Mikhailo Lomonosov, il famoso scienziato russo del 18° secolo, in quei tempi antichi diede una definizione di come questo minerale sia nato in natura. Vale a dire: dai resti di piante, come la torba, si è originato anche il carbone. La sua educazione, secondo Lomonosov, era dovuta a diversi fattori. In primo luogo, i resti di vegetazione si sono decomposti senza la partecipazione di "aria libera" (cioè senza libero accesso di ossigeno). In secondo luogo, c'era un regime di temperatura piuttosto elevato. E in terzo luogo, il "peso del tetto", cioè la maggiore pressione della roccia, ha svolto il suo ruolo. Questo è successo in tempi antichi, quando l'umanità non esisteva ancora sul pianeta Terra.
Casi di altri tempi
In ogni caso, la storia della formazione del carbone è affare di taligiorni lontani, che gli scienziati moderni possono solo fare supposizioni e ipotesi, spiegando il processo. Ma oggi è stato studiato in modo abbastanza accurato. E i meccanismi di come appare il carbone (la sua formazione da materie prime preliminari) sono noti alla scienza.
Da torba
I rifiuti delle piante superiori si trasformano gradualmente in masse di torba, che si accumulano nelle zone paludose e si ricoprono di altre piante, sprofondando gradualmente nelle profondità. Essendo in profondità, le torbiere cambiano costantemente la loro composizione chimica (i composti più complessi si trasformano in composti più semplici, si rompono). Alcuni di essi vengono disciolti in acqua e lavati via, mentre altri passano allo stato gassoso. È così che nelle paludi si formano metano e anidride carbonica, che danno un caratteristico odore di aria a questi luoghi deserti. Una funzione importante in questo processo è svolta da funghi e batteri, che contribuiscono all'ulteriore decomposizione del tessuto delle piante morte.
Carbonio
Nel tempo, nel processo di modificazioni in corso, i composti idrocarburici più stabili si accumulano nelle torbiere. E poiché tutta questa saturazione delle masse di torba con idrocarburi viene eseguita praticamente senza accesso all'ossigeno, il carbonio non si trasforma in gas e non evapora. C'è isolamento dall'accesso all'aria e simultanea saturazione all'aumentare della pressione: il carbone è formato dalla torba. La sua formazione dura centinaia di millenni, questo processo non è così veloce! Secondo gli scienziati, la maggior parte delle attuali riserve e giacimenti di carbone hanno avuto originePaleozoico, cioè più di 300 milioni di anni fa.
Interessante: quali sono i tipi di carbone?
- La specie più sciolta e più giovane di tutte è la lignite (che significa "legnosa"). Al suo interno sono ancora visibili i resti di masse vegetali e legno. Fondamentalmente, la lignite è torba legnosa.
- La lignite si forma nei giacimenti con una forte decomposizione dei residui vegetali. Si trova, di regola, a una profondità di un chilometro. C'è ancora molto liquido (più del 40%). Brucia abbastanza bene, ma produce poco calore.
- In molte parti del mondo, il carbone si trova a profondità fino a tre chilometri. La sua formazione da un fossile bruno avviene solo in determinate condizioni: quando gli strati scendono verso orizzonti più profondi e avviene il processo di costruzione della montagna. Lì, ad alta pressione e senza accesso all'ossigeno, si completa il processo di transizione da una frazione all' altra. Tale carbone contiene più del 75% di carbonio, brucia meglio e fornisce più calore.
- Antracite - carbone di razze più antiche. Si trova a una profondità fino a cinque chilometri. Ha ancora più carbonio e ancora meno umidità (quasi del tutto assente). Non si accende bene, ma il trasferimento di calore è il più alto di tutti i tipi. In antracite, i resti delle piante da cui ha avuto origine sono praticamente impercettibili. Tale carbone è considerato il più promettente nel settore minerario per l'industria.
Ma non è tutto
La natura ha decretato quell'antracite, di per sé il carbone più densoil più alto contenuto di carbonio (95 per cento o più) non è la fase finale delle trasformazioni che si verificano con i residui vegetali nell'ambiente. La shungite è una sostanza che si forma dal carbone in condizioni ancora più gravi. La grafite si presenta ad alte temperature dallo stesso materiale. E se si aggiunge una pressione altissima, si forma un diamante, la sostanza più durevole che ha un valore sia industriale che artistico per tutta l'umanità.
Ma va ricordato: stranamente, tutte queste sostanze apparentemente diverse - dalle piante ai diamanti - sono composte da materia di carbonio, solo con una struttura diversa a livello molecolare!
Istruzione e importanza del carbon fossile
È impossibile sopravvalutare l'importanza del carbone per lo sviluppo dell'industria e in generale per tutta la cultura umana sulla Terra. E la sua portata è molto ampia. Per non parlare del fatto che il carbone è un ottimo combustibile utilizzato per riscaldare le case, riscaldare le fornaci nell'industria, generare elettricità, dal carbone vengono estratte anche molte sostanze necessarie alle persone. Zolfo e vanadio, zinco e piombo, germanio: tutto questo dà all'umanità questo minerale.
Il carbone viene utilizzato per fondere metallo, acciaio, ghisa. Prodotti della combustione del carbone - nella produzione di alcuni materiali da costruzione. Durante la speciale lavorazione del fossile da esso si ottiene il benzene, che viene utilizzato nella produzione di vernici e solventi, un materiale da costruzione come il linoleum. Da liquefatto da speciali tecnologieil carbone esce combustibile liquido per i macchinari. Il carbone è la materia prima per la produzione di grafite e diamanti industriali e, in totale, più di quattrocento prodotti per l'industria e il settore dei servizi sono realizzati sulla base di questo materiale naturale.
La scienza a scuola: la formazione del carbone
Per i bambini, quando si passa l'argomento rilevante nelle classi medie, si raccomanda di parlare in forma accessibile della formazione del carbone in natura. Si prega di indicare quanto tempo richiede questo processo. Descrivendo brevemente la formazione del carbone, è necessario concentrarsi sul suo significato per lo sviluppo dell'industria e il progresso in condizioni moderne e storiche, elaborare un piano per un messaggio che gli studenti faranno da soli.
