煤炭来自哪里?

堆黑煤
今天大部分煤炭在石炭系时期在赤道附近形成,大约3亿年前。 rasta777 / shutterstock.

在古代肯塔基州的热带沼泽中,没有人在围绕着落山是发出声音的。然而,大约300万年后,噪音是不可避免的 - 现在的树木是煤炭,这是一种长期帮助人类产生电力的化石燃料,但其内心恶魔也会召唤气候变化。

煤炭仍然提供大块的美国电力,自从 超过一个季度 全球储备坐在美国土壤下'一个可理解的诱人的电源。有机岩石是如此有效和丰富,其实美国煤炭资源总能量含量越高,而不是全世界'众所周知的可收回油。

但煤炭也有一个黑暗的一面 - 它的高碳含量意味着它比其他化石燃料更多的二氧化碳,使其成为一种不成比例的大碳足迹。加入生态成本 山顶删除,粉煤灰储存和煤炭运输,黑色肿块会失去更多的光泽。

美国能源部和电力行业多年来一直在巨大地投资,从二氧化硫和氮氧化物到其颗粒物和汞,取得了一些成功。然而,它的温室气体排放到目前为止,无视具有成本效益的遏制努力。

煤炭现已产生几乎与兆瓦的头条新闻一样,那里有'许多机会停止并考虑所有这一切的地下能源来自第一名。但要充分了解现在困扰我们的氛围的碳鬼,它有助于看看燃料背后的化石。

如何形成煤炭?

任何良好化石燃料的基本配方很简单:将泥炭与酸性,缺氧水混合,覆盖沉积物,厨师高至少100万年。当这些条件发生在土地enmasse在石炭纪时期 - 特别是在庞大的热带泥炭沼泽中,他们发出了它的名字 - 他们发射了长期缓慢的加盟过程。

"在石炭系中,大多数煤形成靠近赤道,"地质学家Leslie Ruppert表示,他专门从事美国地质调查的煤炭化学。"具有这些厚煤的陆地群体接近赤道,条件是我们所说的'ever-wet,'意思是吨和雨。"

虽然一个超大的叫声 Gondwanaland. hogged much of Earth'他当时南极附近的土地,围绕赤道徘徊的几个摔跤手,尤其是北美,中国和欧洲(见右图)。温暖,"ever-wet"天气有助于在这些土地群体中创造巨大的泥炭沼泽,这是今天的一些并不巧合'S顶部​​煤炭生产商。在什么'现在,美国,石炭系泥炭沼泽覆盖了大部分东部的海岸和中西部,今天为饲料提供饲料'S Appalachian和中西部煤矿业务。

煤炭形成始于很多植物死亡时 密集,停滞沼泽 像石炭系那些。细菌群进入一切,在过程中消耗氧气 - 有时候有点太多了。取决于细菌融合的量和频率,沼泽地'S表面水可以变成氧气耗尽,擦掉相同的有氧细菌,它全部使用它。随着这些分解微生物消失,当它死亡时,植物物质停止腐烂,而是堆积在称为泥炭的糊状堆中。

"泥炭迅速埋葬并埋在一个厌氧环境中,在这里和那里发生偶然,"usgs研究地质学家保罗·克斯利。"厌氧环境防止细菌降解。随着泥炭沼泽继续生长,您可能有数百英尺的泥炭。"

泥炭本身长期以来一直被用作世界某些地区的燃料来源,但它'仍然来自煤​​炭的漫长。对于这种转变发生,沉积物必须最终覆盖泥炭,哈克利解释说,将其压缩到地球上's外壳。这种沉降可以以各种方式发生,当石炭系时期结束了大约300万年前时,它会扫过许多泥炭沼泽。随着大陆的漂移和气候变化,泥炭甚至更深地被驱逐下来,岩石从上面碾压,从上方碾碎它,从下面烧烤它。超过数百万年,这种地质缸罐压力煮熟的泥炭沉积物创造煤层。

虽然阿巴拉契亚's 山地矿山 挖掘其中一些国家'美国煤炭的最古老,最大,最具标志性的煤层'鲁珀特指出所有形式,鲁珀特指出。预期恐龙的石炭纪,是泥炭沼泽'鼎盛时期,但新的聚会持续到恐龙的年龄段和之后。

"穿过美国,大量的煤炭存款不是石炭纪的," Ruppert says. "我们在东方的大型石炭系煤炭 - 阿巴拉契亚州,伊利诺伊州盆地 - 在西部,煤炭较年轻。"

事实上,西方现在 美国'S顶部​​的煤炭区域,从中生代和新生代时代搅拌出稳定的成熟煤流。这个国家'最多的煤矿是在的 粉河流域,一个跨越蒙大拿州怀俄明州线的地下碗。与石炭纪煤不同,鲁珀特说,西方的较年轻的沉积物大多在大型盆地内形成,浅浅海洋,逐渐倒回地下。

"北美不再处于赤道[当西部煤炭组成],但它也有快速消融的盆地,这些盆地是根本活跃的," she says. "形成深沉积盆地,最终将植被转化为泥炭,因为盆地是如此深,并且持续消退了很长时间。降雨是对的,气候是对的,然后一切都被埋葬了。"

煤炭类型

Coalifization是一个持续的过程,许多我们目前挖掘和烧伤仍然考虑过 "immature"通过地质标准。下面列出了四种主要类型,按成熟度顺序列出:

褐煤

这种柔软,易碎和浅色的化石是最少的泥炭产品被认为是煤炭。尽管USGS地质学苏珊Tewalt说,一些最年轻的褐煤仍然含有可见的树皮和其他植物物质。'在美国罕见。"有一些木质植物,你仍然可以看到木质结构,但我们的大多数褐煤是比这更高的比例更高"她说。褐煤是低级煤,开始以来,仅含有约30%的碳'T经历了强烈的热量和压力,锻造了更强的类型。它'在大量的海湾沿海平原和北方大平原中发现,但只有20枚人工,大多数是德克萨斯州和北达科他州的20多人。'常常不经济挖掘。 Lignite占据了大约9%的美国煤炭储量和7%的整体生产,其中大部分都是在发电厂燃烧的电力。

次沥青

比褐煤稍致较大,亚沥青煤也更强大(碳含量高达45%)和老年人,通常会追溯到至少1亿年。大约37%的美国'展示的煤炭储量是亚沥青,所有这些都位于密西西比河以西。怀俄明是这个国家 'S顶级生产商,但亚烟沉积物散落在整个大平原和东岩石山脉。粉末河流域是美国煤炭最大的单一来源,是亚沥青矿床。

沥青

作为美国发现最丰富的煤炭类型,沥青占全国的一半以上'据证明储备。在极端的热量和压力下形成,它可以是300万岁的碳,含有45%至86%的碳,达到褐煤的加热值的三倍。西弗吉尼亚州,肯塔基州和宾夕法尼亚州是美国烟煤的主要生产商,主要集中在密西西比州以东。它'广泛用于发电,也是钢铁行业的重要燃料和原料。

无烟煤

煤炭爷爷是'易于到来。无烟煤是最黑暗,最难和最古老的类型,碳含量为86%至97%。它'在美国如此罕见的是,它占美国煤炭生产总体占美国煤炭产量的百分之一倍,只有1.5%的储备。全国各地'S的无烟煤矿山位于宾夕法尼亚州东北部's 煤炭地区.

美国拥有世界'最大的已知整体煤炭储量,共计近2640亿吨。随着矿工呼吸这些古老的热带沼泽和电厂释放他们的蒸汽进入空气,国家和全球喧嚣在煤炭未来发展。不管将来的能源法规发生了什么,煤炭'如果没有别的东西,那么如果没有其他任何费用,那么如果没有其他任何东西,那么如果没有其他任何费用,那么我们仍然预计持续225年,甚至只有美国储备才能促进替代品。

照片Courtesy Nasa,Doe,Usgs