國(guó)際能源部署最新發(fā)表的數(shù)據(jù)顯示,2022年中國(guó)消耗煤炭大約42.5億噸,而世界消耗的煤炭量超過(guò)了80億噸。
由此可知,煤炭在我國(guó)能源領(lǐng)域當(dāng)中占據(jù)著多么重要的位置,我國(guó)雖然是產(chǎn)煤大國(guó),但是仍舊需要從國(guó)外進(jìn)口大量的煤炭,才能滿足市場(chǎng)需求。
其中,位于美國(guó)的阿巴拉契亞煤田就是我國(guó)的一大進(jìn)口地,它是世界上最大的煤田,厚達(dá)1千米,延伸上千公里,這個(gè)煤炭究竟是如何形成的?
阿巴拉契亞煤田
阿巴拉契亞煤田延伸范圍很廣,遍布了美國(guó)的9個(gè)大州,它橫躺在美國(guó)的國(guó)土之上,宛如“一只”巨大的怪物。
從具體的數(shù)值來(lái)看,阿巴拉契亞煤田從西南向東北延伸1200千米,平均厚度在500米以上,最深處可達(dá)1千米,整個(gè)煤礦區(qū)域的有效煤面積高達(dá)18萬(wàn)平方千米。
這是什么概念呢?假如你站在阿巴拉契亞煤田的中心,并且該地足夠平坦,你仍舊不可能一眼望到盡頭。
如此大的煤田,其煤炭的產(chǎn)量也是非常豐富的,據(jù)美國(guó)衛(wèi)星傳回的數(shù)據(jù)顯示,阿巴拉契亞煤田的煤炭量大約為3168億噸,其中可開(kāi)采量約為2526億噸。
該煤礦每年產(chǎn)出4億噸的煤炭,占據(jù)全美國(guó)煤炭產(chǎn)量的50%。
根據(jù)美國(guó)和世界煤炭產(chǎn)量和價(jià)格的不同,阿巴拉契亞煤田的煤炭產(chǎn)量也會(huì)隨之波動(dòng),比如上個(gè)世紀(jì)的發(fā)展時(shí)期,阿巴拉契亞煤田產(chǎn)量一度飆升到了年產(chǎn)10億噸。
阿巴拉契亞煤田不僅有著豐富的煤炭資源,而且當(dāng)中的煤炭埋藏較淺,其中可開(kāi)采煤礦占據(jù)相當(dāng)大的一部分,擁有極高的價(jià)值。
相對(duì)于其他煤礦產(chǎn)地,該處的煤礦開(kāi)采成本低,煤礦品質(zhì)優(yōu)越,是不可多得的“風(fēng)水寶地”。
而這樣一塊優(yōu)秀的煤田,其實(shí)早在3億年前就已經(jīng)埋下了“伏筆”。
阿巴拉契亞煤田的形成
大約在3.55億年前,古老且低等級(jí)的苔蘚類(lèi)植被進(jìn)化,衍生出各種不同的植物。
大約5億年后,一大批高級(jí)的木本植物興盛了起來(lái),在一定程度上改變了地球的生態(tài)環(huán)境。
木本植物的大量出現(xiàn)不僅涵養(yǎng)了地表的水資源,同時(shí)也加速了水循環(huán)的過(guò)程,使得地球整體的氣溫開(kāi)始下降,氣候從干燥熾熱變?yōu)闇嘏瘽駶?rùn)。
良好的氣候條件又反哺了這些正在演化的植物,很快一批又一批的原始森林出現(xiàn)在大陸。
此時(shí)的陸地還是“盤(pán)古大陸”,世界上所有的陸地都是聯(lián)系在一起的,沒(méi)有所謂的大洲之分。
有關(guān)研究表明,非洲是植被演化的重要起源,在氣候變得更加適合之后,這些植被不斷朝著其他陸地繁衍生長(zhǎng),很快便促進(jìn)了整個(gè)陸地的植被繁榮。
大約在2.7億年前,石炭紀(jì)時(shí)期的植被就已經(jīng)初具規(guī)模,盤(pán)古大陸當(dāng)中的原始森林面積廣闊,星羅棋布地分布在如今的各個(gè)大洲。
阿巴拉契亞煤田便是一處原始森林的聚集地,科學(xué)家猜測(cè),在石炭紀(jì)時(shí)期,森林面積可能比如今的煤炭面積更大,并且在經(jīng)歷了一代又一代的植物更迭,才形成了厚實(shí)的煤田。
如果地球的植被一直這樣茂盛下去,那么如今的我們豈不是遍地都是煤炭?
很可惜天公不作美,大量的植被聚集起來(lái)之后,帶來(lái)了更加濃郁的氧氣,當(dāng)時(shí)的氧氣濃度超過(guò)了40%,與之相比目前地球的氧氣濃度在21%左右。
這為森林的燃燒提供了優(yōu)厚的條件,在2億年前的某一天,大陸遭遇了前所未有的干旱,導(dǎo)致各地的植被變得非常干燥,一陣?yán)做聛?lái)迅速點(diǎn)燃了這些“干柴烈火”。
這一下使得燃燒變得一發(fā)不可收拾,很快火焰就蔓延到了大陸的各個(gè)角度,將一大片一大片的植被燒毀。
火焰整整燃燒了30多年,燒毀了地球上50%以上的植被(當(dāng)時(shí)植被覆蓋率高達(dá)99%)。
至此,一個(gè)屬于植被的時(shí)代宣告結(jié)束,一些未能燃燒殆盡的植被尸體進(jìn)入到地層當(dāng)中,成為石炭紀(jì)的最后一層煤炭。
有研究表明,石炭紀(jì)產(chǎn)生的煤炭資源占據(jù)地球歷史以來(lái)所有煤炭資源的50%。
煤炭的形成
經(jīng)過(guò)時(shí)間的沉淀和累積,這些腐爛的植物尸體混合著各種有機(jī)物在地底當(dāng)中“發(fā)酵”。
地底不僅隔絕了外界的氧氣,而且還有著高溫高壓的條件,這為植物的轉(zhuǎn)變提供了優(yōu)越的環(huán)境。
在這樣的環(huán)境下,發(fā)生了一系列物理和化學(xué)變化,最終形成了黑色可燃的沉積巖。
而后,侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)、第三紀(jì)分別都為阿巴拉契亞煤田的煤炭做出了一定的貢獻(xiàn),但是主要形成,還是在石炭紀(jì)時(shí)期。
因?yàn)槭考o(jì)時(shí)期的植被形成的煤炭通常是無(wú)煙煤,而白堊紀(jì)、侏羅紀(jì)時(shí)期形成的煤炭是煙煤,第三紀(jì)形成的煤田屬于泥煤。
在阿巴拉契亞煤田當(dāng)中,絕大部分都是無(wú)煙煤,歷史年代久遠(yuǎn),煤炭的品質(zhì)也絕佳。
所以,在科學(xué)界當(dāng)中普遍認(rèn)為,煤炭就是來(lái)自植物,只要你細(xì)心觀察,還能在煤炭當(dāng)中發(fā)現(xiàn)植被葉子和根莖的痕跡。
但有的科學(xué)家卻提出了不一樣的觀點(diǎn),假設(shè)煤炭是植物形成的,那么為什么更大的森林面積卻形成了更小范圍的煤田呢?
而且地球的植被從出現(xiàn)以來(lái),它們就沒(méi)有間斷過(guò),期間一直都有植被在死亡和生長(zhǎng)。
理論上來(lái)講,世界各地的地下都應(yīng)該藏有煤炭才對(duì),而且煤炭的分布也不應(yīng)該如此密集。
可實(shí)際的情況是,底層下邊的煤礦分布錯(cuò)落有致,往往集中在某個(gè)區(qū)域,除此之外很難尋找到煤炭的蹤跡。
而且,煤炭層和其他巖石層的劃分非常明確,就像是人為貯藏在其中一樣。
關(guān)于這點(diǎn),科學(xué)家還在進(jìn)一步研究當(dāng)中,不管如何,煤炭形成的時(shí)間非常長(zhǎng)久,如今人們是用一點(diǎn)少一點(diǎn),未來(lái)我們又有多少資源留給子孫后代呢?
煤炭和人類(lèi)的未來(lái)
阿巴拉契亞煤田早在1750年就已經(jīng)開(kāi)采,當(dāng)時(shí)的煤炭產(chǎn)量大約為每年3億噸,如今200多年過(guò)去,該煤田已經(jīng)逐漸走向了下坡路。
并且,當(dāng)初美國(guó)圍繞阿巴拉契亞煤田建立的工業(yè)基地也在陸陸續(xù)續(xù)撤走,這似乎標(biāo)志著傳統(tǒng)煤炭能源的衰敗。
如今世界能源的發(fā)展趨勢(shì)確實(shí)如此,不僅是煤炭,就連石油的地位也在受到挑戰(zhàn)。
未來(lái)的世界肯定是以太陽(yáng)能為核心的新能源,值得一提的是太陽(yáng)能從狹義上講是太陽(yáng)能發(fā)電,廣義上將是關(guān)乎太陽(yáng)的所有能源。
這是一種強(qiáng)大、持久并且完全清潔的能源,它能夠促進(jìn)人類(lèi)文明的進(jìn)步,讓人類(lèi)到達(dá)前所未有的新高度。
來(lái)源: 九象科普