الفحم: تشكيل في أحشاء الأرض. مصادر وعملية تكوين الفحم. عن الفحم

يمكن استخدام الرسالة المتعلقة بالفحم في التحضير للدرس. يمكن استكمال قصة الفحم للأطفال بحقائق مثيرة للاهتمام.

تقرير عن الفحم الصلب

الفحممعدن صلب وغير قابل للتجديد يستخدمه الشخص للحصول على الحرارة عن طريق حرقه. وفقًا للتصنيف ، فهو ينتمي إلى الصخور الرسوبية. بدأ الناس استخدام الفحم كمصدر للطاقة في العصور القديمة جنبًا إلى جنب مع الحطب.

كيف يتكون الفحم؟

ظهر الفحم على الأرض منذ حوالي 300-350 مليون سنة ، عندما ازدهرت السراخس الشبيهة بالأشجار في المستنقعات البدائية وبدأت عاريات البذور في الظهور.

يُعتقد أن الفحم يتكون نتيجة ترسب الخشب. كانت هناك غابات قديمة تراكمت أشجارها في المستنقعات ، حيث بدون الوصول إلى الأكسجين ، يتم تقليل نشاط البكتيريا المتحللة لمخلفات النباتات إلى الصفر ، ويتكون الخث ، وبعد ذلك ، في عملية دفن هذه المخلفات ، يتم تكوين الفحم. تحت ضغط ودرجة حرارة عالية.
لذلك فإن تكوين الفحم يتطلب حدوث الخث على عمق ثلاثة كيلومترات. عند هذا العمق ، ستتحول طبقة من الخث يبلغ طولها عشرين مترًا إلى فحم بسمك خط التماس يبلغ مترين.

أنواع الفحم

تقع جميع أنواع الفحم في طبقات وتسمى مواقعها أحواض الفحم. اليوم ، يتم استخراج أنواع مختلفة من الفحم.

• الأنثراسيت هي أصعب الدرجات مع عمق كبير ودرجة حرارة احتراق قصوى.
• الفحم - العديد من الأصناف المستخرجة في المناجم والحفر المفتوحة. يستخدم على نطاق واسع في العديد من مجالات النشاط البشري.
• الفحم البني - يتكون من بقايا الخث ، أصغر أنواع الفحم. لديها أدنى درجة حرارة احتراق.

كيف يتم استخراج الفحم؟

في السابق ، كان الفحم الصلب يُجمع ببساطة في الأماكن التي يظهر فيها التماس على السطح. يمكن أن يحدث هذا نتيجة إزاحة طبقات القشرة الأرضية.
في كثير من الأحيان ، بعد الانهيارات الأرضية في المناطق الجبلية ، تم الكشف عن مثل هذه النتوءات من الرواسب ، وأتيحت الفرصة للناس للوصول إلى قطع من "الحجر القابل للاشتعال".
في وقت لاحق ، عندما ظهرت التقنية الأولى ، بدأ تطوير الفحم بطريقة مفتوحة. وغرقت بعض مناجم الفحم حتى عمق اكثر من 300 متر.
اليوم ، بفضل التكنولوجيا الحديثة ، ينزل الناس إلى عمق يزيد عن 1000 متر ، حيث يتم استخراج الفحم عالي الجودة.

يمكن استخدام أنواع مختلفة من الفحم لتوليد الحرارة. عند حرقها ، فإنها تطلق أكثر بكثير مما يمكن الحصول عليه من الخشب أو أنواع الوقود الصلب الأخرى. تُستخدم أعلى درجات الفحم في علم المعادن ، حيث يلزم درجات حرارة عالية.
بالإضافة إلى ذلك ، يعتبر الفحم مادة خام قيمة للصناعات الكيماوية. يتم استخراج الكثير من المواد الضرورية والمفيدة منه.

نأمل أن تكون المعلومات الواردة أعلاه حول الفحم قد ساعدتك. ويمكنك ترك تقريرك عن الفحم من خلال نموذج التعليق.

ستيوارت إي نيفينز ، مس.

تشكل النباتات المتراكمة والمضغوطة والمعالجة صخرًا رسوبيًا يسمى الفحم. الفحم ليس فقط مصدرًا ذا قيمة اقتصادية كبيرة ، ولكنه أيضًا سلالة لها جاذبية خاصة لطالب تاريخ الأرض. على الرغم من حقيقة أن الفحم يشكل أقل من واحد في المائة من جميع الصخور الرسوبية على الأرض ، إلا أنه ذو أهمية كبيرة للجيولوجيين الذين يثقون في الكتاب المقدس. إنه الفحم الذي يعطي الجيولوجي المسيحي واحدة من أقوى الحجج الجيولوجية لصالح حقيقة طوفان نوح العالمي.

تم اقتراح نظريتين لشرح تكوين الفحم. النظرية الشائعة ، التي يتبناها معظم الجيولوجيين المنتظمين ، هي أن النباتات التي يتكون منها الفحم تتراكم في مستنقعات ضخمة من المياه العذبة أو مستنقعات الخث على مدى آلاف السنين. تسمى هذه النظرية الأولى ، التي تفترض نمو المواد النباتية في موقع اكتشافها النظرية الأصلية .

تقترح النظرية الثانية أن طبقات الفحم المتراكمة من النباتات تم نقلها بسرعة من أماكن أخرى وترسبت تحت ظروف الفيضانات. هذه النظرية الثانية ، والتي بموجبها كانت هناك حركة لحطام النبات ، تسمى نظرية allochthonous .

الحفريات في الفحم

من الواضح أن أنواع النباتات الأحفورية الموجودة في الفحم لا تدعم النظرية الأصلية. الأشجار الأحفورية من طحالب النادي (على سبيل المثال ، ليبيدوديندرونو سيجيلاريا) والسراخس العملاقة (خاصة بسارونيوس) خصائص رواسب الفحم في ولاية بنسلفانيا قد يكون لديها بعض التحمل البيئي لظروف المستنقعات ، في حين أن النباتات الأحفورية الأخرى في حوض بنسلفانيا (على سبيل المثال ، الصنوبرية كوردايتس، ذيل الحصان العملاق الشتوي كالاميت، عاريات البذور المختلفة التي تشبه السرخس المنقرضة) وفقًا لتركيبها الأساسي ، يجب أن تكون قد فضلت التربة المجففة جيدًا بدلاً من المستنقعات. يعتقد العديد من الباحثين أن التركيب التشريحي للنباتات الأحفورية يشير إلى أنها نمت في المناخات الاستوائية أو شبه الاستوائية (حجة يمكن استخدامها ضد النظرية الأصلية) ، لأن المستنقعات الحديثة هي الأكثر انتشارًا ولديها أعمق تراكم للجفت في المناخات الأكثر برودة. خطوط العرض العليا. بسبب زيادة قوة التبخر للشمس ، فإن المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية الحديثة هي الأكثر فقراً في الخث.

غالبا ما توجد في الزاوية الحفريات البحرية، مثل الأسماك الأحفورية ، والرخويات ، وذراعيات الأرجل (ذوات الأرجل). تم العثور على طبقات الفحم لتكون كرات من الفحم ، وهي كتل مستديرة من النباتات المحفوظة جيدًا بشكل لا يصدق ، وكذلك الحيوانات الأحفورية (بما في ذلك الحيوانات البحرية) التي ترتبط ارتباطًا مباشرًا بفواصل الفحم هذه. توجد الحنيات البحرية الصغيرة ، Spirorbis ، بشكل عام مرتبطة بمصانع الفحم في أوروبا وأمريكا الشمالية التي يعود تاريخها إلى العصر الكربوني. نظرًا لأن التركيب التشريحي للنباتات الأحفورية يظهر القليل من الأدلة على أنها قد تكيفت مع مستنقعات البحر ، فإن حدوث الحيوانات البحرية مع النباتات غير البحرية يشير إلى حدوث الاختلاط أثناء الحركة ، وبالتالي دعم نموذج النظرية المتراصة.

من بين أكثر أنواع الأحافير المدهشة الموجودة في طبقات الفحم جذوع الأشجار العمودية، والتي تكون عمودية على الفراش غالبًا تتقاطع عشرات الأقدام من الصخور. غالبًا ما توجد هذه الأشجار المستقيمة في طبقات مرتبطة بترسبات الفحم ، وفي حالات نادرة توجد في الفحم نفسه. على أي حال ، يجب أن تتراكم الرواسب بسرعة من أجل تغطية الأشجار قبل أن تتدهور وتسقط.

كم من الوقت يستغرق تكوين طبقات من الصخور الرسوبية؟ ألقِ نظرة على هذه الشجرة المتحجرة التي يبلغ ارتفاعها عشرة أمتار ، وهي واحدة من مئات الأشجار المكتشفة في مناجم الفحم في كوكفيل ، تينيسي ، الولايات المتحدة الأمريكية. تبدأ هذه الشجرة في طبقة واحدة من الفحم ، ثم ترتفع عبر طبقات عديدة ، وتنتهي أخيرًا في طبقة أخرى من الفحم. فكر في هذا: ماذا سيحدث لقمة الشجرة في آلاف السنين التي يستغرقها (وفقًا للتطور) لتكوين طبقات رسوبية ودرزات من الفحم؟ من الواضح أن تكون الطبقات الرسوبية وشقوق الفحم يجب أن تكون كارثية (سريعة) من أجل دفن الشجرة في وضع قائم قبل أن تتعفن وتسقط. تم العثور على مثل هذه "الأشجار الدائمة" في أماكن عديدة على الأرض وعلى مستويات مختلفة ، وعلى الرغم من الأدلة ، فإن فترات طويلة من الزمن (مطلوبة للتطور) محصورة بين الطبقات ، والتي لا يوجد دليل عليها.

قد يكون لدى المرء انطباع بأن هذه الأشجار في وضع نموها الأصلي ، لكن بعض الأدلة تشير إلى أن هذا ليس هو الحال على الإطلاق ، بل والعكس صحيح. تعبر بعض الأشجار الطبقات بشكل مائل وبعضها مقلوب. في بعض الأحيان ، يبدو أن الأشجار العمودية قد ترسخت في وضع النمو في طبقات اخترقتها تمامًا شجرة عمودية ثانية. تمتلئ جذوع الأشجار الأحفورية المجوفة عادةً بالصخور الرسوبية التي تختلف عن الصخور المحيطة المجاورة. ينطبق المنطق على الأمثلة الموصوفة ، ويشير إلى حركة هذه جذوع.

الجذور الأحفورية

أهم الأحفورة ، والتي ترتبط ارتباطًا مباشرًا بالنزاعات حول منشأ الفحم ، هي وصمة عار- جذر أحفوري أو جذمور. ستجمارياتوجد بشكل شائع في اللحامات التي تقع تحت طبقات الفحم وترتبط عمومًا بالأشجار العمودية. كان يعتقد أن وصمة عار، التي درسها قبل 140 عامًا تشارلز ليل ودي دبليو. داوسون في تسلسل الفحم الكربوني في نوفا سكوتيا ، دليل واضح على أن النبات نما في هذا الموقع.

يواصل العديد من الجيولوجيين المعاصرين الإصرار على أن الندبات هي الجذر الذي تشكل في هذا المكان ، والذي يذهب إلى التربة أسفل مستنقع الفحم. تمت إعادة فحص تسلسل الفحم في نوفا سكوشا مؤخرًا بواسطة H. Rupke ، الذي وجد أربع حجج لصالح أصل الخيفي من الندبات تم الحصول عليها على أساس دراسة الرواسب الرسوبية. عادة ما تكون الحفرية المكتشفة متقطعة ونادراً ما يتم ربطها بالجذع ، مما يشير إلى الاتجاه المفضل لمحورها الأفقي ، والذي تم إنشاؤه كنتيجة لفعل التيار. بالإضافة إلى ذلك ، يمتلئ الجذع بالرواسب التي تختلف عن الصخور المحيطة بالجذع ، وغالبًا ما توجد في العديد من الآفاق في طبقات مثقوبة تمامًا بالأشجار العمودية. يلقي بحث Rupke بظلال من الشكوك الجدية على التفسير الأصلي الشعبي للطبقات الأخرى التي يوجد فيها وصمة عار.

Cyclothemes

يحدث الفحم عادة في سلسلة من الصخور الرسوبية تسمى cyclotheme .مثاليبنسلفانيا cyclothemeقد تكون طبقات ترسبت بالترتيب التصاعدي التالي: الحجر الرملي ، الصخر الزيتي ، الحجر الجيري ، الطين الأساسي ، الفحم ، الصخر الزيتي ، الحجر الجيري ، الصخر الزيتي. في نموذجي cyclotheme، كقاعدة عامة ، إحدى الطبقات المكونة مفقودة. في كل موقع cyclothemesعادة ما تتكرر كل دورة ترسيب عشرات المرات ، مع كل ترسيب يعتمد على الترسيب السابق. في ولاية إلينوي خمسوندورات مرتبة بالتسلسل ، وتحدث أكثر من مائة دورة من هذا القبيل في ولاية فرجينيا الغربية.

على الرغم من أن التماس الفحم يشكل جزءًا نموذجيًا cyclothemes، عادة ما تكون رقيقة جدًا (عادةً ما تكون بسمك بوصة واحدة إلى عدة أقدام) الترتيب الجانبي للفحم له أبعاد لا تصدق. في إحدى الدراسات الطبقية الحديثة 4 ، تم رسم علاقة بين رواسب الفحم: Broken Arrow (أوكلاهوما) ، Crowberg (ميسوري) ، Whitebrest (آيوا) ، كولتشيستر رقم 2 (إلينوي) ، الفحم IIIa (إنديانا) ، شولتزتاون (كنتاكي الغربية) والأميرة رقم 6 (شرق كنتاكي) وكيتانينج السفلى (أوهايو وبنسلفانيا). كلهم يشكلون خط فحم ضخم يمتد من أجله مئات الآلاف من الكيلومترات المربعةفي وسط وشرق الولايات المتحدة. لا يوجد مستنقع حديث به مساحة تقترب قليلاً من حجم رواسب الفحم في ولاية بنسلفانيا.

إذا كان النموذج الأصلي لتشكيل الفحم صحيحًا ، فيجب أن تكون قد سادت ظروف غير عادية للغاية. يجب أن ترتفع المنطقة بأكملها ، التي غالبًا ما تكون عشرات الآلاف من الكيلومترات المربعة ، فوق مستوى سطح البحر في نفس الوقت حتى يتراكم المستنقع ، ثم يجب أن تغرق حتى تغمره المحيطات. إذا ارتفعت الغابات الأحفورية فوق مستوى سطح البحر ، فإن المستنقع ومياهه المطهرة اللازمة لتراكم الخث سوف يتبخران ببساطة. إذا تم غزو المستنقعات عن طريق البحر أثناء تراكم الخث ، فإن الظروف البحرية ستدمر النباتات والرواسب الأخرى ولن يترسب الخث. بعد ذلك ، وفقًا للنموذج الشائع ، فإن تكوين طبقات الفحم السميكة سيشير إلى الحفاظ على توازن مذهل على مدى عدة آلاف من السنين بين معدل تراكم الخث وارتفاع مستوى سطح البحر. يبدو هذا الموقف غير محتمل للغاية ، خاصة إذا تذكرنا أن النمط الحلقي يتكرر في مقطع رأسي مئات المرات أو أكثر. أو ربما يمكن تفسير هذه الدورات بأفضل طريقة على أنها تراكم حدث أثناء ارتفاع منسوب مياه الفيضان وانحسارها؟

الصخري

عندما يتعلق الأمر بالنمط الحلقي ، فإن الطين الأساسي هو الأكثر أهمية. الطين الأساسي عبارة عن طبقة ناعمة من الصلصال غير مرتبة في طبقات وغالبًا ما تقع تحت طبقات الفحم. يعتقد العديد من الجيولوجيين أن هذه تربة أحفورية يوجد عليها مستنقع. وجود الطين الأساسي ، خاصةً عند العثور عليه فيه وصمة عار، غالبًا ما يتم تفسيره على أنه دليل كافأصل أصلي للنباتات المكونة للفحم.

ومع ذلك ، فقد شككت دراسة حديثة في تفسير الطين الأساسي على أنه تربة أحفورية. لم يتم العثور على خصائص التربة التي كانت مماثلة لتلك الموجودة في التربة الحديثة في الطين الأساسي. بعض المعادن الموجودة في التربة الأساسية ليست من أنواع المعادن التي يجب أن توجد في التربة. على العكس من ذلك ، فإن الطين الأساسي ، كقاعدة عامة ، له طبقات إيقاعية (توجد مادة حبيبية أكبر في الأسفل) وعلامات تشكيل رقائق الطين. هذه خصائص بسيطة للصخور الرسوبية التي قد تتكون في أي طبقة تتراكم في الماء.

لا ترتكز العديد من طبقات الفحم على الطين الأساسي ، ولا توجد علامات على وجود التربة. في بعض الحالات ، ترتكز طبقات الفحم على الجرانيت أو الأردواز أو الحجر الجيري أو التكتل أو الصخور الأخرى التي لا تشبه التربة. يعتبر طين الطبقة السفلية بدون طبقة فحم متداخلة أمرًا شائعًا ، وغالبًا ما يغطّي طين الطبقة السفلية التماس الفحم. يشير عدم وجود تربة يمكن التعرف عليها أسفل طبقات الفحم إلى أنه لا يوجد نوع من النباتات المورقة يمكن أن تنمو هنا ويدعم فكرة أن النباتات المكونة للفحم قد تم نقلها هنا.

هيكل الفحم

تساعد دراسة التركيب المجهري وهيكل الخث والفحم على فهم أصل الفحم. بدأ أ.د. كوهين دراسة هيكلية مقارنة للخث الأصلي الحديث المتكون من أشجار المانغروف وخث ساحلي حديث نادر من جنوب فلوريدا. احتوت معظم الخث الأصلي على أجزاء نباتية ذات اتجاه غير منظم مع مصفوفة سائدة من مادة دقيقة ، بينما كان للخث اللوكثوني اتجاه يتكون من تدفقات المياه مع محاور ممتدة من أجزاء النبات ، والتي كانت تقع ، كقاعدة عامة ، بالتوازي مع السطح الساحلي مع الغياب المميز للمواد الدقيقة. كان لحطام النبات المصنف بشكل سيئ في الخث الأصلي بنية كبيرة بسبب كتلة الجذور المتشابكة ، بينما كان للخث الأصلي طبقة دقيقة مميزة بسبب عدم وجود جذور نامية.

لاحظ كوهين في إجراء هذه الدراسة: "في سياق دراسة الخث الخيفي ، تم الكشف عن ميزة واحدة ، وهي أن الأجزاء الرأسية من هذه المادة ، المصنوعة باستخدام مشراح ، تبدو أشبه بأجزاء رقيقة من الفحم أكثر من أي عينة ذاتية تمت دراستها". لفت كوهين الانتباه إلى حقيقة أن خصائص هذا الخث الأصلي (اتجاه الأجزاء الممدودة ، والبنية الحبيبية المصنفة مع نقص عام في المصفوفة الدقيقة ، والطبقات الدقيقة مع عدم وجود بنية جذر متشابكة) هي أيضا خصائص الفحم من العصر الكربوني!

كتل في الفحم

واحدة من أكثر الميزات الخارجية إثارة للإعجاب للفحم هو وجود كتل كبيرة فيه. لأكثر من مائة عام ، تم العثور على هذه الكتل الكبيرة في طبقات الفحم حول العالم. P.H. أجرى برايس دراسة درس فيها كتلًا كبيرة من رواسب الفحم في سيويل ، التي تقع في ولاية فرجينيا الغربية. كان متوسط ​​وزن 40 صخرة تم جمعها 12 رطلاً ، وكان وزن أكبر صخرة 161 رطلاً. كانت العديد من الأحجار المرصوفة عبارة عن صخور بركانية أو متحولة ، على عكس جميع النتوءات الصخرية الأخرى في ولاية فرجينيا الغربية. توقع برايس أن الصخور الكبيرة كان من الممكن أن تنسج نفسها في جذور الأشجار وتم نقلها هنا من بعيد. وبالتالي ، فإن وجود كتل كبيرة في الفحم يدعم النموذج اللواشي.

الائتلاف

الخلافات بشأن طبيعة عملية تحويل الخث إلى فحم مستمرة منذ سنوات عديدة. تشير إحدى النظريات الموجودة إلى أنها كذلك زمنهو العامل الرئيسي في عملية التحالف. ومع ذلك ، فقد سقطت هذه النظرية في صالحها لأنه وجد أنه لا توجد زيادة منهجية في المرحلة المتحولة للفحم بمرور الوقت. هناك العديد من التناقضات الواضحة: اللجنايت ، وهي أدنى مرحلة من مراحل التحول ، تحدث في بعض أقدم الطبقات الحاملة للفحم ، بينما تحدث الأنثراسيت ، التي تمثل أعلى درجة من تحول الفحم ، في الطبقات الأصغر سنًا.

تشير النظرية الثانية المتعلقة بعملية تحويل الخث إلى فحم إلى أن العامل الرئيسي في عملية تحول الفحم هو الضغط. ومع ذلك ، تم دحض هذه النظرية من خلال العديد من الأمثلة الجيولوجية التي لا تزداد فيها مرحلة تحول الفحم في طبقات شديدة التشوه والمطوية. علاوة على ذلك ، أظهرت التجارب المعملية أن زيادة الضغط يمكن أن يحدث في الواقع ابطئالتحويل الكيميائي للخث إلى فحم.

تشير النظرية الثالثة (الأكثر شيوعًا إلى حد بعيد) إلى أن العامل الأكثر أهمية في عملية تحول شكل الفحم هو درجة الحرارة. توضح الأمثلة الجيولوجية (التدخلات البركانية في طبقات الفحم والحرائق الجوفية في المناجم) أن درجات الحرارة المرتفعة يمكن أن تسبب التحام. لقد نجحت التجارب المعملية أيضًا في تأكيد هذه النظرية. تم تكوين مادة تشبه أنثراسايت في تجربة واحدة باستخدام عملية تسخين سريعة في بضع دقائق فقط ، مع معظم الحرارة الناتجة عن تحول المادة السليلوزية. وبالتالي ، فإن تحول الفحم لا يتطلب ملايين السنين من التعرض للحرارة والضغط - يمكن أن يتشكل نتيجة التسخين السريع.

خاتمة

نرى أن ثروة من الأدلة الداعمة تدعم بقوة النظرية الخلقية وتؤكد تراكم طبقات الفحم المتعددة أثناء طوفان نوح. الأشجار الأحفورية المنتصبة داخل طبقات الفحم تأكيد التراكم السريعمخلفات النبات. الحيوانات البحرية والنباتات الأرضية (بدلاً من النمو والعيش في مستنقع) الموجودة في الفحم تدل على حركتها. تحتوي البنية المجهرية للعديد من طبقات الفحم على اتجاه جزيئي محدد ، وهيكل حبيبات مرتبة ، وطبقة دقيقة ، مما يشير إلى حركة (بدلاً من النمو في الموقع) للمواد النباتية. تشهد الكتل الكبيرة الموجودة في الفحم على عمليات الحركة. يؤكد عدم وجود التربة تحت العديد من طبقات الفحم حقيقة أن مصانع تشكيل الفحم تعوم مع التدفق. لقد ثبت أن الفحم يشكل أجزاء منهجية ونموذجية cyclothemes، والتي من الواضح ، مثل الصخور الأخرى ، ترسبت بواسطة الماء. تظهر التجارب لدراسة التغيير في المواد النباتية أن أنثراسايت الشبيه بالفحم لا يحتاج إلى ملايين السنين لتكوينه - يمكن تشكيله بسرعة تحت تأثير الحرارة.

الروابط

* أستاذ الجيولوجيا والآثار ، كلية التراث المسيحي ، إل كاجون ، كاليفورنيا.

لطالما استُخدم الخشب لتدفئة المنازل ، ولكن من أجل الاستمرار في الاحتراق ، من الضروري تسجيل قطع الأخشاب مرارًا وتكرارًا. مع تطور صناعة تعدين الفحم ، بدأ المزيد والمزيد من الناس في استخدام الفحم: فهو يعطي مزيدًا من الحرارة ، ويحترق لفترة أطول. مع التمديد الصحيح للفرن ، سيحافظ جزء من الفحم ، يُسكب في المرجل في المساء ، على درجة حرارة ثابتة طوال الليل.

تاريخ تكوين الفحم وأنواعه

يمكن تقسيم العملية الكاملة لتكوين الفحم إلى مرحلتين رئيسيتين: تشكيل الخث وعملية التحالف نفسها - تحويل الخث إلى فحم.

تشكل الخث على مساحات شاسعة مغطاة بالمياه من مخلفات النباتات بدرجات متفاوتة من التحلل. تعفنت بعض النباتات تمامًا إلى حالة شبيهة بالهلام ، واحتفظ بعضها ببنيتها الخلوية. تراكمت رفاتهم في قاع الخزانات ، والتي تحولت تدريجياً إلى مستنقعات. الشرط الأساسي لتكوين الخث هو عدم وجود الأكسجين. كان هناك القليل من الأكسجين تحت عمود الماء ؛ أثناء تحلل البقايا ، تم إطلاق كبريتيد الهيدروجين والميثان وثاني أكسيد الكربون ، مما ساهم في تصلب البقايا. تم تشكيل الخث.

ولكن لم يتم تحويل جميع أراضي الخث إلى الفحم. تتطلب عملية التحصين: ضغطًا عاليًا ودرجة حرارة عالية وفترة زمنية طويلة. اعتمادًا على وجود هذه الظروف ، حدث تكوين الفحم أم لا. أولاً ، تم إحضار الخث عن طريق الصخور الرسوبية ، مما أدى إلى زيادة الضغط ورفع درجة الحرارة داخل طبقة الخث. في ظل هذه الظروف ، تم تشكيل الفحم البني - المرحلة الأولى من التحصين. تم تغيير طبقات اللحامات في بعض المناطق ، مما تسبب في تهدئة طبقات الفحم البني (بعض الرواسب المكتشفة على أعماق تزيد عن 6000 متر). في بعض الأماكن ، كانت هذه العمليات مصحوبة بصعود الصهارة والانفجارات البركانية. ساهم الضغط العالي ونقص الأكسجين ودرجات الحرارة المرتفعة في حقيقة أن هناك رطوبة أقل وأقل وغازات طبيعية في الفحم البني ، والمزيد والمزيد من الكربون. مع إزاحة الماء والغازات ، يتحول الفحم البني إلى قاري ، ثم في وجود درجة حرارة عالية ، إلى أنثراسيت. الفرق الرئيسي بين الفحم البني والفحم الصلب هو أن الفحم البني يحتوي على المزيد من الرطوبة والغازات الطبيعية وأقل من الكربون ، مما يؤثر على كمية الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق.

اليوم ، يتم تحديد عمر رواسب الفحم بواسطة بقايا النباتات. يعود أقدم تاريخ إلى العصر الكربوني (345-280 مليون سنة مضت). خلال هذه الفترة ، تم تشكيل معظم أحواض الفحم في أمريكا الشمالية (شرق ووسط الولايات المتحدة الأمريكية) ووسط وغرب أوروبا وجنوب إفريقيا والصين والهند. في أوراسيا ، تشكلت معظم رواسب الفحم في العصر البرمي ، وتعود بعض أحواض الفحم الصغيرة في أوروبا إلى العصر الترياسي. يزداد نشاط تكوين الفحم في نهاية العصر الجوراسي وفي العصر الطباشيري. في هذا الوقت تقريبًا ، تشكلت الرواسب في شرق أوروبا ، في جبال روكي الأمريكية ، في الهند الصينية ووسط آسيا. في وقت لاحق ، تشكلت بشكل رئيسي الفحم البني ورواسب الخث.

أنواع الفحم

يصنف الفحم حسب محتواه من الرطوبة والغازات الطبيعية ومحتوى الكربون. مع زيادة كمية الكربون ، تزداد قيمته الحرارية. كلما قلت الرطوبة والمواد المتطايرة (الغازات) ، كان ذلك أفضل لتحمل التخزين والنقل.

Lignite- فحم المرحلة الاولى من الائتلاف. يختلف عن الفحم البني في كمية أقل من الماء (45٪) في التركيب وفي إطلاق كبير للحرارة. الهيكل ليفي ، اللون من البني إلى الأسود (جودة أعلى). غالبًا ما يستخدم في قطاع الطاقة (في محطات الطاقة الحرارية) لتدفئة المنازل الخاصة ، نادرًا ما يتم استخدامه ، لأنه يتم تخزينه بشكل سيئ وله قيمة منخفضة من السعرات الحرارية في الأفران التقليدية.

فحم ثانوي- أسود اللون ، هيكل ليفي أقل وضوحًا ، قيمة حرارية أعلى مقارنة بالليغنيت ، محتوى رطوبة أقل (30٪). ينهار أثناء النقل ، والطقس في الهواء الطلق. عند الاحتراق ، يطلق 5-6 كيلو واط / كجم. يتم استخدامه في كل من هندسة الطاقة والإسكان والخدمات المجتمعية للتدفئة.

الفحم الحجريله أعلى قيمة حرارية ، ولا يفقد صفاته أثناء النقل والتخزين. ينبعث منها 7-9 كيلوواط / كجم من الحرارة أثناء الاحتراق. تستخدم بعض أنواعها في فحم الكوك.

أنثراسايت- فحم أسود نفاث. يحتوي على أعلى محتوى هيدروكربوني. من الصعب إشعالها لكنها تحترق لفترة طويلة وبدون سخام تطلق كمية كبيرة من الحرارة (أكثر من 9 كيلو واط / كجم). غالبًا ما يستخدم أنثراسايت للتدفئة.

أي نوع من الفحم يستخدم للتدفئة

في روسيا وبلدان رابطة الدول المستقلة ، هناك نظام تم اعتماده في عام 1988. يتم تصنيف الفحم وفقًا لـ GOST 25543-88 ، والذي ينقسم إلى 7 فئات. يستخدم القليل فقط للتدفئة:

الفحم طويل اللهب (د). حصلت على اسمها بسبب عملية الاحتراق الطويلة مع إطلاق كمية كبيرة من الحرارة (5600-5800 كيلو كالوري / كجم). من أجل اشتعالها واحتراقها ، لا يلزم النفخ الخاص ، لذلك غالبًا ما يتم استخدام الفحم طويل اللهب في غلايات الوقود الصلب المحلية. اعتمادًا على الحجم ، يحدث:

• WPC - لوح كبير - حجم القطع 50-200 مم ؛
• DPKO - صامولة بلاطة - أحجام القطع 25-100 مم ؛
• PO - الجوز - 26-50 مم ؛
• DM - صغيرة - أحجام 13-25 مم ؛
• DS - بذرة - 6-13 مم ؛
• DR - خاص - لا توجد أحجام قياسية.

يعتبر الفحم ذو اللهب الطويل مثاليًا للتدفئة: فاللهب طويل (على غرار الحطب "المتدفق") ، ويتم إطلاق الكثير من الحرارة ، ويشتعل ويحترق بسهولة - السحب الطبيعي يكفي للاحتراق العادي. حدّدت تكلفتها المنخفضة نسبيًا ، جنبًا إلى جنب مع الخصائص الممتازة ، شعبية هذه العلامة التجارية للفحم. يتم شراؤها ليس فقط لتدفئة المنازل الخاصة ، ولكن أيضًا لغرف الغلايات في المؤسسات التعليمية والطبية. علاوة على ذلك ، يتم استخدام الوقود من أي جزء: من "K" الكبير إلى "M" الصغير.

غاز طويل اللهب (DG). يختلف عن الدرجة D بقيمة حرارية أكبر. تستخدم جميع الكسور لتدفئة المنازل الخاصة: من "الكبيرة" إلى "العادية". أكثر تطلبًا من ظروف التخزين طويلة اللهب ، tk. أكثر كثافة في التجوية.

أنثراسايت (أ). ينبعث منه الكثير من الجسم ، ويحتوي على نسبة منخفضة من الرماد (بقايا رماد 10٪) ، ويحترق لفترة طويلة وبشكل متساوٍ ، يكون الدخان أثناء الاحتراق أبيض (جميع العلامات التجارية الأخرى "تعطي" دخانًا أسود). على الرغم من الأداء العالي ، فمن المستحيل التوصية به بشكل لا لبس فيه لتدفئة المنازل الخاصة: فحم الإنتراسيت له تكلفة عالية ويصعب إشعاله.

في بعض الحالات ، يشترون الفحم الخالي من الدهون "T" أو الدهون "G" أو يتكتل قليلاً "SS". بقية الطبقات لها استخدامات صناعية في الغالب. يتم استخدامها في الطاقة والمعادن ، وبعض درجات التكويك والإثراء. عند اختيار الفحم ، من الضروري الانتباه ليس فقط لخصائصه ، ولكن أيضًا إلى تكلفة التوصيل. إذا كانت منطقتك لا تبيع لهبًا طويلًا أو أنثراسايت ، فعلى الأرجح ستضطر إلى الاكتفاء بما هو موجود في السوق. تحتاج أيضًا إلى الانتباه إلى توصيات الشركات المصنعة للغلاية الخاصة بك: تشير المستندات عادةً إلى العلامات التجارية التي تم تصميم الجهاز من أجلها. يجب استخدامها.

لزيادة الراحة وتوفير المال ، يفضل الكثير من الناس الحصول على عدة كسور: من الملائم أكثر أن تذوب مع "الجوز" أو "الكسر الكبير" ، ثم سكب "البذرة" لحرق طويل. في أبرد الفترات ، يتم تخزين كمية معينة من الأنثراسايت ، والتي ، على الرغم من صعوبة إشعالها ، تحترق لفترة طويلة وساخنة في غلاية ساخنة.

يخضع فحم الكوك والفحم المخصب لمعاملة خاصة لزيادة قيمتها الحرارية. تستخدم هذه الأنواع في علم المعادن والطاقة. هذا الوقود غير مناسب للغلايات المنزلية: نظرًا لارتفاع درجة حرارة الاحتراق بشكل مفرط ، يمكن للفرن أن ينكسر.

إذا كنت تستمع إلى الأشخاص ذوي الخبرة ، فإنهم يقولون إن أفضل تأثير يتم الحصول عليه من خلال التسلسل التالي لصب الوقود في الغلاية: تذوب بلهب طويل ، ثم املأ أنثراسيت جزء "الجوز" - يحترق لفترة طويلة ، تعطي الكثير من الحرارة ، وفي الليل تضاف "البذور" إلى الموقد ، والتي ستحترق حتى الصباح.

يوصى بترتيب أفران إشعال الطوب بشكل مختلف: فهي تشعل الفرن بالخشب ، وعندما تشتعل جيدًا ، تغفو "بالبذور" أو (افتح المنفاخ والمثبط للحصول على إمداد أفضل بالأكسجين). إذا كان هناك الكثير من الغبار في البذرة ، فيمكن ترطيبها بالماء - بهذه الطريقة تشتعل بسهولة أكبر. عندما تكون الحرارة في الفرن كافية ، يمكن استخدام "القبضة".

ما هو الفحم النباتي وما هي دواعي استعماله

استخدم الناس الفحم منذ آلاف السنين: تم العثور عليه خلال أعمال التنقيب في مستوطنات رجال الكهوف. لا يرجح أنهم صنعوها بأنفسهم ، بل جمعوها على النيران أو حفظوا بقاياها ، لكنهم على ما يبدو عرفوا بخصائصها وعرفوا كيفية استخدامها.

اليوم ، في بلدنا ، يستخدم هذا النوع من الوقود بشكل أساسي للطهي: يتم استخدامه في حفلات الشواء وحفلات الشواء وإشعال النيران. في بعض الأحيان يتم استخدامها في المواقد: فهي تحترق لفترة طويلة ، وتنبعث منها الكثير من الحرارة (7800 KC / kg) ، ولا يوجد دخان وسخام تقريبًا. يعتبر الرماد المتبقي سمادًا ممتازًا ويستخدم لتخصيب أراضي الغابات أو الحقول الزراعية. يستخدم رماد الفحم أيضًا في إنتاج الأسمدة.

في الصناعة ، يستخدم الفحم في صهر الحديد. لا يتطلب الأمر سوى 0.5 طن من هذا الوقود لإنتاج طن من السبائك. في الوقت نفسه ، يتلقى الحديد الزهر مقاومة متزايدة للتآكل والقوة. كتدفق ، يستخدم الفحم في صهر النحاس والبرونز والنحاس والمنغنيز والزنك والنيكل. يتم استخدامه لصنع مادة تشحيم صلبة للهندسة الميكانيكية ، ويستخدم للطحن في صناعة الأدوات والطباعة ، إلخ. مرشحات لأغراض مختلفة مصنوعة من الفحم.

اليوم ، بدأ اعتبار الفحم كبديل للوقود التقليدي: على عكس الفحم والنفط والغاز ، فهو مادة متجددة. علاوة على ذلك ، تتيح التقنيات الحديثة الحصول على الفحم النباتي حتى من النفايات الصناعية: من نشارة الخشب ، والغبار ، والشجيرات ، وما إلى ذلك. يتم تشكيل قوالب من هذه المواد الخام المكسرة ، والتي تعطي 1.5 مرة حرارة أكثر من الفحم العادي. في هذه الحالة ، يتم إطلاق الحرارة لفترة أطول وتكون الحرارة موحدة.

كيف يصنع الفحم

حتى القرن العشرين ، كان الفحم يتم الحصول عليه عن طريق حرق الأخشاب أو الأكوام ذات الأشكال الخاصة. تم وضع الخشب فيها ، مغطى بالأرض ، وإشعال النار فيه من خلال ثقوب خاصة صنعت. هذه التكنولوجيا متاحة للجمهور ولا تزال مستخدمة في بعض البلدان. لكنها منخفضة الكفاءة: يتم استهلاك ما يصل إلى 12 كجم من الخشب لكل 1 كجم من الفحم ، كما أنه من المستحيل التحكم في جودة الفحم الناتج. كانت المرحلة التالية في تطوير حرق الفحم هي استخدام الأنابيب في أفران الأرض. أدى هذا التحسين إلى زيادة كفاءة العملية: تم استهلاك 8 كجم من الأخشاب لكل كيلوغرام.

في مواقد الفحم الحديثة ، يتم استهلاك 3-4 كجم من المواد الخام لكل كيلوغرام من المنتج. في الوقت نفسه ، يتم إيلاء اهتمام كبير لمدى ملاءمة البيئة للعملية: أثناء إنتاج الفحم ، يتم إطلاق الكثير من الدخان والسخام والغازات الضارة في الغلاف الجوي. تلتقط التركيبات الحديثة الغازات المنبعثة ، وترسلها إلى غرف خاصة ، حيث يتم استخدامها لتسخين الفرن إلى درجة حرارة الكوك.

يتم تحويل الخشب إلى فحم في جو خالٍ من الأكسجين عند درجة حرارة عالية (تفاعل الانحلال الحراري). تنقسم العملية برمتها إلى ثلاث مراحل:

• عند 150 درجة مئوية ، تتم إزالة الرطوبة من الخشب ؛
• عند 150-350 تقريبًا مع إطلاق الغازات وتكوين المنتجات العضوية ؛
• عند 350-550 درجة مئوية ، يتم فصل الراتنجات والغازات غير المكثفة.

وفقًا لـ GOST ، ينقسم الفحم إلى عدة درجات حسب نوع الخشب المستخدم:

• • أ - أنواع الأخشاب الصلبة ؛
  • ب - الأخشاب الصلبة والناعمة ، الأنواع الصنوبرية (س).

الصفوف B و C - غالبًا ما تكون هذه قوالب فحم حجري ، يتم استخدام النفايات من مؤسسات معالجة الأخشاب لتصنيعها. هذا نوع ممتاز من الوقود الحيوي الذي استخدم منذ فترة طويلة في أوروبا للتدفئة وحتى في محطات توليد الطاقة: عندما يتم حرقها ، لا تتشكل مركبات الكبريت (لا يوجد كبريت في الفحم) ، ويتم احتواء الهيدروكربونات بكميات قليلة. باستخدام تقنية الأسلاف ، يمكنك حرق الفحم لاحتياجاتك الخاصة. .

منذ ما يقرب من 200 عام ، شرح العالم الروسي اللامع M.V. Lomonosov بشكل صحيح تمامًا تكوين الفحم الأحفوري من بقايا النباتات ، تمامًا كما يتشكل الخث الآن. أشار لومونوسوف أيضًا إلى الشروط اللازمة لتحويل الخث إلى فحم: تحلل الغطاء النباتي "بدون هواء حر" ، وارتفاع درجة الحرارة داخل الأرض و "عبء السقف" ، أي ضغط الصخور.

يستغرق الخث وقتًا طويلاً ليتحول إلى فحم. يتراكم الخث في المستنقع ، ومن فوق المستنقع ينمو مع المزيد والمزيد من طبقات النباتات الجديدة. في العمق ، الخث يتغير باستمرار. تنقسم المركبات الكيميائية المعقدة التي تتكون منها النباتات إلى أبسط. جزء واحد يذوب ويتم حمله بالماء ، والآخر ينتقل إلى الحالة الغازية: ثاني أكسيد الكربون والغاز الخفيف - الميثان (نفس الغاز يحترق في مواقدنا). تلعب الفطريات والبكتيريا التي تعيش في جميع مستنقعات الخث دورًا مهمًا في تكوين الفحم. أنها تساعد في تدمير الأنسجة النباتية. في عملية هذه التغييرات في الجفت ، تتراكم فيه المادة الأكثر استقرارًا ، الكربون. مع تغيره ، يصبح الخث أكثر ثراءً بالكربون.

يحدث تراكم الكربون في الخث دون الوصول إلى الأكسجين ، وإلا فإن الكربون ، عند اتحاده مع الأكسجين ، سيتحول تمامًا إلى ثاني أكسيد الكربون ويتبخر. يتم عزل طبقات الخث الناتجة أولاً عن أكسجين الهواء بواسطة الماء الذي يغطيها ، ثم بواسطة طبقات جديدة من الخث.

هذه هي الطريقة التي تستمر بها عملية تحويل الخث إلى فحم أحفوري تدريجياً. هناك عدة أنواع رئيسية من الفحم الأحفوري: الليغنيت ، والفحم البني ، والفحم القاري ، والأنثراسايت ، والبوغهيد ، إلخ.

والأكثر تشابهًا مع الخث هو الليغنيت - وهو الفحم البني السائب ، وليس من أصل قديم جدًا. يظهر بوضوح بقايا النباتات ، وخاصة الخشب (ومن هنا جاء اسم "lignite" ، والذي يعني "خشبي"). اللجنايت هو الخث الخشبي. في مستنقعات الخث المعتدلة الحديثة ، يتشكل الخث بشكل أساسي من الطحالب ، البردي ، القصب ، ولكن في المنطقة شبه الاستوائية من العالم ، على سبيل المثال ، في مستنقعات غابات فلوريدا في الولايات المتحدة ، يتشكل الخث الخشبي أيضًا ، مشابه جدًا للليغنيت الأحفوري.

مع تحلل وتغيير أقوى في بقايا النبات ، يتم إنشاء الفحم البني. لونه بني غامق أو أسود. إنه أقوى من الليغنيت ، وبقايا الخشب أقل شيوعًا فيه ويصعب رؤيتها. عند حرق الفحم البني ينتج حرارة أكثر من الليغنيت ، لأنه أغنى بالكربون. لا يتحول الفحم البني دائمًا إلى فحم صلب بمرور الوقت. من المعروف أن الفحم البني لحوض موسكو من نفس عمر الفحم الصلب على المنحدر الغربي لجبال الأورال (حوض كيزل). تحدث عملية تحويل الفحم البني إلى فحم صلب فقط عندما تغرق طبقات الفحم البني في آفاق أعمق لقشرة الأرض أو تحدث عمليات بناء الجبال. من أجل تحويل الفحم البني إلى حجر أو أنثراسايت ، هناك حاجة إلى درجة حرارة عالية جدًا وضغط كبير في أحشاء الأرض. في الفحم ، يمكن رؤية بقايا النباتات تحت المجهر فقط ؛ إنه ثقيل ، لامع ، وغالبًا ما يكون قويًا جدًا. بعض درجات الفحم نفسها أو مع درجات أخرى من فحم الكوك ، أي أنها تتحول إلى فحم الكوك.

تحتوي أكبر كمية من الكربون على فحم أسود لامع - أنثراسايت. يمكنك العثور على بقايا النباتات فيه فقط تحت المجهر. عند الاحتراق ، يصدر أنثراسايت حرارة أكثر من جميع درجات الفحم الأخرى.

Boghead - فحم أسود كثيف مع سطح كسر محاري ؛ يعطي التقطير الجاف كمية كبيرة من قطران الفحم - مادة خام قيمة للصناعات الكيماوية. يتكون Boghead من الطحالب والسابروبيل.

كلما طالت مدة بقاء الفحم في طبقات الأرض وكلما تعرض للضغط وعمل الحرارة العميقة ، زاد الكربون الذي يحتوي عليه. يحتوي أنثراسايت على حوالي 95٪ كربون ، وفحم بني - حوالي 70٪ ، وخث - من 50 إلى 65٪.

في المستنقع ، حيث يتراكم الخث في البداية ، عادة ما ينسجم الطين والرمل ومختلف المواد الذائبة مع الماء. تشكل شوائب معدنية في الخث ، والتي تبقى بعد ذلك في الفحم. غالبًا ما تشكل هذه الشوائب طبقات بينية تفصل طبقات الفحم إلى عدة طبقات. يلوث الخليط الفحم ويجعل من الصعب تطويره.

عند حرق الفحم ، تبقى جميع الشوائب المعدنية على شكل رماد. كلما كان الفحم أفضل ، قل الرماد الذي يجب أن يحتوي عليه. في الدرجات الجيدة من الفحم ، تكون نسبة قليلة فقط ، ولكن في بعض الأحيان تصل كمية الرماد إلى 30-40٪. إذا كان الرماد أكثر من 60٪ ، فإن الفحم لا يحترق على الإطلاق ولا يصلح للوقود.

تختلف طبقات الفحم ليس فقط في تكوينها ، ولكن أيضًا في الهيكل. في بعض الأحيان ، يتكون التماس بأكمله من الفحم النقي طوال سماكته. هذا يعني أنها تشكلت في مستنقع من الخث ، حيث تكاد المياه الملوثة بالطين والرمل لم تتسرب. يمكن حرق هذا الفحم على الفور. في كثير من الأحيان ، تتناوب طبقات الفحم مع الطبقات البينية الطينية أو الرملية. تسمى طبقات الفحم هذه معقدة. في نفوسهم ، على سبيل المثال ، غالبًا ما يحتوي التماس الذي يبلغ سمكه 1 متر على 10-15 طبقة من الطين ، وسماكة عدة سنتيمترات لكل منها ، ويمثل الفحم النقي 60-70 سم فقط ؛ بينما يمكن أن يكون الفحم ذا نوعية جيدة جدًا.

للحصول على وقود يحتوي على نسبة منخفضة من الشوائب الأجنبية من الفحم ، يتم تخصيب الفحم. من المنجم ، يتم إرسال الصخور على الفور إلى مصنع المعالجة. هناك ، يتم سحق الصخور المستخرجة في المنجم إلى قطع صغيرة في آلات خاصة ، ثم يتم فصل جميع كتل الطين عن الفحم. يكون الطين دائمًا أثقل من الفحم ، لذلك يتم غسل خليط الفحم والطين بتيار من الماء. يتم اختيار قوة الطائرة بحيث تخرج الفحم ، ويبقى الطين الثقيل في الأسفل. ثم يتم تمرير الماء بالفحم من خلال شبكة متكررة. يتم تصريف المياه والفحم ، الذي أصبح الآن نظيفًا وخالٍ من جزيئات الطين ، يتجمع على سطح الشبكة. يسمى هذا الفحم المخصب. سيكون هناك القليل من الرماد المتبقي فيه. ويحدث أن الرماد في الفحم ليس نجاسة ضارة بل معدن. وهكذا ، على سبيل المثال ، غالبًا ما تشكل العكارة الرقيقة والطينية ، التي يتم جلبها إلى المستنقع عن طريق الجداول والأنهار ، طبقات بينية من الطين المقاوم للصهر. يتم تطويره أو جمعه خصيصًا من الرماد المتبقي بعد احتراق الفحم ، ثم يستخدم في صنع أطباق البورسلين وغيرها من المنتجات. توجد احيانا في رماد الفحم.

إذا وجدت خطأً ، فيرجى تحديد جزء من النص والنقر السيطرة + أدخل.

تقدم هذه المقالة معلومات عن صخرة رسوبية مثيرة للاهتمام ، وهي مصدر ذو أهمية اقتصادية كبيرة. هذه السلالة المدهشة في تاريخها تسمى "الفحم". تعليمه ممتع للغاية. وتجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من حقيقة أن هذه الصخرة تشكل أقل من واحد في المائة من جميع الصخور الرسوبية الموجودة على الأرض ، إلا أنها ذات أهمية كبيرة في العديد من مجالات الحياة البشرية.

معلومات عامة

كيف تم تشكيل الفحم؟ يتضمن تكوينه العديد من العمليات التي تحدث في الطبيعة.

ظهر الفحم على الأرض منذ حوالي 350 مليون سنة. ببساطة ، حدث ذلك بالطريقة التالية. جذوع الأشجار ، التي سقطت في الماء مع النباتات الأخرى ، شكلت تدريجياً طبقات ضخمة من الكتلة العضوية غير المتحللة. لم يسمح الوصول المحدود للأكسجين لهذه الفوضى بالتحلل والتعفن ، والتي غرقت تدريجياً تحت ثقلها بشكل أعمق وأعمق. لفترة طويلة وبسبب إزاحة طبقات قشرة الأرض ، ذهبت هذه الطبقات إلى عمق كبير ، حيث تم تحويل هذه الكتلة إلى فحم تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة والضغط العالي.

أدناه ، سوف نلقي نظرة فاحصة على كيفية ظهور الفحم ، والذي يعد تكوينه مثيرًا للاهتمام وفضوليًا للغاية.

أنواع الفحم

يتم استخراج أنواع مختلفة من الفحم الصلب في رواسب الفحم الحديثة في العالم:

1. أنثراسيت. هذه هي أصعب الأصناف ، يتم استخراجها من أعماق كبيرة ولها أعلى درجة حرارة احتراق.

2. الفحم. يتم استخراج العديد من أصنافها بطريقة مفتوحة وفي المناجم. هذا النوع هو الأكثر شيوعًا في مجالات النشاط البشري.

3. الفحم البني. هذا هو أصغر الأنواع التي تشكلت من بقايا الخث ولها أدنى درجة حرارة احتراق.

تحدث جميع أشكال الفحم المدرجة في طبقات ، وتسمى أماكن تراكمها أحواض الفحم.

نظريات منشأ الفحم

ما هو الفحم الصلب؟ ببساطة ، هذه الصخور الرسوبية هي النباتات المتراكمة والمضغوطة والمعالجة بمرور الوقت.

هناك نوعان من النظريات ، وأكثرها شيوعًا هي تلك التي يتبناها العديد من الجيولوجيين. وهي كالتالي: النباتات التي يتكون منها الفحم المتراكم في مستنقعات كبيرة من الخث أو المياه العذبة لآلاف السنين. تفترض هذه النظرية نمو الغطاء النباتي في مكان اكتشاف الصخور ويسمى "أصلي".

تعتمد نظرية أخرى على حقيقة أن طبقات الفحم المتراكمة من النباتات المنقولة من أماكن أخرى ، والتي ترسبت في موقع جديد تحت ظروف الفيضانات. بمعنى آخر ، نشأ الفحم النباتي من بقايا النبات المنقولة. النظرية الثانية تسمى allochthonous.

في كلتا الحالتين ، مصدر تكوين الفحم هو النباتات.

لماذا هذا الحجر على النار؟

العنصر الكيميائي الرئيسي في الفحم ، والذي له خصائص مفيدة ، هو الكربون.

اعتمادًا على ظروف التكوين والعمليات وعمر اللحامات ، تحتوي كل رواسب الفحم على النسبة المئوية الخاصة بها من الكربون. يحدد هذا المؤشر جودة الوقود الطبيعي ، حيث أن مستوى انتقال الحرارة يرتبط ارتباطًا مباشرًا بكمية الكربون المؤكسد أثناء الاحتراق. كلما زادت القيمة الحرارية لصخرة معينة ، كلما كانت أكثر ملاءمة كمصدر للحرارة والطاقة.

ما هو الفحم بالنسبة للناس في جميع أنحاء العالم؟ بادئ ذي بدء ، إنه أفضل وقود مناسب لمختلف مجالات الحياة.

حول الحفريات في الفحم

لا تدعم أنواع النباتات الأحفورية الموجودة في الفحم نظرية المنشأ الأصلية. لماذا ا؟ على سبيل المثال ، يمكن أن تنمو الطحالب والسراخس العملاقة ، المميزة لرواسب الفحم في ولاية بنسلفانيا ، في ظروف المستنقعات ، بينما تفضل النباتات الأحفورية الأخرى من نفس الحوض (الشجرة الصنوبرية أو ذيل الحصان العملاق ، إلخ) التربة الجافة أكثر من أماكن المستنقعات. اتضح أنهم نُقلوا بطريقة ما إلى هذه الأماكن.

كيف نشأ الفحم؟ التعليم في الطبيعة مذهل. غالبًا ما توجد الحفريات البحرية في الفحم: الرخويات والأسماك وذراعيات الأرجل (أو ذوات الأرجل). تحتوي طبقات الفحم أيضًا على كرات من الفحم (كتل دائرية مجعدة من النباتات والحيوانات الأحفورية المحفوظة تمامًا ، بما في ذلك البحرية). على سبيل المثال ، عادة ما توجد دودة البحر الصغيرة مرتبطة بالنباتات في الفحم في أمريكا الشمالية وأوروبا. هم ينتمون إلى العصر الكربوني.

يشير تواجد الحيوانات البحرية التي تتخللها نباتات غير بحرية في الصخور الرسوبية بالفحم إلى أنها اختلطت في عملية الانتقال. حدثت عمليات مذهلة وطويلة في الطبيعة قبل تشكيل الفحم أخيرًا. يؤكد تشكيلها بهذه الطريقة على النظرية الخلقية.

اكتشافات مذهلة

أكثر الاكتشافات إثارة للاهتمام في طبقات الفحم هي جذوع الأشجار ، الكذب عموديًا. غالبًا ما يعبرون طبقات ضخمة من الصخور بشكل عمودي على طبقة الفحم. غالبًا ما توجد الأشجار في مثل هذا الوضع المستقيم في طبقات مرتبطة برواسب الفحم ، وغالبًا ما توجد في الفحم نفسه. يرى الكثيرون حول حركة جذوع الأشجار.

والشيء المذهل هو أن الرواسب كان يجب أن تتراكم بسرعة كبيرة لتغطية هذه الأشجار قبل أن تتدهور (تتعفن) وتسقط.

إليكم قصة مثيرة للاهتمام حول تكوين صخرة تسمى الفحم. يعتبر تكوين مثل هذه الطبقات في أحشاء الأرض سببًا لمزيد من البحث بحثًا عن إجابات للعديد من الأسئلة.

أين الكتل في الفحم؟

الميزة الخارجية الرائعة للفحم هي محتوى الكتل الضخمة فيه. تم العثور على هذه الكتل الكبيرة في طبقات الفحم للعديد من الرواسب لأكثر من مائة عام. كان متوسط ​​وزن 40 قطعة تم جمعها من حقل الفحم في ولاية فرجينيا الغربية حوالي 12 رطلاً ، وأكبرها 161 رطلاً. علاوة على ذلك ، كان العديد منهم عبارة عن صخور متحولة أو بركانية.

اقترح الباحث برايس أنه كان من الممكن أن يسافروا إلى حقل الفحم في فيرجينيا من بعيد ، لينسجوا في جذور الأشجار. وهذا الاستنتاج يدعم أيضًا النموذج الخَطْنِي لتكوين الفحم.

خاتمة

تثبت العديد من الدراسات صحة النظرية الخلقية لتكوين الفحم: فوجود بقايا الحيوانات والنباتات البرية والبحرية يعني حركتها.

أظهرت الدراسات أيضًا أن تحول هذه الصخرة لا يتطلب وقتًا طويلاً (ملايين السنين) من التعرض للضغط والحرارة - ويمكن أيضًا أن تتشكل نتيجة التسخين السريع. والأشجار الموجودة عموديًا في رواسب الفحم تؤكد التراكم السريع إلى حد ما لمخلفات الغطاء النباتي.