为什么植物会变成煤(什么植物变成了现在的煤)
煤主要是远古时期的植物死亡后转变而来,这点在学术界没太大争议;关于石油的形成,目前有生物成油说和非生物成油说,并且涉及到阴谋论什么的,一时半会也没有定论。
煤和石油是当今世界最重要的化石燃料,化学成分都很复杂,但主要还是以碳氢化合物为主,都被认为是不可再生能源,人类能够开采和使用的煤和石油将会越来越少。
煤的形成
地球上的煤基本都源于远古植物死亡后,由于当时的微生物无法分解木质素,导致大量植物碎屑积累,最后在地质作用下又埋入地下,经过高温高压碳化,从而形成了密实的固态煤。
这个煤的形成理论基本没什么争议,因为大量证据均证明了这个观点,比如:
1、形成时间最早的煤和石油,大约在5亿年前的寒武纪时期,这也是地球生物第一次大爆发的时期。
2、世界上50%以上的煤,均形成于3亿年前的石炭纪时期,这一时期是陆地植物大量繁盛的时候,陆地森林覆盖率达到了60%,是形成煤的最佳时期。
3、在侏罗纪和白垩纪时期,出现了大量能分解木质素的细菌,所以接下来的两亿年间,煤的形成量减少。
4、世界上的煤矿,均形成于沉积岩中,与理论一致。
5、煤中含有大量有机质,与植物碳化后的成分一致。
6、在煤矿开采中,能见到很多横切面存在树木纹理,这也是最直接的植物成煤证据。
石油的形成
石油的流动性比较好,关于石油的形成,有两种说法:
(1)生物成油论
这是有关石油形成最为广泛的说法,说远古时候的生物(包括动物、浮游生物、微生物等等)死亡后沉入湖底,由于缺乏氧气,这些尸体无法彻底分解,最终被泥沙覆盖沉积起来。
然后进过数百万年的沉积,这些沉积物越来越深,压力和温度也越来越高,如果条件恰到好处,沉积物中的碳就会转变为复杂的碳氢化合物,最终生成石油和天然气,整个过程需要上千万年的时间。
(2)非生物成油论
有科学家提出,自然界中的碳可以固化为碳氢化合物,并在地质作用下可以形成石油。
关于石油的形成,生物成油论占据主导,也有很多证据的支持;但是无论那种理论正确,目前人类技术都无法大规模生成石油,所以石油是不可再生资源,一旦地球上可开采的煤和石油用完,那么人类将面临重大的能源危机。
据估计,全世界的石油还能使用大约100年,煤还能开采200年,未来人类必须找到可持续发展的能源才行,比如核能、太阳能、潮汐能等等。
为什么有的动植物变成了化石,而有的则变成了煤炭?
树木在被埋入地下后,由于所处的地质环境不同因而演变成不同的形态。化石,一般是树木的有机成分经过一段时间后逐渐流失、分解、挥发掉了,而岩石或土壤中的矿物质、无机质、电解质等逐渐渗入木材内部化合、沉淀、结晶而形成的,由于木材的不同部分的致密度、硬度和分解速度都不同,所以渗入木材的不同部分的无机质、沉淀物或结晶物的时间顺序、成分构成也不相同,因此,形成的化石会保留木质的原来的纹理和形状。化石的成分与环境有关,在不同的地方,化石的成分是不一样的,我就见过类似玉石一样半透明的树木化石,非常漂亮!
煤炭一般认为是由于植物在无氧、高温、高压状态下形成的。在高温无氧的情况下,植物体的炭水化合物分解后重新组合,形成以炭黑为主,多种有机、无机成分和挥发份组成的媒。由于处于地层深处压力很大,媒就要比木头致密很多,同时,地下的许多矿物质、非金属(如:硫)、放射性物质也会渗入煤炭之中。
人们现在还经常烧木炭,用于取暖和烧烤等。烧炭的原理和媒的形成有类似之处,就是要在高温、缺氧的情况下才能使木头中的有机质分解,让炭留下来不被氧化,而其它成分大部分则分解挥发掉了,最后形成木炭,因为没有长期巨大的压力,因而木炭比较疏松。
为什么说煤是植物变成的其实这些都是科学家的推测,还没被证实
煤是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿产,一种固体可燃有机岩,主要由植物遗体经生物化学作用,埋藏后再经地质作用转变而成。
在地表常温、常压下,由堆积在停滞水体中的植物遗体经泥炭化作用或腐泥化作用,转变成泥炭或腐泥;泥炭或腐泥被埋藏后 , 由于盆地基底下降而沉至地下深部,经成岩作用而转变成褐煤;当温度和压力逐渐增高,再经变质作用转变成烟煤至无烟煤。泥炭化作用是指高等植物遗体在沼泽中堆积经生物化学变化转变成泥炭的过程。腐泥化作用是指低等生物遗体在沼泽中经生物化学变化转变成腐泥的过程。腐泥是一种富含水和沥青质的淤泥状物质。冰川过程可能有助于成煤植物遗体汇集和保存。
煤形成的年代
在整个地质年代中,全球范围有三个成煤期:
古生代的石炭纪和二叠纪,成煤植物主要是孢子植物。主要煤种为烟煤和无烟煤。
中生代的侏罗纪和白垩纪,成煤植物主要是裸子植物。主要煤种为褐煤和烟煤。
新生代的第三纪,成煤植物主要是被子植物。主要煤种为褐煤,其次为泥炭,也有部分年轻烟煤。
为什么不是所有的古植物都能变成煤?植物成煤首先要有数量庞大的植物量,而植物是煤的主要碳源。其次,还要有足够的水。植物体内的有机物必须长期在水的浸泡下才能经生物化学变化转变成泥炭。要同时满足这两种条件,必须存在规模庞大的沼泽森林。
植物成煤首先要有数量庞大的植物量,煤的主要成分是碳,而植物是煤的主要碳源,一定体积的煤通常需要几倍甚至十几倍的木材才能提供足够的碳量。因此,能够成煤的植物在地质历史时期都曾形成规模庞大的森林。其次,还要有足够的水。植物体内的有机物必须长期在水的浸泡下才能经生物化学变化转变成泥炭。
要同时满足这两种条件,必须存在规模庞大的沼泽森林。这种类型的森林在石炭纪等地质时期非常普遍。在地表,常温、常压下,堆积在停滞水体中的大量植物遗体经泥炭化作用或腐泥化作用,转变成泥炭或腐泥;泥炭或腐泥被埋藏后,由于盆地基底下降而被掩埋到地下深部,经成岩作用而转变成褐煤;随着温度和压力的逐渐增高,再经变质作用转变成烟煤直至无烟煤。
古生代森林在保存成为化石的过程中,大规模地形成煤,称为成煤事件。地质历史上有三个大的成煤期:一是古生代的石炭纪和二叠纪,成煤植物主要是孢子植物,主要煤种为烟煤和无烟煤;二是中生代的侏罗纪和白垩纪,成煤植物主要是裸子植物,主要煤种为褐煤和烟煤;三是新生代的古近纪,成煤植物主要是被子植物,主要煤种为褐煤,其次为泥炭,也有部分烟煤。
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