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地球上煤炭成煤时间最早为(世界上最早的成煤期)

hacker2022-06-27 00:31:23昨日新闻149
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地球上的煤,为什么主要形成于30亿年前

煤主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成,碳、氢、氧三者总和约占有机质的95%以上,

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物。

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,俗称煤炭。

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。

在整个地质年代中,全球范围内有三个大的成煤期:

(1)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。

(2)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。

(3)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。

煤炭主要形成于哪个时期

煤炭在整个地质年代中,全球范围内有三个大的成煤期:

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.

地球上有几个形成煤的时期

在整个地质年代中,全球范围内有三个大的成煤期:

(1)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.

(2)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.

(3)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.

煤和石油真的是几亿年前,动植物死亡后演变而来吗?

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。

地球上的煤,为什么主要形成于3亿年前?

煤的来源

现代社会的出现,煤起到了其他物质无可比拟的作用。但煤是怎么形成的?

大约3亿年前,出现了一个被地理学家称为石炭纪的时代,石炭纪的植物看起来很难腐蚀。石炭纪的树木死亡后,倒在地面。那时的地面大多是沼泽,但这些植物残骸却没有被微生物分解,基本保持原有状态。随着时间的流逝,更多树木倒在了早先树木的上面。随着越来越多的树木倒下,下层的树木受到后来倒下树木覆盖层的压迫,再加上受到来自地球内部热量的加热,这些树木残骸逐渐丧失了挥发性元素,变成一种越来越接近纯碳的物质。

这就是煤形成的过程。煤为工业革命提供了能源,驱动工厂和火车运转,加热壁炉,为煤气灯提供煤气,还是将矿石变成钢铁的还原剂,药品、燃料和其他化学物质的原料,世界的绝大部分电力都是用煤生产的。但人们还不知道石炭纪形成的如此大量的煤的原因。森林在石炭纪之前的泥盆纪时代就存在了,并从那时起就一直存在至今;虽然不是所有煤是在石炭纪形成的,但石炭纪形成的煤远远高于其他时期,如下图所示。石炭纪这个名称也是因此而来。

有好奇者就会问为什么石炭纪会形成这么多煤?一个原因就是石炭纪时期的沼泽缺少氧气,能减缓木腐微生物的活动。就其本身而言,这种原因也说的过去;可除了石炭纪,其他时代也存在着沼泽。为了解释为什么石炭纪会产生如此多的煤,有人认为石炭纪石炭纪的木腐微生物没有将木头腐烂掉。

植物化学的变化让树木长高,按照这一理论,植物化学也干扰了腐木微生物的活动,让植物的大部分有机物不腐烂。没有人对第一种原因提出质疑,在最近出版的《美国国家科学院院刊》里,斯坦福大学的凯文·博伊斯和他的同事发表了质疑第二种原因的论文。凯文·博伊斯博士认为石炭纪时期的煤、沼泽和其他事物都是大陆板块移动造成的意外结果。

伸向天空

凯文·博伊斯博士他们的认为是进化时间滞后假说导致石炭纪的微生物不能完全消化树木。第一种维管植物(即有内部输送水分管道的植物)出现在志留纪,志留纪是泥盆纪之前的时期。维管化植物意味着植物能从根部吸取水分,因而能长高;高大的植物导致了一场贯穿泥盆纪的竞赛——长得越高的植物,越能无遮蔽地获取阳光,结果却是让了多的树木生长出来,从而出现了森林。

树木必须变得强壮,要不然就会倒塌。树木的一部分支撑力量来自于纤维素,纤维素是一种由长链状的糖分子构成的古老物质,植物细胞的细胞壁就是由纤维素组成。但第二种分子的出现后,树木的进化才加快了,这就是木质素分子。木质素分子由酚类化合物组成,与糖类物质相比,酚类化合物很难被分解。因此,凯文·博伊斯博士他们认为石炭纪后的微生物才进化出可以分解酚类化合物的能力。因此,在石炭纪时期,倒下的树木就简单地堆砌在沼泽里,尽管他们的纤维素被微生物分解了,木质素却被保留了下来,最终形成了煤。

这只是一种纯粹的假设。对真菌植物进化的分析结果表明真菌的木质素消化酶(主要腐蚀介质)确实在二叠纪才首次出现,二叠纪是石炭纪之后的时代,这一结果支持上述假设。凯文·博伊斯博士和他的同事却压根不相信这种假设。

伊斯博士他们对此的质疑建立在对Macrostrat数据库的极其仔细分析的基础上,并且分析了哪种类型的植物是地层单元形成煤层植物群的主要植物。Macrostrat数据库记录了全部北美洲地层的数据。

石炭纪的植物与现代植物不同。此外,在石炭纪的不同时间段,主要的树木品种也不同。伊斯博士的团队发现一个现象:形成煤的高峰时期与一种被称为石松植物类群居于统治地位的时间重合;而石松植物的树干主要由周皮组织构成,周皮相当于现代树木的树皮,木质素含量很低。存在于石炭纪之前和之后的石松类植物(在进化出能消化木质素的真菌之前)之中有很多含木质素较高的品种,但这些石松类树木形成的煤少很多。

此外,虽然北美的二叠纪岩石的煤层含量低,但中国的二叠纪岩石煤层含量高。这种现象看起来与木质素消耗率突然上升并不一致。虽然化石记录不能显示过去的真菌体内含有哪种酶,但化石记录却显示石炭纪的真菌的多样性和活跃性与二叠纪的真菌情况一样。所有这些原因共同作用之下,石炭纪产生的大量的煤并不是真菌活动程度不高的原因。因此,伊斯博士认为不能简单地将进化延迟假说作为原因。

否定一个假设却是另一回事。如果有人能提出另一种理论来替代进化延迟假说,肯定有助于否定进化延迟假说。伊斯博士和他的同事们就准备提出另一个理论。伊斯博士他们认为石炭纪的大量的煤是大量漂移导致的结果。

在石炭纪,各个大陆都在一定程度上移动着。大陆移动,特别是大陆移动导致的大陆碰撞(确实如此)让大陆扭曲,大陆扭曲导致山脉和盆地产生。伊斯博士对盆地感兴趣,盆地的下挠表面此处曾经常被洪水冲刷,洪水沉淀物掩埋了树木倒下的沼泽,降低了树木遭受微生物腐蚀的程度。

在石炭纪,发生局部沉降不是什么新鲜事。19世纪的地理学家认为石炭纪发生很多局部沉降,虽然他们不知道大陆漂移的事情。在进化延迟假说出现之前,对于石炭纪出现大量煤的解释基本集中于生物学方面。伊斯博士认为造成这种情况的真正原因是地理原因。一旦树木被洪水沉降物掩埋之后,煤没有被侵蚀,从而被保存至今。

在二叠纪,大陆运动暂时停止了一阵,世界所有陆块地块聚集在一起,形成了一个超大陆,该超大陆被称为泛古陆。但泛古陆并没有让局部沉降停止,还让天气变得干燥(泛古陆的均值点离海洋的湿空气的距离比小一些的大陆都要远一些),意味着沼泽数量变少了。

使得形成的煤变少了,被腐蚀的树木也比以前多了。直到白垩纪时,泛古陆发生分裂,煤形成和保存的条件再次形成。按照伊斯博士的假说,现代煤形成的第二个高峰期是白垩纪和紧随其后的新生代。

如果伊斯博士的假说成立,大陆运动才是最终导致工业革命的原因。没有大陆漂移,就没有煤;没有煤,就没有人类;如果人类在没有煤的情况下进化出来,现在人类还在田野里耕作。

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评论列表

  • 美咩慵挽(2022-06-27 09:39:33)回复取消回复

    植物能从根部吸取水分,因而能长高;高大的植物导致了一场贯穿泥盆纪的竞赛——长得越高的植物,越能无遮蔽地获取阳光,结果却是让了多的树木生长出来,从而出现了森林。树木必须变得强壮,要不然就会倒塌。树木的一部分支撑力量来自于纤维素,纤维素是一种

  • 闹旅浪胚(2022-06-27 03:12:18)回复取消回复

    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,

  • 离鸢拔弦(2022-06-27 11:39:43)回复取消回复

    物主要是孢子植物。主要煤种为烟煤和无烟煤。(2)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。(3)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。煤炭主要形成于哪个时期煤炭在整个地质年代中,全球范围内有三

  • 晴枙忆沫(2022-06-27 12:20:59)回复取消回复

    mage-flag]煤主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成,碳、氢、氧三者总和约占有机质的95%以上,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物。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,俗称煤炭。

  • 只酷同尘(2022-06-27 10:10:51)回复取消回复

    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