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我们人类目前使用的能量主要来源于煤、石油、天然气等化石燃料，相对而言，煤是最容易获取的。煤在地球上分布得非常广泛，尽管厚度超过8米的煤层就可以被称为“特厚煤层”，但有些区域的煤层却要比8米厚得多，其厚度可以达到100多米甚至更高。  煤真的是植物形成的吗？ 科学界的主流观点认为，煤确实是远古地球上的植物形成的，其形成过程总体上可以分为两个阶段。 第一阶段被称为“泥炭化阶段”，在此阶段中，微生物不断地分解植物遗骸，并不断地发生合成作用（如腐殖化作用、生物化学凝胶化作用等），最终就会形成富含碳、氢、氧、氮等元素的泥炭（由高等植物形成）或者腐泥（由低等植物形成）。  第二阶段被称为“煤化阶段”，此阶段需要地壳的沉降来进行“配合”，当泥炭或者腐泥所在的地壳发生沉降时，周围的温度和压力就会逐渐升高，其中的氢、氧、氮等元素的含量就会不断减少，但碳元素却会保留下来，如此一来，其单位体积的碳含量就会逐步提高，当达到一定的程度时，就形成了褐煤。 褐煤是煤化程度最低的煤，在此基础上，如果地壳继续沉降，那么褐煤所承受的温度和压力也会继续升高，这会导致其中的氢、氧、氮等元素的含量继续减少，而单位体积的碳含量则会继续增加，随着这种过程的持续，褐煤的密度和硬度就会因为压力的提升而不断增加，颜色也随之逐渐变深，从而形成了烟煤和无烟煤（后者碳含量最高）。  实际上，人们常在煤矿的横截面上发现一些树木的纹理，而在有些煤层中，还存在着煤化的植物化石，这可以认为是上述理论的良好证据，所以“煤是由植物形成的”这种观点，如今早就已经成为了一种共识。 100多米厚的煤层是怎么形成的？ 特厚煤层的形成依赖于有利的沉积构造条件，其中丰富的水资源（水的流动性不能太强）、茂盛的植物以及速率稳定的地壳沉降是必不可少的。  因为水的流动性不强，其带来的泥沙等碎屑沉积物就很少，所以在这种环境中的沉积物基本上都是来自于植物，植物一代又一代地生长，并以稳定的速率沉积，第一代植物的遗骸会被第二代植物的遗骸掩埋、第二代植物的遗骸又会被第三代植物的遗骸掩埋…… 在经历了“泥炭化阶段”和“煤化阶段”之后，这些沉积物就会形成煤，随着时间的推移，层层叠叠的煤不断地堆积，久而久之，就形成了100多米厚的煤层。 远古地球上真的有这么多植物吗？ 答案是肯定的，在整个地质年代中，地球上的煤主要形成于三个时期，分别是晚古生代的石炭纪和二叠纪、中生代的侏罗纪以及新生代的古近纪。在这些时期里，地球上的气候温暖又湿润，植物在地球的陆地表面大量生长，为特厚煤层的形成提供了足够的物质条件。  正如我们前面所说，只要存在着合适的沉积构造条件，煤就会一直形成，简单计算一下就可以知道，即使是煤层的厚度每年只增加0.01毫米，在1千万年以后，它的厚度也可以达到100米。 而上述的三个成煤时期，每一个都跨越了数千万年的时间，由此可见，100多米厚的煤层看上去似乎厚得离谱，但是考虑到如此漫长的时间跨度，这又显得合情合理。 有意思的是，根据研究人员的初步勘测，在南极洲也存在着大量的煤，仅仅是南极洲东部冰盖之下的煤储藏量就高达大约5000亿吨。那么这些煤是怎么形成的呢？其实这可以通过地球的板块运动来进行解释。 由于地球的板块运动，地球表面的陆地其实一直都在以非常缓慢的速度移动，在3亿多年前的石炭纪，它们几乎全部都聚集了在一起。  如上图所示，此时南极洲所在的陆地正处于气候温暖的区域，其地理构造又能够让来自海洋的暖湿气流可以深入陆地，所以南极洲上的植物就长得非常茂盛。直到大约1.65亿年前，南极洲才开始缓缓地向地球的最南端移动，可以看到，这段时期正是地球上第一个重要的成煤时期，因此南极洲存在着大量的煤也就不足为奇了。 好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见。 |
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