多米厚的煤层是怎么形成的?远古地球上真的有这么多植物吗?
我们人类目前运用的能量主要来源于煤、石油、自然气等化石燃料,相对而言,煤是最容易获取的。煤在地球上散布得十分普遍,虽然厚度超越8米的煤层就能够被称为“特厚煤层”,但有些区域的煤层却要比8米厚得多,其厚度能够到达多米以至更高。
煤真的是植物构成的吗?
科学界的主流观念以为,煤的确是远古地球上的植物构成的,其构成过程总体上能够分为两个阶段。
第一阶段被称为“泥炭化阶段”,在此阶段中,微生物不时地合成植物遗骸,并不时地发作合成作用(如腐殖化作用、生物化学凝胶化作用等),最终就会构成富含碳、氢、氧、氮等元素的泥炭(由高等植物构成)或者腐泥(由低等植物构成)。
第二阶段被称为“煤化阶段”,此阶段需求地壳的沉降来停止“配合”,当泥炭或者腐泥所在的地壳发作沉降时,四周的温度和压力就会逐步升高,其中的氢、氧、氮等元素的含量就会不时减少,但碳元素却会保存下来,如此一来,其单位体积的碳含量就会逐渐进步,当到达一定的水平时,就构成了褐煤。
褐煤是煤化水平最低的煤,在此根底上,假如地壳继续沉降,那么褐煤所接受的温度和压力也会继续升高,这会招致其中的氢、氧、氮等元素的含量继续减少,而单位体积的碳含量则会继续增加,随着这种过程的持续,褐煤的密度和硬度就会由于压力的提升而不时增加,颜色也随之逐步变深,从而构成了烟煤和无烟煤(后者碳含量最高)。
实践上,人们常在煤矿的横截面上发现一些树木的纹理,而在有些煤层中,还存在着煤化的植物化石,这能够以为是上述理论的良好证据,所以“煤是由植物构成的”这种观念,往常早就曾经成为了一种共识。
多米厚的煤层是怎样构成的?
特厚煤层的构成依赖于有利的堆积结构条件,其中丰厚的水资源(水的活动性不能太强)、繁茂的植物以及速率稳定的地壳沉降是必不可少的。
由于水的活动性不强,其带来的泥沙等碎屑堆积物就很少,所以在这种环境中的堆积物根本上都是来自于植物,植物一代又一代地生长,并以稳定的速率堆积,第一代植物的遗骸会被第二代植物的遗骸掩埋、第二代植物的遗骸又会被第三代植物的遗骸掩埋……
在阅历了“泥炭化阶段”和“煤化阶段”之后,这些堆积物就会构成煤,随着时间的推移,层层叠叠的煤不时地堆积,一朝一夕,就构成了多米厚的煤层。
远古地球上真的有这么多植物吗?
答案是肯定的,在整个地质年代中,地球上的煤主要构成于三个时期,分别是晚古生代的石炭纪和二叠纪、中生代的侏罗纪以及重生代的古近纪。在这些时期里,地球上的气候暖和又潮湿,植物在地球的陆地外表大量生长,为特厚煤层的构成提供了足够的物质条件。
正如我们前面所说,只需存在着适宜的堆积结构条件,煤就会不断构成,简单计算一下就能够晓得,即便是煤层的厚度每年只增加0.01毫米,在1千万年以后,它的厚度也能够到达米。
而上述的三个成煤时期,每一个都逾越了数千万年的时间,由此可见,多米厚的煤层看上去似乎厚得离谱,但是思索到如此漫长的时间跨度,这又显得合情合理。
有意义的是,依据研讨人员的初步勘测,在南极洲也存在着大量的煤,仅仅是南极洲东部冰盖之下的煤贮藏量就高达大约亿吨。那么这些煤是怎样构成的呢?其实这能够经过地球的板块运动来停止解释。
由于地球的板块运动,地球外表的陆地其实不断都在以十分迟缓的速度挪动,在3亿多年前的石炭纪,它们简直全部都汇集了在一同。
如上图所示,此时南极洲所在的陆地正处于气候暖和的区域,其天文结构又可以让来自海洋的暖湿气流能够深化陆地,所以南极洲上的植物就长得十分繁茂。直到大约1.65亿年前,南极洲才开端缓缓地向地球的最南端挪动,能够看到,这段时期正是地球上第一个重要的成煤时期,因而南极洲存在着大量的煤也就屡见不鲜了。
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