Mikhailo Lomonosov, celebrul om de știință rus al secolului al XVIII-lea, în acele vremuri străvechi a dat o definiție a modului în care acest mineral a apărut în natură. Și anume: din resturi de plante, precum turba, a apărut și cărbunele. Educația sa, potrivit lui Lomonosov, s-a datorat mai multor factori. În primul rând, resturile de vegetație s-au descompus fără participarea „aerului liber” (adică fără acces liber al oxigenului). În al doilea rând, a existat un regim de temperatură destul de ridicat. Și în al treilea rând, „povara acoperișului”, adică presiunea crescută a stâncii, și-a jucat rolul. Acest lucru s-a întâmplat în vremuri străvechi, când omenirea nu exista încă pe planeta Pământ.
Cazuri din zilele trecute
În orice caz, istoria formării cărbunelui este afacerea unui astfel dezile îndepărtate, că oamenii de știință moderni pot face doar presupuneri și presupuneri, explicând procesul. Dar astăzi a fost studiat destul de precis. Și mecanismele de apariție a cărbunelui (formarea sa din materii prime preliminare) sunt cunoscute științei.
Din turbă
Deșeurile plantelor superioare se transformă treptat în mase de turbă, care se acumulează în zonele mlăștinoase și cresc cu alte plante, scufundându-se treptat în adâncuri. Fiind la adâncime, turbării își schimbă constant compoziția chimică (compușii mai complecși se transformă în alții mai simpli, se despart). Unele dintre ele sunt dizolvate în apă și spălate, iar altele trec în stare gazoasă. Așa se formează metanul și dioxidul de carbon în mlaștini, dând un miros caracteristic de aer în aceste locuri pustii. O funcție importantă în acest proces este îndeplinită de ciuperci și bacterii, care contribuie la descompunerea în continuare a țesutului plantelor moarte.
Carboni
De-a lungul timpului, în procesul de modificări în curs, cei mai stabili compuși de hidrocarburi se acumulează în turbării. Și deoarece toată această saturație a maselor de turbă cu hidrocarburi se realizează practic fără acces la oxigen, carbonul nu se transformă în gaz și nu se evaporă. Există izolarea de accesul la aer și saturația simultană cu creșterea presiunii: cărbunele se formează din turbă. Formarea sa durează sute de milenii, acest proces nu este atât de rapid! Potrivit oamenilor de știință, majoritatea rezervelor actuale și a straturilor de cărbune își au originea înPaleozoic, adică acum peste 300 de milioane de ani.
Este interesant: care sunt tipurile de cărbune?
- Cea mai slabă și mai tânără dintre toate speciile este lignitul (care înseamnă „lemnos”). Rămășițele de mase de plante și lemn sunt încă vizibile în el. Practic, lignitul este turbă lemnoasă.
- Cărbunele brun se formează în cusături cu descompunere mai puternică a reziduurilor vegetale. Se află, de regulă, la o adâncime de un kilometru. Există încă mult lichid în el (mai mult de 40%). Arde destul de bine, dar produce puțină căldură.
- În multe părți ale lumii, cărbunele se găsește la adâncimi de până la trei kilometri. Formarea sa dintr-o fosilă maro are loc numai în anumite condiții: atunci când straturile coboară spre orizonturi mai adânci și are loc procesul de construire a munților. Acolo, sub presiune mare și fără acces la oxigen, procesul de trecere de la o fracție la alta este finalizată. Un astfel de cărbune conține mai mult de 75% carbon, arde mai bine și dă mai multă căldură.
- Antracit - cărbune din rase mai vechi. Se află la o adâncime de până la cinci kilometri. Are și mai mult carbon și chiar mai puțină umiditate (aproape deloc). Nu se aprinde bine, dar transferul de căldură este cel mai mare dintre toate tipurile. În antracit, resturile plantelor din care provine sunt practic nedetectabile. Un astfel de cărbune este considerat cel mai promițător în minerit pentru industrie.
Dar asta nu este tot
Natura a decretat că antracitul, în sine cel mai dens cărbune cucel mai mare conținut de carbon (95 la sută sau mai mult) nu este etapa finală a transformărilor care au loc cu reziduurile de plante în mediu. Shungitul este o substanță care se formează din cărbune în condiții și mai severe. Grafitul apare la temperaturi ridicate din același material. Și dacă adăugați o presiune super-în altă, atunci se formează un diamant, cea mai durabilă substanță care are valoare atât industrială, cât și artistică pentru întreaga omenire.
Dar trebuie reținut: în mod ciudat, toate aceste substanțe aparent diferite - de la plante la diamante - sunt compuse din materie de carbon, doar cu o structură diferită la nivel molecular!
Educația și importanța cărbunelui
Este imposibil de supraestimat importanța cărbunelui pentru dezvoltarea industriei și, în general, pentru întreaga cultură umană de pe Pământ. Și domeniul său de aplicare este foarte larg. Ca să nu mai vorbim de faptul că cărbunele este un combustibil excelent folosit pentru încălzirea locuințelor, încălzirea cuptoarelor în industrie, generarea de energie electrică, din cărbune se extrag și o mulțime de substanțe necesare oamenilor. Sulf și vanadiu, zinc și plumb, germaniu - toate acestea oferă omenirii acest mineral.
Cărbunele este folosit pentru topirea metalului, oțelului, fontei. Produse de ardere a cărbunelui - în producția unor materiale de construcție. În timpul prelucrării speciale a fosilei, din aceasta se obține benzen, care este utilizat în producția de lacuri și solvenți, cum ar fi un material de construcție precum linoleumul. Din lichefiat prin tehnologii specialecărbunele iese combustibil lichid pentru mașini. Cărbunele este materia primă pentru producția de grafit și diamante industriale și, în total, peste patru sute de produse pentru industrie și sectorul serviciilor sunt realizate pe baza acestui material natural.
Știința la școală: formarea cărbunelui
Pentru copii, la promovarea subiectului relevant în clasele de mijloc, se recomandă să se vorbească într-o formă accesibilă despre formarea cărbunelui în natură. Vă rugăm să precizați cât durează acest proces. Descriind pe scurt formarea cărbunelui, trebuie să vă concentrați asupra semnificației sale pentru dezvoltarea industriei și progresul în condiții moderne și istorice, să întocmiți un plan pentru un mesaj pe care studenții îl vor face singuri.
