Zanim powstal wegiel wprowadzenie
By Michał Kazubski |
ZANIM POWSTAŁ WĘGIEL
Wprowadzenie
Wykorzystanie surowców energetycznych to jeden z głównych tematów polityczno-gospodarczych ostatnich lat. Złoża węgla nie są jednak tylko źródłem energii – dla paleobotaników stanowią one niewyczerpaną skarbnicę wiedzy o roślinach z przeszłości geologicznej. Przed powstaniem węgla musiała bowiem istnieć roślinność, będąca źródłem materii organicznej. Jej pozostałościami są prezentowane skamieniałości.
Energia docierająca do Ziemi ze Słońca jest przekształcana przez rośliny do podtrzymania własnych procesów życiowych, w tym także do budowania tkanek. Szczególnie intensywnie proces ten zachodzi u roślin lądowych. Obumarłe tkanki są w większości szybko rozkładane przez zwierzęta, grzyby i bakterie. W trakcie rozkładu dochodzi do uwolnienia energii zgromadzonej w komórkach. Najwydajniej proces ten zachodzi na powierzchni ziemi, przy swobodnym dostępie tlenu. Ubocznym produktem przemiany materii w energię są proste, łatwo przyswajalne związki mineralne, które mogą być na powrót użyte przez organizmy żywe. Mimo dużej wydajności procesu rozkładu, znaczna część tkanek roślinnych może pozostać nierozłożona. Dzieje się tak wtedy, gdy zostają zbyt szybko przetransportowane z powierzchni ziemi i pogrzebane w miejscach pozbawionych dostępu tlenu. Nagromadzona w takich miejscach materia roślinna może pozostawać nierozłożona przez bardzo długi czas, ulegając jedynie powolnym przemianom, by w ostateczności przeobrazić się w węgiel.
Proces tworzenia się węgla przebiega w dwóch etapach. W pierwszym – z nagromadzeń szczątków roślinnych w warunkach beztlenowych i przy udziale bakterii, grzybów i bezkręgowców powstaje torf. W trakcie tworzenia torfu dochodzi do rozkładu najmniej trwałych substancji budujących tkanki roślinne. Torf jest zbudowany z prawie niezmienionych organów roślinnych, zawiera jedynie nieco ponad 50% pierwiastkowego węgla. Aby nastąpił drugi etap, torf musi zostać przykryty nieorganicznymi osadami. W wyniku nacisku, jaki wywierają te osady, torf ulega ubiciu i odwodnieniu, a tworzące go szczątki roślinne ulegają znacznemu przeobrażeniu, w wyniku czego powstaje węgiel brunatny. Zawiera on do 75 % pierwiastka węgla. Im głębiej węgiel brunatny znajduje się pod powierzchnią ziemi, tym podlega wyższym ciśnieniu i temperaturze i szybciej przebiega jego dalsze przeobrażanie. Końcowym efektem tych przemian jest węgiel kamienny zawierający od 75 do 97% pierwiastka węgla.
Badając węgiel i osady mu towarzyszące, można ustalić, z jakich roślin powstał węgiel i w jakich warunkach klimatu i środowiska rośliny te występowały.
BEFORE COAL WAS FORMED
Introduction
The consumption of fossil fuels has become a major political and economic issue in recent years. However, coal deposits are more than just an energy source – for paleobotanists, they are an invaluable treasure-trove of information about ancient plants from the geological past. For coal to be able to form, there first had to be plant life as a source of organic matter. The fossils on display are remnants of this prehistoric vegetation.
The energy that reaches the Earth from the Sun is captured by plants and transformed to sustain their life processes, including tissue-building. This is especially intensive in terrestrial plants. Most dead plant matter gets quickly decomposed by animals, fungi, and bacteria, releasing the energy stored within the cells. This process is most efficient on the Earth’s surface, where oxygen is freely available. As this organic matter is transformed back into energy, simple, easily absorbed mineral compounds get left behind, which can be reused by living organisms. Although decomposition is generally quite efficient, when plant tissue gets rapidly buried in oxygen-poor (anaerobic) locations, a substantial portion may remain intact. In such places, plant material can remain undecomposed for a long time, undergoing slow transformations that eventually lead to the formation of coal.
In fact, the formation of coal plays out in two stages. In the first, plant remains accumulate in anaerobic conditions, and under influence of bacteria, fungi, and invertebrates transform into peat. During this process, the less stable substances in the plant tissues break down. Peat consists of nearly intact plant material, contains just over 50% carbon. For the second stage of coal-formation to occur, peat has to get buried under layers of inorganic sediment. Due to the pressure exerted by these sediments, the peat becomes compacted and dehydrated, with its plant material undergoing significant changes to form brown coal, which contains up to 75 % elemental carbon The deeper the brown coal comes to lie beneath the Earth’s surface, the more pressure and heat it experiences, accelerating its transformation. The final product of this process is bituminous coal, which contains 75 to 97% elemental carbon.
By studying coal and the surrounding sediments, we can determine the types of plants that contributed to the coal’s formation and learn about the climate and environmental conditions in which these plants once thrived.











