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地球上的煤炭和石油究竟从何而来?它们真的是植物和动物演变的么

2023-12-13 13:04| 来源: 网络整理| 查看: 265

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如果有一天,有个人带着你乘坐时光机器,回到几亿年前的地球,指着各种植物和动物对你说:这些动植物,将来会成为人类生存所需的煤炭和石油。

你会不会笑话他是个“神经病”?

煤炭和石油,对人类来说是地球上重要的矿物资源。自人类社会步入工业时代后,煤炭被称为“黑色的金子”,石油更被称为“工业的血液”

在我们日常生活中,通常见到的加工好的煤和石油,对于原始的,刚刚开采出的煤炭和原始汽油很少见到。对于它们的形成,更是一知半解。

很多科学家都说:煤是几亿年前树木演变而来,石油是几亿年前动物的尸体演变的。事实真的是这样么?

下面,让我们一同探讨下这些问题。

煤炭是如何形成的

我国对煤炭的使用时间是比较久的,早在距今7200多年前,在新月遗址上就发现了煤炭的残骸,正是这一发现让我国成为了世界上最早使用煤炭的国家。

到了西汉和南北朝时期,我国的产煤技术逐渐成熟,这段时期的煤炭资源被大量开采,一直到17世纪,在17世纪以前,我国的煤炭开采技术都处于世界领先地位。

想要探究煤炭的成因,可以把它切成薄片放在显微镜下,能够清楚的看到煤炭内部的植物组织和构造,从它的横切面就可以看出木质的纹理。从这里我们就可以看出,煤炭的形成与植物密不可分。

众所周知,3.5亿年前的石炭纪是地球上主要成煤时期。这段时期也是地质活动最为频繁的时期,其中最著名的是开始于石炭纪中期的海西褶皱运动。海西褶皱运动让地球许多地质岩层不断下降沉积,一些裸露在地表或埋藏较浅的植物遗骸,就此被埋入更深的地下。

古代植物死亡后,其残骸堆积在空气不太充足的低洼沼泽地中,由于氧气不足,死亡的植物不能完全分解,使残骸的碳含量相对增高,氧和氢含量则逐渐减少,形成一种叫做泥炭的凝胶类物质。

随着地壳不断下沉,泥炭在上层岩层的压力下,发生压紧、缺水、硬结等物理变化,逐渐变成了碳含量更高的褐煤;褐煤在经过地下高温、高压的作用下,逐渐演变成烟煤和无烟煤。

可以这么说,煤炭的形成除了与植物相关外,与频繁的地质活动也密不可分。这些古代植物在经过物理和化学作用下,从植物死亡、堆积、埋藏到转变成煤,经历漫长的演变过程。

肯定有人疑惑,古代地球上有那么多植物变成煤炭么?

大家不要忘了,古代的地球和现在天差地别,石炭纪森林分布在地球陆地的许多地方,咱们的产煤大省—山西,就是一个很好的例子。

别看山西现在处于黄土高原上,在石炭纪时期,山西大地历经海水的数次入侵,海陆频频交替,形成了大片的低洼沼泽,植物的广袤和茂密完全不是现在能匹敌的。

除此之外,在整个地质年代中,共有三大成煤期:

第一时期:从3.58亿年前的石炭纪,到2.5亿年前的二叠纪,成煤植物主要是孢子植物。

第二时期:从1.9亿年前的侏罗纪,到6500万年前的白垩纪,成煤植物主要是裸子植物。

第三时期:6500万年前—180万年前的新生代第三纪,成煤植物主要是被子植物。

从石炭纪到第三纪,时间持续数亿年,植物的数量根本无法估量。最主要的是,没有人为的破坏和砍伐,在地质自然的沉降下,植物遗骸堆积越来越厚,逐渐形成了现在的煤层。

地球上的石油是如何形成的

对于石油的形成,主要分为有机成油和无机成油两种学说。

第一种说法:有机成油说

有机成油说,就是人们认为石油是由远古动物的尸体形成的,这也是目前广为接受的说法。

远古动物死亡后,身体内的有机物质不断分解,与泥沙或碳酸质沉淀物等物质混合组成沉积层。由于沉积物不断地堆积加厚,并不断的向地下下沉,导致温度和压力上升,随着这种过程的不断进行,沉积层变为沉积岩,进而形成沉积盆地,这就为石油的生成提供了基本的地质环境。

沉积岩的平均厚度在1800米左右,在地下高温和高压状态下,将沉积岩更深处的沉积层变为含可燃有机物的油页岩。而石油,正是从油页岩中开采出来的。

对于这个说法,很多人表示怀疑。

首先,并不是所有动物死后,遗骸都可以变成石油,就目前地球上已经探明的石油储量来看,所需要的动物尸体数量是一个庞大的数字,两者之间相差太大。

其次,目前发现最早的油页岩,出现在非洲南部斯威士岩系的沉积中。经同位素测定,这个岩系距今33.75亿年,那个时候地球上还没有动物出现。

所以,即便有机成油的说法被大多数人接受,但我认为这种说法并不成立。

第二种说法:无机成油

无机成油也被称为非生物成油。

这种说法认为,地壳内部含有许多碳元素,这些碳元素与一些氢元素结合后,以碳氢化合物的形式存在,通过岩层中的缝隙向上渗透,经过地球内部放射线作用逐渐形成了现在的石油。

如果这种说法成立,意味着石油是从地球内部产出的。

其实在2003年,美国科学家做过一项调查研究。他们发现很多干枯的油井,经过一段时间的弃置后,仍然可以产出石油。

说在最后

相比于地球的漫长岁月而言,我们人类的历史终究太短,地球上的很多谜题不是现在科学技术所能解答的。

但不管怎样,煤炭和石油对于我们人类社会发展来说,有着举足轻重的地位,满足人们日常需要的同时,也促进着工业的进步。

对于煤炭和石油的形成,不知道大家是如何认为的呢?

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