很多人都有一个疑问:煤和石油不都是远古生物埋在地下变的吗?为啥一个是黑糊糊的固体,一个是能流动的液体?
先说煤是怎么来的
煤的前身,是3亿年前石炭纪的远古森林。
那个时候的地球跟现在完全不一样,氧气含量高达35%,比现在高了快一倍。陆地上全是几十米高的石松、芦木、蕨类植物,连蜻蜓都能长到1米宽,跟老鹰似的。
最关键的一点:那时候的微生物还没进化出分解木质素的能力。木质素是植物的"钢筋",支撑植物长到几十米高。植物死了之后,掉进沼泽里,因为缺氧,又没有微生物能分解,所以烂不掉,一层一层堆在那里。
上面不断压上泥沙,越埋越深,温度越来越高,压力越来越大。植物里的水分被挤出去,碳含量越来越高,就开始"进化"了:
先是变成泥炭,松松软软的,还能看到植物痕迹,碳含量50%左右;
再变成褐煤,棕黑色,像木头渣压成的,碳含量60%到77%;
再变成烟煤,黑色,有光泽,是咱们煤矿挖的最多的那种;
最后变成无烟煤,最硬最干净,碳含量90%以上。
这个过程有多慢?形成1米厚的泥炭层,需要400到500年。而泥炭压缩成烟煤,体积要缩到六分之一。也就是说,6米厚的泥炭,最后只能变成1米厚的煤。
咱们山西的煤,主要就是2.9亿年前那片大森林变的。大同、阳泉、晋城的煤层底下,至今还能找到植物根茎的化石。
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图片来源:新华社,山西朔州中煤平朔集团东露天矿开采现场(真实煤矿照片)
再说石油是怎么来的
很多人以为石油是恐龙变的,这个说法不对。
石油的前身,是海洋里的浮游生物和藻类,就是那些肉眼几乎看不见的小生命。它们死了之后,沉到海底,跟泥沙混在一起,被层层掩埋。
埋到地下1000到4000米深的时候,温度升到60到180度,压力达到10到40兆帕,这个范围叫"生油窗"。在这个条件下,浮游生物里的有机物发生热催化反应,慢慢从固态变成液态,就是石油。
如果埋得更深、温度更高,石油就会继续裂解,变成天然气。
所以你看,石油和煤的原料完全不一样:
煤是陆地植物变的,石油是海洋浮游生物变的。
一个在陆地上的沼泽里形成,一个在海洋底部形成。
一个是固体,一个是液体。
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图片来源:新华社发(杜鹏辉摄),渤海油田海上油气平台作业现场(真实油田照片)
核心区别就三条
1、原料不同:煤=陆地高等植物,石油=海洋浮游生物和藻类。恐龙那么大的动物,数量太少,根本变不成多少石油。
2、环境不同:煤形成在陆地沼泽,缺氧但水不深;石油形成在海洋或湖泊底部,深埋在沉积岩里。
3、温度压力不同:煤的形成温度压力相对低,主要是脱水碳化;石油需要特定的"生油窗"温度压力,发生热催化反应才能变成液体。
还有个冷知识:现在的树,再也变不成煤了
为啥?因为微生物已经进化出分解木质素的能力了。现在的树死了,掉地上很快就被微生物分解掉,根本没机会堆成泥炭层,更别说变成煤了。
石炭纪那批植物,是赶上了"微生物还不会分解木质素"的窗口期,才有幸变成煤。过了那个村,就没那个店了。
有人问了:那人死了埋土里,一万年后会不会也变成煤?现在烧的煤,会不会是以前的人变的?
明确说:不会。
为啥?四个原因:
1、人体主要是蛋白质和脂肪,不是植物那种木质素。木质素是植物的"钢筋",结构稳定,不容易分解。人体的蛋白质和脂肪,微生物最爱吃,埋土里很快就烂没了。
2、现在的微生物什么都能分解,别说人体了,连木质素都能分解。人埋进去,没几年就剩骨头了,骨头再过些年也风化了,根本堆不成厚厚的有机层。
3、形成煤需要特定的沼泽缺氧环境,不是随便埋土里就行。得是植物死了掉进沼泽,水把空气隔开,微生物没法分解,才能一层一层堆起来。普通的土埋,氧气充足,分解得快。
4、一万年太短了。煤的形成需要几千万年甚至几亿年,一万年在地质年代里就是一眨眼的功夫,连泥炭都变不成。
那现在烧的煤,是不是以前的人变的?更不是了。
煤主要是3亿年前石炭纪的植物变的,那时候地球上根本没有人类。人类出现才几百万年,跟3亿年比,就是一瞬间的事。石油也不是人变的,是海洋浮游生物变的。
所以放心烧吧,你烧的煤,是3亿年前的远古森林,不是以前的人。
所以说,咱们挖的每一吨煤,都是3亿年前那批远古森林的"时间胶囊",是再也复制不了的不可再生资源。
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说句实在话
不管是煤还是石油,本质上都是远古生物储存的太阳能。植物通过光合作用把阳光固定下来,动物吃植物,最后都埋进地下,经过几亿年的地质作用,变成了咱们今天烧的煤、加的汽油。
几亿年的积累,咱们几十年就烧掉一大半。这东西用一点少一点,真得珍惜。
干煤矿的都知道,煤挖出来不容易,井下几百米深,冒着瓦斯、水害、顶板的风险,一锹一锹采出来。每一块煤,都来之不易。
你们觉得以后煤炭会被新能源完全替代吗?评论区说说你的看法。
素材来源:中国科学院山西煤炭化学研究所科普资料、江苏省自然资源厅科普文章、科学智慧火花石油形成机制论文、网络公开科普信息,本文为个人解读,仅供行业学习参考。
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