Itse mistä hiili tuli?
Tämä kysymys voi aluksi vaikuttaa naiivilta. Jokainen ahkera koululainen sanoo epäröimättä: hiili on kasviperäistä ainetta, "korkeampien ja alempien kasvien muutoksen tuotetta" (Neuvostoliiton tietosanakirja kaikista painoksista). Yksikään oppikirja, yksi suosittu kirja ei kyseenalaistanut tätä totuutta. Koulussa olimme vakuuttuneita ketjusta: "kasvit - turve - ruskohiili - hiili - antrasiitti" … No, katsotaanpa lähemmin hiilen muodostumisen oppikirjateoriaa.
Joten tietyssä pysähtyneessä säiliössä orgaaninen aine mätää. Turve muodostuu vähitellen kasvimassasta. Sukella syvemmälle ja sedimentin peitossa se tiivistyy ja monimutkaisten kemiallisten prosessien tuloksena, kyllästetyllä hiilellä, muuttuu hiileksi. Turve käytännössä ei reagoi pieneen sedimenttikuormitukseen, mutta voimakkaassa paineessa, kuivumisessa ja tiivistymisessä sen tilavuus voi vähentyä monta kertaa - jotain vastaavaa tapahtuu turvebrikettejä puristamalla.
Ei mitään uutta, aivan kuten he kirjoittavat kaikkialle. Otetaan kuitenkin nyt huomioon seuraava seikka. Turveesiintymää ympäröivät sedimenttikivet, jotka kokevat samat pystysuuntaiset kuormat kuin turve. Vain niiden tiivistymisastetta ei voida verrata turpeen tiivistysasteeseen: hiekka pienenee tuskin tilavuudessa ja savit voivat menettää vain 20-30% alkuperäisestä tilavuudestaan tai hiukan enemmän. Siksi on selvää, että turpeesiintymän yläpuolella oleva katto taipuessaan ja muuttuessa kivihiileksi taipuu ja "äskettäin lyödyn" kivihiilisauman päälle muodostuu pohjareiän laskos.
Tällaisten laskosten mittojen tulisi olla erittäin kiinteät: jos metriä pitkästä turvekerroksesta saadaan kymmenen sentin hiilisauma, silloin taipuman taipuman amplitudi on noin 90 cm. Yhtä yksinkertaiset laskelmat osoittavat, että hiilisaumoille ja minkä tahansa paksuuden ja koostumuksen kerroksille odotettavien laskosten mitat ovat niin suuret, että niitä olisi mahdotonta huomata - upotuksen amplitudi ylittää aina itse muodostumisen paksuuden. Tässä on kuitenkin ongelma: nm: n ei tarvinnut nähdä tällaisia taitoksia eikä lukea niistä yhdestäkään kotimaisesta tai ulkomaisesta tieteellisestä julkaisusta. Katto hiilen päällä on rauhallinen kaikkialla.
Tämä tarkoittaa vain yhtä asiaa: hiilen perusmateriaali joko ei vähentynyt lainkaan tai laski yhtä merkityksettömästi kuin ympäröivät kivet. Siksi tämä aine ei voinut olla turve millään tavalla. Muuten, analyysin käänteinen kulku johtaa täsmälleen samaan johtopäätökseen. Jos yritämme lyijykynän ja paperin avulla palauttaa leikkausten alkuasento sillä hetkellä, kun turve ei ole vielä muuttunut hiileksi, voidaan olla varma, että sellaisella ongelmalla ei ole ratkaisua, leikkauksen rakentaminen on mahdotonta. Kuka tahansa voi olla vakuuttunut siitä, että saman ikäiset kerrokset on purettava erilleen ja asetettava eri korkeuksille - tässä tapauksessa kerroksia ei ole tarpeeksi, hankalia mutkia ja tyhjiä alueita ilmaantuu, jota ei itse asiassa ole eikä voi olla.
Ei, edes hyvin kohtuullinen yksittäinen huomautus tai tutkimus ei voi peruuttaa vakiintuneita tieteellisiä näkemyksiä, varsinkin jos ne ovat yli sata vuotta vanhoja. Siksi puhutaanpa vähän enemmän turpeen kutistumisesta. On laskettu, että kun muodostuu ruskeaa hiiltä, tämän kutistumiskerroin on keskimäärin 5-10, joskus 20 ja vielä enemmän, kun muodostuu hiiltä ja antrasiittia. Koska pystysuora kuorma vaikuttaa turpeeseen, kerros on, kuten se oli, litistynyt. Olemme jo sanoneet, että metrin pituisesta turvekerroksesta voidaan saada ruskean hiilen kerros, jonka paksuus on yksi desimetri. Joten mitä tapahtuu: Kanadan ainutlaatuinen Hat Creek -hiilen sauma, jonka paksuus oli noin 450 metriä, aiheutti turvekerroksen, jonka paksuus oli 2–4 km?
Tietysti ketään ei ole kiellettyä olettamasta, että muinaisina aikoina, kun paljon maapallolla pidettiin "suurempina", turvesoot voisivat saavuttaa tällaisen syklopenin koon, mutta mitään siitä ei ole todisteita. Käytännössä turvekerrosten paksuus mitataan metreinä, mutta ei koskaan kymmeninä, puhumattakaan sadoista. Akateemikko D. V. Nalivkin kutsui tätä paradoksia salaperäiseksi.
Mainosvideo:
Suurin määrä fossiilisia hiilejä muodostettiin paleozojaisen aikakauden lopulla, ns. Permin ajanjaksolla 235 - 285 miljoonaa vuotta sitten. Niille, jotka uskovat oppikirjoihin, tämä on outoa, ja miksi. Tšekkoslovakian ylellisissä Augusta- ja Burian-lahja-albumeissa voi nähdä värikkäitä kuvia, jotka kuvaavat tiheää, läpäisemätöntä pipar-saniainen metsää, jotka peittivät planeettamme edellisessä Permin hiilidioksidikaudella. Siellä on jopa termi: "hiilimetsä". Kuitenkin toistaiseksi kukaan ei ole oikeasti vastannut kysymykseen, miksi tämä metsä ei nimestään huolimatta antanut niin paljon hiiltä kuin kuivaa ja kasvivapaa Permiä.
Yritetään hajottaa yllätys toisella. Samana Permin ajanjaksona hiileille yleisin, kivi- ja kaliumsuolojen esiintymät syntyivät samoilla hiili-alueilla. Siellä, missä on paljon suolaa, mikään ei kasva tai kasvaa suurilla vaikeuksilla (muista suolasuolat - eräänlainen autiomaa). Siksi kivihiiltä ja suolaa pidetään antipodoina, antagonisteina. Missä on kivihiiltä, suolalla ei ole mitään tekemistä, he eivät koskaan etsi sitä sieltä - mutta … aina ja silloin he löytävät sen! Monet suuret hiiliesiintymät - Donbassissa, Dnepri-altaalla, Itä-Saksassa - sijaitsevat kirjaimellisesti suolakupoissa. Perman aikana (eikä kukaan kiistä tätä) tapahtui voimakkain kivisuolan kertyminen maan geologiseen historiaan. Seuraava kaavio on hyväksytty: kuivauslämpö, laguunien ja lahtien vesi haihtuu ja suolat saostuvat suolavesistä, samoin kuin Kara-Bogaz-Golissa. Mistä voimme saada kasvitieteellistä loistoa? Ja hiilet kuitenkin aloittivat!
Vielä on epäselvää, kuinka ja missä olosuhteissa turve voidaan muuttaa hiileksi. Yleensä sanotaan, että turve, joka hidastuu hitaasti maan syvyyteen, putoaa peräkkäin kasvavien lämpötilojen ja paineiden alueille, joissa se muuttuu hiileksi: suhteellisen alhaisissa lämpötiloissa - ruskeaseen, korkeammissa lämpötiloissa - kiveksi ja antrasiitiksi. Autoklaavissa tehdyt kokeet kuitenkin epäonnistuivat: turve kuumennettiin: kaikenlaisiin lämpötiloihin, syntyi erilaisia paineita, pidettiin näissä olosuhteissa niin kauan kuin haluttiin, mutta hiiltä, jopa ruskeaa, ei voitu saada.
Tässä suhteessa tehdään erilaisia oletuksia: Oletettujen lämpötilojen alue ruskean hiilen muodostumiseen vaihtelee prosessin eri keston aikana 20-300 ° C: seen ja antrasiittien lämpötilaan 190-600 ° C. Kuitenkin tiedetään, että kun turve ja sen isäntäkivet lämmitetään 300 ° C: seen ja sitä korkeampaan lämpötilaan, se ei lopulta muutu hiileksi, vaan täysin erikoisiksi kiviksi - sarvipolttoaineiksi, joita todellisuudessa ei ole, ja kaikki fossiiliset hiilet ovat sekoitus aineita, ei ettei hänellä ole jälkiä altistumisesta korkeille lämpötiloille. Joidenkin melko vähäpätöisten merkkien mukaan voidaan myös vakuuttaa, että monien esiintymien hiilet eivät ole koskaan olleet suuressa syvyydessä. Hiilenmuodostusprosessin kestosta tiedetään, että Moskovan alueen hiilet, joka on yksi maailman vanhimmista, ovat edelleen ruskeita.antrasiitteja löytyy monien nuorten esiintymien joukosta.
Toinen syy epäilykseen. Turvesoiden, tulevien kivihiilialueiden esi-isien, pitäisi syntyä kaukana vuoristosta sijaitseville laajoille tasangoille, jotta hitaasti virtaavat joet eivät voisi kantaa kivimuuroja täällä (niitä kutsutaan kolmiomaiseksi materiaaliksi). Muuten turve sulaa ja puhdasta hiiltä ei koskaan tule siitä ulos. Samanaikaisesti vaaditaan myös ehdottoman vakaa tektoninen järjestelmä: soiden pohjan on upotettava melko hitaasti ja tasaisesti, jotta vapautuneella tilavuudella on aikaa olla täynnä orgaanista ainetta.
Hiiliä kantavien alueiden tutkimus osoittaa kuitenkin, että hiilen esiintymät syntyivät melko usein montetaanisissa masennuksissa ja juurella, kasvavien vuorten edessä, kapeissa rakoisissa laaksoissa - sanoen, paikoissa, joissa terrigeenimateriaali kerääntyy erittäin intensiivisesti ja joissa turvemaat näin ollen, voidaan paitsi silittää, vaan myös tuhota myrskyisillä vuoristoilla. Juuri tällaisissa sopimattomissa (teorian mukaan) olosuhteissa kohdataan paksuja hiilisaumoja, jotka ovat 50-80 m.