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藏在地下的最大煤田,跨度长达上千公里,真是植物形成的
送交者: hgao[♂☆★★★★声望勋衔19★★★★☆♂] 于 2023-11-08 18:50 已读 12112 次 2 赞  

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地球内部充满了无数秘密,尤其是地球深处竟然隐藏着一个面积相当于中国四十分之一,厚达1000米,长度达上千公里的巨大煤田!

这个无与伦比的地下煤田,其储煤量之丰富,能量之惊人,一旦被发现,将对人类认知地球内部结构和能源形态产生革命性的影响。

这个地下煤田的起源和形成过程充满神秘,科学家们对此也还束手无策。它究竟来自何方,将带来怎样惊人的启示? 6park.com

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远古生命沉淀下的能量宝库

阿巴拉契亚山脉,这座横跨美国东部的古老山脉,隐藏着一个史无前例的能量宝库——阿巴拉契亚煤田。

这片煤田覆盖面积达18万平方公里,相当于5个海南岛的总和,是全球已探明的最大煤田。 6park.com

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它东西纵跨1200多公里,南北宽度在50-300公里之间,厚度在500-900米之间,蕴藏煤炭资源高达3168亿吨,是美国乃至全世界最重要的能源基地之一。

阿巴拉契亚煤田属于温带大陆性气候区,四季分明、温差较大。矿区海拔高度500-1000米,山地起伏,植被以针叶林为主。 6park.com

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在温暖湿润的季风气候下,阿巴拉契亚一带生长着郁郁葱葱的热带雨林,树木种类繁多,高大茂密,占据了大片陆地。

这些树木在死后倒伏在泥炭中,无法腐烂,海水多次侵袭淹没大陆,给广袤的雨林掩埋其中。 6park.com

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这片煤田覆盖美国多个州,包括宾夕法尼亚州、西维吉尼亚州、俄亥俄州等重要工业区。

自1750年开始开采以来,阿巴拉契亚煤田已经供煤273年,但依然富可采掘,每年产出超过4亿吨高品质煤炭,这得益于煤田得天独厚的地质条件,以及美国领先的开采技术。 6park.com

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阿巴拉契亚煤田的形成要追溯到3亿年前的石炭纪晚期,当时的北美洲属于热带气候,广袤的雨林中生长着种类繁多的蕨类植物和针叶树,它们森林覆盖率高达90%以上。

在亿万年的压力作用下,这些植物残骸逐渐脱水、炭化,生成了阿巴拉契亚煤田的母质。 6park.com

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可以说,丰富的原生植被奠定了阿巴拉契亚煤田的储煤基础,这片煤田就像一本厚重的地质史书,记录了地球3亿年前的生态环境。

尽管学界尚无定论,主流看法仍认为煤炭的形成与植物遗骸的演变有关。 6park.com

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19世纪中期,人类发现这片宝库,阿巴拉契亚煤田因此成为美国重要的矿产资源基地。

依托煤炭工业,美国东部地区建立了钢铁、电力、化工等产业体系,推动了美国经济的腾飞。 6park.com

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对煤田的生成机理,科学界曾有多种看法,最初人们认为是海洋生物遗骸形成的,后来又有观点认为是沼泽植物残余物所化。

现今主流观点认为,煤炭的形成与古代植被、尤其是树木有密切关系。 6park.com

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虽然还有些疑点有待理清,但可以确定的是,煤炭的形成是一段绵长的地质历史,需要特殊的生物圈和岩石圈条件,而这一切的形成原因都源于地球的内部奥秘。 6park.com

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地球内部的奥秘

地球表面看似平整圆润,实际上内部结构异常复杂,就像一颗巨大的“洋葱”,由不同的层次组成。

我们站在地面上,往往只能看到最外面的“皮层”,要揭开地球的奥秘,就需要一层层“剥开”它。 6park.com

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首先是地壳,这是最外面的岩石层,像地球的“外衣”。陆地的地壳比较厚,主要由花岗岩组成,海洋的地壳较薄,主要由玄武岩组成。

地壳并不是均匀分布,而是分裂成几块矩形或多边形的板块,这些板块缓慢移动、相互碰撞,形成了山脉、岛屿等地貌。 6park.com

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科学家通过观测板块运动轨迹,可以追溯出数亿年前超级大陆的分裂过程,这为理解地球历史提供了重要线索。

剥开地壳这层“皮”,下面是高达2900公里的地幔,占地球体积的80%之多。 6park.com

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地幔主要由硅、镁、铁等元素组成,是一种半固态的物质,由于巨大的压强,这里的岩石无法完全融化,但仍可发生缓慢的流动。

地幔可分为上、下两部分,上地幔有一软流层,岩浆可以在此层疏通流动,并表达为火山爆发现象。 6park.com

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软流层下面是下地幔,温度更高,压力更大,存在一个异常区块,在非洲和南美洲之间,影响着地壳的运动。

这一异常区域蕴含丰富的能量,被认为与地球生命起源有密切关系。 6park.com

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再往下就是地球的“心脏”——地核,直径约3500公里,主要成分是铁与镍等金属,极端的温度和压力使地核呈液态,产生稳定的对流电流。

这种电流在自转时产生磁场,形成地球的自然屏障,使生命免受太阳风和辐射的侵袭。 6park.com

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人类对地球内部的探索仍处在初级阶段,面临极端环境的限制,但科学家仍在坚持不懈地钻探前行。

地球就像一颗巨大的“洋葱”,我们只是刚刚揭开第一层外皮,而煤炭的形成则来源于地球内部那神秘的碳富层。 6park.com

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神秘的碳富层

碳富层,指地下存在的大规模的碳元素高度富集的层,近年来科学家们发现,地幔中存在着一个极其巨大的碳富集层,它蕴含着世界上最大的煤田。

过去我们常以为,煤都是由古代植物遗体堆积而成,就像我们在地表上开采的煤炭一样。 6park.com

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但是这次在地幔深处发现的煤田,其碳元素的来源显然不是古代植被,详细研究发现,这些碳富集层的形成,与地球内部碳元素的循环有关。

所谓碳循环,是指碳元素在地球系统中的流转和转换过程,一个重要的环节是海洋板块的俯冲作用。 6park.com

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当海洋板块向地幔内俯冲时,会带着海底沉积物进入地幔,这些沉积物中含有丰富的碳酸盐类物质,进入地幔的高温高压环境中,这些碳酸盐开始发生分解,产生大量二氧化碳气体。

这些二氧化碳以溶解和气体的形式存在于岩浆中,岩浆携带着二氧化碳向上运移,在一定条件下会形成特殊的碳酸岩浆。 6park.com

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这种岩浆非常稀薄且流动性强,很容易迅速冷却为碳酸岩,或者喷发至地表形成火山物质。

无论是岩石还是火山物质,都会将大量二氧化碳带入地表或近地表环境。 6park.com

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另一部分碳酸岩浆未能喷发出地表,会留在地幔或地壳内部,这些岩浆也会凝固为碳酸岩岩石,并与内部周围岩石反应生成含碳矿物。

随着时间积累,这些含碳矿物聚集形成了碳元素高度富集的层,也就是煤田的源头。 6park.com

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可以说,地幔中的碳富集层并非直接来自煤炭,而是经过了从海洋板块到地幔,再到岩浆和岩石的碳元素迁移、富集、聚合等一系列地质过程,最终形成的奇特地质结构。

它为我们揭示了地球深部奥秘的同时,也让我们认识到,煤炭的形成机理可能比我们想象的还要复杂。 6park.com

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我们过去仅从表层角度解释煤的形成,这次发现说明了地球内部过程在煤炭形成中也起重要作用。

这将丰富我们对煤炭成因的理解,也为寻找新的煤田储量提供了新的思路。 6park.com

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我们也从这些发现中得知到地幔中的碳富集层是一种独特的地质结构,它来自于海洋板块俯冲时碳元素的迁移和富集。

同时也为我们揭示出了地球深部碳循环的奥秘,也可能改变我们对煤炭形成的传统看法。 6park.com

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结语

煤炭资源开发利用的道路还很长,我们需要在保护环境的同时,谨慎地利用这一宝贵的能源资源。

但是世间万物都有两面性,这一碳富层在可以缓解全球变暖,促进人类发展时,也有着潜在的地震和火山爆发的危险。

能源资源的开发利用还需要我们不断学习和探索,与大自然保持敬畏和谦卑。 6park.com

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