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煤炭由樹木變成,900米厚的煤層,需要多少植物才能形成?

2024-02-08科學

煤礦是由樹木掩埋形成的,到底有什麽證據?1000米厚的煤層得死多少樹?

一說煤是由遠古樹木形成的,各路神仙網友總能找到擡杠的理由,遠古的樹木有這麽大嗎?有的地方煤層厚度高達上千米,遠古能長出上千米的參天大樹嗎?

有沒有一種可能,這是樹倒下後疊加起來的呢?

世界上煤層厚度在500米以上的煤礦區有不少,美國的阿巴拉契亞煤田就是其中一個。

這片被譽為世界最大的煤田之一的地方,坐落在美國東部的阿巴拉契亞高原之上,其廣闊的面積約10萬平方千米,仿佛是大自然贈予人類的寶貴禮物。這片富饒的煤田,擁有著令人驚嘆的煤炭資源,其探明的儲量約為3120億噸,占據了全美煤炭總探明儲量的約30%。

阿巴拉契亞煤田的煤種主要以煙煤和無煙煤為主,這兩種煤炭不僅具有低硫、低磷、低灰分的特點,更因其卓越的品質而享譽全球。正因如此,阿巴拉契亞煤田的煤炭被廣泛用於發電、煉焦、化工等領域,為人類的生產生活提供了源源不斷的能源支持。

這片煤田的開發歷史悠久,早在18世紀初期,當地居民便開始了煤炭的開采工作。經過數百年的開采與探索,如今阿巴拉契亞地區已經擁有了多個大型露天礦和地下礦,年產量高達數億噸。

這些煤炭透過鐵路、公路源源不斷地運往美國各地,滿足各行業的需求。同時,也有一部份煤炭透過港口出口到世界各地。

然而,正如任何資源的開采都伴隨著環境問題一樣,阿巴拉契亞煤田的開采也給當地環境帶來了一些負面影響,采空區的地面塌陷、水源汙染以及空氣汙染等問題逐漸浮現。

這麽一個超級大號的煤田是怎麽形成的?

19世紀末,美國一些地質學家為此爭論不休。

當時主流觀點有兩種說法,一種是地質運動說。 該假說認為煤是由火山噴發時產生的大量二氧化碳和水蒸氣等氣體在高溫高壓下與巖石反應形成的,這些氣體透過裂隙流至地下,經過復雜的化學反應,最終形成了煤層。

另一種說法是遠古植物生成說。 該觀點認為煤是由地球歷史上大規模的植被生長和死亡形成的,這些植物殘體在地層沈降過程中掩埋,然後被壓縮和加熱,發生煤化反應,最終形成了煤礦。

上個世紀30年代,德國魯爾地區的煤礦工人挖到了一個特殊的煤礦,上面有遠古植物的樹葉,這下徹底驗證了遠古植物生成說。

其後,各地又在煤礦層裏挖出了大量的琥珀,琥珀的形成原因可以追溯到數千萬年前,當時一些松柏科、雲實科、南洋杉科等植物的樹脂被釋放出來,在地下經過漫長的時間和復雜的化學反應,逐漸硬化並凝固,形成了琥珀。

具體來說,這個過程可以分為三個階段。首先,樹脂從植物上分泌出來;其次,樹脂被深埋地下,發生石化作用;最後,石化後的樹脂經過沖刷、搬運、沈積等作用,最終形成了琥珀。此外,琥珀的形成還需要適宜的溫度和壓力等環境因素的支持。

既然琥珀與煤礦伴生,那麽這個地方在遠古時一定有大量的森林。

到了21世紀,人類尋找煤礦的生成證據手段就很多了,包括地層斷帶、電子顯微鏡掃描、同位素測定、模擬實驗分析等等,所有結果都表明植物生成說是正確的。

煤礦的形成過程是怎樣的?

首先要有大片原始森林,原始森林的樹木倒塌以後無法腐爛,遠古的生物能力是很多的,無法消化掉樹木的木質素。大約在4500萬前,白蟻體內的細菌才前進演化出了這種能力,之前的樹木倒在地上是爛不掉的,在地質沈降過程中這些樹木就被埋進了土裏。

像阿巴拉契亞這樣的超大型煤田,形成於約2.2至3.2億年前。專家透過計算得出,從4.5億年開始算起,每100萬年,這裏的煤層只增加1.65米,過程是相當緩慢的。

遠古時期地球上都是樹木,為什麽煤礦不是遍布整個地球呢?

因為只有在特殊地質運動下才能形成煤田,比如地震、洪水、泥石流等。大部份森林都是被自然大火給燒掉了,炭變成二氧化碳又釋放到了大氣中。

我們現在燒煤和石油其實就是在燒遠古生物的屍體,這些碳元素重新釋放到空氣中會使地球溫度變暖。另外還會造成一種後果,地球含氧量可能會下降。因為氧氣與碳元素結合變成了二氧化碳,二氧化碳是無法參與人體內的氧化反應的。