Jak powstają złoża węgla kamiennego?

Jak powstają złoża węgla kamiennego?

Jak powstają złoża węgla kamiennego?

Węgiel jest paliwem, które dostarcza ciepło w procesie spalania. Wykorzystywane jest także do produkowania energii. W naturze występuje od milionów lat. Jak powstają złoża węgla kamiennego? 

Jakie geologiczne procesy wpłynęły na tworzenie się złóż węgla kamiennego?

Geologia historyczna wskazuje na dwa podstawowe okresy, w których miały miejsce procesy tworzenia się złóż węgla. Pierwszym z nich była era paleozoiczna, szczególnie w okresie karbonu górnego i dolnego, jak i pernu. Datuje się, że w tym czasie wytworzyły się potężne złoża na terenie Ameryki Północnej, Europy i Australii, a także wschodniej Azji. Drugim z okresów była era mezozoiczna, kreda, jak i era kenozoiczna (zwłaszcza okres trzeciorzędu).

Jakie warunki muszą być spełnione w celu tworzenia się złóż węgla?

Na samym początku należy podkreślić, że proces tworzenia się złóż węgla wymaga czasu. To również proces bardzo skomplikowany, ponieważ w czasie jego trwania zachodzi wiele procesów chemicznych. Aby przebiegł prawidłowo, muszą być spełnione pewne warunki. Po pierwsze właściwe podłoże geologiczne, które pozwala na rozwój torfowisk oraz powstawanie złóż paralitycznych i limnicznych. Po drugie dobry materiał wyjściowy, z którego mogą powstać złoża. Kolejno wpływ ma przebieg zachodzących zmian chemicznych, które mają miejsce w pierwszej fazie uwęglenia. Na tym etapie dochodzi do rozkładu chemicznego organizmów będących torfem. Nadrzędne znaczenie mają tutaj warunki środowiskowe, w tym: powietrze, woda, ale także udział mikroorganizmów. W kolejnym etapie, którym jest stadium uwęglenia (węgiel brunatny), na pierwszy plan wysuwają się zmiany dotyczące substancji organicznej. Natomiast w trzeciej fazie, stadium uwęglania (metamorfizm- tworzenie węgla kamiennego) znaczenie mają przede wszystkim czynniki geotermiczne (np. ciśnienie, temperatura). Równie ważne są zmiany chemiczne i strukturalne.

Polecamy również:

Jakie są fazy powstawania węgla kopalnianego?

Powstawanie węgla kopalnianego można podzielić na dwa etapy:

– etap biochemiczny, w którym substancja organiczna jest rozkładana przez drobnoustroje w procesie torfienia, butwienia, gnicia lub próchnienia,
– etap geochemiczny. To etap, w którym skały osadowe przykrywają przetworzony materiał roślinny. W skałach odbywają się skomplikowane procesy chemiczne, których efektem jest wytworzenie pierwiastków węgla.

Co warto wiedzieć o złożach węgla?

Złoża węgla tworzyły się zwykle na zapadliskach, czyli takich obszarach, które ciągle się obniżają. Niektóre teorie wskazują, że w okresie tworzenia się węgla kamiennego, na przeważającej części terytorium były moczary. Ich obniżanie skutkowało wzrostem sedymentacji. Proces ten polegał na odkładaniu osadów, które stanowiły efekt działalności mikroorganizmów. W wyniku tego laguny były coraz płytsze, co wpływało na rozwój roślin wodnych, a tym samym powstawanie torfowisk. 

Jakie wyróżniamy rośliny węglotwórcze?

Specjaliści wskazują, że w grupie roślin węglotwórczych wyróżniamy: skrzypy, olbrzymie widłaki (karbon), paprocie nasienne, rośliny okrytozalążkowe (okres trzeciorzędu) i nagozalążkowe (okres pernu), kordaity. Osadzające się na dnie moczarów rośliny zmieniały się w torf na skutek działania mikroorganizmów. Zwiększająca się powierzchnia torfu zatrzymywała tworzenie się zapadlisk. Ogromny udział w tworzeniu węgla kamiennego miała woda, która tworzyła na powierzchni torfu nieprzepuszczalną warstwę. Wytworzony osad aktywował odpowiednie reakcje chemiczne. Po pierwsze przyspieszały powstawanie pierwiastków węgla w torfie, a po drugie jego transformację w węgiel brunatny. Następujące później reakcje chemiczne przyczyniały się do zamiany węgla brunatnego w kamienny.

Jakie wyróżniamy rodzaje złóż?

Można wyróżnić kilka rodzajów złóż, w zależności od ich lokalizacji oraz występującego tam materiału roślinnego. W związku z tym wskazuje się na złoża autochtoniczne oraz allochtoniczne. Pierwsze to złoża węgla, które występują w obszarze wzrostu roślin, z których powstało konkretne złoże. Natomiast złoża allochtoniczne to takie, które powstały w wyniku przetransportowania roślin węglotwórczych przez prąd rzeki. Złoża węgla położone są wtedy znacznie dalej niż pierwotne miejsce występowania roślin.

Czy długość powstawania węgla ma wpływ na jego jakość?

Specjaliści zgodnie twierdzą, że im dłuższy czas wytwarzania węgla, tym lepsza jego jakość. W związku z tym starszy węgiel kamienny ma więcej czystego pierwiastka węgla. To z kolei przekłada się na kaloryczność węgla i jego energię. Najlepszą klasą węgla jest grafit, który w całości składa się z chemicznego pierwiastka węgla. Najwięcej tego surowca wydobywa się w Polsce. Ponadto stanowi on około 60% całego zapotrzebowania energetycznego w naszym kraju. 

Geolodzy szacują, że węgiel mógł powstawać 360 do 28 milionów lat p.n.e. Proces jest całkowicie naturalny i uzależniony od wielu warunków i czynników środowiskowych, które nie są zależne od człowieka. My jako ludzie uczestniczymy wyłącznie w jego wydobywaniu i dalszej obróbce w różnych dziedzinach życia codziennego i przemysłu.