煤炭从哪里来?

古热带沼泽的肯塔基州,没有人听到树下降是否做了一个声音。大约3亿年后,噪音是不可避免的——那些树现在煤炭、化石燃料的长期帮助人类发电,但其内心的恶魔还让气候变化。

美国煤炭仍然提供了大量电力,因为超过四分之一全球储备的坐着在美国的土壤,这是一个可以理解的诱人的电源。有机岩石具有强大和丰富的,事实上,美国煤炭资源具有更高的总能量比世界上所有的已知的可采石油。

但是煤也有阴暗的一面——它的高碳含量意味着它比其他化石燃料排放更多的二氧化碳,给它一个不成比例的大的碳足迹。加入的生态成本山巅移除、粉煤灰储存和煤炭运输和黑块失去更多的光泽。

美国能源部和电力行业近年来投入巨资清理煤炭,从其二氧化硫和氮氧化物微粒和汞,也获得了一些成功。它的温室气体排放,然而,迄今为止,不顾成本效益的控制努力。

现在煤炭发电一样很多头条兆瓦,没有多少机会停下来考虑所有这地下能量来自哪里。但现在完全理解碳基的鬼魂困扰我们的大气层,它有助于看看背后的化石燃料。

是煤是怎样形成的呢?

任何好的化石燃料的基本方法很简单:将泥炭与酸性,低氧水,盖盖煮沉积物和高了至少1亿年。当这些条件发生在集体土地在石炭纪-尤其是在巨大的热带泥炭沼泽,给它的名字-他们推出了长而缓慢的煤化作用过程。

“大部分在石炭纪煤形成接近赤道,“地质学家Leslie Ruppert说专门从事煤炭化学美国地质调查局(U.S. Geological Survey)。这些厚煤”的陆地接近赤道,条件是我们所说的‘ever-wet,意思是成吨成吨的雨。”

而一个超大陆叫冈瓦纳大陆占据了地球的南极附近的土地,一些流浪徘徊在赤道,特别是北美、中国和欧洲在正确(见插图)。天气温暖,“ever-wet”帮助创造巨大的泥炭沼泽在这些陆地,这并非巧合的是一些今天的煤炭生产商。在现在的美国,大部分地区石炭纪泥炭沼泽的东部沿海地区和中西部,为今天的阿巴拉契亚和中西部煤矿提供素材操作。

煤的形成开始时很多植物死于密集,停滞不前像石炭纪的沼泽。细菌群吃一切,消耗氧气过程中——有时有点太多对自己的好。根据细菌的数量和频率宴会,沼泽的表层水可以变成死水,消灭的需氧细菌使用它。与这些微生物分解体消失,植物停止衰变时死了,而不是堆积在糊状的堆称为泥炭。

很快“泥炭葬葬在厌氧环境中,它意外地发生了,”美国地质调查局的地质学家研究保罗哈克利说。beplay体育官网电脑“厌氧环境预防细菌降解。beplay体育官网电脑随着泥炭沼泽继续增长,你可能有数百英尺的泥炭。”

泥炭本身长期以来一直被用来作为燃料来源在世界的一些地区,但它仍然是煤炭相去甚远。转换发生,沉积物最终必须涵盖泥炭,哈克利解释说,压缩到地壳。沉积可以发生在各种各样的方式,并且它席卷许多泥炭沼泽石炭纪结束后大约3亿年前。大陆漂移和气候转变,更深的泥炭被推下来,岩石破碎它从上面和地热烤它。经过数百万年的进化,这种地质克罗克电锅用压力锅烹饪泥炭沉积创建煤层。

而阿巴拉契亚的山区矿山利用的一些最古老的国家,最大和最标志性的煤层,美国煤炭并不是,Ruppert指出。石炭纪,先于恐龙,是泥炭沼泽的鼎盛时期,但新的煤化作用持续长到恐龙时代之后。

“在美国很多煤矿都不是石炭纪,”Ruppert说。“我们已经长大,石炭纪煤在东部阿巴拉契亚山脉,伊利诺斯州盆地,而在西方,煤是年轻得多。”

事实上,西方现在美国最大的产煤地区少,源源不断的成熟的煤从中生代和新生代。这个国家最多产的煤矿在粉河盆地地下碗,横跨Montana-Wyoming状态。与石炭纪煤,Ruppert说,年轻的存款在西方大多是大型盆地内部形成了玫瑰的浅海和地下逐渐回落。

“北美不再在赤道(当西方煤形成的),但它也迅速下沉盆地构造活动,”她说。“深层沉积盆地形成,植被最终转化为泥炭因为盆地是如此之深,继续下沉了很长一段时间。降雨是正确的,气候是正确的,然后一切埋了。”

类型的煤炭

煤化作用是一个持续的过程,许多我们目前挖掘和燃烧的煤地质标准仍然被认为是“不成熟”。下面列出了四种主要类型,成熟的标志:

褐煤

这软、易碎和浅色的化石是最不成熟的泥炭产品被认为是煤炭。一些年轻褐煤仍然包含可见的树皮和其他植物,虽然美国地质调查局的地质学家苏珊Tewalt说这是罕见的在美国。“有些褐煤,你仍然可以看到木质结构,但大多数我们年级褐煤有点高,”她说。褐煤是低级煤首先,只包含大约30%的碳,因为它没有经历了强烈的热量和压力,形成更强的类型。发现大部分地区的海湾海岸平原和北部大平原,但只有20操作美国褐煤开采,大多数在德克萨斯州和北达科塔州,因为它往往是不经济的挖掘。褐煤约占了美国煤炭储量的9%,总产量的7%,其中大部分电厂燃烧发电。

亚煤烟煤

稍微比褐煤越来越深,次烟煤也更强大的(碳含量45%)及以上,通常至少可以追溯到1亿年。大约37%的美国的煤炭储量是亚煤烟煤,都是位于密西西比河以西。怀俄明州是这个国家最大的生产国,但亚煤烟煤存款分散在大平原和落基山脉东部。粉河盆地,美国煤炭的最大来源,是亚煤烟煤沉积。

沥青

作为最丰富的类型煤的发现在美国,沥青占全国探明储量的一半以上。极端高温和压力下形成的,它可以3亿岁,包含45到86%碳,给它三倍褐煤的热值。西维吉尼亚州、肯塔基州和宾夕法尼亚州美国烟煤是主要的生产商,主要集中密西西比河以东。广泛用于发电,也是一个重要的燃料和原材料钢铁行业。

无烟煤

煤的外公并不容易。无烟煤是最黑暗的,困难的,通常最古老的类型、碳含量为97%到86。很罕见的在美国,所以占不到百分之一的美国煤炭生产和探明储量的1.5%。该国所有的无烟煤煤矿位于宾夕法尼亚州的东北部煤地区。

美国拥有世界上已知的最大的煤炭储量,总共近2640亿吨。作为矿工发掘这些古老的热带沼泽和发电厂释放蒸汽进入空气,国家和全球呼声是煤炭的发展未来。不管会发生什么,未来能源法规,然而,煤的nonrenewability最终将燃料寻找替代品——在当前的使用情况,如果没有呢,甚至美国储备只是预计将持续225年。

照片由美国航天局,美国能源部、美国地质调查局