Mikhailo Lomonosov, de beroemde Russische wetenschapper van de 18e eeuw, gaf in die oudheid een definitie van hoe dit mineraal in de natuur is ontstaan. Namelijk: uit de resten van planten, zoals turf, zijn ook kolen ontstaan. Zijn opleiding was volgens Lomonosov te wijten aan verschillende factoren. Ten eerste zijn de overblijfselen van vegetatie uiteengevallen zonder de deelname van "vrije lucht" (dat wil zeggen, zonder vrije toegang tot zuurstof). Ten tweede was er een vrij hoog temperatuurregime. En ten derde speelde de "last van het dak", dat wil zeggen de verhoogde druk van de rots, zijn rol. Dit gebeurde in de oudheid, toen de mensheid nog niet op planeet Aarde bestond.
Gevallen van vervlogen tijden
In ieder geval is de geschiedenis van de vorming van steenkool de zaak van zulkeverre dagen, dat moderne wetenschappers alleen maar gissingen en veronderstellingen kunnen maken, wat het proces verklaart. Maar vandaag is het vrij nauwkeurig bestudeerd. En de mechanismen van hoe steenkool verschijnt (de vorming ervan uit voorlopige grondstoffen) zijn bekend bij de wetenschap.
Van turf
Verspilling van hogere planten verandert geleidelijk in veenmassa's, die zich ophopen in moerassige gebieden en overgroeien met andere planten, en geleidelijk in de diepte wegzinken. Omdat ze zich op een diepte bevinden, veranderen veengebieden voortdurend hun chemische samenstelling (complexere verbindingen worden eenvoudiger, vallen uiteen). Sommigen van hen worden opgelost in water en uitgewassen, en sommige gaan over in een gasvormige toestand. Zo worden in de moerassen methaan en kooldioxide gevormd, die op deze verlaten plekken een karakteristieke luchtgeur geven. Een belangrijke functie in dit proces wordt vervuld door schimmels en bacteriën, die bijdragen aan de verdere afbraak van het weefsel van dode planten.
Koolstoffen
In de loop van de tijd, tijdens het proces van voortdurende modificaties, hopen de meest stabiele koolwaterstofverbindingen zich op in veengebieden. En aangezien al deze verzadiging van veenmassa's met koolwaterstoffen praktisch wordt uitgevoerd zonder toegang tot zuurstof, verandert koolstof niet in gas en verdampt niet. Er is isolatie van luchttoegang en gelijktijdige verzadiging met toenemende druk: steenkool wordt gevormd uit turf. De vorming ervan duurt honderden millennia, dit proces is niet zo snel! Volgens wetenschappers zijn de meeste van de huidige reserves en steenkoollagen ontstaan inPaleozoïcum, dat wil zeggen meer dan 300 miljoen jaar geleden.
Interessant: wat zijn de soorten kolen?
- De meest losse en jongste van alle soorten is bruinkool (wat "houtachtig" betekent). De overblijfselen van plantenmassa's en hout zijn er nog in zichtbaar. Bruinkool is in feite houtachtig veen.
- Bruinkool wordt gevormd in naden met een sterkere afbraak van plantenresten. Het ligt in de regel op een diepte van een kilometer. Er zit nog veel vloeistof in (meer dan 40%). Het brandt redelijk goed, maar produceert weinig warmte.
- In veel delen van de wereld wordt steenkool gevonden op diepten tot drie kilometer. De vorming van een bruin fossiel vindt alleen plaats onder bepaalde omstandigheden: wanneer de lagen naar diepere horizonten afdalen en het proces van bergvorming plaatsvindt. Daar wordt onder hoge druk en zonder toegang tot zuurstof het proces van overgang van de ene fractie naar de andere voltooid. Dergelijke kolen bevatten meer dan 75% koolstof, branden beter en geven meer warmte.
- Antraciet - steenkool van oudere rassen. Het ligt op een diepte van maximaal vijf kilometer. Het heeft nog meer koolstof en nog minder vocht (bijna helemaal geen). Het ontsteekt niet goed, maar de warmteoverdracht is het hoogst van alle soorten. In antraciet zijn de overblijfselen van de planten waaruit het is ontstaan praktisch niet op te sporen. Dergelijke steenkool wordt beschouwd als de meest veelbelovende in de mijnbouw voor de industrie.
Maar dat is niet alles
De natuur bepaalde dat antraciet, op zich de meest dichte steenkool methet hoogste koolstofgeh alte (95 procent of meer) is niet het laatste stadium van transformaties die plaatsvinden met plantenresten in het milieu. Shungiet is een stof die onder nog zwaardere omstandigheden uit steenkool wordt gevormd. Grafiet ontstaat bij hoge temperaturen uit hetzelfde materiaal. En als je superhoge druk toevoegt, wordt een diamant gevormd, de meest duurzame stof die zowel industriële als artistieke waarde heeft voor de hele mensheid.
Maar onthoud: vreemd genoeg zijn al deze schijnbaar verschillende stoffen - van planten tot diamanten - samengesteld uit koolstof, alleen met een andere structuur op moleculair niveau!
Onderwijs en belang van steenkool
Het is onmogelijk om het belang van steenkool voor de ontwikkeling van de industrie en in het algemeen voor de hele menselijke cultuur op aarde te overschatten. En het toepassingsgebied is zeer breed. Om nog maar te zwijgen van het feit dat steenkool een uitstekende brandstof is die wordt gebruikt voor het verwarmen van huizen, het verwarmen van ovens in de industrie, het opwekken van elektriciteit, er worden ook veel stoffen die mensen nodig hebben uit steenkool gehaald. Zwavel en vanadium, zink en lood, germanium - dit alles geeft de mensheid dit mineraal.
Kolen wordt gebruikt voor het smelten van metaal, staal, gietijzer. Verbrandingsproducten van steenkool - bij de productie van sommige bouwmaterialen. Tijdens de speciale verwerking van het fossiel wordt er benzeen uit gewonnen, dat wordt gebruikt bij de productie van vernissen en oplosmiddelen, zoals een bouwmateriaal als linoleum. Van vloeibaar gemaakt door speciale technologieënsteenkool komt uit vloeibare brandstof voor machines. Steenkool is de grondstof voor de productie van grafiet en industriële diamanten en in totaal worden op basis van dit natuurlijke materiaal meer dan vierhonderd producten voor de industrie en de dienstensector gemaakt.
Wetenschap op school: steenkoolvorming
Voor kinderen is het aanbevolen om bij het passeren van het relevante onderwerp in de middenklasse in een toegankelijke vorm te praten over de vorming van steenkool in de natuur. Geef a.u.b. aan hoe lang dit proces duurt. Als je de vorming van steenkool kort beschrijft, moet je je concentreren op de betekenis ervan voor de ontwikkeling van de industrie en vooruitgang in moderne en historische omstandigheden, een plan opstellen voor een boodschap die studenten alleen zullen doen.
