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全球最大的煤田储量十分丰富:煤层厚达1千米,延伸上千公里

其实美国是全世界自然资源最丰富的国家之一,据悉它的煤、石油、天然气的储备量都不低。

只不过美国更喜欢去买别人的资源,等到了世界能源紧张的时候,他们再拿出来用。

全世界最大的煤田就位于美国的阿巴拉契亚煤田,煤层厚度达到了1千米,延展面积18万平方公里,占据了美国9个州。

那么为什么阿巴拉契亚煤田为什么会有这么多煤?煤炭又是怎样诞生的?

阿巴拉契亚山脉的景色

煤的来历

如果仔细观察煤的外表就会发现,它表面的纹路看起来特别像树的纤维,因为煤的前身,就是远古时期的植物。

植物在大约4亿多年前登陆陆地,之后发展壮大,全世界有一半的煤来源于一个特殊的时代——石炭纪。

阿巴拉契亚煤田的煤,就是来自这一时代。

煤炭上的纤维纹路

石炭纪以化石经常和炭层一起出现而得名,它是地球陆地上植物最繁盛的时期,也正是这一时期诞生了乔木,让植物储备碳的能力更上一层楼。

植物生长需要碳元素,这来自于它们吸取两米以下的碳元素以及空气中的二氧化碳。

由于石炭纪的植物们十分繁茂,它们也缔造了地球历史上含氧量最高的时期。

根据化石研究,科学家们认为石炭纪的氧气平均含量在35%以上,一些地区的氧气含量突破了40%,这导致当时的节肢动物们长得非常巨大。

石炭纪的雨林

有翼展一米的巨脉蜻蜓,它们以当时的小型动物为食,如果它们今天还存在,可能食物链的位置和游隼是一样的。

还有当时的蜘蛛,有人的脑袋一样大,如果是今天,它们的食物得是猫。

繁盛的昆虫也让脊椎动物不缺食物,这一时期地球最繁盛的地区是沼泽和雨林,因为石炭纪最常见的生物是两栖类。

不过也有一批动物因为弱势,不得不去当时远离水的地方,以躲避两栖类的追杀,这其中就有我们哺乳类动物的祖先始祖单弓兽。

石炭纪的巨虫时代

然而石炭纪成也是植物,败也是植物。由于植物榨干了空气中的二氧化碳,又疯狂输出氧气,这让石炭纪的空气非常易燃易爆。

二氧化碳的下降引发了全球变冷,让大面积的雨林倒下。

之后又因为雷电引发了大火,点燃了早石炭纪裸露的煤层,导致石炭纪末的大火。

石炭纪大火

当树倒下后,它们被埋入地下,在高温高压的情况下,经过一系列的化学、物理变化,最后成为了煤炭。

煤的形成时间需要百万年来计算,并且条件极其苛刻,不是随便埋入地层就完事。

地球上的煤除了来自石炭纪,还有侏罗纪、白垩纪以及第三纪,这些时代都是植被茂密,生活着大型植食动物。

而同样是远古时期的二叠纪、三叠纪,它们因为长时间干旱,导致高大的乔木数量少,因此煤层厚度薄,甚至几乎就没有。

为什么同样经历了石炭纪,偏偏让阿巴拉契亚的煤层成为了世界第一呢?

另一个成煤的时代侏罗纪

遥远的古陆

石炭纪时期,在地球的北方开始逐渐形成一块大陆,叫做劳亚古陆,美国所在的北美洲是它的一部分。

石炭纪中期,劳亚古陆的形态基本上已经成型,北美洲此时在距离赤道不远的位置,因此它是当时植物最茂盛的地区。

之后石炭纪雨林崩溃、晚期的灭绝等,让大面积的植物倒下,埋进了土里。

经过亿万年的修炼,最终成为了世界上最大的煤田。

石炭纪时期的地球

阿巴拉契亚煤田延伸了1200公里,宽度在50到200公里,面积18万平方公里,基本可以表明石炭纪时期,这里的雨林规模。

在大约1.85亿年前的侏罗纪,随着一声巨响,北美大陆从劳亚古陆上撕裂,独自漂移走,这道裂口就是今天的大西洋,并且这个撕裂还在继续。

阿巴拉契亚煤田的煤炭质量非常好,都是一些无烟煤,可以直接开采直接使用,无需进行下一步清理。

并且煤层距离地面很浅的位置,最浅的地方只有1.7米。

阿巴拉契亚煤田

不是说好的石炭纪成煤吗?为何它会这么浅?

这主要得益于阿巴拉契亚山脉的形成,这座山脉的形成时间在奥陶纪,比石炭纪的雨林时间还要早2亿年左右。

这些植物被掩埋了以后,阿巴拉契亚山脉继续隆起,外加雨水的侵蚀,最后让煤层之上的岩石层比较薄,平均厚度只有100米不到。

比起煤层的厚度1千米,这点岩石层简直是“薄如蝉翼”。

轻轻一挖就是煤

如果美国火力全开,该煤田一天可以生产4亿吨煤炭。

从18世纪中叶开始,这里成为了美国主要的煤矿生产地,在19世纪迎来巅峰.

不过进入20世纪后,美国经济转型,不再出口自己的资源,于是改为购买别人的资源。

煤田延展

煤炭危机

虽然阿巴拉契亚煤田是世界最大的煤田,但是就算它投入使用,也无法挽救世界的能源危机。

根据科学家们的预估,世界上的煤炭大约还能继续使用200年的时间。

并且,燃烧煤炭也不是最好的能源使用方式。

煤炭是远古时期的树演化而来的,所以碳元素含量最多,此外还有氮、磷、硫等元素。

在燃烧过程中会产生二氧化碳,这是温室效应的罪魁祸首。

温室效应的罪魁祸首二氧化碳

由于人类发展太快,原本需要几百万年才能回到大气的碳元素,仅有几百年就被人类完成了。

这样的后果就是全球变暖,导致冰川融化。

美国是世界上人均碳排放最大的国家,因为他们的人们从来没有遭遇过什么资源不够的事情,所以造成了美国人浪费的习惯。

如果未来能源短缺,美国人由奢入简难,恐怕能源问题会直接将他们整垮。

所以,即便美国现在在能源上家大业大,他们也积极寻找可替代的能源,防止未来某一天无煤炭可用。

美国城市几乎夜夜不熄灯

新型能源

新型能源,又称可再生能源,具有化石能源没有的取之不尽用之不竭,只要地球还在,新型能源就在。

在人类发展的新型能源中,水能可谓是很争气,它是新型能源里面唯一可以在性价比方面与化石能源一较高低的存在。

水能主要依靠的是蓄水,让水的重力势能转化为动能,让发电机旋转,之后再转化为电能输送出去。

水电站可以依托于地势,也可以人为修筑堤坝,只要河流的水流量可以,就能发电。

水能资源

不过水能并不是十全十美的新型能源,水电站的修建,如果没有规划好,是会破坏生态的,也会阻碍一些动物在河流上的生存。

比如亚马孙河流域的水电站,就极大破坏了当地的生态,导致雨林出现颓败。

在新型能源里面,还有一种能源被寄予厚望,如果说水能是性价比较高的能源,那么核能就是上限最高的能源。

人类如果可以实现可控核聚变,那么甚至可以不需要太阳。

可控核聚变

核聚变是一种宇宙中存在的能量转变,主要利用氢原子聚合形成质量更大的原子,释放能量。

太阳就是一个巨大的核聚变电站,人类的可控核聚变就是在模仿太阳。

只不过需要中子作为引发条件,因此具有辐射,这让不少人对核能具有恐惧。

我们现在的核电站使用的只要是核裂变,依靠从铀矿、钚矿中分离出来的重原子来完成,它们本身含量就少,某种程度上是有限的资源。

但是核聚变不一样,它的原料是氢原子,这可以从水里面获得,和水能一样,取之不尽,用之不竭。

核电站

未来,以煤为代表的化石能源会逐渐被这些新型能源代替,或许阿巴拉契亚煤田的煤炭,以后不会被开采。

posted @ 22-08-04 12:58 作者:admin 点击量:
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