In effetti, da dove veniva il carbone?
Questa domanda può sembrare ingenua all'inizio. Ogni studente diligente dirà senza esitazione: il carbone è una sostanza di origine vegetale, "un prodotto della trasformazione di piante superiori e inferiori" (dizionario enciclopedico sovietico di tutte le edizioni). Non un solo libro di testo, non un solo libro popolare ha messo in dubbio questa verità. A scuola eravamo fermamente convinti della catena: "piante - torba - lignite - carbone - antracite" … Bene, diamo un'occhiata più da vicino alla teoria della formazione del carbone da manuale.
Quindi, in un certo serbatoio stagnante, la materia organica marcisce. La torba si forma gradualmente dalla massa vegetale. Immergendosi sempre più in profondità, essendo coperto di sedimenti, diventa più denso e come risultato di processi chimici complessi, saturo di carbonio, si trasforma in carbone. La torba praticamente non reagisce a un piccolo carico di sedimenti, ma sotto una forte pressione, disidratazione e compattazione, il suo volume può diminuire molte volte - qualcosa di simile accade quando si premono i bricchetti di torba.
Niente di nuovo, così scrivono ovunque. Tuttavia, ora prestiamo attenzione alla seguente circostanza. Il deposito di torba è circondato da rocce sedimentarie che subiscono gli stessi carichi verticali della torba. Solo il grado di compattazione non può essere paragonato al grado di compattazione della torba: le sabbie difficilmente diminuiscono di volume e le argille possono perdere solo fino al 20-30% del loro volume originale o poco più. Pertanto, è chiaro che il tetto sopra il deposito di torba, mentre si ispessisce e si trasforma in carbone, si incurverà e si formerà una piega dolosa sul giacimento di carbone "appena fabbricato".
Le dimensioni di tali pieghe dovrebbero essere molto solide: se una cucitura di carbone di dieci centimetri è ottenuta da uno strato di torba lungo un metro, l'ampiezza della flessione della piega sarà di circa 90 cm. Calcoli altrettanto semplici mostrano che per le giunture di carbone e gli strati di qualsiasi spessore e composizione, le dimensioni delle pieghe previste sono così grandi che sarebbe impossibile notarli: l'ampiezza del tuffo supererà sempre lo spessore della formazione stessa. Tuttavia, ecco il problema: nm non doveva vedere tali pieghe, né leggerle in nessuna pubblicazione scientifica, sia nazionale che estera. Il tetto sulla brace è calmo ovunque.
Ciò significa solo una cosa: il materiale genitore dei carboni o non è diminuito affatto di volume o è diminuito in modo insignificante come le rocce circostanti. Pertanto, questa sostanza non può essere in alcun modo torba. A proposito, il corso inverso dell'analisi porta esattamente alla stessa conclusione. Se provi a ripristinare la posizione iniziale dei tagli con l'aiuto di carta e matita nel momento in cui la torba non si è ancora trasformata in carbone, puoi essere convinto che un tale problema non ha soluzione, è impossibile costruire un taglio. Chiunque può essere convinto che strati della stessa età dovranno essere lacerati e posizionati ad altezze diverse - in questo caso, non ci saranno abbastanza strati, appariranno curve e vuoti scomodi, che in realtà non esistono e non possono essere.
No, anche una singola osservazione o studio molto ragionevole non può annullare le opinioni scientifiche stabilite, specialmente se hanno più di cento anni. Pertanto, parliamo ancora un po 'del restringimento della torba. Si calcola che quando si forma la lignite, il coefficiente di questa contrazione è in media 5-10, a volte 20, e anche di più quando si formano carbone e antracite. Poiché il carico verticale agisce sulla torba, lo strato è, per così dire, appiattito. Abbiamo già detto che da uno strato di torba lungo un metro si può ricavare uno strato di lignite dello spessore di un decimetro. Allora cosa succede: l'unico giacimento di carbone di Hat Creek in Canada, con uno spessore di circa 450 m, ha dato origine a uno strato di torba da 2 a 4 km di spessore?
Naturalmente, a nessuno è vietato presumere che nei tempi antichi, quando gran parte della Terra era considerata "più grande", le torbiere potessero raggiungere dimensioni così ciclopiche, ma non ci sono assolutamente prove a favore di ciò. In pratica, lo spessore degli strati di torba si misura in metri, ma mai in decine, per non parlare di centinaia. L'accademico D. V. Nalivkin ha definito questo paradosso misterioso.
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La maggior quantità di carboni fossili si è formata alla fine dell'era Paleozoica, nel cosiddetto periodo Permiano 235-285 milioni di anni fa. Per coloro che credono nei libri di testo, questo è strano, ed ecco perché. Nei lussuosi album regalo cecoslovacchi di Augusta e Burian, si possono vedere immagini colorate raffiguranti le fitte e impenetrabili foreste di felci equiseto che coprivano il nostro pianeta nella precedente era Permiano Carbonifero. C'è anche un termine: "foresta di carbone". Tuttavia, fino ad ora, nessuno ha davvero risposto alla domanda sul perché questa foresta, nonostante il suo nome, non desse tanto carbone quanto l'arida e povera di piante Perm.
Proviamo a dissipare una sorpresa con un'altra. Nello stesso periodo Permiano, i più generosi per i carboni, i depositi di roccia e sali di potassio sorsero nelle stesse regioni carbonifere. Dove c'è molto sale, niente cresce o cresce con grande difficoltà (ricorda le saline - una specie di deserto). Pertanto, carbone e sale sono considerati antipodi, antagonisti. Dove c'è il carbone non c'è niente a che fare con il sale, non lo cercano mai - ma … ogni tanto lo trovano! Molti grandi giacimenti di carbone - nel Donbass, nel bacino del Dnepr, nella Germania orientale - si trovano letteralmente su cupole di sale. Nel periodo Permiano (e nessuno lo mette in dubbio), si è verificato il più potente accumulo di sali di roccia nella storia geologica della Terra. È stato adottato il seguente schema: il calore di essiccazione, l'acqua delle lagune e delle baie evapora ei sali vengono precipitati dalle salamoie, analogamente a quanto accade a Kara-Bogaz-Gol. Dove possiamo ottenere lo splendore botanico? E le braci comunque sono iniziate!
Non è ancora chiaro come e in quali condizioni la torba possa essere convertita in carbone. Di solito si dice che la torba, affondando lentamente nelle profondità della Terra, cada successivamente in aree di temperature e pressioni crescenti, dove viene convertita in carbone: a temperature relativamente basse - in marrone, a temperature più elevate - in pietra e antracite. Tuttavia, gli esperimenti in autoclave non hanno avuto successo: la torba è stata riscaldata a: tutti i tipi di temperature, hanno creato pressioni diverse, mantenute in queste condizioni per il tempo desiderato, ma non è stato possibile ottenere carbone, nemmeno marrone.
A tal proposito si fanno diverse ipotesi: il range di temperature ipotizzate per la formazione della lignite varia, de, con diversa durata del processo, da 20 a 300 ° C, e per le antraciti da 190 a 600 ° C. Tuttavia, è noto che quando la torba e le sue rocce ospitanti vengono riscaldate a 300 ° C e oltre, alla fine si trasformerebbe non in carbone, ma in rocce completamente speciali: i hornfels, che in realtà non esistono, e tutti i carboni fossili sono una miscela di sostanze, non non indossa tracce di esposizione a temperature elevate. Inoltre, secondo alcuni segni abbastanza banali, si può affermare con sicurezza che i carboni di molti depositi non sono mai stati a grandi profondità. Per quanto riguarda la durata del processo di formazione del carbone, è noto che i carboni della regione di Mosca, una delle più antiche del mondo, sono ancora marroni.e le antraciti si trovano tra molti giovani depositi.
Un altro motivo di dubbio. Le torbiere, antenate dei futuri bacini carboniferi, dovrebbero sorgere su vaste pianure situate lontano dalle montagne, in modo che i fiumi che scorrono lentamente non possano trasportare qui frammenti di rocce (sono chiamati materiale terrigeno). Altrimenti, la torba sarà insabbiata e il carbone puro non ne uscirà mai. Allo stesso tempo, è anche richiesto un regime tettonico rigorosamente stabile: il fondo delle torbiere deve immergersi piuttosto lentamente e senza intoppi in modo che il volume rilasciato abbia il tempo di essere riempito di materia organica.
Tuttavia, lo studio delle regioni carbonifere mostra che i depositi di carbone si sono formati abbastanza spesso in depressioni intermontane e depressioni pedemontane, vicino alla parte anteriore di montagne in crescita, in strette valli a fessura - in una parola, in luoghi dove il materiale terrigeno si accumula molto intensamente e dove le torbiere, quindi, può essere non solo insabbiato, ma anche completamente distrutto da tempestosi torrenti di montagna. È in condizioni così inadatte (secondo la teoria) che si incontrano spessi giacimenti di carbone, che raggiungono i 50-80 m.
