石炭纪:持续了6500万年的成煤纪元,诞生了地球上一半的煤炭储量(下)
2024-08-15 14:00:26  量宇 草本植物水
石炭纪诞生了地球上一半的煤炭储量
       据地质学家考证,在地球46亿年的地质时间里,全球范围内有三大成煤期,分别是古生代的石炭纪和二叠纪,成煤植物主要是孢子植物,代表煤种是烟煤和无烟煤;中生代的侏罗纪和白垩纪,成煤植物主要是裸子植,代表煤种为褐煤和烟煤;以及新生代的第三纪,成煤植物主要是被子植物,代表煤种为褐煤和泥炭,也有少量烟煤。
       这三大成煤期中,属于石炭纪时期的煤炭储量约占全世界总储量的50%,这个始于距今3.5亿年前,延续了约6500万年的纪元,是一个植物生长无比繁盛、大气含氧量空前丰富的时代。当时的地球是一颗温暖潮湿的星球,除了海洋的一片蔚蓝,所有陆地连在一起的盘古大陆上几乎长满了绿色植物。
       在一片沼泽周围,茂密的森林一眼望不到头。森林最上层是高达40米的石松和高达20多米的鳞木(因鱼鳞般的树皮而得名);中层是矮一些的栉羊齿和木贼,这些蕨类植物枝条细长,有对称的羽状复叶,茎可以长到20~40厘米粗。森林下层则是多种低矮的蕨类和裸子植物,把地表盖得严严实实,无尽的蕨类森林覆盖着大地。
       湿润的气候、遍布的沼泽,让蕨类、石松类等植物生长繁盛,这是地球生命自寒武纪大爆发以来,有一个生命大发展时期。茂密的森林产生了大量氧气,使地球的含氧量达到了惊人的35-45%,几乎是当今的两倍。极高的含氧量让昆虫进化成了巨虫,而两栖动物在超级地幔柱事件中由硬骨鱼进化而来,由于没有竞争对手,它们也进化出了巨大的体型,所以石炭纪也被称为“巨虫时代”。
       由于形成了原始的木质部,这些在地球上大面积分布的蕨类植物森林,长得高大粗壮,但与此同时,地球上的微生物和真菌尚未进化出能够消化分解木质素的能力,这给成煤创造了有利条件,于是这些原始植物在经历地层的埋藏后,就变成了现在人类赖以生存的化石燃料—煤。而这一时期也因为地层中含有丰富的煤炭,而得名“石炭纪”。
       石炭纪森林的广袤和茂密可以从山西所产煤层的厚度上看出来,大同煤田中有些煤层厚度竟然超过了120米,这相当于2440米原始植物堆积的厚度。不过石炭纪成也煤炭,败也煤炭,到了石炭纪末期,由于地表普遍形成了一层30米后的褐煤层,加上当时地幔岩浆活动活跃及超高的含氧量,便催生了石炭纪燃煤事件,煤层燃烧了约5万年,产生的高温和有毒气体,造成了地球46%的物种灭绝。
       直到侏罗纪,裸子植物和爬行动物取代了蕨类植物和两栖动物,地球史上才迎来了森林的第二繁盛期,这为恐龙的壮大提供了条件,只是此时的微生物真菌已经进化出了能够消化木质素的能力,不过即便如此侏罗纪形成的煤层总量,也仅次于石炭纪煤层。不过那是另外一件事了。
       这就是煤炭的形成过程,进入21世纪以来,尽管由于石油和各种新能源的出现,煤炭的价值大不如从前,但在人类探寻并掌握高密度能源之前,煤炭还将继续是我们人类的生产生活必不可缺的能量来源之一。


(图文资料源于《能源与文明》第18章,如有侵权请联系删除)