境以及植被破坏情况不同,也导致不同厚度煤层的出现,根据具体厚度我们把它分为四大类:

薄煤层:如果煤矿是地上露天开采,那么煤层厚度小于3.5米;如果是地下煤层那么厚度小于1.3米。

中厚煤层:露天开采厚度在3.5~10米之间;如果是地下煤层厚度在1.3~3.5米。

厚煤层:露天开采厚度在10米以上;如果是地下煤层厚度在3.5~8米。

巨厚煤层:地下开采厚度超过8米的煤层。

地球上的生物有38亿年的发展演化史,其中就包含了各种植被,地球历史上有植物众多的时期,煤炭也是主要开始形成于那些个阶段。

距今2.86-3.6亿年前的石炭纪,那个时期的地球上孢子植物出现并快速的发展起来,并且赶上了陆地面积增长,气候环境也比较适宜,大片的森林沼泽出现,给煤炭的形成提供了非常有利的条件。那个时期形成的煤炭主要是烟煤和无烟煤;而在中生代的侏罗纪和白垩纪,裸子植物迎来蓬勃发展的时期,那个时期形成的煤炭主要是褐煤和烟煤;而到了新生代的第三纪,被子植物发展起来,主要形成了褐煤和泥碳。

其实可以看到,煤炭根据形成时间的不同分成多种,最开始形成的是泥碳,这意味着时间不够,而后依次形成褐煤、烟煤以及无烟煤。

各种植物的枝叶、根茎以及其它残骸在地面沼泽内不断积累,经过地质运动它们被埋入地下,地下环境特殊,长时期的与空气隔绝并且在高温高压的环境下,植物残骸不断被挤压,经过复杂的物理化学变化,变成了可以燃烧的岩石,也就是煤。

在地面上死亡的植物,没有被动物或者微生物分解消化掉,它们会在沼泽地内腐烂,最终变为泥碳,在无氧高温的环境下不断被挤压,其会不断挥发出二氧化碳和甲烷等,水分也大量的减少,这就意味着含碳量在持续增加。这时候泥碳已经开始向褐煤转化,类似的环境下当时间更久,最终就会形成烟煤或者无烟煤,含碳量剧增。

这个过程从泥碳到烟煤,煤层厚度可能减少90%,这也就意味着10米厚的泥碳,最终才可能形成1米厚的烟煤。

百米厚的煤层需要多少死亡的植物?

地下开采煤层厚度超过100米实际上很少见了,有的同学就很好奇了,如果煤炭是有植物残骸堆积形成,那么百米厚的煤层需要多少死亡的植物?地球上的植物足够吗?

其实不论是从植物多少还是时间上来看,百米厚的煤层形成条件是足够的。在地球历史上古生代的石炭纪二叠纪、中生代的侏罗纪和白垩纪以及新生代的第三纪等,这些历史时期是植物发展的关键时期,并且陆地面积增大温度整体偏高。植物不断的死亡堆积,在地质变化中它们被挤压的越来越厉害,经过漫长时间的积攒作用,煤层厚度完全可以达到百米。

科学家已经在煤层着找到植物纤维,甚至是一些木块化石,同时根据现代的显微镜,在镜头下可以看到植物的孢子以及花粉等,这些都足以作为煤炭形成的证据。

太阳系内八大行星,地球最为特殊,特殊之处就在于诞生了生命并且发展出智慧文明,这也是地球上出现煤炭石油等化石能源的原因,在火星金星上都不可能有这些化石能源的存在。

文/科学黑洞,图片来源网络侵删。