煤炭是由远古的疯狂吸收过二氧化碳的植物所形成,但是实际上煤炭与矿石是有很大的区别的,因为从矿石中提取出的金属氧化物是一种化学物,而煤炭却是一种有机物,它跟远古的植物成分是一模一样的。
但很多人都对一点疑问就是煤炭的形成需要很长时间,那么形成很厚的煤层,那么就需要有很多的植物,那么一米的煤层需要有多少的植物呢?
需要20米厚的植物,那么当形成一百米厚的煤层时,那么就需要上百米厚的植物才能形成,那么地球上的煤炭资源是如此的丰富,但实际上,地球上也并没有这么多的植物。
由于地球并没有这么多的植物,但是煤层又确确实实存在的,那么怎么去解释这样的现象,其实这是我们对于煤炭的形成过程认识上的一个误区,认为只有有植物才能形成煤层。
实际上煤炭大多是在石炭纪所形成的,而在大约3.5亿年前的石炭纪正是植物繁茂的时期,氧气含量达到了百分之三十二,在地球的大气中有十分之三的氧气,并且硫气也增多,气候也变得十分的热。
那么随后的二百万年里,植物一直在不断的繁衍生息,氧气含量也在不断的上升,在污水处理基地等高效的生态系统中,氧气含量在空气中才占气体的二成,但是在石炭纪有十分之四十的氧气都是氧气生成的,但是氧气含量逐渐下降,昆虫的种类和数量开始暴增。
因为昆虫拥有开阔的呼吸通道,能够在这样的环境下存活,正是因此氧气较多的环境,才能造就生态系统中更为先进的动物,但是在这样丰富的生态环境下,氧气比较充足,也可以使诸如昆虫这样的动物在短时间内发生一代比一代要大的现象。
氧气充足还能够让植物的根系更为发达,使它们能够吸收到更丰富的养分和水分,生长茁壮,还可以使植物体积增大,所以在石炭纪的时候才会有那么庞大的植物的存在,但是这样的昆虫又和煤炭有什么关系呢?
实际上在石炭纪的时候,植物是处于一个爆炸式的增长的阶段,但是石炭纪的植物的大部分形态都是现存的蕨类植物,植物一般是以光合作用的形式,吸收二氧化碳,排放出氧气。
而这些蕨类植物不同于现行的植物,这些植物大多都在水中生长,而水中有很多的二氧化碳,气体在水中都是溶解的,所以这些蕨类植物在生长的过程中,能够很好的吸收到二氧化碳气体,而光合作用也能够很好的进行。
但是这些蕨类植物在一定条件下才会生长起来,当植物死亡后,它们的残体都会沉积在水底,正是蕨类植物的残体集结形成的沼泽,才有生成煤炭的条件。
在当时,世界上的大多数的陆地都被沼泽和内陆的湖泊所占领,是一片绿洲,这些沼泽地是由这些残体淤积形成的,当地质运动使得沼泽地内的植物埋入地下,不能被空气分解,随着时间的流逝,这些残体就会变成煤炭。
接下来的数十亿年里,这些石炭厚度大大增加,而且还会发生一些变化,由于板块活跃,地壳活动不断的造就了新的环境,随着地壳运动,大气压力变化非常大,而越往下,地壳的重力也是在变大。
受地壳变化的影响,煤层所受的压力会变得越来越大,在海洋中植物的残体会由于海水的分解将其分解,其形成的石煤石煤的层厚度通常会在几亿年里压缩为仅为最初的一半,而这样的沼泽地由于植物的死亡和无法分解,最终会化为褐煤。
褐煤的热值通常是石煤的一半,而褐煤又会形成最后的煤炭,其实在地质运动过程中,本身煤层已经变为煤炭,没有机会压缩形成石煤,所以当太多的煤层一起挤压的时候,煤层如果够薄,就会被压缩为石煤。
如果煤层厚度比较大,那么就很容易形成石煤,而地球上的煤炭资源,有七成以上为石煤和石煤,这很好的解释了煤炭层为什么厚。
植物有时候也会被火烧死,但是这些火焰很快就会因为氧气不足而被扑灭,这一部分死亡的植物也就不会被分解剩下,所以这一部分的植物也会变成煤炭,在地球上还有很多火山,那么这些火山喷发的时候,会喷出很多的火山灰,这些火山灰会堆积在残体上,不仅会起到保护残体的作用,还能将残体压实,也能形成煤炭。
在地球上有一些大陆板块,如南极板块和非洲板块,它们的板块很薄,在其之下是大量的盆地,有很丰富的煤炭,而对于北美板块这些也是盆地,但是这些盆地却没有这些煤炭,产煤量比较少,而南极的煤炭非常的丰富。
其实是因为这两个大陆板块的地质活动,而盆地深不深,北美的盆地大概只有1000米,而南极的盆地则更深,大概在2000至3000米,当500米厚的褐煤地层被压缩后,其成分将会继续压实,由于厚度大大增加,水分和杂质都会大量减少,所以会形成优质的煤炭。
所以可以看出,要形成世界上典型的厚煤,不仅需要有丰富的矿藏,还可能需要大型的地质活动,这才能形成百米甚至上千米厚的煤层。
所以煤炭的形成和地球上的盆地,大陆都有很大的关系,而地球上有煤炭的地区也会发现大量的矿藏。