Michaił Łomonosow, słynny rosyjski naukowiec 18wieku, w tych starożytnych czasach, podał definicję tego, jak ten minerał powstał w przyrodzie. Mianowicie: z resztek roślin, takich jak torf, powstał również węgiel. Jego edukacja, według Łomonosowa, była spowodowana kilkoma czynnikami. Po pierwsze, resztki roślinności rozkładały się bez udziału „wolnego powietrza” (czyli bez swobodnego dostępu tlenu). Po drugie, panował dość wysoki reżim temperaturowy. I po trzecie, pewną rolę odegrał „ciężar dachu”, czyli zwiększone ciśnienie skały. Stało się to od niepamiętnych czasów, kiedy ludzkość jeszcze nie istniała na planecie Ziemia.
Sprawy minionych dni
W każdym razie historia powstania węgla- kwestia tak odległych dni, że współcześni naukowcy mogą tylko zgadywać i przypuszczać, wyjaśniając proces. Ale dzisiaj został dość dokładnie zbadany. A mechanizmy powstawania węgla (jego powstawania z surowców wstępnych) są znane nauce.
Z torfu
Odpady z wyższych roślin stopniowo zamieniają się wmasy torfowe, które gromadzą się na terenach podmokłych i są porośnięte innymi roślinami, stopniowo schodząc w głąb. Znajdując się na głębokości torfowiska nieustannie zmieniają swój skład chemiczny (związki bardziej złożone zamieniają się w prostsze, rozpadają się). Część z nich rozpuszcza się w wodzie i wypłukuje, a część przechodzi w stan gazowy. W ten sposób na bagnach powstają metan i dwutlenek węgla, które nadają charakterystyczny zapach powietrza w tych niezamieszkałych miejscach. Ważną funkcję w tym procesie pełnią grzyby i bakterie, które przyczyniają się do dalszego rozkładu tkanki martwych roślin.
Węgle
Z biegiem czasu w trakcie trwających modyfikacjinajbardziej stabilne związki węglowodorowe gromadzą się na torfowiskach. A ponieważ całe to nasycanie mas torfowych węglowodorami odbywa się praktycznie bez dostępu do tlenu, węgiel nie zamienia się w gaz i nie odparowuje. Izolacja od dostępu powietrza i jednoczesne nasycenie ze wzrostem efektu ciśnienia: z torfu powstaje węgiel. Jego powstawanie trwa setki tysiącleci, proces ten nie jest tak szybki! Zdaniem naukowców większość obecnych rezerw i pokładów węgla powstała w paleozoiku, czyli ponad 300 milionów lat temu.
To ciekawe: jakie są rodzaje węgla?
- Luźniejszym i najmłodszym ze wszystkich gatunków jest węgiel brunatny (co oznacza „zdrewniały”). Nadal widoczne są w nim resztki mas roślinnych i drewna. Zasadniczo węgiel brunatny to torf zdrewniały.
- Węgiel brunatny tworzy się w pokładach z większą ilościąsilny rozkład resztek roślinnych. Występuje z reguły na głębokości do jednego kilometra. Nadal ma dużo płynu (ponad 40%). Spala się dość dobrze, ale wytwarza mało ciepła.
- W wielu miejscach na głębokościach dochodzących do trzech kilometrówświat to węgiel. Jego powstanie z brązowego gatunku kopalnego zachodzi tylko w określonych warunkach: kiedy warstwy schodzą w głębsze poziomy i ma miejsce proces budowania gór. Tam, pod wysokim ciśnieniem i bez dostępu do tlenu, kończy się proces przejścia z jednej frakcji do drugiej. Taki węgiel zawiera ponad 75% węgla, spala się lepiej i oddaje więcej ciepła.
- Antracyt to węgiel wydobywający starsze skały.Leży na głębokości do pięciu kilometrów. Zawiera jeszcze więcej węgla i jeszcze mniej wilgoci (praktycznie wcale). Nie jest bardzo łatwopalny, ale przenikanie ciepła jest najwyższe ze wszystkich typów. W antracycie trudno znaleźć pozostałości roślin, z których się wywodzi. Taki węgiel uważany jest za najbardziej obiecujący dla przemysłu.
Ale to nie wszystko!
Natura zadekretowała, że sam antracyt byłsam w sobie najgęstszy węgiel o największej zawartości węgla (95 proc. i więcej), nie jest ostatnim etapem przemian zachodzących z pozostałościami roślinnymi w środowisku. Szungit to substancja, która powstaje z węgla w jeszcze trudniejszych warunkach. Grafit powstaje w wysokich temperaturach z tego samego materiału. A jeśli dodamy superwysokie ciśnienie, powstanie diament, najtrwalsza substancja, która ma wartość zarówno przemysłową, jak i artystyczną dla całej ludzkości.
Ale należy pamiętać: co dziwne, wszystkie te na pierwszy rzut oka różne substancje - od roślin po diamenty - składają się z węgla, tylko o innej strukturze na poziomie molekularnym!
Powstanie i znaczenie węgla
Znaczenie węgla dlarozwój przemysłu i ogólnie całej kultury ludzkiej na Ziemi. A zakres jego zastosowania jest bardzo szeroki. Oprócz tego, że węgiel jest doskonałym paliwem wykorzystywanym do ogrzewania domów, ogrzewania pieców w przemyśle, wytwarzania energii elektrycznej, z węgla wydobywa się również wiele potrzebnych ludziom substancji. Siarka i wanad, cynk i ołów, german - wszystko to daje ludzkości ten minerał.
Węgiel służy do topienia metalu, stali,żeliwo. Produkty spalania węgla - przy produkcji niektórych materiałów budowlanych. Podczas specjalnej obróbki skamieniałości uzyskuje się z niej benzen, który jest wykorzystywany do produkcji lakierów i rozpuszczalników, takich jak linoleum. Płynne paliwo do mechanizmów pochodzi ze skroplonego węgla dzięki specjalnym technologiom. Węgiel jest surowcem do produkcji grafitu i diamentów przemysłowych, a łącznie z tego naturalnego surowca powstaje ponad czterysta produktów dla przemysłu i sektora usług.
Szkoła Nauk Przyrodniczych: Edukacja Węglowa
Dla dzieci, przy przekazywaniu odpowiedniego tematuklasy średnie zachęca się do mówienia o powstawaniu węgla w przyrodzie w przystępnej formie. Należy zgłosić czas trwania tego procesu. Opisując pokrótce powstawanie węgla, należy skupić się na jego znaczeniu dla rozwoju przemysłu i postępu w nowoczesnych i historycznych warunkach, sporządzić plan wiadomości, który uczniowie wykonają samodzielnie.
