百米厚的煤层就需千米厚的植物,哪有这么多植物?与地质活动有关

煤炭是一种远古生物能,它是由远古时期的植物所形成的。

与存在争议的生物成油说不同,植物成煤说有着充分的证据,基本得到了证实。尽管如此,有人依旧不太相信,这看起来如同石头一般的煤炭,怎么能是植物形成的呢?正所谓透过现象看本质,表面上看起来煤炭的确像是石头,但煤炭的主要成分可是碳、氢和氧,这样的元素构成与植物的元素构成是极为相似的,而与矿石的构成则相距甚远。既然煤炭是由植物形成的,为什么现在的植物死亡后就会腐烂,而无法形成煤炭呢?这是因为现在的植物死亡后就会被自然界中的分解者所分解,重新进入到生命的循环之中,而在远古时期,分解者们还没有分解木质素的能力,所以死亡的植物便得以留存下来,有了化为煤炭的机会。

地球上的煤炭如此之多,这得需要多少植物啊?

这的确是一个问题,按照转化比率来看,1米厚的煤层大概需要20米厚的植物才能形成,也就是说百米厚的煤层就需要千米厚的植物,这就不能不让人产生疑虑了,千米厚的植物,哪来的这么多植物呢?这就要从远古时期的石炭纪说起了。所谓“纪”,通常都是根据所处时期的地质特征来进行命名的,因此从“石炭纪”这个名字上我们就可以看出,这是一个地球煤炭形成的关键时期。

一般来讲,在条件适宜的情况下,植物化为煤炭大概需要30万年的时间,所以在地球不同的历史时期都有煤炭形成,但大多数的煤炭都形成于石炭纪时期,特别是那些百米厚的煤层基本都是石炭纪时期的产物。

为什么会这样呢?首先,石炭纪时期是地球植物最为繁茂的时期,这一时期,裸子植物开始登上历史的舞台,由于裸子植物的生命力顽强,高大、结实又耐旱,所以很快就称霸了整个大陆,这些巨大的植物疯狂地吸收大气中的二氧化碳,并通过光合作用释放出氧气,于是地球大气发生了彻底的改变,氧气含量跃升至35%,甚至曾一度高达40%。

昆虫成为了地球大气结构改变的最大受益者。

昆虫依靠遍布在身体上的气孔呼吸,这种呼吸方式使得氧气的短途运输效率极高,而长途运输则力不从心,不过大气中氧含量的增高弥补了昆虫体内氧气长途运输的劣势,于是昆虫开始疯长,翼展达到0.7米的巨脉蜻蜓就是这一时期出现的。然而,这场裸子植物和昆虫的狂欢正在悄然酝酿着一场灾难,由于植物疯狂地吸收二氧化碳,使者这种温室气体在大气中的含量越来越少,于是地球的气温开始下降,而且速度越来越快,植物们无法适应突如其来的寒冷,于是开始大面积地死亡。死亡的植物最初在地表堆积,而后便随着地质活动被掩埋于地下,这些被掩埋的植物会在厌氧微生物的所用下得到一定程度的分解,形成一种含碳量很高的黑色物质,我们称之为“泥煤”。

泥煤会在地质沉降的作用下不断被压缩,水分减少,进而形成硬块,这种物质就被称之为“褐煤”。

而后,在漫长的时间里,这些褐煤不断被压缩、水分进一步减少、含碳量进一步提升,慢慢地就形成了最终的煤炭。不过,石炭纪的植物虽多,但要想成形百米厚的煤层,还是稍显力不从心,所以就需要一些外力的帮助,比如地质活动。在石炭纪之后,地球进入了一个板块活跃时期,板块的活动使得板块之间的压力变大,于是火山爆发开始越发频繁,整个过程持续了数万年之久。

火山爆发和地球板块的过度活跃给地球上的生物带来了重大灾难,但地下的煤层却因此受益了。

由于板块的挤压,各个地层之中的煤层被压缩在了一起,这种压缩合并最终造就了厚达百米的煤层。有证据吗?当然有,这种地质活动不仅将形成于石炭纪不同时期的煤层挤压在了一起,甚至还将更为久远的煤层也挤压在了一起,在煤炭开采的过程中就曾经发现过很多百米厚的煤层,上面绝大部分是形成于石炭纪的,而下面还有少部分是来源于泥盆纪的煤层。所以说这些百米厚的煤层是石炭纪大量的植物和二叠纪时期的地质活动共同打造出来的。

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