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前言
国家快速发展的前提离不开足够的资源,而资源又分为两种:
可再生资源
指可以在生长的,永不枯竭的资源,如:农作物、林木、海产品等等
不可再生资源
指经过人类的开发以后,在相当长的一段时间里(相对人类历史)不可再生的资源,如:矿石资源、煤、石油等等。
这些不可再生资源对每一个国家来说是极为重要的,也因此大部分的国家为了夺得资源不惜发起战争,今天我们就来讲述一下不可再生资源中相对好获得的资源—煤。
煤层的形成
煤是由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素其中最主要的元素是:碳、氢、氧。
现在科学界的主流观念认为,煤是我们地球上远古植物所形成的,也因此煤在地球上的分布算得上是非常广泛的。
经过长时间的沉淀有的煤层厚度超过8米,还有的甚至超过100米,而中国则是全球煤炭产量最多的国家,占世界比例的48.3%。
煤的形成可以算得上是一项大工程了,在往前的远古时代,那些被灭绝的植物残骸经过长年复杂的生物化学、地球化学以及物理化学作用才演变成煤,它是地壳运动的产物。
而主要的形成过程我们将它可以分为两个阶段:
第一个阶段为“泥炭化阶段”,这个阶段主要是生物化学过程。植物在泥炭、沼泽、树林中不断的繁殖生长,在死后它们的残骸被微生物分解、化合和聚积发挥合成作用。
随后低等的植物会经过地球化学的作用形成腐泥,而高等的植物则形成泥炭。
第二个阶段为“煤化阶段”,这个过程主要是物理化学的过程。这个阶段就需要地球来进行配合了,在地热和压力的作用下,这些泥炭层会进一步的发生变化,压实、失水、硬结等等的物理变化将其演变成褐煤。
此时它的组成发生了变化氢、氧、氮含量开始变少,原本的碳含量则是会被保存下来。
在此基础上,第二个阶段还不算完全的结束,随后地壳会继续下沉,褐煤的覆盖层也会开始变厚,在地球长期给予热量和压力的情况下,褐煤会继续进行生物化学和物理化学的的过程,这个过程也叫作“变质作用”。
随后褐煤的含碳量会不断的变高,逐渐的从褐煤转变成烟煤,从而会出现更高质量的瘦煤、贫煤。
这就是煤的形成过程,在使用它们的时候,很多人都在煤的横截面上看到过植物的纹理甚至是古植物的化石,给煤是由植物转变而来的言论增添了良好的证据。
那些100多米厚的煤层,也是这样形成的,只不过它们所需要的条件更加的苛刻,比如丰厚的水资源,并且水资源的活性并不能太好,还有茂密的植物,植物繁殖的速率以及地壳的沉降等等。
的状况之下,所堆积的东西几乎全部都是植物,这些植物一代一代的堆积到这里经过上述两个阶段的作用,随着时间的推移,它们慢慢的就演化成了煤层,只要环境适宜就算它们每年只增长一毫米,几亿年的时间也足够它们堆积到上百米厚。
远古世纪的地球
那么就有一个问题了:你看如今人人都在喊着多种树,少砍伐,每年森林面积都在缩减的状况下,远古时代能有那么多植物形成煤吗?
观望往前的年代,在整个地质时代中有三个形成煤的时期:石炭纪和二叠纪、侏罗纪和白垩纪以及第三纪,这三个时期所包含的植物都非常茂盛,只不过它们每个时期生长的植物不同,所生成的煤种也不同。
我们首先来讲石炭纪,在石炭纪的时候地球的陆地面积不断的增加,也是从这一时期开始陆地生物开始发力。
温暖、湿润的气候、沼泽遍地,让植物有了非常好的生长环境,此时陆地出现大规模的蕨类森林。
石炭纪诞生了种类繁多的植物,不过大部分的植物生长的环境都是由水泡着的沼泽地,于是在植物枯竭之后,它们很快会被下沉到稀泥之中,然后经过上述的两种阶段,演变成泥炭,在变成现在的煤。
光是石炭纪就延续了6500万年,可想而知所诞生的植物有多少。
只不过这一时期的植物大多都是孢子植物,于是所形成的煤种也不同,主要是烟煤和无烟煤。
而在侏罗纪时期,也是大家最熟悉的恐龙时代,这一时期的植物大多是裸子植物,主要形成的为褐煤和烟煤,在第三纪时,植物大多是被子植物,主要形成的煤有褐煤、泥炭以及部分轻烟煤。
煤的作用
由此你可以看到煤的种类是随着其沉淀的时间,以及沉淀的环境、物种来决定的,也因此它们质量不同、作用也不同。
煤是一种非常重要的能源且用途十分的广泛,比如最常见的就是在生活中它们可以用来燃烧取暖。
如果用物理和化学对它们进行加工,我们还可以从中得到许多的有机化合物,并通过其它的方式将这些化合物制成许多不一样的产品,比如:化肥、燃料、塑料、石墨、炸药等等。
我们用煤制成的碳素纤维制品强度也非常的高,它们可以用作是宇宙飞船的结构材料,甚至煤灰渣我们也都可以用来制作成高强度的混泥土。
结语
虽然煤的分布非常的广泛,提取也是不可再生资源之中较为方便的,但是它的形成过程却需要经过几千万年的沉淀,并且形成的条件还非常的苛刻。
对于现在的我们来说,煤确确实实是一种不可再生资源,因为地球上的植物非但不会向往前的远古时代出现盛世的景象,还会因为我们的发展而变成需要重点的照顾对象。
所以我们应该重视起对资源的节约,节制我们对地球资源的开发,也好在人们虽然发展,但并不盲目,综合、合理、有效的利用不可再生资源,是我们目前人类共同努力的方向。