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人类文明是建立在三次工业革命之上的，以前只能借助牲畜的力量进行劳作，陆续出现的蒸汽机、燃油机、电力、信息化等等技术的发展让我们过上了躺着在家也能吹空调看电视的美好生活。 而在这三次工业革命中，人类的主要变化就在于对能源的利用，现在我们对自然能源的利用方式多种多样：空气流动产生的风力、大坝河水蕴藏的重力势能、太阳直射过来的光能、大海涨落中包含的潮汐能；这些都是可以被人类直接或间接利用的能源来源。  三峡大坝水力发电 但谁也无法否认，我们现今社会最主要的能源，还是以石油煤炭为代表的化石能源。 煤矿、石油还有天然气是人类文明的基石，是史前生物留给我们的巨大宝藏，如果没有这些化石能源，我们现在赖以生存的高科技仪器起码要停运一大半，不仅仅是直接使用化石能源的机器无法运转，因为现在火力发电仍旧是电力的一种主要来源，因此电力也会缺少化石能源受到极大的限制，由此可见化石能源的重要性。 现代工业仍然十分依赖化石能源，像煤炭、石油等能源储备可以说会与国家发展潜力挂钩，因此，我国对能源储备、能源节约以及能源进口等方面都相当重视，但奇怪的是，我国贺兰山煤层自燃的怪相却迟迟没有得到解决。  贺兰山煤层自燃 据悉，贺兰山煤层已经燃烧了三百年，每年白白烧掉上亿吨煤，但至今这火都没有熄灭，是怎么一回事呢？难道任凭宝贵的煤层资源白白消耗掉吗？ 化石能源形成原理实际上，这火确实是不能随便灭的，因为煤层自燃与别的情况有所不同，我们需要先来了解一下化石能源的形成原理。 顾名思义，煤炭等化石能源来自于埋藏在地表之下的化石。多年以前，在石炭纪时期，动物的祖先才刚刚迈出从海洋到陆地的第一步时，蕨类植物已经遍布全部陆地，植物拥有一个强大的功能——光合作用，光合作用的效果并不是简单地将二氧化碳转化为氧气，而是在这个过程中碳元素被转化为可以被生物利用的有机物。  煤层 于是空气中的碳元素就以这种方式储存在这些史前植物的身体中，空气中的二氧化碳含量快速流失，缺少温室气体二氧化碳的地球平均气温下降，冰河时期悄然而至，称霸整个大陆的蕨类植物被冰封并掩埋起来，在地下的高压高温环境中被转化成煤炭等化石能源。 除了蕨类植物，史前死亡的动植物都有可能被转化为化石能源，这些能源虽说都是无法再生的，但含量巨大，早在二十世纪就有科学家预言化学能源要消耗完毕，但直到现在仍然没有消耗完化石能源的迹象。  采煤 化石能源为人类带来强大的生产力，但这也是一把双刃剑。在使用化学能源的同时，也在加速恶化我们的生存环境，因为化石能源的使用主要是通过燃烧的方式释放出能量，而释放过程中就必然会将化石能源中蕴藏的碳元素转化为二氧化碳，因此全球气温也会因此上升。 但与大家一直认为的情况有点不一样，世界上最主要的碳元素增加原因并不是人类过度使用化石能源，而是化石能源自己燃烧起来了。 我国盛产煤矿的山西和宁夏就时刻有发生煤矿自燃的风险，而这其中最厉害的要数宁夏的贺兰山煤层，在清朝时期就开始自燃，持续燃烧了300年，每年烧尽煤炭价值10亿，并且释放出大量二氧化碳。  贺兰山煤层 什么是煤层自燃？我们知道一般火灾的发生都必然是由人引发的，正是因为掌握了点火这个技能我们的祖先才能在危险的史前世界中生存下来。但我们不知道的是，这世界上有些火灾并不需要任何人类的参与。 煤炭是一种可燃物，而且燃烧释放的热能远超一般的木材，它本质上就是木头被压缩后转变的一颗石头，但煤炭并不会轻易自燃，毕竟密度比较大，一般的火花不会轻易将其点燃。 一般情况下，煤层自燃都要符合几个条件：
 煤块碎渣
三个步骤下来，地面上的碎小矿渣就会被点燃，燃着后的煤矿碎渣温度可高达几千摄氏度，完全足以点燃埋在地面之下的大量煤矿。  燃烧的相当于一沓沓钞票 再加之贺兰山地区的煤矿本身就具有高活性和拥有瓦斯含量这两个致命的特点，被点燃后温度迅速向地底深处的煤矿传到过去。这时就该有人要问了：为何不用水将这个煤层燃起的火浇灭？ 为什么无法使自燃的煤层熄灭？这个问题的答案很简单——因为用水无法浇灭大量燃烧着的煤矿。大家可以去找一些消防扑灭火灾的现场视频看一下，当燃烧温度足够高且燃烧物充足的时候，就算持续用水枪对准火焰根部喷射，火苗也不会轻易熄灭。就算火苗暂时没了，如果停止喷水，温度没有降下来的可燃物，也会迅速地再次自燃。 自燃的煤层情况和水柱无法灭火的情况很相似，区别只在于点燃后的煤层远比一小堆可燃物棘手。 首先煤层点燃后根本不需要太多氧气就能持续燃烧，因为煤矿中自带瓦斯，并不需要氧气作为助燃剂。其次如果用水去扑灭，除非直接将一个湖的水抽过来，不然还是别想能将其降温了。而且我们也知道宁夏的地形以黄土高坡为主，并没有足够的水分给大片燃烧的煤矿降温。  宁夏地形 就算千辛万苦引来了水，用水降温反而会适得其反。因为水会被高温蒸发为水蒸气，水蒸气还会继续被高温分解为氢气和氧气，这两种气体都是绝佳的助燃剂，煤矿的燃烧速度反而会被加速。因此每次下雨其实都会加速贺兰山煤层的燃烧。 煤层自燃的危害煤矿的燃烧地点一般都比较偏僻，并不会有人因此被害得流离失所，但是煤层燃烧仍然是一个十分严重的自然危害。 煤层的燃烧中会释放出大量的有毒烟雾，烟雾中含有二氧化硫、一氧化碳、氮氧化合物等等危害人体健康的气体和PM2.5小颗粒。空气污染是一件十分可怕的事情，它会长期地侵蚀附近居民和矿区员工的生命健康。 燃烧还会改变地质结构，让周围地区变得更加容易塌陷，加剧水土流失和荒漠化，影响周围植物的生长，这对环境的破坏十分可怕，一直烧下去的话，恐怕贺兰山周围的生态将会受到毁灭性的打击。  生物圈中，动物都是依附于植物的环境中生存的，植被被破坏，动物的生态环境自然也会遭到破坏，那些国家保护的野生动物就会因此受到极大的影响。 我们只能让这个下雨都浇不灭的煤矿自生自灭，把整个煤矿烧尽为止吗？从小就被教育人定胜天这四个字的中国人，当然不会轻易放弃。其实在国家的指导和科学家们的研究下，我们已经研究出一套行之有效的煤层治理方法。  煤层自燃导致路面损毁 如何治理煤层自燃？经过深入研究，我们制定了剥离+灭火的方案整治自燃煤矿。办法也简单，将周边的浅层煤矿挖空，建成一个防火隔离带，没有了煤矿作为助燃物，当然就不会继续烧下去，而且在建造防火隔离带的过程中，还能从挖到的煤矿中获取收益，这是一个两全其美的办法。 至于灭火，当然不是用水浇灭它，上文已经说到周围的环境中水分含量并不高，而且水还有助燃的可能，因此为了扑灭这危险的自燃煤层，我们研发一项黑科技。主要使用一种自主研发的拥有高效吸水性和保水功能的高效阻化剂，将掩埋在地下的煤矿和空气隔绝起来，然后静待煤层慢慢降温，这种方法远比用水扑灭自燃煤层要高效，成本更低。  静待煤层降温 除了扑灭煤层自燃，预防煤层自燃也同样重要因此科学家们根据煤矿碎石氧化过程的实验数据分析，确定了煤层自燃的标气体，然后采用地面测氡的方法找到有可能自燃的矿区，提前注入阻化剂，预防煤层的自燃。 化石能源自燃的影响前文说道，现在温室气体二氧化碳的含量提升，主要元凶还是这些掩埋在地底下化学能源的自然释放。人类使用化学能源排放出来的碳元素其实远不如这种自然排放出来的碳元素数量，仅北极圈永久冻土层中蕴藏的碳元素就已经接近现在全世界碳元素的两倍了。 而且其实世界上每时每刻都有类似煤层自燃释放碳元素的事情发生，比如刚刚说的永久冻土层中埋藏着的泥煤也会经常被森林野火点燃。还有著名的“地狱之门”——卡拉库姆大沙漠中部一个燃烧了50年的大火坑，此时此刻仍在熊熊燃烧着天然气。 地狱之门 再结合贺兰山的煤层自燃，从这种种相似的事件中我们不难发现，即便没有人类的存在，这些掩埋在地下的化学能源终究会浮出地面，然后在各种巧合下被点燃，释放出大量的二氧化碳，地球终究还是会出现温室效应。 自此我们就应该明白，地球的温室效应和冰河时期其实是自然交替现象，就同四季变换差不多，我们并没有多少力量可以完全阻止这种现象。 结语虽然我们现在无法立即阻止贺兰山煤炭自燃的现象，但是我国研究人员没有放弃，在科技日新月异的大背景之下，相信未来我们一定可以突破这一环境治理瓶颈。 身为普通老百姓，咱们现在该做的，就是尽量减少身边的碳排放，多注意环保，这虽然只是一件很微小的举动，但必然会对温室效应加剧速度起到一点点减缓作用的，只要人人都能做到，那么我们就能为科学家们争取到研究出改善温室效应的时间，因此环保请从今天开始做起。 |
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