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植物是怎么形成碳和石油的(植物是怎么形成碳和石油的原因)

文章来源:养花大全最后更新:2024-02-20 10:13:46
几亿年前动植物死亡后,为什么会演变出煤和石油?

煤主要是远古时期的植物死亡后转变而来,这点在学术界没太大争议;关于石油的形成,目前有生物成油说和非生物成油说,并且涉及到阴谋论什么的,一时半会也没有定论。

煤和石油是当今世界最重要的化石燃料,化学成分都很复杂,但主要还是以碳氢化合物为主,都被认为是不可再生能源,人类能够开采和使用的煤和石油将会越来越少。

煤的形成

地球上的煤基本都源于远古植物死亡后,由于当时的微生物无法分解木质素,导致大量植物碎屑积累,最后在地质作用下又埋入地下,经过高温高压碳化,从而形成了密实的固态煤。

这个煤的形成理论基本没什么争议,因为大量证据均证明了这个观点,比如:

1、形成时间最早的煤和石油,大约在5亿年前的寒武纪时期,这也是地球生物第一次大爆发的时期。

2、世界上50%以上的煤,均形成于3亿年前的石炭纪时期,这一时期是陆地植物大量繁盛的时候,陆地森林覆盖率达到了60%,是形成煤的最佳时期。

3、在侏罗纪和白垩纪时期,出现了大量能分解木质素的细菌,所以接下来的两亿年间,煤的形成量减少。

4、世界上的煤矿,均形成于沉积岩中,与理论一致。

5、煤中含有大量有机质,与植物碳化后的成分一致。

6、在煤矿开采中,能见到很多横切面存在树木纹理,这也是最直接的植物成煤证据。

石油的形成

石油的流动性比较好,关于石油的形成,有两种说法:

(1)生物成油论

这是有关石油形成最为广泛的说法,说远古时候的生物(包括动物、浮游生物、微生物等等)死亡后沉入湖底,由于缺乏氧气,这些尸体无法彻底分解,最终被泥沙覆盖沉积起来。

然后进过数百万年的沉积,这些沉积物越来越深,压力和温度也越来越高,如果条件恰到好处,沉积物中的碳就会转变为复杂的碳氢化合物,最终生成石油和天然气,整个过程需要上千万年的时间。

(2)非生物成油论

有科学家提出,自然界中的碳可以固化为碳氢化合物,并在地质作用下可以形成石油。

关于石油的形成,生物成油论占据主导,也有很多证据的支持;但是无论那种理论正确,目前人类技术都无法大规模生成石油,所以石油是不可再生资源,一旦地球上可开采的煤和石油用完,那么人类将面临重大的能源危机。

据估计,全世界的石油还能使用大约100年,煤还能开采200年,未来人类必须找到可持续发展的能源才行,比如核能、太阳能、潮汐能等等。

煤和石油真的是由植物而来的吗?

煤和石油真的是由植物而来。

煤和石油形成的地质年代主要是晚古生代的石炭纪、二叠纪,中生代的侏罗纪、白垩纪及新生代的第三纪。这是因为,在这几个时期内,地球上的气候非常温暖潮湿,地球表面到处长满了高大的绿色植物,尤其在湖沼、盆地等低洼地带和有水的环境里,封印木、鳞木等古代蕨类植物生长得特别茂盛。 当时,高大的树木倒下以后,就会被水淹没了,这就造成了倒木和氧隔绝的情况。在缺氧的环境里,植物体不会很快地分解、腐烂。随着倒木数量的不断增加,最终形成了植物遗体的堆积层。这些古代植物遗体的堆积层在微生物的作用下,不断地被分解,又不断地化合,渐渐形成了泥炭层, 由于地壳的运动,泥炭层下沉了。泥炭层被泥沙、岩石等沉积物覆盖起来。这时,泥炭层一方面受到上面的泥沙、岩石等的沉重压力,另一方面,也是更重要的方面,泥炭层又受到地热的作用。在这样的条件下,泥炭层开始进一步发生变化:先是脱水,被压紧,从而比重加大,而且石炭的含量逐渐增加,氧的含量逐渐减少,腐殖酸的含量逐渐降低。完成这几个过程以后,泥炭就变成了褐煤。 褐煤如果继续不断地受到增高的温度和压力的作用,就会引起内部分子结构、物理性质和化学性质的进一步变化,褐煤就逐渐变成了烟煤或无烟煤了。

生命是于38亿年前诞生,并逐渐地进行演化,到了距今5亿5000万年前的古生代寒武纪时期,爆发性的演化才开始,大约4亿4500万年前,生命也登上了陆地。 4亿4000万年至4亿年前时期,石油源岩的主要成分是当时繁茂的浮游植物所形成的耐碳氢化合物。另一方面,羊齿类植物在此时期繁琐盛于海岸近处,因此以陆上植物为原料的石油源岩也出现了。

2亿9000万年前,广大的陆地普遍出现由裸子植物组成的森林,并到处形成被沼泽地包围的湖沼,藻类便在湖沼中开始繁殖。由此也产生了以藻类为原料的新种石油源岩,这也是陆上植物的繁盛促使新性质石油源岩诞生的一例。 9000万年前时期,被子植物和针叶树林开始逐渐扩张到高纬度地区和高地,因而出现以陆地木材为原料的石油源岩。另一方面,树木的树脂成为轻质原油的原料,形成新的石油源岩。针叶树林的增加竟使得木材取代了藻类,成为石油源岩的主要原料。 最近石油性质的分析技术有长足的进步,我们已逐渐可以取得有关石油原料性质,以及由热能引起的变化过程等的详细资料。由此种资料即能进一步了解原料生物遗骸逐渐堆积时的环境状况。

大约1亿7000万年到200万年前所发生的全球性规模“阿尔卑斯造山运动期”也造出了巨油田,在此时期,分布于广大范围的1亿年前前后形成的石油源岩都没入地中。现有的石油和天然气有大约3分之2就是此时期形成的。 煤炭的形成原因: 煤炭的形成原因为古代植物的残骸层层交叠,经过长时间受到细菌的生物作用,以及地壳变动、环境高温、高压等因素,使这些物质经煤化作用转变成煤炭。在煤化的过程中,亦会产生甲烷(天然气的主要成分),有些逸散至大气中,部份则被封闭在地壳中,形成储气层,这也是采煤工作危险的主因之一。

形成煤的条件:

有丰富的森林

2.有大量的降雪 .

3地势要高(不高不能形成雪崩)

这三个条件缺一个都不容易形成煤!而且成煤的地方不能太潮湿,否则容易腐烂而不能炭化成煤,这也是沿海成煤少的一个原因! 

大部分的石油还是形成于寒武纪以后(冰川期开始),究竟跟冰川有没有关系,现在缺少一定的证据!但石油的形成跟生物的大爆发是有决定的关系!

最早的海藻大爆发是在震旦纪到寒武纪,浅海和近海的藻类等浮游植物出现大幅增加和大量死亡的现象,无法氧化的浮游植物便逐渐堆积,所留下的大量有机物则形成石油源岩,这个过程一直延续到第四纪冰川开始!

而最大的一次海藻大爆发是从石炭纪开始,到二叠纪达到顶峰,而到三叠纪开始回落,一直到侏罗纪,这段时期所形成的石油源岩据估计达到60%,范围达到遍布世界各地!这段时期也是第二次大冰川期!

而自5亿前生物开始登陆大陆以后,一直到4亿到3亿大量森林覆盖后,大陆的大量的沼泽地,湖泊也开始大量繁殖藻类,大陆的藻类石油源岩也开始诞生!而自一亿年后,大量的油脂类植物开始出现,大量的针叶林(如油松)和油脂被子植物(如油菜子)也形成石油源岩,因为大陆面积远远大于湖泊面积,逐渐油脂类石油源岩代替了藻类石油源岩!

碳是怎么形成的

碳的形成过程是死去的植物或动物的遗骸会形成煤、石油和天然气,通过燃烧释放碳,一些生物质能通过捕食而转移,而一些碳以二氧化碳的形式被动物呼出。

碳在自然界中的流动构成了碳循环。植物从环境中吸收二氧化碳用来储存生物质能,如碳呼吸和卡尔文循环。碳既以游离元素存在(金刚石、石墨等),又以化合物形式存在(主要为钙、镁以及其他电正性元素的碳酸盐)。

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