Kohle ist ein festes, erschöpfbares, nicht erneuerbares Mineral, das der Mensch durch Verbrennung zur Wärmeerzeugung nutzt. Nach der Klassifizierung gehört es zu den Sedimentgesteinen.

Was ist das?

In der Antike begannen die Menschen, neben Brennholz auch Kohle als Energiequelle zu nutzen. Der „brennbare Stein“ wurde auf der Erdoberfläche gefunden und später begann man, ihn gezielt von darunter abzubauen.

Kohle entstand auf der Erde vor etwa 300-350 Millionen Jahren, als Baumfarne in Ursümpfen üppig wuchsen und die ersten Gymnospermen. Riesige Stämme fielen ins Wasser und bildeten nach und nach dicke Schichten unverwesten Materials organische Substanz. Da der Zugang zu Sauerstoff begrenzt war, verrottete das Holz nicht, sondern sank unter seinem Gewicht nach und nach immer tiefer. Im Laufe der Zeit aufgrund der Schichtverschiebung Erdkruste, sanken diese Schichten in erhebliche Tiefen ab und dort kam es unter dem Einfluss von hohem Druck und erhöhter Temperatur zu einer qualitativen Umwandlung von Holz in Kohle.

Arten von Kohle

Heute betreiben sie Bergbau Verschiedene Arten Kohle.

• Anthrazite sind die härtesten Sorten aus großen Tiefen und haben eine maximale Verbrennungstemperatur.
• Steinkohle – viele Sorten werden in Bergwerken abgebaut und offene Methode. Es wird in vielen Bereichen der menschlichen Tätigkeit häufig eingesetzt.
• Braunkohle – entsteht aus Torfresten, der jüngsten Kohleart. Hat am meisten niedrige Temperatur Verbrennung.

Alle Arten von Kohle kommen in Schichten vor und ihre Standorte werden Kohlebecken genannt.

Kohle abbauen

Zunächst wurde die Kohle einfach dort gesammelt, wo das Flöz an die Oberfläche kam. Dies könnte durch die Verschiebung von Schichten der Erdkruste geschehen sein.

Oft nach Einbrüchen Berggebiet Solche Ablagerungen wurden freigelegt und die Menschen konnten an Stücke „brennbaren Steins“ gelangen.

Später, als primitive Technologien aufkamen, begann der Kohleabbau im Tagebau. Einige Kohlebergwerke sanken bis zu einer Tiefe von mehr als 300 Metern.

Heute dank der Verfügbarkeit anspruchsvoller Moderne Technologie, Menschen steigen unter der Erde in Minen ab, die mehr als einen Kilometer tief sind. Aus diesen Horizonten wird die hochwertigste und wertvollste Kohle abgebaut.

Wo wird Kohle verwendet?

Zur Wärmeerzeugung können alle Arten von Kohle genutzt werden. Bei der Verbrennung werden wesentlich größere Mengen freigesetzt, als aus Brennholz oder anderen festen Brennstoffen gewonnen werden können. Die heißesten Kohlesorten werden in der Metallurgie verwendet, wo hohe Temperaturen erforderlich sind.

Darüber hinaus ist Kohle ein wertvoller Rohstoff für Chemieindustrie. Daraus werden viele notwendige und nützliche Stoffe gewonnen.

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Seit fast 200 Jahren nutzt die Menschheit Reserven, die über Hunderte Millionen Jahre entstanden sind. Eine solche Verschwendung wird uns eines Tages zum Zusammenbruch und einer Energiekrise führen, bis wir anfangen, sorgsamer mit unseren Ressourcen umzugehen. Zum besseren Verständnis lohnt es sich herauszufinden, wie Kohle entstanden ist und wie viele Jahre die nachgewiesenen Reserven noch reichen.

Energiebedarf

Alle Branchen brauchen ständige Energiequelle:

• Bei der Verbrennung von Kohlenwasserstoffen wird Energie freigesetzt. Öl und Gas sind in dieser Hinsicht unersetzliche Ressourcen.
• Es ist möglich, die erforderliche Energiemenge zu erhalten Atomkraftwerke. Die Kernspaltung ist eine vielversprechende Industrie, doch einige Katastrophen haben diese Option für lange Zeit in den Hintergrund gedrängt.
• Wind, Sonne und sogar Wasserströmungen Strom liefern kann. Mit der richtigen Herangehensweise an das Thema und dem Bau moderner Bauwerke.

Einige neue und vielversprechende Branchen heute entwickeln sich praktisch nicht und die Menschheit ist gezwungen, weiterhin Kohle zu verbrennen, den Himmel zu verräuchern und Energiekrümel zu bekommen. Dieser Zustand kommt großen Konzernen zugute, die enorme Einnahmen aus dem Verkauf brennbarer Brennstoffe erzielen.

Vielleicht wird sich die Situation in den kommenden Jahrzehnten zumindest ein wenig ändern und vielversprechende Projekte teilweise alternative Optionen Energie gewinnen, wird geben " grünes Licht" Vorerst können wir nur auf die Umsicht der Großinvestoren hoffen, die lieber von kurzfristigen Vorteilen gerettet werden. Energiekrise in der Zukunft.

Woher kam Kohle?

Was die Kohlebildung angeht, gibt es eine allgemein anerkannte wissenschaftliche Theorie:

1. Vor 300 bis 400 Millionen Jahren wuchs auf der Erde viel mehr organisches Material. Die Rede ist von Pflanzen, riesigen Grünpflanzen.
2. Wie alle Lebewesen starben auch die Pflanzen. Zu diesem Zeitpunkt waren die Bakterien dieser Aufgabe nicht gewachsen vollständige Zersetzung diese Riesen.
3. In Abwesenheit von Sauerstoff bildeten sich ganze Schichten komprimierter und verrottender Farne.
4. Im Laufe der Jahrmillionen veränderten sich die Epochen, andere Formationen schichteten sich darüber, die ursprüngliche Schicht lag immer tiefer.

Man geht davon aus, dass all diese Stoffe nach und nach in Torf umgewandelt wurden, der später in Kohle umgewandelt wurde. Ähnliche Transformationen finden statt oder können noch immer stattfinden theoretischer Punkt Vision. Aber nur wenn bereits gebildeter Torf vorhanden ist, gibt es nicht mehr genügend Pflanzen, um neue Schichten auf der Erde zu bilden. Falsche Ära, falsche klimatische Bedingungen.

Das ist erwähnenswert Die Lautstärke hat sich sehr stark verändert. Allein beim Übergang von Torf zu Kohle belaufen sich die Verluste auf 90 %, und es ist noch nicht bekannt, wie hoch die ursprüngliche Menge an abgestorbenen Pflanzen war.

Eigenschaften von Kohle

Alle Eigenschaften von Kohle lassen sich in diejenigen einteilen, die für die Natur und für den Menschen von Bedeutung sind:

Dennoch ist die wichtigste und interessanteste Tatsache für uns die Tatsache, dass bei der Verbrennung von Kohle ausreichend Energie freigesetzt wird. Ungefähr 75 % dessen, was durch die Verbrennung der gleichen Ölmenge gewonnen werden kann.

Den Naturschützern geht es um ein ganz anderes Grundstück – Fähigkeit, bei der Verbrennung Kohlendioxid freizusetzen . Verbrennen Sie ein Kilogramm Kohle und erzeugen Sie fast 3 kg Emissionen Kohlendioxid in der Atmosphäre. Der weltweite Verbrauch beläuft sich bereits auf Milliarden Tonnen an Mineralien, daher sind die Zahlen überhaupt nicht lustig.

Kohle abbauen

In einigen Ländern sind Kohlebergwerke schon lange geschlossen:

• Geringe Rentabilität. Heutzutage ist es viel profitabler, Öl und Gas zu pumpen und zu verkaufen. Weniger Kosten, weniger mögliche Folgen.
• Hohe Unfallgefahr. Katastrophen in Bergwerken sind keine Seltenheit moderne Welt, auch wenn alle Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden.
• Fast fertig Entwicklung bestehender Reserven. Wenn das Land bereits im vorletzten Jahrhundert mit der Produktion begann und immer aus einem Kohlebecken „gespeist“ wurde, darf man davon in unserer Zeit nicht viel erwarten.
• Verfügbarkeit einer Alternative. Es geht um Nicht nur um Öl und Gas, auch die Kernenergie hat ihre Nische besetzt. Werden umgesetzt Sonnenkollektoren, Windkraftanlagen, Wasserkraftwerke in Betrieb. Der Prozess ist langsam, aber unvermeidlich.

Aber trotzdem wird jemand gezwungen, in die Mine hinabzusteigen:

1. Der Abbau erfolgt in der Regel in einer Tiefe von bis zu 1 km.
2. Die kostengünstigste Art, Kohle abzubauen, ist nicht tiefer als 100 m, dann kann sie im Tagebauverfahren erfolgen.
3. Schichten von Bergleuten, ausgestattet mit Werkzeugen und Atemschutzgeräten, steigen ständig in die Ortsbrust.
4. Rolle Handarbeit ist deutlich zurückgegangen, die meiste Arbeit wird von Mechanismen erledigt.
5. Dennoch besteht für Bergleute ständig die Gefahr, unter Trümmern zu landen und in einem improvisierten Massengrab begraben zu werden.
6. Ständige Staubbelastung führt zu Atemproblemen. Pneumokoniose offiziell als Berufskrankheit anerkannt.

In mancher Hinsicht Diese Arbeit wird durch solide Gehälter abgegolten und Vorruhestand.

Wie ist Kohle entstanden?

Es dauerte Hunderte Millionen Jahre, bis Kohle entstand.

So verlief der Entstehungsprozess auf der Erde:

• Dank günstiger klimatischer Bedingungen vermehrten sich die Pflanzen an der Oberfläche massenhaft.
• Allmählich starben sie und die Mikroorganismen hatten keine Zeit, die Überreste vollständig zu verarbeiten.
• Die organische Masse bildete eine ganze Schicht. In einigen Gebieten, insbesondere in sumpfigen Gebieten, gab es keinen Zugang zu Sauerstoff.
• Unter anaeroben Bedingungen waren weiterhin spezielle Mikroorganismen an den Zerfallsprozessen beteiligt.
• Darauf wurden neue Schichten geschichtet, wodurch der Druck zunahm.
• Dank an organische Basis Mit Große anzahl Kohlenstoff, Verrottung, konstanter Druck und es dauerte Hunderte Millionen Jahre, bis sich Kohle bildete.

Genau so sehen Wissenschaftler den gesamten Prozess moderne Methoden studieren.

Vielleicht werden in Zukunft noch Anpassungen an diesem Bild vorgenommen, das wird die Zeit zeigen. In der Zwischenzeit können wir ihr nur glauben oder einige unserer Vermutungen äußern. Aber um ernst genommen zu werden, müssen sie bewiesen werden.

Man muss nicht wissen, wie Kohle entstanden ist, um all ihre Vorzüge zu genießen wissenschaftlicher und technischer Fortschritt. Aber für allgemeine Entwicklung einen Blick wert.

Video über das Auftreten von Kohle auf der Erde

In diesem Video erzählt Ihnen der Geologe Leonid Yaroshin, wie und wo Kohle entstand, wie sie abgebaut wird und wo sie derzeit verwendet wird:

Stuart E. Nevins, MSc.

Angesammelte, verdichtete und verarbeitete Pflanzen bilden ein Sedimentgestein namens Kohle. Kohle ist nicht nur eine riesige Quelle wirtschaftliche Bedeutung, aber auch eine Rasse, die für den Studenten der Erdgeschichte eine besondere Anziehungskraft ausübt. Obwohl Kohle weniger als ein Prozent aller Sedimentgesteine ​​auf der Erde ausmacht, ist dies der Fall großer Wert für Geologen, die der Bibel vertrauen. Es ist die Kohle, die der christliche Geologe gibt eines der stärksten geologischen Argumente für die Realität der globalen Noah-Flut.

Zur Erklärung der Entstehung von Kohle wurden zwei Theorien vorgeschlagen. Populäre Theorie Die meisten uniformitären Geologen vertreten die Ansicht, dass sich die Pflanzen, aus denen Kohle besteht, über viele tausend Jahre hinweg in ausgedehnten Süßwassersümpfen oder Torfmooren angesammelt haben. Diese erste Theorie, die das Wachstum von Pflanzenmaterial dort beinhaltet, wo es gefunden wird, heißt autochthone Theorie .

Die zweite Theorie besagt, dass sich die Kohleflöze aus Pflanzen ansammelten, die schnell von anderen Orten transportiert und unter Überschwemmungsbedingungen abgelagert wurden. Diese zweite Theorie, nach der die Bewegung von Pflanzenresten stattfand, heißt allochthone Theorie .

Fossilien in Kohle

Die Arten von Pflanzenfossilien, die in Kohle vorkommen, sind offensichtlich unterstützen die autochthone Theorie nicht. Fossile Bärenmoosbäume (z.B. Lepidodendron Und Sigillaria) und Riesenfarne (insbesondere Psaronius), die für Kohleflöze in Pennsylvania charakteristisch sind, verfügten möglicherweise über eine gewisse ökologische Toleranz gegenüber sumpfigen Bedingungen, wohingegen andere fossile Pflanzen im Pennsylvania-Becken (z. B. Nadelbaum Cordaiten, Riesenschachtelhalm überwintert Kalamiten, verschiedene ausgestorbene farnartige Gymnospermen) müssen aufgrund ihrer Grundstruktur gut durchlässige Böden gegenüber Sümpfen bevorzugt haben. Viele Forscher glauben das anatomische Struktur Fossilien von Pflanzen deuten darauf hin, dass sie in tropischen oder subtropischen Klimazonen wuchsen (ein Argument, das gegen die autochthone Theorie verwendet werden kann), da moderne Moore am ausgedehntesten sind und in kühleren Gebieten die tiefste Torfansammlung aufweisen Klimabedingungen mehr hohe Breiten. Aufgrund der erhöhten Verdunstungsleistung der Sonne sind moderne tropische und subtropische Regionen am torfärmsten.

Wird oft in Kohle gefunden Meeresfossilien, wie fossile Fische, Weichtiere und Brachiopoden (Brachiopoden). Kohleflöze enthalten Kohlebälle, das sind runde Ansammlungen zerknitterter und unglaublich gut erhaltener Pflanzen, sowie fossile Tiere (einschließlich Meerestiere), die in direktem Zusammenhang mit diesen Kohleflözen stehen. Kleines Meer Ringelflechte Spirorbis wird typischerweise an Pflanzen in den Kohlen Europas und Europas gefunden Nordamerika, die zur Karbonzeit gehören. Da die anatomische Struktur fossiler Pflanzen kaum Hinweise darauf gibt, dass sie an Meeressümpfe angepasst waren, deutet das Vorkommen von Meerestieren mit nicht-marinen Pflanzen darauf hin, dass es während der Translokation zu einer Vermischung kam, was das Modell der allochthonen Theorie stützt.

Zu den erstaunlichsten Arten von Fossilien, die in Kohleschichten gefunden werden, gehören vertikale Baumstämme, die senkrecht zur Schichtung verlaufen und oft mehrere Dutzend Fuß Fels durchschneiden. Diese vertikalen Bäume kommen häufig in Schichten vor, die mit Kohlevorkommen in Verbindung stehen, und in in seltenen Fällen Sie kommen auch in der Kohle selbst vor. In jedem Fall müssen sich Sedimente schnell ansammeln, um die Bäume zu bedecken, bevor sie verderben und fallen.

Wie lange dauert es, bis sich Sedimentgesteinsschichten bilden? Schauen Sie sich diesen zehn Meter hohen versteinerten Baum an, einer von Hunderten, die in den Kohlengruben von Cookeville, Tennessee, USA, entdeckt wurden. Dieser Baum beginnt in einer Kohleschicht, geht durch zahlreiche Schichten nach oben und endet schließlich in einer anderen Kohleschicht. Denken Sie darüber nach: Was würde passieren? Oberer Teil Holz im Laufe der Jahrtausende benötigt (entsprechend der Evolution) für die Bildung von Sedimentschichten und Kohleflözen? Offensichtlich musste die Bildung von Sedimentschichten und Kohleflözen katastrophal (schnell) erfolgen, um den Baum in aufrechter Position zu begraben, bevor er verrottete und fiel. Solche „stehenden Bäume“ kommen an zahlreichen Orten auf der Erde und auf verschiedenen Ebenen vor. Trotz der Beweise liegen zwischen den Schichten lange Zeiträume (notwendig für die Evolution), für die es keine Beweise gibt.

Man könnte den Eindruck haben, dass sich diese Bäume in ihrer ursprünglichen Wachstumsposition befinden, aber einige Hinweise deuten darauf hin, dass dies überhaupt nicht der Fall ist, im Gegenteil. Einige Bäume kreuzen die Schichten diagonal, andere stehen völlig auf dem Kopf. Manchmal scheint es, dass vertikale Bäume in einer Wachstumsposition in Schichten Wurzeln geschlagen haben, die von einem zweiten vertikalen Baum vollständig durchdrungen werden. Hohle Stämme fossiler Bäume sind normalerweise mit Sedimentgestein gefüllt, das sich von den umgebenden Gesteinen unterscheidet. Felsen. Die auf die beschriebenen Beispiele angewandte Logik deutet auf die Bewegung dieser Stämme hin.

Fossile Wurzeln

Das wichtigste Fossil, das es gibt direkte Beziehung zu Streitigkeiten über die Herkunft der Kohle kommt Stigmaria- fossile Wurzel oder Rhizom. Stigmaria kommt am häufigsten in Schichten vor, die unter Kohleflözen liegen und steht in der Regel in direktem Zusammenhang mit vertikalen Bäumen. Das glaubte man Stigmaria, das vor 140 Jahren von Charles Lyell und D.W. erforscht wurde. Dawson in der Kohlesequenz des Karbons Neuschottland, ist ein eindeutiger Beweis dafür, dass die Pflanze an diesem bestimmten Ort gewachsen ist.

Viele moderne Geologen bestehen weiterhin darauf, dass es sich bei Stigmaria um eine Wurzel handelt, die sich genau an dieser Stelle gebildet hat und bis in den Boden unter dem Kohlesumpf reicht. Die Kohlesequenz von Nova Scotia wurde kürzlich von N.A. erneut erkundet. Rupke, der vier Argumente dafür entdeckte allochthoner Ursprung der Stigmaria , erhalten auf der Grundlage der Untersuchung von Sedimentablagerungen. Das gefundene Fossil ist meist klastisch und selten am Stamm befestigt – dies weist auf seine bevorzugte Ausrichtung hin horizontale Achse, das als Ergebnis der Wirkung des Flusses entstanden ist. Darüber hinaus ist der Stamm mit Sedimentgestein gefüllt, das dem den Stamm umgebenden Gestein nicht ähnelt, und kommt häufig an vielen Horizonten in Schichten vor, die vollständig von vertikalen Bäumen durchdrungen sind. Rupkes Forschung ließ ernsthafte Zweifel an der populären autochthonen Erklärung für andere Schichten aufkommen, in denen Stigmaria.

Zyklothemen

Kohle kommt normalerweise in einer Abfolge von sogenannten Sedimentgesteinen vor Zyklothem .Idealisiert Pennsylvania Zyklothem kann Schichten aufweisen, die in der folgenden aufsteigenden Reihenfolge abgelagert wurden: Sandstein, Schiefer, Kalkstein, darunterliegender Ton, Kohle, Schiefer, Kalkstein, Schiefer. IN typisches Zyklothem In der Regel fehlt eine der konstituierenden Schichten. An jedem Standort Zyklothemen Jeder Ablagerungszyklus wird typischerweise Dutzende Male wiederholt, wobei jede Ablagerung die vorherige überlagert. Befindet sich in Illinois fünfzig aufeinanderfolgende Zyklen, und mehr als hundert solcher Zyklen liegen in West Virginia.

Obwohl das Kohleflöz Teil des Typischen ist Zyklothemen, normalerweise ziemlich dünn (typischerweise 2,5 bis 5 Meter dick) Die seitliche Lage der Kohle hat unglaubliche Ausmaße. In einer der modernen stratigraphischen Studien4 wurde eine Beziehung zwischen Kohlevorkommen hergestellt: Broken Arrow (Oklahoma), Crowburg (Missouri), Whitebrest (Iowa), Colchester Number 2 (Illinois), Coal IIIa (Indiana), Schultztown (Western Kentucky) , Princess Number 6 (Ost-Kentucky) und Lower Kittanning (Ohio und Pennsylvania). Sie alle bilden ein riesiges Kohleflöz, das sich erstreckt Hunderttausend Quadratkilometer in den zentralen und östlichen Vereinigten Staaten. Kein moderner Sumpf hat eine Fläche, die auch nur annähernd die Größe der Kohlevorkommen in Pennsylvania erreicht.

Wenn das autochthone Modell der Kohleentstehung zutrifft, müssen sehr ungewöhnliche Umstände geherrscht haben. Das gesamte Gebiet, oft Zehntausende Quadratkilometer, müsste gleichzeitig über den Meeresspiegel ansteigen, damit sich der Sumpf ansammelt, und dann müsste es absinken, um vom Meer überschwemmt zu werden. Würden die fossilen Wälder zu hoch über dem Meeresspiegel ansteigen, würden der Sumpf und sein antiseptisches Wasser, das für die Torfansammlung benötigt wird, einfach verdunsten. Würde das Meer während der Torfansammlung in das Moor eindringen, würden die Meeresbedingungen die Pflanzen und andere Sedimente zerstören und der Torf würde nicht abgelagert. Dem gängigen Modell zufolge würde die Bildung eines dicken Kohleflözes dann darauf hindeuten, dass über viele tausend Jahre hinweg ein unglaubliches Gleichgewicht zwischen der Rate der Torfansammlung und dem Anstieg des Meeresspiegels aufrechterhalten wurde. Diese Situation erscheint höchst unplausibel, insbesondere wenn wir uns daran erinnern, dass das Zyklothem in einem vertikalen Abschnitt hunderte Male oder sogar noch öfter wiederholt wird. Oder lassen sich diese Zyklen vielleicht am besten als Ansammlungen erklären, die während des aufeinanderfolgenden Anstiegs und Abfalls des Hochwassers auftraten?

Schiefer

Bei Zyklothemen ist vor allem der zugrunde liegende Ton von Interesse. Der darunter liegende Ton ist eine weiche Tonschicht, die nicht in Schichten angeordnet ist und häufig unter dem Kohleflöz liegt. Viele Geologen glauben, dass dies der fossile Boden ist, auf dem der Sumpf existierte. Das Vorhandensein von darunterliegendem Ton, insbesondere wenn dieser gefunden wird Stigmaria, wird oft interpretiert als Genug Beweis autochthoner Ursprung kohlebildender Pflanzen.

Neuere Forschungen haben jedoch die Interpretation des zugrunde liegenden Tons in Frage gestellt fossiler Boden. Im darunter liegenden Ton wurden keine Bodeneigenschaften gefunden, die denen moderner Böden ähnelten. Einige im darunter liegenden Boden vorkommende Mineralien sind nicht die Arten von Mineralien, die im Boden vorkommen sollten. Im Gegenteil, die darunter liegenden Tone weisen in der Regel eine rhythmische Schichtung (gröberes körniges Material befindet sich ganz unten) und Anzeichen der Bildung von Tonflocken auf. Das einfache Eigenschaften Sedimentgestein, das sich in jeder Schicht bilden würde, die sich im Wasser ansammelt.

Viele Kohleschichten ruhen nicht auf den darunter liegenden Tonen und es gibt keine Anzeichen für die Existenz von Boden. In einigen Fällen liegen Kohleflöze auf Granit, Schiefer, Kalkstein, Konglomerat oder anderen Gesteinen, die nicht wie Erde aussehen. Unterliegender Ton ohne darunter liegendes Kohleflöz ist üblich, ebenso wie unterliegender Ton oft auf einem Kohleflöz liegt. Das Fehlen erkennbarer Böden unterhalb der Kohleflöze weist darauf hin, dass hier keine üppige Vegetation wachsen konnte und stützt die Annahme, dass kohlebildende Pflanzen hierher transportiert wurden.

Kohlestruktur

Die Untersuchung der mikroskopischen Struktur und Struktur von Torf und Kohle hilft, den Ursprung der Kohle zu verstehen. A. D. Cohen war Pionier einer vergleichenden Strukturstudie moderner autochthoner Torfe aus Mangroven und seltener moderner allochthoner Küstentorfe aus Südflorida. Die meisten autochthonen Torfe enthielten Pflanzenfragmente, die eine ungeordnete Ausrichtung mit einer vorherrschenden Matrix aus mehr aufwiesen feines Material, während allochthone Torfe eine Orientierung hatten, die durch Wasserströme mit verlängerten Achsen von Pflanzenfragmenten gebildet wurde, die in der Regel parallel zur Küstenoberfläche lagen und charakteristischerweise keine feinere Matrix aufwiesen. Schlecht sortierte Pflanzenreste in autochthonen Torfen hatten aufgrund der ineinander verschlungenen Wurzelmasse eine grobe Struktur, während autochthone Torfe aufgrund des Fehlens eingewachsener Wurzeln eine charakteristische Mikroschichtung aufwiesen.

Bei der Durchführung dieser Forschung stellte Cohen fest: „Eines der Dinge, die sich bei der Untersuchung von allochthonem Torf ergaben, war, dass vertikale Mikrotomschnitte des Materials eher wie dünne Schnitte von Steinkohle aussahen als jede untersuchte autochthone Probe.“. Cohen machte darauf aufmerksam, dass die Eigenschaften dieses autochthonen Torfs (Ausrichtung der länglichen Fragmente, sortierte körnige Struktur mit allgemeiner Mangel feinere Matrix, Mikroschichtung ohne verworrene Wurzelstruktur) sind auch charakteristisch für Kohlen der Karbonzeit!

Klumpen in der Kohle

Einer der beeindruckendsten äußere Merkmale Kohle ist das Vorhandensein großer Klumpen darin. Seit über hundert Jahren werden diese großen Klumpen in Kohleflözen auf der ganzen Welt gefunden. P.H. Price führte eine Studie durch, in der er große Blöcke des Sewell-Kohlefelds in West Virginia untersuchte. Das Durchschnittsgewicht der 40 gesammelten Felsbrocken betrug 12 Pfund, und der größte Felsbrocken wog 161 Pfund. Viele der Pflastersteine ​​bestanden aus vulkanischem oder metamorphem Gestein. im Gegensatz zu allen anderen Aufschlüssen in West Virginia. Price vermutete, dass sich große Blöcke in den Wurzeln von Bäumen verfangen und aus der Ferne hierher transportiert haben könnten. Das Vorhandensein großer Klumpen in der Kohle stützt somit das allochthone Modell.

Verkohlung

Seit vielen Jahren gibt es Streitigkeiten über die Natur des Prozesses der Umwandlung von Torf in Kohle. Eins bestehende Theorie legt das genau nahe Zeit ist ein wesentlicher Faktor im Karbonisierungsprozess. Diese Theorie geriet jedoch in Ungnade, da festgestellt wurde, dass es im Laufe der Zeit keinen systematischen Anstieg des metamorphen Stadiums der Kohle gab. Es gibt mehrere offensichtliche Inkonsistenzen: Braunkohle, die die unterste Stufe der Metamorphose darstellt, kommt in einigen der ältesten kohleführenden Schichten vor, während Anthrazite am häufigsten vorkommen Höchster Abschluss Kohlemetamorphose, treten in jungen Schichten auf.

Die zweite Theorie zum Prozess der Umwandlung von Torf in Kohle legt nahe, dass der Hauptfaktor im Prozess der Kohlemetamorphose darin besteht Druck. Jedoch diese Theorie wird durch zahlreiche geologische Beispiele widerlegt, bei denen das Stadium der Kohlemetamorphose in stark deformierten und gefalteten Schichten nicht zunimmt. Darüber hinaus zeigen Laborexperimente, dass eine Erhöhung des Drucks tatsächlich möglich ist verlangsamen chemische Umwandlung Torf zu Kohle.

Die dritte Theorie (die heute beliebteste) legt nahe, dass die meisten Wichtiger Faktor im Prozess der Kohlemetamorphose ist Temperatur. Geologische Beispiele (vulkanische Intrusionen in Kohleflözen und unterirdische Brände in Bergwerken) zeigen das erhöhte Temperatur kann zur Karbonisierung führen. Laborexperimente waren auch recht erfolgreich bei der Bestätigung dieser Theorie. In einem Experiment mit einem schnellen Erhitzungsprozess entstand in nur wenigen Minuten eine anthrazitähnliche Substanz Großer Teil Durch die Umwandlung von Zellulosematerial entstand Wärme. Daher erfordert die Metamorphose von Kohle keine Millionen von Jahren an Hitze und Druck – sie kann durch schnelles Erhitzen gebildet werden.

Abschluss

Wir sehen, dass eine Fülle unterstützender Beweise die Wahrheit der allochthonen Theorie eindeutig beweist und die Anhäufung mehrerer Kohleschichten während der Sintflut Noahs bestätigt. Vertikale fossile Bäume innerhalb von Kohleschichten bestätigen eine schnelle Akkumulation Pflanzenreste. Meerestiere und Landpflanzen (nicht Sumpfpflanzen), die in Kohle vorkommen, deuten auf ihre Bewegung hin. Die Mikrostruktur vieler Kohleflöze weist unterschiedliche Partikelorientierungen, sortierte Kornstrukturen und Mikroschichten auf, die auf Bewegung (und nicht auf In-situ-Wachstum) von Pflanzenmaterial hinweisen. Große Klumpen in der Kohle weisen auf Bewegungsvorgänge hin. Das Fehlen von Erde unter vielen Kohleflözen bestätigt die Tatsache, dass kohlebildende Pflanzen mit der Strömung schwammen. Es hat sich gezeigt, dass Kohle systematische und typische Anteile bildet Zyklothem, die offensichtlich wie andere Gesteine ​​durch Wasser abgelagert wurden. Experimente zur Untersuchung von Veränderungen im Pflanzenmaterial zeigen, dass die Bildung von kohleähnlichem Anthrazit nicht Millionen von Jahren dauert – es kann sich unter Hitzeeinwirkung schnell bilden.

Links

*Professor für Geologie und Archäologie am Christian Heritage College, El Cajon, Kalifornien.

Kohle ist ein Sedimentgestein, das bei der Entstehung der Erde entsteht. Kohle ist ein ausgezeichneter Brennstoff. Es wird angenommen, dass dies das Meiste ist antikes Aussehen Treibstoff, den unsere fernen Vorfahren verwendeten.

Wie entsteht Kohle?

Um Kohle zu bilden, ist es notwendig große Menge Pflanzenmasse. Und es ist besser, wenn sich die Pflanzen an einem Ort ansammeln und keine Zeit haben, sich vollständig zu zersetzen. Der ideale Ort dafür sind Sümpfe. Das Wasser darin ist sauerstoffarm, was das Leben von Bakterien verhindert.

Pflanzenmaterial sammelt sich in Sümpfen an. Ohne Zeit zur vollständigen Verrottung zu haben, wird es durch nachfolgende Bodenablagerungen verdichtet. So entsteht Torf – der Ausgangsstoff für Kohle. Die folgenden Erdschichten scheinen den Torf im Boden zu versiegeln. Dadurch wird ihm der Sauerstoff und das Wasser vollständig entzogen und es entsteht ein Kohleflöz. Dieser Prozess ist langwierig. So entstanden die meisten modernen Kohlevorkommen im Paläozoikum, also vor mehr als 300 Millionen Jahren.

Eigenschaften und Arten von Kohle

(Braunkohle)

Die chemische Zusammensetzung der Kohle hängt von ihrem Alter ab.

Die jüngste Art - Braunkohle. Es liegt in einer Tiefe von etwa 1 km. Es ist noch viel Wasser drin – etwa 43 %. Enthält große Menge flüchtige Stoffe. Es entzündet und brennt gut, erzeugt aber wenig Hitze.

Steinkohle ist in dieser Klassifizierung eine Art „Mittelbauer“. Es liegt in Tiefen von bis zu 3 km. Da der Druck in den oberen Schichten größer ist, ist der Wassergehalt in der Kohle geringer – etwa 12 %, flüchtige Stoffe – bis zu 32 %, Kohlenstoff enthält jedoch 75 % bis 95 %. Es ist auch brennbar, brennt aber besser. Und aufgrund der geringen Feuchtigkeitsmenge gibt es mehr Wärme ab.

Anthrazit- eine ältere Rasse. Es liegt in einer Tiefe von etwa 5 km. Es enthält mehr Kohlenstoff und praktisch keine Feuchtigkeit. Anthrazit ist ein fester Brennstoff und entzündet sich nicht gut, aber spezifische Wärme Die Verbrennung ist mit bis zu 7400 kcal/kg am höchsten.

(Anthrazitkohle)

Allerdings ist Anthrazit nicht die letzte Stufe der Transformation organische Substanz. Unter härteren Bedingungen wandelt sich Kohle in Shuntit um. Mit mehr hohe Temperaturen Das Ergebnis ist Graphit. Und unter ultrahohem Druck verwandelt sich Kohle in Diamant. Alle diese Substanzen – von Pflanzen bis zu Diamanten – bestehen ausschließlich aus Kohlenstoff molekulare Struktur anders.

Zusätzlich zu den Hauptbestandteilen enthält Kohle häufig verschiedene „Gesteine“. Dabei handelt es sich um Verunreinigungen, die nicht verbrennen, sondern Schlacke bilden. Kohle enthält auch Schwefel und sein Gehalt wird durch den Ort bestimmt, an dem die Kohle entsteht. Beim Verbrennen reagiert es mit Sauerstoff und bildet sich Schwefelsäure. Je weniger Verunreinigungen in der Kohle enthalten sind, desto höher wird ihr Wert bewertet.

Kohlevorkommen

Der Standort der Steinkohle wird als Kohlebecken bezeichnet. Weltweit sind über 3,6 Tausend Kohlebecken bekannt. Ihr Gebiet nimmt etwa 15 % der Landfläche der Erde ein. Der größte Anteil der weltweiten Kohlereserven befindet sich in den Vereinigten Staaten – 23 %. An zweiter Stelle liegt Russland mit 13 %. China schließt mit 11 % die Top-3-Länder ab. Die größten Kohlevorkommen der Welt befinden sich in den USA. Dies ist das Kohlebecken der Appalachen, dessen Reserven 1.600 Milliarden Tonnen übersteigen.

Das größte Kohlebecken Russlands ist Kusnezk Region Kemerowo. Die Kusbass-Reserven belaufen sich auf 640 Milliarden Tonnen.

Die Erschließung der Lagerstätten in Jakutien (Elginskoje) und Tuwa (Elegestskoje) ist vielversprechend.

Kohle abbauen

Abhängig von der Tiefe des Kohlevorkommens kommen entweder geschlossene oder offene Abbaumethoden zum Einsatz.

Geschlossenes oder untertägiges Bergbauverfahren. Für diese Methode werden Minenschächte und Stollen gebaut. Minenschächte werden gebaut, wenn die Tiefe der Kohle 45 Meter oder mehr beträgt. Von dort führt ein horizontaler Tunnel – ein Stollen.

Es gibt zwei geschlossene Bergbausysteme: den Raum- und Pfeilerbergbau und den Strebbergbau. Das erste System ist weniger wirtschaftlich. Es wird nur in Fällen verwendet, in denen die entdeckten Schichten dick sind. Das zweite System ist viel sicherer und praktischer. Es ermöglicht den Abbau von bis zu 80 % des Gesteins und die gleichmäßige Förderung der Kohle an die Oberfläche.

Die offene Methode wird verwendet, wenn die Kohle flach liegt. Sie analysieren zunächst die Härte des Bodens, ermitteln den Verwitterungsgrad des Bodens und die Schichtung der Deckschicht. Wenn der Boden über den Kohleflözen weich ist, reicht der Einsatz von Bulldozern und Scrapern aus. Ist die Oberschicht dick, werden Bagger und Schleppleinen eingesetzt. Die über der Kohle liegende dicke Hartgesteinsschicht wird gesprengt.

Anwendung von Kohle

Der Einsatzbereich von Kohle ist einfach riesig.

Aus Kohle werden Schwefel, Vanadium, Germanium, Zink und Blei gewonnen.

Kohle selbst ist ein ausgezeichneter Brennstoff.

Wird in der Metallurgie zum Schmelzen von Eisen sowie bei der Herstellung von Gusseisen und Stahl verwendet.

Die bei der Kohleverbrennung anfallende Asche wird zur Herstellung von Baustoffen verwendet.

Aus Kohle werden nach spezieller Aufbereitung Benzol und Xylol gewonnen, die zur Herstellung von Lacken, Farben, Lösungsmitteln und Linoleum verwendet werden.

Durch die Verflüssigung von Kohle wird erstklassiger flüssiger Brennstoff gewonnen.

Kohle ist der Rohstoff für die Herstellung von Graphit. Sowie Naphthalin und eine Reihe anderer aromatischer Verbindungen.

Durch die chemische Verarbeitung von Kohle werden derzeit über 400 Arten von Industrieprodukten gewonnen.

Kohle ist wie Öl und Gas eine organische Substanz, die durch biologische und geologische Prozesse langsam zersetzt wird. Grundlage für die Kohlebildung sind Pflanzenreste. Je nach Umwandlungsgrad und spezifischem Kohlenstoffgehalt der Kohle werden vier Arten unterschieden: Braunkohlen (Braunkohlen), Steinkohlen, Anthrazite und Graphite. IN westliche Länder Es gibt eine etwas andere Klassifizierung – Braunkohle, subbituminöse Kohlen, bituminöse Kohlen, Anthrazite bzw. Graphite.

Anthrazit

Anthrazit- die bei ihrer Entstehung am tiefsten erhitzte fossile Kohle, die Kohle mit dem höchsten Verkokungsgrad. Zeichnet sich durch hohe Dichte und Glanz aus. Enthält 95 % Kohlenstoff. Es wird als fester hochkalorischer Brennstoff (Brennwert 6800-8350 kcal/kg) verwendet. Sie haben die höchste Verbrennungswärme, entzünden sich aber nicht gut. Sie entstehen aus Kohle, wenn Druck und Temperatur in Tiefen von etwa 6 Kilometern ansteigen.

Kohle

Kohle- Sedimentgestein, das ein Produkt der Tiefenzersetzung von Pflanzenresten (Baumfarne, Schachtelhalme und Moose sowie die ersten Gymnospermen) ist. Von chemische Zusammensetzung Kohle ist eine Mischung aus polyzyklischen aromatischen Verbindungen mit hohem Molekulargewicht und hohem Molekulargewicht Massenanteil Kohlenstoff sowie Wasser und flüchtige Stoffe mit geringen Mengen mineralischer Verunreinigungen, die beim Verbrennen von Kohle Asche bilden. Fossile Kohlen unterscheiden sich voneinander durch das Verhältnis ihrer Bestandteile, das ihre Verbrennungswärme bestimmt. Eine Reihe organischer Verbindungen, aus denen Kohle besteht, haben krebserregende Eigenschaften.

Braunkohle- Harte fossile Kohle, aus Torf gebildet, enthält 65-70 % Kohlenstoff, hat eine braune Farbe, die jüngste fossile Kohle. Es wird als lokaler Brennstoff und auch als chemischer Rohstoff verwendet. Sie enthalten viel Wasser (43 %) und haben daher einen geringen Brennwert. Darüber hinaus enthalten sie eine große Menge flüchtiger Stoffe (bis zu 50 %). Sie entstehen aus abgestorbenen organischen Rückständen unter Belastungsdruck und unter dem Einfluss erhöhter Temperatur in Tiefen von etwa 1 Kilometer.

Kohle abbauen

Die Methoden des Kohlebergbaus hängen von der Tiefe seines Vorkommens ab. Der Abbau erfolgt im Tagebau im Kohletagebau, wenn die Tiefe des Kohleflözes 100 Meter nicht überschreitet. Es kommt auch häufig vor, dass es bei einem immer tiefer werdenden Kohlebergwerk weiter rentabel ist, ein Kohlevorkommen im Untertageverfahren zu erschließen. Minen dienen der Kohleförderung aus großen Tiefen. Die tiefsten Bergwerke der Russischen Föderation fördern Kohle aus einer Tiefe von knapp über 1200 Metern.

Kohlehaltige Lagerstätten enthalten neben Kohle viele Arten von Georessourcen, die für den Verbraucher von Bedeutung sind. Dazu gehören Wirtsgesteine ​​als Rohstoffe für die Bauindustrie, Grundwasser, Kohleflözmethan, seltene Elemente und Spurenelemente, darunter auch wertvolle Metalle und deren Verbindungen. Einige Kohlen sind beispielsweise mit Germanium angereichert.