树木埋在土中多久变成碳?
你好!你说的碳应该是指炭吧。首先要清楚的是,自然条件下树木变成木炭的条件是非常苛刻的,并不是简单的把木材埋入土里就能形成的,如果把树木埋入土里,没几年估计就腐烂了,不可能形成炭的。我们可以参考一下古法制炭,把树木截取成长短一致的放在在炭窑中点燃,等烧到差不多的时候,封闭炭窑阻止空气进入,余热继续加热木材进行干馏,将水分和木焦油熘出,木头便碳化成为木炭。前段时间炒的很火的乌木就是一种树木碳化不全的证明,因为乌木上保留了木头的绵韧,又行为表面碳化而强化了自身硬度,从而使它成为家具行业的宠儿,可遇而不可求。我们现在所开采的煤炭大多数都是远古时期茂盛的树木缓慢碳化而来,经地壳变动产生自然灾害后被埋入地下的,其中温度、湿度、压力都有密切关系,自然条件下想要形成树木碳化的条件,地球上也没有几处了,我们所开采的都是地球积年累月才留下属于不可再生资源,所以请大家减少这些一次性能源的过度开采,多使清洁可持续的能源,为了子送后代留一块绿水青山。随着现在工业的发展,现在可以人工碳化,一个星期就可以达到树木几万年的碳化程度,而树木埋在土中有了温度、湿度、压力的加持下还需要数万年的时间才能碳化。
被掩埋的生物体不一定都会形成化石。化石形成的具体条件,诸如水、温度、压力等等,这个在贵专业肯定有详细的研究,并且也不是题主这个问题的关键,我就不展开讨论了。不谈化石成因,在这里我只讨论化石形成之后的成分。
硅化木和煤其实都是植物的化石,只不过多数硅化木是以二氧化硅为主要成分的化石,煤是以碳为主要成分的化石。植物化石还有别的成分的。我曾经在一处溶洞内发现过一些树木化石,地质资料里显示那一带是二叠系、海相沉积,可我发现的化石是典型的陆生植物,并且是被子植物中相当进步的类型。很显然,这个化石是后期形成的,也许是被某次岩崩掩埋的树木。
这些化石我测试了一下,成分是碳酸钙,在树干的某些位置还能看到方解石结晶。道理很明显,被石灰岩掩埋,当然形成的化石成分是碳酸钙。相信形成硅化木的那些树,当初多半是被石英砂或硅酸盐矿物掩埋的。
煤炭的成分,主要就是碳,这意味着形成煤炭的环境,除了水、温度、压力等等各种条件以外,还有一条特别关键:周围都是碳/有机物,从而能很好地隔绝硅酸盐等无机成分的侵入。
周围都是天然的碳不太可能,但周围都是有机物是可以有的:在静水的沼泽区,由流水带来的泥沙很少,沉积物基本都是植物,树(草)A被树(草)B埋了,树(草)B又被树(草)C埋了,树(草)C被树(草)D……这样层层叠叠的植物,处于中间的那一部分,是没多少机会接触到石英砂硅酸盐碳酸盐什么,其在还原过程中形成的碳也就没机会被无机矿物替代,那只能形成一大块的碳了,也就是煤。
你可以发现只由一颗树形成的硅化木,可是你听说过只由一棵树形成的煤炭吗?其实你的问题说明本身就已经揭示了答案:“煤炭是古代植物大量死亡、沉降堆积后形成的化石能源,硅化木则是古代树木死亡后在地层里演变形成的珍贵观赏石。”注意煤炭那一句里面的“大量”二字。
树木只是埋在地下的话,上千年都不会变成木炭,要么腐朽掉,要么还是木头,古时候的棺材就是很好的解释!
变成煤炭的话,是需要高温和高压才可以的,而做成木炭的话,也需要一定温度的燃烧,只是掩埋的话,没有什么效果的,大多数都是腐烂掉!
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,