在地球的历史中,有这么一个特殊的时期,其占据地球年龄仅1.3%,但其诞生的煤炭数量却达到2.8万亿吨,约占全球已探明煤炭储量的50%。
可以说这是一个特殊的时期,人类能够文明能够快速发展,这个时期起码有一半的功劳。那么这一时期究竟发生了什么?竟然诞生如此数量庞大的煤炭。
石炭纪的特点
石炭纪是古生代的第五个时期,其介于泥盆纪和二叠纪之间,石炭纪从3.29亿年前开始,于2.99亿年前结束,整个石炭纪持续了6000万年,占据整个地球年龄的1.3%左右。
石炭纪是一个特殊的时期,经过科学家研究,发现这个时期有很多特点。
在石炭纪,地质活动频繁,当时大陆板块运动异常激烈,如今很多山脉都是在石炭纪形成的,例如阿巴拉契亚山脉、乌拉尔山脉和我国的昆仑山脉等都是在那个时期形成。
在那个时期,也是两栖类动物快速进化,以及物种多样化的时期,在当时出现许多新的种类,例如巨型两栖动物始祖螈。
除了上面这些,石炭纪还有一个特殊的地方,这个时期大量蕨类、石松等植物异军突起,占据地球表面,这些蕨类植物与如今的蕨类不同,不仅数量庞大,而且长得非常高大。
由于当时地球上蕨类植物大量泛滥,整个地球陆地上都覆盖绿植,造成当时的氧气浓度非常高,而当时的地球上还是昆虫时代,由于氧气浓度高,导致昆虫的数量都非常庞大,例如蜻蜓的个头达到1米左右,也被称为巨虫时代。
如今两栖类动物以昆虫为食,但是在当时却是相反的,当时陆地上的巨型昆虫都是以弱小的两栖类动物为食。
石炭纪为煤炭形成创造出哪些有利条件?
以上说的这些与石炭纪如此多的煤炭有什么关系呢?
那是因为前面有两点给石炭纪形成煤炭提供了有利的条件,一点是当时植物泛滥、另外一点就是地质活动频繁。
由于当时地球环境温暖湿润,没有外界因素干扰植物的生长,陆地各个角落都是由高大的森林组成,这些植物中富含纤维素、木质素和树脂等有机物质组成。
当这些植物死亡后,或落入沼泽中,或被树叶等掩埋在地表以下,一层又一层,由于被掩埋住,与空气隔绝开来,含氧量低,让那些死去的植物无法被分解。
而一些被埋藏进水中的植物、在水下缺氧的环境中,厌氧菌会将植物中的部分有机物分解成为甲烷和二氧化碳,这些二氧化碳被释放到大气中,成为植物呼吸不可或缺的气体,更进一步促进植物的生长。
如果仅仅是植物泛滥,想要大面积诞生煤炭也不可能,还要有一个条件,那就是地质变化,由于石炭纪地质活动活跃。
地质活跃就造成天翻地覆,那些经过长久积累覆盖的植物,已经成为厚厚一层,在地质运动下,被泥土、砂子和岩石覆盖起来,形成泥炭。
随着时间推移,在地质运动中越埋越深,在地壳深处,不仅压力大,而且温度也升高,在高温高压下,这些泥炭中的有机物发生一系列复杂的化学反应,被称为热解。
在热解的过程中,泥炭中的杂质被释放出来,例如:水分、甲烷和二氧化碳等,只留下坚硬的固体残留物,也就是熟知的煤炭。
而煤炭是什么类型,也取决热解的程度,热解程度越高,煤炭中释放的杂质也就越多,碳含量也就越高,煤炭的质量也就越好。像无烟煤、烟煤和褐煤等,由于热解程度不同,最终的成品有很大的差异。
石炭纪对地球历史有哪些影响?
石炭纪是地球上动物的一个转折点,在当时海洋生物在地质运动中开始向陆地迁徙,形成早期的两栖类动物。
而在当时,由于植物大范围的生长,在一定程度上给这些弱小的两栖类动物提供了庇护,其促进了地球上的生物进化。
另外一方面,就是形成了数量庞大的煤炭,而这些煤炭也成为早期人类的工业基础,可以说不是拥有石炭纪的煤炭,人类工业化早期就无法获足够的能源,也就无法推动人类的发展,人类文明想要进化到今天的程度,可能还需要很多年。这也算是6000万年前,石炭纪跨过时空给人类的财富。
任何事物都有两面性,石炭纪虽然形成了数量庞大的煤炭,但是也产生了很多不好的影响,在石炭纪早期,虽然给两栖类动物提供了庇护,但是在石炭纪末期的时候,对于地球上的生物来说,无疑是一场灾难。
由于当时植物数量庞大,在释放大量氧气的过程中,也消耗地球上海量的二氧化碳,由于二氧化碳是温室气体,二氧化碳急剧消耗下,地球的温度也急剧降低,引发大规模的冰冻期。
在寒冷一段时间后,由于陨石撞击、火山爆发等因素,导致以前积累的很多植物有开始燃烧起来,由于当时氧气含量非常高,以燃烧起来就无法收拾,在燃烧过程中,大量的二氧化碳被释放到空中,地球温度才开始回升,不如正常。
而这个过程对于当时地球动物来说,却非常悲催,先是寒冷,接着又要面对燃烧后的高温。不过也有研究数据表明,在当时火山爆发和陨石撞击等因素引发的大火,也为热解过程中的煤炭提供了额外的热量,促进的泥炭热解的煤炭煤化过程。
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