Hiili- Tämä on kiinteä, ehtymätön, uusiutumaton mineraali, jota ihminen käyttää lämmön saamiseksi sitä polttamalla. Luokituksen mukaan se kuuluu sedimenttikiviin.

Mikä se on?

Hiiltä energianlähteenä alettiin käyttää polttopuun ohella antiikissa. ”Syttyvä kivi” löydettiin maan pinnalta, myöhemmin se louhittiin tarkoituksella sen alta.

Hiili ilmestyi maapallolle noin 300-350 miljoonaa vuotta sitten, kun puumaiset saniaiset kukoistivat ikivanhoissa suoissa ja ensimmäiset voimistelimet. Valtavat rungot putosivat veteen muodostaen vähitellen paksuja kerroksia hajoamatonta eloperäinen aine. Puu, jolla oli rajoitettu hapen saanti, ei lahoanut, vaan vajosi vähitellen syvemmälle ja syvemmälle painonsa alla. Ajan myötä kerrosten siirtymisen vuoksi maankuorta, nämä kerrokset upposivat huomattavan syvälle ja siellä suuren paineen ja kohonneen lämpötilan vaikutuksesta puussa tapahtui laadullinen muutos kivihiileksi.

Hiilen tyypit

louhittu tänään erilaisia hiiltä.

• Antrasiitit ovat kovimpia laatuja, joilla on suuri syvyys ja suurin palamislämpötila.
• Kivihiili - monia lajikkeita louhitaan kaivoksissa ja avoin tapa. Sitä käytetään laajasti monilla ihmisen toiminnan aloilla.
• Ruskea kivihiili - muodostuu turpeen jäännöksistä, nuorin kivihiilityyppi. Sillä on eniten matala lämpötila palaminen.

Kaikki kivihiililajit ovat kerroksittain ja niiden paikkoja kutsutaan hiilialtaiksi.

Hiilikaivostoiminta

Aluksi kivihiiltä kerättiin yksinkertaisesti paikoista, joissa sauma tuli pintaan. Tämä olisi voinut tapahtua maankuoren kerrosten siirtymisen seurauksena.

Usein romahtamisen jälkeen ylänkö sellaiset esiintymän uloskäynnit paljastettiin, ja ihmiset saivat mahdollisuuden päästä "palavan kiven" palasiin.

Myöhemmin, kun alkeellinen tekniikka ilmestyi, hiiltä alettiin kehittää avoimella tavalla. Jotkut hiilikaivokset syöksyivät yli 300 metrin syvyyteen.

Tänään, kiitos kompleksin moderni teknologia, ihmiset laskeutuvat maan alle yli kilometrin syvyisiin kaivoksiin. Näistä horisonteista louhitaan korkealaatuisinta ja arvokkainta hiiltä.

Missä kivihiiltä käytetään?

Kaikentyyppistä hiiltä voidaan käyttää lämmön tuottamiseen. Poltettaessa siitä vapautuu paljon enemmän kuin puusta tai muista kiinteistä polttoaineista saadaan. Kuumimpia kivihiilen laatuja käytetään metallurgiassa, jossa tarvitaan korkeita lämpötiloja.

Lisäksi kivihiili on arvokas raaka-aine kemianteollisuus. Siitä uutetaan paljon tarpeellisia ja hyödyllisiä aineita.

Jos tästä viestistä oli sinulle hyötyä, olisin iloinen nähdessäni sinut

Lähes 200 vuoden ajan ihmiskunta on käyttänyt satojen miljoonien vuosien aikana muodostuneita varoja. Tällainen tuhlaus johtaa meidät jonakin päivänä romahdukseen ja energiakriisiin, kunnes alamme pitää paremmin huolta resursseistamme. Paremman ymmärryksen vuoksi olisi hyvä tietää, miten kivihiili muodostui ja kuinka moneksi vuodeksi todistetut varastot riittävät.

Energian tarve

Kaikki teollisuudenalat tarvitsevat jatkuva energialähde:

• Energiaa vapautuu hiilivetyjen palamisen aikana. Tässä suhteessa öljy ja kaasu ovat korvaamattomia luonnonvaroja.
• On mahdollista saada oikea määrä energiaa johtuen ydinvoimaloita. Atomin halkeaminen on lupaava toimiala, mutta pari katastrofia työnsi tämän vaihtoehdon taka-alalle pitkäksi aikaa.
• tuuli, aurinko ja jopa vesivirrat voi tarjota sähköä. Oikealla lähestymistavalla asiaan ja nykyaikaisten rakenteiden rakentamiseen.

Joitakin uusia ja lupaavia toimialoja tänään tuskin koskaan kehity ja ihmiskunta on pakotettu jatkamaan hiilen polttamista, savuamaan taivasta ja vastaanottamaan energianmuruja. Tämä tilanne on hyödyllinen suurille yrityksille, jotka saavat valtavia tuloja palavien polttoaineiden myynnistä.

Ehkä tulevina vuosikymmeninä tilanne muuttuu ainakin hieman ja lupaavia hankkeita osittain vaihtoehtoisia vaihtoehtoja energiaa, antaa" vihreä valo". Toistaiseksi voidaan vain toivoa suurten sijoittajien varovaisuutta, jotka haluavat säästää energiakriisi Tulevaisuudessa.

Mistä hiili tuli?

Mitä tulee hiilen muodostumiseen, niin on hyväksytty tieteellinen teoria:

1. Jossain noin 300-400 miljoonaa vuotta sitten maapallolla kasvoi paljon enemmän orgaanista ainesta. Se koskee kasveja, jättiläisvihreitä kasveja.
2. Kuten kaikki elävät olennot, kasvit kuolivat. Bakteerit eivät siinä vaiheessa pystyneet selviytymään tehtävästä täydellinen hajoaminen nämä jättiläiset.
3. Hapen pääsyn puuttuessa muodostui kokonaisia ​​kerroksia puristuneita ja mätäneviä saniaisia.
4. Kuluneiden miljoonien vuosien aikana aikakaudet ovat muuttuneet, päälle on kerrostunut muita muodostelmia, alkuperäinen kerros makasi yhä syvemmälle.

On olemassa mielipide, että vähitellen kaikki tämä aine muuttui turpeeksi, joka myöhemmin muuttui hiileksi. Samanlaisia ​​muutoksia on meneillään tai saattaa edelleen tapahtua teoreettinen kohta näkemys. Mutta vain jo muodostuneen turpeen läsnä ollessa ei ole enää tarpeeksi kasveja uusien kerrosten muodostumiseen maan päällä. Ei tuota aikakautta, ei noita ilmasto-olosuhteita.

Se kannattaa huomioida äänenvoimakkuus on muuttunut dramaattisesti.. Turpeesta kivihiileen siirtymisen aikana häviöt ovat 90 %, eikä vieläkään tiedetä, mikä oli kuolleiden kasvien alkuperäinen määrä.

Kivihiilen ominaisuudet

Kaikki hiilen ominaisuudet voidaan jakaa luonnolle ja ihmiselle merkittäviin:

Mutta silti tärkein ja kiinnostavin meille on se, että hiilen palamisen aikana vapautuu riittävä määrä energiaa. Noin 75 % siitä, mitä voidaan saada polttamalla sama määrä öljyä.

Luonnonpuolustajat ovat huolissaan täysin erilaisesta omaisuudesta - kyky vapauttaa hiilidioksidia palaessaan . Polta kilogramma hiiltä ja saat lähes 3 kg päästöjä hiilidioksidi ilmakehässä. Globaalin kulutuksen määräksi arvioidaan jo miljardeja tonneja mineraaleja, joten luvut eivät ole ollenkaan hauskoja.

Hiilikaivostoiminta

Joissakin maissa hiilikaivokset ovat olleet suljettuina pitkään:

• Matala kannattavuus. Nykyään on paljon kannattavampaa pumpata ja myydä öljyä ja kaasua. Vähemmän kustannuksia, vähemmän mahdollisia seurauksia.
• Suuri onnettomuusriski. Kaivosonnettomuudet eivät ole harvinaisia moderni maailma vaikka kaikki varotoimenpiteet olisi tehty.
• Melkein valmis olemassa olevien varantojen kehittäminen. Jos maa aloitti kaivostoiminnan jo toisella vuosisadalla ja koko ajan "syötettynä" yhdestä hiilialtaasta, ei siltä meidän aikanamme pitäisi odottaa paljoa.
• Vaihtoehtoisen vaihtoehdon saatavuus. Se on noin ei vain öljyn ja kaasun osalta, vaan myös ydinenergia on ottanut oman markkinaraon. Esitellään aurinkopaneelit, tuulimyllyt, vesivoimalat. Prosessi on hidas mutta väistämätön.

Mutta jonkun on silti pakko laskeutua kaivokseen:

1. Kaivostoimintaa tapahtuu pääsääntöisesti jopa 1 km:n syvyydessä.
2. Halvin tapa on louhia hiiltä enintään 100 metrin syvyyteen, jolloin se voidaan tehdä avoimella menetelmällä.
3. Työkaluilla ja hengityssuojaimilla varustettujen kaivostyöläisten vuorot laskeutuvat jatkuvasti kasvoihin.
4. Rooli ruumiillinen työ vähentynyt merkittävästi, suurin osa työstä tehdään mekanismeilla.
5. Tästä huolimatta kaivostyöläiset ovat jatkuvasti vaarassa joutua raunioiden alle ja väliaikaiseen yhteishautaan.
6. Jatkuva altistuminen pölylle aiheuttaa hengitystieongelmia. Pneumokonioosi virallisesti tunnustettu ammattitaudiksi.

Tietyssä määrin tällainen työ korvataan vankalla palkalla ja varhaiseläkkeelle.

Miten hiili syntyi?

Hiilen muodostuminen kesti satoja miljoonia vuosia.

Näin sen muodostumisprosessi maan päällä eteni:

• Massiivisesti kasvatettuja kasveja pinnalla suotuisten ilmasto-olosuhteiden vuoksi.
• Vähitellen he kuolivat, ja mikro-organismeilla ei ollut aikaa käsitellä jäänteitä kokonaan.
• Orgaaninen massa muodosti kokonaisen kerroksen. Joillakin alueilla happea ei ollut saatavilla, varsinkin suoisilla alueilla.
• Anaerobisissa olosuhteissa tietyt mikro-organismit osallistuivat edelleen mädäntymisprosesseihin.
• Uusia kerroksia kerrostettiin päälle, mikä lisäsi painetta.
• Kiitokset orgaaninen perusta Kanssa Suuri määrä hiili, hajoaminen, jatkuva paine ja hiilen muodostuminen tapahtui satoja miljoonia vuosia.

Näin tutkijat näkevät koko prosessin perustuen nykyaikaisia ​​menetelmiä opiskella.

Ehkä tätä kuvaa vielä korjataan tulevaisuudessa, aika näyttää. Sillä välin voimme vain uskoa häntä tai lausua joitakin oletuksiamme. Mutta jotta ne otettaisiin vakavasti, ne on todistettava.

Ei ole välttämätöntä tietää kuinka kivihiili muodostui voidakseen nauttia kaikista nautinnoista tieteen ja teknologian kehitystä. Mutta varten yleistä kehitystä kannattaa tsekata.

Video hiilen esiintymisestä maan päällä

Tässä videossa geologi Leonid Yaroshin kertoo kuinka ja missä kivihiili muodostui, miten sitä louhitaan ja missä sitä käytetään tällä hetkellä:

Stuart E. Nevins, MS.

Kertyneet, tiivistyvät ja prosessoidut kasvit muodostavat sedimenttikiven, jota kutsutaan kivihiileksi. Hiili ei ole vain valtavan lähde taloudellinen merkitys, mutta myös rotu, jolla on erityinen vetovoima maan historiaa tutkivaan opiskelijaan. Huolimatta siitä, että kivihiili muodostaa alle yhden prosentin kaikista maan sedimenttikivistä, se on suuri arvo geologeille, jotka luottavat Raamattuun. Se on hiili, joka antaa kristitylle geologille yksi vahvimmista geologisista argumenteista maailmanlaajuisen Nooan tulvan todellisuuden puolesta.

Hiilen muodostumisen selittämiseksi on ehdotettu kahta teoriaa. Suosittu teoria Useimpien uniformitarististen geologien teorian mukaan hiilen muodostavat kasvit ovat kerääntyneet valtaviin makean veden soihin tai turvesoihin useiden tuhansien vuosien aikana. Tätä ensimmäistä teoriaa, joka olettaa kasvimateriaalin kasvun sen löytämispaikalla, kutsutaan autoktoninen teoria .

Toinen teoria viittaa siihen, että hiilisaumat kerääntyivät kasveista, jotka kuljetettiin nopeasti muista paikoista ja laskeutuivat tulvaolosuhteisiin. Tätä toista teoriaa, jonka mukaan kasvijätteet liikkuivat, kutsutaan alloktoninen teoria .

kivihiilen fossiileja

Fossiilisten kasvien tyypit, joita kivihiilestä löytyy, ovat ilmeisesti eivät tue alkuperäistä teoriaa. Kerhosammaleiden fossiiliset puut (esim. Lepidodendroni ja Sigillaria) ja jättiläissaniaisia ​​(etenkin Psaronius) Pennsylvanian hiiliesiintymille tyypillisellä ekologisella sietokyvyllä on saattanut olla jonkin verran ekologista toleranssia soisiin olosuhteisiin, kun taas muut Pennsylvanian altaan fossiiliset kasvit (esim. havupuu Cordaites, talvehtiva jättiläiskorte Calamites, erilaisia ​​sukupuuttoon kuolleita saniaisia ​​muistuttavia siemeniä) perusrakenteensa mukaisesti on täytynyt suosia mieluummin hyvin kuivattua maaperää kuin soita. Monet tutkijat uskovat niin anatominen rakenne fossiiliset kasvit osoittavat, että ne kasvoivat trooppisessa tai subtrooppisessa ilmastossa (argumentti, jota voidaan käyttää alkuperäistä teoriaa vastaan), koska nykyaikaiset suot ovat laajimpia ja niissä on syvin turvekertymä viileässä. ilmasto-olosuhteet lisää korkeilla leveysasteilla. Auringon lisääntyneen haihdutusvoiman vuoksi nykyaikaiset trooppiset ja subtrooppiset alueet ovat turpeen köyhimpiä.

Löytyy usein nurkasta meren fossiileja, kuten fossiiliset kalat, nilviäiset ja käsijalkaiset. Hiilisaumojen on havaittu olevan kivihiilipalloja, jotka ovat pyöristettyjä rypistyneitä ja uskomattoman hyvin säilyneitä kasveja sekä fossiilisia eläimiä (mukaan lukien merieläimet), jotka liittyvät suoraan näihin hiilisaumoihin. pieni merimies rengasmato Spirorbis on yleensä kiinnitetty eurooppalaisiin hiilivoimaloihin ja Pohjois-Amerikka jotka kuuluvat hiilikauteen. Koska fossiilisten kasvien anatominen rakenne osoittaa vain vähän todisteita niiden sopeutumisesta merisoille, merieläinten esiintyminen muiden kuin merikasvien kanssa viittaa siihen, että sekoittumista tapahtui liikkeen aikana, mikä tukee alloktonista teoriamallia.

Yksi upeimmista kivihiilikerroksissa esiintyvistä fossiilityypeistä ovat pystysuorat puunrungot, jotka ovat kohtisuorassa alustaan ​​nähden, leikkaavat usein kymmeniä jalkoja kiviä. Nämä pystysuorat puut löytyvät usein saumoista, jotka liittyvät hiiliesiintymiin, ja sisällä harvinaisia ​​tapauksia ne löytyvät itse kulmasta. Sedimentin on joka tapauksessa kerääntynyt nopeasti peittääkseen puut ennen kuin ne pilaantuvat ja kaatuvat.

Kuinka kauan sedimenttikivikerrosten muodostuminen kestää? Katso tätä kymmenen metrin kivettynyttä puuta, joka on yksi sadoista Cookevillen, Tennesseen osavaltion, hiilikaivoksista löydetyistä puusta. Tämä puu alkaa yhdestä kivihiilestä, kulkee useiden kerrosten läpi ja päättyy lopulta toiseen hiilisaumaan. Ajattele tätä: mitä tapahtuisi alkuun puu tuhansia vuosia tarvitaan (evoluution mukaan) sedimenttikerrosten ja hiilisaumojen muodostumiseen? Ilmeisesti hiilen sedimenttikerrosten ja -saumojen muodostumisen täytyi olla katastrofaalista (nopeaa), jotta puu voidaan haudata pystyasentoon ennen kuin se mätänee ja kaatuu. Tällaisia ​​"seisovia puita" löytyy lukuisista paikoista maapallolla ja eri tasoilla. Todisteista huolimatta kerrosten väliin puristetaan pitkiä (evoluutioon vaadittavia) ajanjaksoja, joista ei ole todisteita.

Saattaa saada vaikutelma, että nämä puut ovat alkuperäisessä kasvupaikassaan, mutta jotkut todisteet viittaavat siihen, että näin ei ole ollenkaan, ja jopa päinvastoin. Jotkut puut ylittävät kerrokset vinosti, ja jotkut ovat ylösalaisin. Joskus pystysuuntaiset puut näyttävät juurtuneen kasvuasemaan kerroksissa, joihin toinen pystysuora puu läpäisee kokonaan. Fossiilisten puiden ontot rungot ovat yleensä täynnä sedimenttikiveä, joka eroaa lähellä olevista viereisistä. kiviä. Kuvattuja esimerkkejä sovellettaessa logiikka osoittaa näiden runkojen liikkeen.

fossiiliset juuret

Tärkein fossiili mitä on suoraa suhdetta hiilen alkuperää koskeviin kiistoihin stigmaria- Fossiilinen juuri tai juurakko. Stigmaria sitä esiintyy yleisimmin saumoissa, jotka sijaitsevat hiilisaumojen alla, ja se liittyy yleensä pystysuuntaisiin puihin. Niin uskottiin stigmaria, jota 140 vuotta sitten tutkivat Charles Lyell ja D.W. Dawson hiilidioksidin sekvenssissä vuonna Nova Scotia, on yksiselitteinen todiste siitä, että kasvi kasvoi juuri tässä paikassa.

Monet nykyaikaiset geologit väittävät edelleen, että stigmaria on juuri, joka muodostui tähän paikkaan ja joka menee maaperään kivihiilen alla. H.A. tarkasteli äskettäin uudelleen Nova Scotian hiilisekvenssiä. Rupke, joka löysi neljä argumenttia stigmarian alloktoninen alkuperä saatu sedimenttiesiintymien tutkimuksen perusteella. Löydetyt fossiilit ovat yleensä hauraita ja harvoin kiinnittyneet runkoon - tämä osoittaa sen suositellun suunnan. vaaka-akseli, joka syntyi virran toiminnan seurauksena. Lisäksi varsi on täynnä sedimenttiä, joka eroaa vartta ympäröivästä kalliosta, ja sitä esiintyy usein useilla tasoilla kerroksissa, jotka ovat täysin pystysuorien puiden lävistämiä. Rupken tutkimus herätti vakavia epäilyksiä muiden kerrostumien suositusta alkuperäisestä selityksestä stigmaria.

Cyclothemes

Kivihiiltä esiintyy yleensä sedimenttikivisarjassa, jota kutsutaan nimellä sykloteema .idealisoitu Pennsylvania sykloteema kerrostumia voi olla seuraavassa nousevassa järjestyksessä: hiekkakivi, liuske, kalkkikivi, alla oleva savi, kivihiili, liuske, kalkkikivi, liuske. AT tyypillinen sykloteema pääsääntöisesti yksi osakerroksista puuttuu. Jokaisella sivustolla sykloteemoja jokainen kerrostumisjakso toistetaan yleensä kymmeniä kertoja, ja jokainen kerrostaminen perustuu edelliseen kerrostumaan. Illinoisissa on viisikymmentä peräkkäin järjestettyjä syklejä, ja yli sata tällaisia ​​jaksoja esiintyy Länsi-Virginiassa.

Vaikka hiilisauma, joka on osa tyypillistä sykloteemoja, yleensä melko ohut (yleensä yhdestä tuumasta useisiin jaloihin paksu) hiilen sivuttaisjärjestelyllä on uskomattomat mitat. Yhdessä äskettäisistä stratigrafisista tutkimuksista4 piirrettiin suhde hiiliesiintymien välille: Broken Arrow (Oklahoma), Crowberg (Missouri), Whitebrest (Iowa), Colchester Number 2 (Illinois), Coal IIIa (Indiana), Schultztown (Länsi-Kentucky) , Princess Number 6 (Itä-Kentucky) ja Lower Kittanning (Ohio ja Pennsylvania). Ne kaikki muodostavat yhden, valtavan hiilisauman, joka ulottuu satoja tuhansia neliökilometrejä Keski- ja Itä-Yhdysvalloissa. Millään nykyaikaisella suolla ei ole pinta-alaa, joka lähentelee edes hieman Pennsylvanian hiiliesiintymien kokoa.

Jos autoktoninen hiilen muodostumismalli pitää paikkansa, niin hyvin epätavallisten olosuhteiden on täytynyt vallita. Koko alueen, usein kymmenien tuhansien neliökilometrien kokoinen, joutuisi samanaikaisesti nousemaan merenpinnan yläpuolelle, jotta suo kasautuisi, ja sitten sen olisi vajottava, jotta valtameri tulvii sen. Jos fossiiliset metsät nousivat liian korkealle merenpinnan yläpuolelle, suo ja sen turpeen kerääntymiseen tarvittava antiseptinen vesi yksinkertaisesti haihtuivat. Jos meri tunkeutuisi suolle turpeen kertymisen aikana, meriolosuhteet tuhoaisivat kasvit ja muut sedimentit, eikä turve laskeutuisi. Sitten suositun mallin mukaan paksun hiilisauman muodostuminen merkitsisi uskomattoman tasapainon säilymistä useiden tuhansien vuosien ajan turpeen kertymisnopeuden ja merenpinnan nousun välillä. Tämä tilanne vaikuttaa epätodennäköisimmältä, varsinkin jos muistamme, että sykloteema toistetaan pystysuorassa osassa satoja kertoja tai jopa enemmän. Tai ehkä nämä syklit voidaan parhaiten selittää kertymisenä, joka tapahtui tulvavesien peräkkäisen nousun ja vetäytymisen aikana?

Liuske

Sykloteeman suhteen taustalla oleva savi on kiinnostavinta. Alla oleva savi on pehmeä savikerros, joka ei ole kerrostunut ja sijaitsee usein hiilisauman alla. Monet geologit uskovat, että tämä on fossiilinen maaperä, jolla oli suo. Taustalla olevan saven esiintyminen, varsinkin kun sitä löytyy stigmaria, usein tulkitaan tarpeeksi todisteita hiiltä muodostavien laitosten autoktoninen alkuperä.

Äskettäinen tutkimus on kuitenkin kyseenalaistanut taustalla olevan saven tulkinnan fossiilinen maaperä. Pohjassa olevasta savesta ei ole löydetty maaperän ominaisuuksia, jotka olisivat samanlaisia ​​kuin nykyaikaisella maaperällä. Jotkut alla olevasta maaperästä löytyvistä mineraaleista eivät ole sellaisia ​​mineraaleja, joita maaperästä pitäisi löytyä. Päinvastoin, alla olevilla savella on pääsääntöisesti rytminen kerros (suurempi rakeinen materiaali sijaitsee aivan pohjassa) ja merkkejä savihiutaleiden muodostumisesta. se yksinkertaiset ominaisuudet sedimenttikiviä, jotka muodostuisivat mihin tahansa veteen kertyneeseen kerrokseen.

Monet hiilikerrokset eivät lepää alla olevien saven päällä, eikä maaperän olemassaolosta ole merkkejä. Joissakin tapauksissa hiilisaumat lepäävät graniitilla, liuskekivellä, kalkkikivellä, konglomeraatilla tai muilla kivillä, jotka eivät muistuta maaperää. Aluskerrossavi, jossa ei ole päällä olevaa hiilisaumaa, on yleistä, ja aluskatteen savi peittää usein hiilisauman. Tunnistettavan maaperän puuttuminen hiilisaumojen alla osoittaa, ettei täällä voinut kasvaa minkäänlaista rehevää kasvillisuutta, ja tukee ajatusta, että hiiltä muodostavia kasveja siirrettiin tänne.

Hiilen rakenne

Turpeen ja hiilen mikroskooppisen rakenteen ja rakenteen tutkiminen auttaa ymmärtämään hiilen alkuperää. A.D. Cohen aloitti vertailevan rakennetutkimuksen modernista alkuperäisestä turpeesta, joka muodostuu mangrovepuista ja harvinaisesta modernista alloktonisesta rannikon turpeesta Etelä-Floridassa. Suurin osa alkuperäisistä turpeista sisälsi kasvifragmentteja, joiden suuntaus oli epäsäännöllinen ja joiden vallitseva matriisi oli enemmän hieno materiaali, kun taas alloktonisella turpeella oli suuntaus, jonka muodostavat vesivirtaukset, joissa oli pitkänomaisten kasvikappaleiden akseleita, jotka sijaitsivat pääsääntöisesti rannikon pinnan suuntaisesti, ja niissä ei ollut tyypillistä hienompaa matriisia. Alkuperäisessä turpeessa huonosti lajiteltu kasvijäte oli rakenteeltaan suuri johtuen kietoutuneesta juurimassasta, kun taas alkuperäisturpeella oli ominaista mikrokerrostuminen sisäänkasvaneiden juurien puuttumisen vuoksi.

Tätä tutkimusta suorittaessaan Cohen totesi: "Aloktonisen turpeen tutkimuksen aikana paljastui eräs piirre, että tämän materiaalin pystysuorat osat, jotka on valmistettu mikrotomilla, näyttivät enemmän ohuilta hiilen osilta kuin mikään tutkittu omaperäinen näyte.". Cohen kiinnitti huomiota siihen, että tämän alkuperäisen turpeen ominaisuudet (pitkänomaisten fragmenttien suuntaus, lajiteltu rakeinen rakenne yleinen puute hienompi matriisi, mikrokerrostus ilman takertuvaa juurirakennetta) ovat myös tyypillisiä hiilikauden hiilelle!

Möykkyjä hiilessä

Yksi vaikuttavimmista ulkoisia ominaisuuksia kivihiili on suurien lohkojen läsnäolo siinä. Näitä suuria lohkoja on löydetty hiilisaumoista yli sadan vuoden ajan ympäri maailmaa. P.H. Price suoritti tutkimuksen, jossa hän tutki suuria lohkoja Sewellin hiiliesiintymästä, joka sijaitsee Länsi-Virginiassa. Kerätyn 40 kiven keskimääräinen paino oli 12 kiloa ja suurin lohkare painoi 161 kiloa. Monet mukulakivet olivat vulkaanista tai metamorfista kiviä, toisin kuin kaikki muut Länsi-Virginian kalliopaljastumat. Price arveli, että suuret lohkareet olisivat voineet kutoutua puiden juuriin ja kulkeutua tänne kaukaa. Siten suurten lohkojen läsnäolo hiilessä tukee alloktonista mallia.

liittoutuminen

Kiistat turpeen kivihiileksi muuttamisprosessin luonteesta ovat jatkuneet useiden vuosien ajan. Yksi nykyinen teoria ehdottaa, että on aika on tärkein tekijä yhdistymisprosessissa. Tämä teoria kuitenkin putosi suosiosta, koska havaittiin, että hiilen metamorfisessa vaiheessa ei ollut systemaattista lisääntymistä ajan myötä. On olemassa useita selkeitä epäjohdonmukaisuuksia: ruskohiittejä, jotka ovat muodonmuutoksen alin vaihe, esiintyy joissakin vanhimmista hiiltä sisältävistä kerroksista, kun taas antrasiitteja, jotka edustavat eniten. korkein aste hiilen muodonmuutos, esiintyy nuorissa kerroksissa.

Toinen teoria turpeen muuttamisesta hiileksi viittaa siihen, että päätekijä hiilen muodonmuutosprosessissa on paine. kuitenkin tämä teoria kiistää lukuisat geologiset esimerkit, joissa kivihiilen metamorfismin vaihe ei kasva erittäin epämuodostuneissa ja taittuneissa saumissa. Lisäksi laboratoriokokeet osoittavat, että paineen nousu voi todellakin hidasta kemiallinen muunnos turvetta hiileksi.

Kolmas teoria (ylivoimaisesti suosituin) ehdottaa, että eniten tärkeä tekijä hiilen muodonmuutosprosessissa on lämpötila. Geologiset esimerkit (tulivuoren tunkeutuminen hiilisaumoihin ja maanalaiset tulipalot kaivoksissa) osoittavat, että kuume voi aiheuttaa hiilihappoa. Laboratoriokokeita onnistuivat myös varsin hyvin vahvistamaan tämän teorian. Erään kokeen tuloksena, nopealla kuumennusprosessilla, antrasiitin kaltainen aine muodostui vain muutamassa minuutissa, kun taas suurin osa lämpöä syntyi selluloosamateriaalin muuntumisen seurauksena. Siten hiilen muodonmuutos ei vaadi miljoonien vuosien altistumista lämmölle ja paineelle - se voi muodostua nopean kuumennuksen seurauksena.

Johtopäätös

Näemme, että monet vahvistavat todisteet osoittavat ratkaisevasti alloktonisen teorian totuuden ja vahvistavat useiden hiilikerrosten kerääntymisen Nooan vedenpaisumukseen. Pystysuorat fossiilipuut hiilikerrosten sisällä vahvistaa nopean kertymisen kasvitähteet. Hiilestä löytyvät merieläimet ja maanpäälliset (eivät kasvavat ja elävät suossa) kasvit viittaavat niiden liikkumiseen. Monien hiilisaumojen mikrorakenteessa on erityinen hiukkasorientaatio, lajiteltu raerakenne ja mikrokerrostus, mikä osoittaa kasvimateriaalin liikettä (eikä in situ -kasvua). Hiilessä olevat suuret lohkot todistavat liikeprosesseista. Maaperän puuttuminen monien hiilisaumojen alla vahvistaa sen tosiasian, että hiiltä muodostavat kasvit kelluivat virran mukana. Hiilen on osoitettu muodostavan systemaattisia ja tyypillisiä annoksia sykloteemoja, jotka ilmeisesti, kuten muutkin kivet, olivat veden kerrostamia. Kokeet kasvimateriaalin muutoksen tutkimiseksi osoittavat, että kivihiilen kaltainen antrasiitti ei tarvitse miljoonia vuosia muodostuakseen - se voi muodostua nopeasti lämmön vaikutuksesta.

Linkit

* Geologian ja arkeologian professori, Christian Heritage College, El Cajon, Kalifornia.

Kivihiili on sedimenttikivi, joka muodostuu maan saumaan. Kivihiili on erinomainen polttoaine. Tämän uskotaan olevan eniten muinainen näkemys polttoainetta, jota kaukaiset esi-isämme käyttivät.

Kuinka kivihiili muodostuu

Hiilen muodostumista varten se on välttämätöntä suuri määrä kasvimassaa. Ja on parempi, jos kasvit kerääntyvät yhteen paikkaan, eikä niillä ole aikaa hajota kokonaan. Ihanteellinen paikka tälle on suot. Niissä oleva vesi on hapetonta, mikä estää bakteerien elintärkeää toimintaa.

Kasvillisuusmassa kerääntyy soihin. Ei ehtinyt täysin mätänemään, vaan seuraavat maaperäkertymät puristavat sitä. Näin saadaan turvetta - kivihiilen lähdemateriaalia. Seuraavat maakerrokset sulkevat turpeen maahan. Tämän seurauksena se on täysin vailla happea ja vettä ja muuttuu hiilisaumaksi. Tämä prosessi on pitkä. Joten suurin osa nykyaikaisista kivihiilivarannoista muodostettiin paleotsoisella aikakaudella, toisin sanoen yli 300 miljoonaa vuotta sitten.

Hiilen ominaisuudet ja tyypit

(Ruskohiili)

Hiilen kemiallinen koostumus riippuu sen iästä.

Nuorin laji ruskohiili. Se sijaitsee noin 1 km:n syvyydessä. Siinä on vielä paljon vettä - noin 43%. Sisältää suuri määrä haihtuvia aineita. Se syttyy ja palaa hyvin, mutta antaa vähän lämpöä.

Kivihiili on eräänlainen "keskiosa" tässä luokituksessa. Sitä esiintyy jopa 3 km:n syvyydessä. Koska ylempien kerrosten paine on suurempi, hiilen vesipitoisuus on pienempi - noin 12%, haihtuvat aineet - jopa 32%, mutta hiili sisältää 75 - 95%. Se on myös erittäin syttyvää, mutta palaa paremmin. Ja pienen kosteusmäärän vuoksi se antaa enemmän lämpöä.

Antrasiitti on vanhempi rotu. Sitä esiintyy noin 5 kilometrin syvyydessä. Siinä on enemmän hiiltä ja melkein ei kosteutta. Antrasiitti on kiinteä polttoaine, ei syty hyvin, mutta ominaislämpö palaminen on korkein - jopa 7400 kcal / kg.

(Antrasiittihiiltä)

Antrasiitti ei kuitenkaan ole muutoksen viimeinen vaihe eloperäinen aine. Altistuessaan ankarammille olosuhteille kivihiili muuttuu šuntiitiksi. Enemmän kanssa korkeita lämpötiloja hanki grafiitti. Ja kun hiili altistuu erittäin korkealle paineelle, se muuttuu timantiksi. Kaikki nämä aineet, kasveista timantteihin, koostuvat vain hiilestä molekyylirakenne eri.

Tärkeimpien "ainesosien" lisäksi hiilen koostumus sisältää usein erilaisia ​​"kiviä". Nämä ovat epäpuhtauksia, jotka eivät pala, vaan muodostavat kuonaa. Sisältää hiiltä ja rikkiä, ja sen pitoisuus määräytyy hiilen muodostumispaikan mukaan. Palaessaan se reagoi hapen kanssa muodostuen rikkihappo. Mitä vähemmän epäpuhtauksia kivihiilen koostumuksessa on, sitä korkeampi sen laatu on.

Hiilen talletus

Hiilen esiintymispaikkaa kutsutaan hiilialtaaksi. Maailmassa tunnetaan yli 3,6 tuhatta hiiliallasta. Niiden pinta-ala on noin 15 % maapallon pinta-alasta. Suurin prosenttiosuus talletuksista maailman hiilivarannoista on Yhdysvalloissa - 23%. Toiseksi - Venäjä, 13%. Kiina sulkee kolmen johtavan maan - 11%. Maailman suurimmat hiiliesiintymät sijaitsevat Yhdysvalloissa. Tämä on Appalakkien hiiliallas, jonka varastot ylittävät 1600 miljardia tonnia.

Venäjällä suurin hiiliallas on Kuznetsk, joka sijaitsee Kemerovon alue. Kuzbassin varastot ovat 640 miljardia tonnia.

Jakutian (Elginskoje) ja Tyvan (Elegestskoje) esiintymien kehitys on lupaavaa.

Hiilikaivostoiminta

Kivihiilen syvyydestä riippuen käytetään joko suljettua tai avointa kaivosmenetelmää.

Suljettu tai maanalainen louhintamenetelmä. Tätä menetelmää varten rakennetaan kaivoskuiluja ja -aukkoja. Kaivoskuilut rakennetaan, jos hiilen syvyys on 45 metriä tai enemmän. Siitä johtaa vaakasuora tunneli - adit.

On olemassa 2 suljettua kaivosjärjestelmää: huone- ja pilarilouhinta sekä pitkittäiskaivos. Ensimmäinen järjestelmä on vähemmän taloudellinen. Sitä käytetään vain tapauksissa, joissa löydetyt kerrokset ovat paksuja. Toinen järjestelmä on paljon turvallisempi ja käytännöllisempi. Sen avulla voit poistaa jopa 80 % kivestä ja toimittaa hiiltä tasaisesti pintaan.

Avointa menetelmää käytetään, kun kivihiili on matalaa. Aluksi tehdään maaperän kovuuden analyysi, selvitetään maaperän rapautumisaste ja peitekerroksen kerrostuminen. Jos maaperä hiilisaumojen yläpuolella on pehmeää, puskutraktorien ja kaavinten käyttö riittää. Jos ylempi kerros on paksu, kaivukoneet ja vetoköydet tuodaan sisään. Hiilen yläpuolella oleva paksu kerros kovaa kiviä räjäytetään.

Hiilen käyttö

Hiilen käyttöalue on yksinkertaisesti valtava.

Kivihiilestä uutetaan rikkiä, vanadiinia, germaniumia, sinkkiä ja lyijyä.

Hiili itsessään on erinomainen polttoaine.

Sitä käytetään metallurgiassa raudan sulatukseen, raudan ja teräksen tuotannossa.

Hiilen polton jälkeen saatua tuhkaa käytetään rakennusmateriaalien valmistuksessa.

Hiilestä saadaan sen erikoiskäsittelyn jälkeen bentseeniä ja ksyleeniä, joita käytetään lakkojen, maalien, liuottimien ja linoleumin valmistuksessa.

Nesteyttämällä hiiltä saadaan ensiluokkaista nestemäistä polttoainetta.

Kivihiili on grafiitin valmistuksen raaka-aine. Sekä naftaleeni ja monet muut aromaattiset yhdisteet.

Hiilen kemiallisen käsittelyn tuloksena saadaan tällä hetkellä yli 400 erilaista teollisuustuotetta.

Hiili, kuten öljy ja kaasu, on orgaanista ainetta, joka on hitaasti hajotettu biologisten ja geologisten prosessien seurauksena. Hiilen muodostumisen perusta on kasvitähteet. Muutosasteesta ja hiilen erityisestä hiilen määrästä riippuen siitä erotetaan neljä tyyppiä: ruskohiilet (ruskohiilet), kivihiilet, antrasiitit ja grafiitit. AT läntiset maat Luokittelu on hieman erilainen - ruskohiilet, subbitumiset hiilet, bitumihiilet, antrasiitit ja grafiitit, vastaavasti.

Antrasiitti

Antrasiitti- fossiilisista hiileistä syvimmin lämmennyt, korkeimman kovettumisasteen kivihiili. Sille on ominaista korkea tiheys ja kiilto. Sisältää 95 % hiiltä. Sitä käytetään kiinteänä korkeakalorisena polttoaineena (lämpöarvo 6800-8350 kcal/kg). Niillä on korkein lämpöarvo, mutta ne syttyvät huonosti. Ne muodostuvat hiilestä, jonka paine ja lämpötila kohoavat noin 6 kilometrin syvyydessä.

Hiili

Hiili- sedimenttikivi, joka on kasvien jäännösten syvän hajoamisen tuote (saniaiset, korteet ja sammalet, samoin kuin ensimmäiset siemenkasvit). Tekijä: kemiallinen koostumus kivihiili on sekoitus suurimolekyylipainoisia polysyklisiä aromaattisia yhdisteitä, joissa on korkea valtaosa hiiltä, ​​samoin kuin vettä ja haihtuvia aineita, joissa on pieniä määriä mineraaliepäpuhtauksia, jotka muodostavat tuhkaa hiiltä poltettaessa. Fossiiliset hiilet eroavat toisistaan ​​komponenttien suhteen, joka määrää niiden palamislämmön. Useilla orgaanisilla yhdisteillä, jotka muodostavat hiilen, on syöpää aiheuttavia ominaisuuksia.

Ruskohiili- turpeesta muodostunut kiinteä fossiilinen kivihiili, sisältää 65-70 % hiiltä, ​​väriltään ruskea, fossiilisista hiileistä nuorin. Sitä käytetään paikallisena polttoaineena sekä kemiallisena raaka-aineena. Ne sisältävät paljon vettä (43 %) ja siksi niillä on alhainen lämpöarvo. Lisäksi ne sisältävät suuren määrän haihtuvia aineita (jopa 50 %). Ne muodostuvat kuolleista orgaanisista jäännöksistä kuorman paineen ja kohonneen lämpötilan vaikutuksesta 1 kilometrin syvyydessä.

Hiilikaivostoiminta

Hiilen louhintamenetelmät riippuvat sen esiintymisen syvyydestä. Kehitys tehdään avoimella menetelmällä hiilikaivoksissa, jos hiilisauman syvyys ei ylitä 100 metriä. Usein esiintyy myös tapauksia, joissa kivihiilikaivon yhä syvenevän syventymisen myötä on edelleen edullista kehittää kivihiiliesiintymä maanalaisella menetelmällä. Kaivoksia käytetään kivihiilen louhintaan suurista syvyyksistä. Venäjän federaation syvimmät kaivokset louhivat hiiltä hieman yli 1200 metrin korkeudelta.

Hiilen ohella kivihiiltä sisältävät esiintymät sisältävät monenlaisia ​​georesursseja, joilla on kuluttajille merkitystä. Näitä ovat isäntäkivet rakennusteollisuuden raaka-aineena, pohjavesi, hiilikerrosmetaani, harvinaiset ja hivenaineet, mukaan lukien arvometallit ja niiden yhdisteet. Esimerkiksi jotkut hiilet on rikastettu germaniumilla.