你知道世界上最大的煤田在哪吗?
说出来你可能不敢相信,人们已经对这座煤田进行了长达近300年的开采,然而时至今仍然没有出现枯竭的情况。
更让人诧异的地方是,这座世界上最大的煤田竟然位于美国。没错,就是那个能源进口大国美国。
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既然美国坐拥这么大的煤田,为什么每年还要大量从国外进口资源?
科学家们总说煤田的形成是数亿年前的植物不断积累沉淀而形成,如果是小煤田还可以解释,但像这座煤田这么大,真的是因为植物而形成的吗?
这座世界上最大的煤田名叫阿巴拉契亚煤田,位于美国的东部地区,横跨美国东部9个州,煤矿呈现东北向西南方向延伸的特征,煤田长度1200~1250千米,宽50~300千米,厚500~900米,含煤面积18万平方千米。
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通过这些数字,或许我们没办法直接感受到阿巴拉契亚煤田究竟有多大,那我们就通过比较直观的方法来进行对比。
煤田总面积为18万平方千米,而我国广东省的陆地面积为179725平方公里。
美国一座煤田的面积几乎和我国一个省接近,由此可见这座煤矿的资源储量有多么充足。
阿巴拉契亚煤田最大的特点是煤类齐全,埋藏较浅,而且多为优质煤。
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这些煤因为所处的地区不同,种类也有所不同。
亚拉巴马州产出多为褐煤,占全部煤矿资源约0.7%。北部宾夕法尼亚州东部大部分是烟煤,而且主要为炼焦煤,占比为92.5%。另外还有6.8%的煤是无烟煤。
因为这座煤矿的煤层埋藏较浅,所以开采时露天开采和地下开采产量各占一半。同时采区煤层顶板坚硬,断层少,瓦斯含量低,生产效率长期保持世界领先。
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最早在1750年开始,美国这个国家还没有在世界上出现,这里还是英国的殖民地时,人们就已经开始对阿巴拉契亚煤田进行开采。
到1918年时,阿巴拉契亚本煤田的产量就已高达4.6亿吨,跻身世界最大煤炭基地,同时这里还是美国最主要的炼焦煤和出口煤基地。
270多年过去,阿巴拉契亚本煤田的煤炭产量依旧相当惊人。2007年时的煤炭产量还高达3.51亿吨,给人一种取之不竭的感觉。
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这么大的一个煤田,究竟是如何形成的?
煤炭的形成是一个相当长的地质过程,时间跨度高达几千万甚至几亿年。
这些远古时期的植物在死亡后,会堆积在地面泥土中,并且随着地质演化而渐渐深埋地下,随着时间的推移,它们会渐渐变成泥炭。
这是成为煤炭的第一步,但也是品质最低劣的煤炭。
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泥炭多数形成在沼泽和湿地环境中,在这样的条件下,水分和空气难以进入,植物残骸只能处于低氧状态,导致无法彻底分解,最终随着不断堆积和时间的演化,形成了厚厚的泥炭层。
所以泥炭最大的特点是高水分和低碳含量,这种物质也被叫做草炭、泥煤,形成于第四纪。
随着时间一天天过去,泥炭层在地热和压力的作用下逐渐出现压实、失水等情况,表现为老化和硬结变化,密度也大大提高。
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在这一阶段的煤炭表现为碳含量大大增加,腐植酸和氧含量则明显减少。
这一时期的煤炭,就是我们说的褐煤。
褐煤就是我们通常说的柴煤,也是煤化程度最低的矿产煤,介于泥炭与沥青煤之间,呈现无光泽的棕黑色。
褐煤的化学反应特别强,在空气中容易风化,不便于储存和运输,燃烧时还会大量释放污染气体,是一种低级煤。
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目前我国使用的煤大部分就是这种煤,因为优质煤几乎已经被采空,这也是为何煤炭会对空气污染严重的原因。
褐煤再经过时间演变,那些埋藏较深的煤炭会在超高强度的压力和温度作用下,经过几亿年的演化,最终变成了优质的烟煤和无烟煤。
一直以来,科学家们普遍认为,煤炭的成因是几亿年的植物堆积。
但仍然有一部分网友认为,如果真的是植物堆积,那么想形成阿巴拉契亚星这么大的煤田,得需要多少植物?也因此认为这个说法不太靠谱。
其实解开阿巴拉契亚煤田到底是不是因为煤炭而形成,方法非常简单,因为从时间就能断定。
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阿巴拉契亚煤田大部分的煤炭都是优质煤,想形成这样的煤炭矿,必然经历的时间很久,因此阿巴拉契亚煤田形成于距今2.9亿到2.4亿年前的二叠纪晚期至早三叠纪时期。
在远古时代,这里的面貌和现在相差很大,主要是沼泽和湿地。这样的条件,对于煤炭的形成具有有利的地质基础。
其次是量,远古时期的植被无论是覆盖率还是成长速度,都远远超过了现代植物。
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尤其是远古时期的氧气密度远远高于现代,这样的生存环境对于植被来说,如同到了天堂一般。
就比如我们现代提到原始森林,想到的便是参天大树和茂密不见深处的植物。
而且以前的菌种和现在不同,远古树木无法被完全分解,特别是二叠纪晚期至早三叠纪时期,阿巴拉契亚煤田所处地区还都是湿地和沼泽,更为形成特大煤矿造就了基础。
坐拥这么大的煤矿,美国还要年年从国外大量进口煤炭,其实这也是出于资源保护的目的。
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煤炭是不可再生资源,并非取之不竭。阿巴拉契亚煤田能够不断被开采将近300年,还有很多储量,一方面确实是因为它足够大,所以可以不断开采。而另一方面原因,则是因为美国在开采时,一直都在均衡开采。
毕竟这些不可再生资源,用完了就真的没有了,能把控在自己手中的资源,都可以成为重要的储备资源。所以美国明明有这么大一个煤矿,每年还要大量从其他国家进口煤炭。
不过煤炭在燃烧过程中会释放污染环境的气体,增加温室效应,这些年来世界各国也在积极寻找新能源,作为替代并且尝试摆脱煤炭依赖。
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毕竟如果不能解决掉煤炭依赖的问题,那么现在科技社会可能存在各种尖锐矛盾。甚至有气候学家预言,如果不能在20年内大幅度减少煤炭消费,那么整个地球都会完了。
参考资料:
[1]科普中国《煤炭的形成过程和中国煤炭的分布》2024-07-11
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