煤炭是什么演变而成的
大家都会说煤炭是由古树木被埋在地下经长期演化而形成的。因为煤矿为层状结构,厚度达3米多。有的煤矿煤层15-25层,累计厚度30多米。哪来的这么多树木被分层埋在一起呢?于是有人进一步解释说,是由于大洪水把树木冲走聚集在一起的。
煤炭是什么时候形成的?科学家们根据煤炭矿床中的地层,用放射性同位素测定地层的地质年代,测定得知这种地层一般为石炭纪的地层,于是判断在石炭纪的地球生长着茂盛的森林,结果才有煤炭的形成。石炭纪距离现在已经30亿多年了。
砍伐下来的木头暴露在环境中,由于气候和微生物的作用,很快就会霉烂。埋在土里的木头会演化为煤炭吗?我看是不可能的!深埋在土里、隔绝空气的木头只会演化为木的化石,而不是煤炭。
请看2012年2月的报道,在内蒙古贺兰山西北角、内蒙古乌达煤田发现的3亿年前植物庞贝城,展现了大量的植物化石。化石中的树叶树枝清晰可见。而煤炭据说是由树干演化而成的,有树木的年轮。我注意观看不少的煤炭,无论怎么看,总也找不出树干的年轮,还有树干中辐射的线条。而树木的化石,其年轮和辐射的线条则是很明显的。凭这一点,我们就可以怀疑煤炭与树木的演化无关。
埋在深土中隔绝空气的树木,也不可能象书上说的受到高温高压的作用。至少那种高温高压的强度不足以使潮湿的树木碳化。我们知道煤矿在地下并不很深,有的还是露天的,一般几米到1000多米不等。在这个地壳的深度,地温不会超过100℃,地下温度一般是25——30℃。怎么算高温呢?怎么能使木质碳化呢?假设有高温的影响是不成立的。
那么,树木被深埋在地下隔绝空气后,会有什么样的化学变化呢?树木的主要化学成分是纤维素,是碳氢化合物。泥土岩石中则以钙和硅含量较高。硅和碳的外层原子结构是相同的,都是4个价电子。树木中的纤维素,由于长时间的自身发酵分解,碳链断裂,以单个碳原子的二氧化碳释放出来。碳原子流走后留下了的空穴,则有环境中微溶的钙离子,硅酸根离子进来填充。这是一种非常缓慢的化学置换反应的过程。因此树干中的年轮和辐射线条得以有序的保留下来。树干中的碳,要么以碳酸盐的形式留下,要么就流走了,因此是不会以碳氢化合物的形式留下来的。这样,树木在深埋的土中经长时间的演化,将生成硅质木化石,而不是煤炭。
行星和卫星,在绕恒星运行的过程中,不断积聚恒星喷发出来的物质而增长。星体增长到一定的程度,其内部就具有合成化学元素的功能。星体内部合成化学元素的历程是按原子序数的顺序逐个增加的。地球内部在具有合成氢、氦、锂、铍和硼元素后,就进入合成碳元素的历程。由于碳原子的结构是一个稳定性的结构,在进入合成碳元素后,地球内部就会在较长的时间内维持在大量合成碳元素的阶段。这时的地球内部就同时具有合成氢,锂、铍、硼和碳元素的功能。而合成氢和碳的量则是比较大的。地球内部的氢和碳在透出地幔后,进入地球的软流层,温度降至2000摄氏度以下。软流层中的矿物质有的则起着催化剂的作用,从而促进碳和氢合成碳氢化合物,如甲烷、乙烷。软流层的高温,迫使甲烷往地面溢出。地面的温度大大的降低,在当时的地球环境中,地面的温度有可能降低到0摄氏度以下。低温下的甲烷、乙烷则凝聚为液态或膏状软流体渗透出地面。时间长了以后,甲烷、乙烷则聚合为多碳链的碳氢化合物。这种碳氢化合物被以后的土层覆盖,就形成了现在我们见到的煤炭。地球跟随太阳在太空中绕银河中心运行,太阳的运行轨道也有季节性,这样会影响地球内部碳的合成产量,致使地球内部合成的碳氢化合物出现时多时少的间歇性现象。这样就导致碳氢化合物一批一批的出来,又一层一层的被土层覆盖。所以我们现在看到的煤矿是分层结构的。在地球没有合成硫元素的功能时,所生成的煤炭是无硫的煤炭,即无烟煤炭。过了相当长的时间后,地球内部具有合成硫的功能时,所生成是煤炭就含有硫的成分了。
地球中的石墨矿,石油,都是地球内部合成的碳的产物。
煤炭是由地球内部产生的碳形成的,因此推断古地球石炭纪时代有大量茂盛的森林则是错误的。我们不能找到石炭纪时期的植物化石,也证明该推断是错误的。
有没有更强有力的证据证明煤炭是由地球内部合成的而不是树木演化而成的呢?当然有!那就是现在的天文学家们观测到土卫六的表面有大量的沥青状河流和湖泊。同时也观测到土卫六现在还没有任何生命的迹象。这些沥青是从何而来的呢?现在的土卫六,就是32亿前古地球的形象。
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...
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。
昨天看了一个煤炭形成的科普动画片,看到下边好多人评论怀疑这一说法,甚至抨击说是专家在胡说,那今天我就以我所学给大家浅显的释一下疑。首先好多人怀疑的观点主要是,认为现在有的地方发现的煤层很厚甚至几百米上千米,古代哪有这么多植物去堆积这么厚的植物层,那得多长时间,还有有的地方地下煤多难道以前就算是森林覆盖,为什么其他地方就一点没有?
回答这些疑惑之前我先给大家一个概念那就是如果地球形成时间46亿年比作一天24小时的话,煤的形成时间大概在下午几个小时内,人类在地球上诞生存在的时仅相当于接近午夜零点的那最后一秒钟,也就是一眨眼的时间。所以以人类仅有的一秒钟认知时间去怀疑过去几小时内发生在地球上的演变过程绝对是井底之蛙中的井底之蛙。这也就回答了有些网友怀疑的植物堆积的时间问题。
接下来回答网友关于煤层厚度及植物数量的问题,网友提出的几百米煤层的问题是你理解有误,几百米厚的煤层并不是全部是煤,中间必定会夹杂一定层数厚度的岩石层或煤矸石层,只是相对于岩层与煤矸石层的厚度相对几百米总的煤层厚度来说占比相对较小,干过煤矿的人都知道就算几米后的煤层中也会夹杂一层或多层一定厚度的煤矸石,岩层与煤矸石层的存在正好说明了古代植物堆积由于自然和地质变化并不是一个连续的过程,中间或许会有好长时间由于各种变化或被其他泥沙等堆积覆盖形成相应岩层,也就是煤层中的夹矸层。
接下回答网友关于植物数量的问题,煤的形成在地质年代史来说大概在二叠三叠侏罗纪等也就是距今两三亿年到几千万中间的时间。经历了地球上第三次也就是二叠纪生物大灭亡(据考证也与星体撞击地球有关,科学家近些年在南极冰层下发现了直径500公里的陨石坑,比恐龙灭绝的撞击地球的小行星直径大的多),地球上近百分之八十的生物灭亡了,地球又经历了几十万年的沉淀变化,地球气候与之前的干旱炎热变得截燃不同,形成了特别温暖湿润的雨林气候,远古裸子植物迎来了大爆发也就是各种高大的树木,下边是那个时候的树木化石
下图是现今地球上存在的那个气候遗留下来的古老植物树种
你们以前的时候更适合这些物种生长,他们得有多高大,而且之前到处是这样高大的森林。你们可以想象下恐龙生活的时代动物长那么大就知道植物有多高大茂盛了,如果不是那样从食物链的角度讲怎么能满足那样巨大体型动物的存在。
最后煤炭的形成并不是植物简单埋入地下就形成的过程,是植物根茎死亡后腐烂堆积形成腐质层,又海相陆相不断淤积的泥炭化过程深埋地下,又经过各种地质变化火山地震等泥炭在地下被压实经过地温等因素发生了一系列的物理化学变化最终形成了煤炭,这也是一个非常复杂和漫长的过程一两句话根本无法说清楚。
在这一过程中埋入地下早的形成了现在的无烟煤煤种质地坚实,含水分硫分挥发份较少价值高,后来的分别是各种烟煤煤种最年轻的是褐煤煤种,大概在几千万年前形成。
而且在这几亿年的地质作用下有的被埋入地下的煤层又被地质褶皱隆起抬出地面最终风化消失了,有的被埋入更深的地层我们目前还没有探明。近些年关于石油科学界又提出了一种新的非生物质形成学说有待进一步科学探究,但关于煤炭的形成目前科学界还没有任何怀疑学说,虽然几亿年前的地球历史不可能有人真实见过,但地质学家的推断都是有相应的地层表现岩层化石证据,通过同位素的鉴定可以大概推断他们所处的年代,并形成科学的理论学说,并不是某些不学习不读书的评论者随口就可以怀疑的。文中有关叙述不准确的地方,欢迎了解的朋友加以批评指正。
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。
解析:
能,当然能!最常见的煤就是植物(树木)化石,当然,可能看不清结构了。
看得清结构的树化石是硅化木,纹理清楚,颜色以木头的颜色居多,少量有玛瑙化,玉化,钙化。
在3.6亿光年前至3亿年前的石炭纪,地球上演变出了草本植物。但是,那时候地球上的微生物菌种没法溶解木质纤维素,因此这种绿色植物身亡以后不容易迅速腐烂。再加之那个时候的地球上遍及泥潭,因此绿色植物身亡之后被细沙保存下去。通过持续的地层变化以后,这种物质会在一定温度和工作压力下慢慢增碳,最后产生了固状的煤碳。
因为泥质沉积物会被越来越多的细沙所埋藏,这会造成温度和工作压力逐步提升,泥质沉积物逐渐变化为岩层。微生物的尸体在这个环节中发生了化学反应,渐渐地转变成了石油和天燃气。伴随着时间的变化,石油和天燃气往上转移到沉积岩山间盆地中,并受困之中,产生油田和煤田。地球上的每一个油田都是有自身的特性,如同地球上并没有两块完全一致的像雪花一样,都没有2个油田包括完全一致的液态。
煤主要是远古时期的绿色植物死掉后变化而成,这一点在学界没很大异议;有关石油的产生,现阶段有微生物成油说和非生物因素成油说,而且牵涉到阴谋哪些的,一时半会都没有结论。煤和石油是当今社会最重要的化石能源,成分都很繁杂,但关键也是以氮氧化合物为主导,都被觉得是不可再生资源,人们可以采掘和采用的煤和石油可能越来越低。
煤碳是远古传说绿色植物产生,这一点并没有什么疑惑,由于在每个地质年代的煤碳层中看到了大批量的植物化石,例如在我国的华北地区及其大西北与东北三省的早白垩纪煤巷中,发觉了大批量的松柏类植物花动物化石,此外在大别山区、秦岭及其昆仑山往北的煤巷中真蕨类与银杏树纲绿色植物占多数,另有大批量的桫椤纲、楔叶纲等中侏罗纪时代的绿色植物!