Одним из наиболее ценных источников энергии для Η παγκόσμια βιομηχανία είναι επί του παρόντος στερεά ορυκτά καύσιμα. Η ανθρωπότητα είναι απίθανο να μπορεί να κάνει χωρίς αυτά. Μεταξύ άλλων, ο ακόμα λαμπρός Ντμίτρι Ιβάνοβιτς Μεντελέγιεφ είπε: «Μπορείτε επίσης να θερμάνετε τα τραπεζογραμμάτια». Ο επιστήμονας υπονοούσε ότι θα ήταν πιο χρήσιμο να χρησιμοποιηθούν αυτοί οι πόροι για τη σύνθεση ουσιών που απαιτούνται από τον άνθρωπο.
Γενικά χαρακτηριστικά των ορυκτών καυσίμων
Όλα αυτά τα καύσιμα περιέχουν τεράστια ποσότηταάνθρακας. Όλα αυτά σχηματίστηκαν από υπολείμματα φυτών, τα οποία εκτέθηκαν σε υψηλή πίεση και υψηλή θερμοκρασία για εκατομμύρια χρόνια. Ορισμένα αρχαία φυτικά καύσιμα είναι πολύ περισσότερα από 650 εκατομμύρια χρόνια. Περίπου το 80% αυτών των απολιθωμάτων σχηματίστηκαν κατά την Τριτογενή περίοδο. Σε αυτούς τους καιρούς οφείλουμε το γεγονός ότι οι ορυκτοί πόροι εξακολουθούν να μας παρέχουν όλα όσα χρειαζόμαστε.
Ακολουθεί το κύριο χαρακτηριστικό του σχηματισμού τουςσκεφτείτε το γεγονός ότι εκείνες τις μέρες υπήρχε ακόμα λίγο οξυγόνο στον πλανήτη, το οποίο επί του παρόντος οξειδώνει πολύ γρήγορα την οργανική ύλη, αλλά υπάρχει πολύς άνθρακας και ενώσεις που βασίζονται σε αυτό. Τα ιζηματογενή πετρώματα διατήρησαν γρήγορα τεράστιες μάζες ουσιών στη γη.
Για να σας βοηθήσουμε να πλοηγηθείτε καλύτερα σε αυτό το ζήτημα, ετοιμάσαμε έναν πίνακα. Οι ορυκτοί πόροι δεν βρίσκονται καθόλου τυχαία στα έγκατα της γης.
Ανακούφιση σχήμα | Η δομή του φλοιού, η ηλικία του | Οι κύριοι τύποι απολιθωμάτων | Παραδείγματα |
Πεδιάδα | Αρχαιοζωικές, Πρωτοζωικές ασπίδες | Πολλά μεταλλεύματα σιδήρου, μαγγανίου | Βαλτική ασπίδα της ρωσικής πλατφόρμας |
Πλάκες αρχαίων πλατφορμών, ο σχηματισμός των οποίων έγινε κατά την Παλαιοζωική | Πετρέλαιο, φυσικό αέριο, άνθρακας και άλλα ορυκτά καύσιμα | Δυτική Σιβηρία | |
Τα βουνά | Νεαρά βουνά αλπικής ηλικίας | Πολλά πολυμεταλλικά μεταλλεύματα | Καύκασος |
Παλιά, κατεστραμμένα βουνά από τη Μεσοζωική εποχή | Περιέχουν σχεδόν όλους τους τύπους πολύτιμων ορυκτών, συμπεριλαμβανομένων των πολυμεταλλικών μεταλλευμάτων | Ορεινός Καζακστάν |
Ωστόσο, μεταξύ ορισμένων επιστημόνων, είναι δημοφιλέςτη θεωρία της αβιογενούς προέλευσης πολλών ορυκτών καυσίμων, η οποία εξηγεί την εμφάνισή τους με έναν συνδυασμό διαφόρων παραγόντων που οδήγησαν στην εμφάνιση σύνθετων ενώσεων άνθρακα από απλές ανόργανες ουσίες.
Σημασία για τη βιομηχανία και τον άνθρωπο
Όπως έχουμε ήδη πει, πολλές από αυτές τις ουσίες -ένας πραγματικός θησαυρός για τη σύγχρονη χημική βιομηχανία. Ο ίδιος άνθρακας περιέχει πολλές ενώσεις, οι οποίες σε άλλες περιπτώσεις μπορούν να ληφθούν μόνο ως αποτέλεσμα πολύπλοκης και δαπανηρής σύνθεσης. Για παράδειγμα, τα χουμικά οξέα, τα οποία δεν βρίσκονται τόσο συχνά στη φύση και είναι μάλλον δύσκολα για τεχνητή σύνθεση, λαμβάνονται σε μεγάλες ποσότητες από φτηνό και ευρέως διαδεδομένο καφέ άνθρακα.
Βασικά, η οικονομική γεωγραφία θα σας πει για όλα αυτά. Οι ορυκτοί πόροι διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στη διαμόρφωση μιας κανονικής οικονομίας παραγωγής σε οποιαδήποτε χώρα.
Θα πρέπει να θυμόμαστε ότι η πλήρης χρήσηπολλοί πόροι φυτικής προέλευσης είναι δυνατοί μόνο εάν ένα άτομο γνωρίζει καλά τις αποχρώσεις του σχηματισμού τους. Αρχικά, θα εξετάσουμε τα κάρβουνα που έχουμε ήδη αναφέρει περισσότερες από μία φορές, καθώς η διαδικασία σχηματισμού τους είναι πολύ ενδιαφέρουσα. Οι άνθρακες, όπως και άλλα βασικά ορυκτά φυτικής προέλευσης, σχηματίστηκαν από διάφορα φυτά κατά τη διαδικασία του θανάτου.
Χαρακτηριστικά σχηματισμού ανθράκων χούμου
Πριν από πολύ καιρό, όταν η γη περιφερόταν ακόμαγιγάντιοι δεινόσαυροι, όμορφα καταπράσινα δάση αναπτύχθηκαν σε τεράστιες εκτάσεις. Για την ανάπτυξη και την ανάπτυξή τους, οι συνθήκες ήταν ιδανικές: υπάρχει πολλή οργανική ύλη στο έδαφος και στην ατμόσφαιρα επικρατεί διοξείδιο του άνθρακα. Ωστόσο, οι ίδιες συνθήκες συνέβαλαν στο γεγονός ότι τα φυτά πέθαναν πολύ γρήγορα. Τα μέρη τους έπεσαν στο έδαφος, όπου γρήγορα αποσυντέθηκαν, αφού δεν προστατεύονταν με τίποτα από την οξειδωτική δράση του αέρα.
Πώς λοιπόν σχηματίστηκε άμεσα ο άνθρακας;
Με τον τρόπο που περιγράφηκε παραπάνω, ο σχηματισμόςξηρή τύρφη, η οποία είναι ακόμα αρκετή στην επιφάνεια του πλανήτη μας. Κατά κανόνα, δεν έλαβε χώρα καμία περαιτέρω μεταμόρφωση με αυτό, καθώς τις περισσότερες φορές καλυπτόταν με ένα στρώμα άμμου και γης, διατηρώντας αξιόπιστα την οργανική ύλη από τις επιδράσεις του οξυγόνου και των μικροοργανισμών. Μια τέτοια μάζα ήταν εξαιρετικά πλαστική και επομένως κάποιο είδος στρωματοποίησης ή ανάμειξης δεν συνέβη στο μέλλον.
Δεδομένου ότι υπήρχε πολύ λίγη μη αποσυντιθέμενη οργανική ύλη στην τύρφη, δεν υπήρχαν περαιτέρω διεργασίες αποσύνθεσης. Έτσι, η θερμοκρασία στα στρώματα παρέμενε πάντα στα ίδια επίπεδα.
Πίεση και χρόνος...
Ωστόσο, με την πάροδο του χρόνου, τα στρώματα πύκνωσαν σταδιακά.λόγω παρακολούθησης. Σταδιακά, τα χουμικά οξέα μετατράπηκαν σε χουμίτες, οι ρητίνες υποβλήθηκαν σε διαδικασία αποκαρβοξυλίωσης και μόνο τα κεριά παρέμειναν αναλλοίωτα για χιλιετίες. Έτσι έγινε ο σχηματισμός των ανθράκων καφέ χούμου. Υπάρχουν ιδιαίτερα πολλά από αυτά στην Επικράτεια του Κρασνογιάρσκ. Αυτά είναι τα πιο άφθονα ορυκτά της περιοχής (και μια σημαντική πηγή εισοδήματος, φυσικά).
Υπό την επίδραση μιας ολόκληρης σειράς εξωτερικών παραγόντωνπεριβάλλον, έγινε η σταδιακή μεταμόρφωσή τους, με αποτέλεσμα να ληφθούν κάρβουνα χούμου. Ο κύριος ρόλος σε αυτή τη διαδικασία ανήκει στην υψηλή πίεση και όχι λιγότερο υψηλή θερμοκρασία. Κάτω από αυτές τις συνθήκες, τα χουμικά οξέα άρχισαν να αποσυντίθενται γρήγορα και οι ρητίνες και τα κεριά υποβλήθηκαν σε φυσικό πολυμερισμό.
Σχετικά με τη διαδικασία σχηματισμού κάρβουνων μικτού τύπου
Πρέπει να σημειωθεί ότι στη φύση η διαδικασίαο σχηματισμός καθαρών χουμικών ενώσεων ήταν εξαιρετικά σπάνιος. Πολύ πιο συχνά υπήρχε μικτή διαδικασία. Οι επιστήμονες προτείνουν ότι πήγε σε πολλές κατευθύνσεις ταυτόχρονα. Κατά κανόνα, όλα αυτά συνέβησαν στον πυθμένα των αρχαίων δεξαμενών, στη θέση των οποίων βρίσκονται τώρα κοιτάσματα ορυκτών.
Οι χουμικές ουσίες μεταφέρθηκαν σταδιακά από εκείβρόχινο νερό και σιγά σιγά, στο πέρασμα των αιώνων, εγκαταστάθηκε στο βυθό. Το πλαγκτόν, το οποίο αναπτυσσόταν ενεργά με τέτοια αφθονία οργανικής ύλης, αναμειγνύεται σταδιακά με ολόκληρη αυτή τη μάζα. Θα μπορούσε όμως να ήταν τελείως διαφορετικό.
Μετά τους ισχυρούςτυφώνες και καταρρακτώδεις βροχές, τεράστια ποσότητα χουμικών ουσιών και διάφορες ορυκτές ενώσεις μπήκαν σε υδάτινα σώματα. Στην αρχή, ήταν βαριά ορυκτά που κατακάθονταν στον πυθμένα και μόνο τα χουμικά οξέα δρούσαν πάνω τους ως ισχυρά οξειδωτικά. Σταδιακά, όλη αυτή η μάζα υπέστη πολυμερισμό. Δεδομένου ότι υπήρχε πολύ λίγο οξυγόνο στον πυθμένα των δεξαμενών, οι ουσίες βρέθηκαν τελικά υπό την επίδραση της διαδικασίας αφυδάτωσης. Έτσι σχηματίστηκε ο μεικτός άνθρακας.
Αυτά τα ορυκτά της Ρωσίας είναι εξαιρετικά κοινά στο ανατολικό τμήμα της χώρας μας.
Σχετικά με τη χημική σύνθεση των κάρβουνων
Ταξινόμηση των ουσιών που αποτελούν τους άνθρακα
Οι πιο χαρακτηριστικές ουσίες που αποτελούν μέρος οποιασδήποτε από τις ποικιλίες του ονομάζονται διαμορφωτές άνθρακα. Εδώ είναι μια πλήρης λίστα:
- Παραδόξως, πρωτεΐνες.Κατά την υδρόλυση του άνθρακα, οι επιστήμονες παρατήρησαν ότι το μείγμα που προέκυψε περιέχει μια ορισμένη ποσότητα αμινοξέων. Η εύρεση αυτών των ουσιών στα στρώματα των ορυκτών καυσίμων εξηγείται πολύ απλά: πρόκειται για πρωτόζωα που διατηρήθηκαν στην αρχαιότητα, καθώς και για υπολείμματα πιο ανεπτυγμένων οργανισμών. Σε κάθε περίπτωση, πολλά κοιτάσματα ορυκτών συχνά διαθέτουν μια συλλογή αντάξια ενός παλαιοντολογικού μουσείου.
- Κυτταρίνη, φυσικά.Αυτός ο σύνθετος υδατάνθρακας, που είναι το κύριο δομικό υλικό οποιασδήποτε μορφής φυτικής ζωής, αποτελεί σημαντικό μέρος κατά βάρος τόσο του άνθρακα όσο και του πετρελαϊκού σχιστόλιθου (θα μιλήσουμε για αυτούς παρακάτω).
- Τα κεριά που έχουμε αναφέρει πολλές φορές. Είναι εστέρες ορισμένων καρβοξυλικών οξέων και αλειφατικών αλκοολών.
- Ρητίνες.Αυτό είναι ένα πολύ σύνθετο μείγμα όλων των ίδιων καρβοξυλικών οξέων, καθώς και σαπωνοποιήσιμων και μη σαπωνοποιήσιμων ουσιών. Κάτω από ορισμένες ειδικές συνθήκες, αποκαρβοξυλιώνονται εύκολα και πολυμερίζονται γρήγορα. Αποτελούν ένα είδος «συνδετικού κρίκου» για τον άνθρακα, καθώς συγκρατούν τα συστατικά του ενωμένα κατά τη διάρκεια της πρωταρχικής διαδικασίας συμπίεσης.
Είναι η σχεδόν ίδια σύνθεση όλωντα ορυκτά καύσιμα μιλούν για τη φυτική και εν μέρει ζωική τους προέλευση. Οι υποστηρικτές της αβιοτικής εμφάνισης του ίδιου λαδιού δεν καταφέρνουν να βρουν επαρκώς πειστικά επιχειρήματα για να αντικρούσουν αυτά τα πραγματικά δεδομένα. Σε κάθε περίπτωση, οποιοσδήποτε χάρτης ορυκτών (οργανικών) θα δείξει ότι τα κοιτάσματα τους βρίσκονται κυρίως σε θέσεις αρχαίων θαλασσών πλούσιων σε οργανική ουσία.
Βασικές πληροφορίες για την εξόρυξη άνθρακα
Στο έδαφος της χώρας μας, το επίπεδο των βαθύτερωντο δικό μου είναι περίπου 1200 μέτρα. Οποιοσδήποτε χάρτης των ορυκτών πόρων της Ρωσίας θα δείξει ότι οι περισσότεροι από αυτούς βρίσκονται στη Σιβηρία. Αυτή η γη θεωρείται επάξια μια πραγματική αποθήκη, ο σιταποθήκη της φύσης.
Άλλες σημαντικές ουσίες
Πρέπει να σημειωθεί ότι στις ραφές άνθρακασυχνά υπάρχουν συσσωρεύσεις ουσιών τεράστιας βιομηχανικής αξίας. Αυτά περιλαμβάνουν μερικά πολύτιμα γεωλογικά πετρώματα (μάρμαρο, για παράδειγμα), τεράστιες ποσότητες μεθανίου, καθώς και σπάνια, διάσπαρτα χημικά στοιχεία. Για παράδειγμα, ορισμένες ποικιλίες καφέ άνθρακα περιέχουν πολύ γερμάνιο, χωρίς το οποίο η σύγχρονη βιομηχανία ραδιοηλεκτρονικών είναι αδιανόητη, αφού στη βάση της δημιουργούνται πολλοί τύποι ημιαγωγών.
Η χρήση του άνθρακα στη σύγχρονη βιομηχανία
Έχουν περάσει οι μέρες που αυτό το είδος χρήσιμοτα ορυκτά καύσιμα χρησιμοποιούνταν αποκλειστικά ως καύσιμο. Όπως έχουμε ήδη σημειώσει, μερικά σπάνια χημικά στοιχεία εξορύσσονται από αυτό, ο άνθρακας χρησιμεύει ως πρώτη ύλη για την παραγωγή πολλών τύπων πλαστικών. Είναι γνωστό από τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή τεχνητής βενζίνης.
Αυτά τα ορυκτά της Ρωσίας είναι που εξασφάλισαν σε μεγάλο βαθμό την εντατική ανάπτυξη της βιομηχανίας μετά την επανάσταση. Συμβάλλουν επίσης στη διατήρηση της οικονομίας σε σταθερά υψηλό επίπεδο.
Λάδι σχιστόλιθου
Είναι ένα στερεό καύσιμο απολιθωμένο λαχανικόπροέλευση από την ομάδα των στερεών καυστοβιόλιθων. Το κύριο χαρακτηριστικό του σχιστόλιθου που τον έχει κάνει τόσο δημοφιλή τα τελευταία χρόνια είναι η ρητίνη που περιέχει. Λαμβάνεται με απόσταξη. Η αξία του έγκειται στο γεγονός ότι στις φυσικές και χημικές του ιδιότητες είναι πολύ κοντά στο πετρέλαιο, αλλά ταυτόχρονα το κόστος παραγωγής του είναι πολύ χαμηλότερο από αυτό του κοιτάσματος πετρελαίου.
Διαφορική σύνθεση
Η κύρια διαφορά μεταξύ του σχιστόλιθου και του ίδιου άνθρακαείναι ότι περιέχει περισσότερα μέταλλα. Το οργανικό του μέρος είναι κερογόνο. Μόνο σε σχιστόλιθο υψηλής ποιότητας φτάνει το 70%, ενώ σε όλες τις άλλες περιπτώσεις η βιολογική περιεκτικότητα δεν ξεπερνά το 30%. Το κερογόνο είναι τα απολιθώματα των παλαιότερων μονοκύτταρων φυκών.
Αυτά είναι τα ορυκτά που σχηματίζονται από αρχαία φυτά. Ελπίζουμε ότι από αυτό το άρθρο έχετε λάβει όλες τις πληροφορίες που σας ενδιαφέρουν.
