Mihhailo Lomonosov, 18. sajandi kuulus vene teadlane, andis juba ammustel aegadel definitsiooni, kuidas see mineraal looduses tekkis. Nimelt: taimede jäänustest, nagu turbast, tekkis ka kivisüsi. Tema haridustee oli Lomonossovi sõnul tingitud mitmest tegurist. Esiteks lagunesid taimestiku jäänused ilma "vaba õhu" osaluseta (st ilma hapniku vaba juurdepääsuta). Teiseks oli üsna kõrge temperatuurirežiim. Ja kolmandaks mängis oma rolli “katusekoormus”, see tähendab kivimi suurenenud rõhk. See juhtus iidsetel aegadel, kui inimkonda planeedil Maa veel ei eksisteerinud.
Möödunud päevade juhtumid
Igal juhul on kivisöe tekkelugu selliste ärikauged päevad, mil tänapäeva teadlased saavad protsessi selgitada vaid oletusi ja oletusi. Kuid tänapäeval on seda üsna täpselt uuritud. Ja kivisöe ilmumise mehhanismid (selle moodustumine esialgsest toorainest) on teadusele teada.
Turbast
Kõrgemate taimede jäätmed muutuvad järk-järgult turbamassiks, mis koguneb soistele aladele ja kasvab teiste taimedega, vajudes järk-järgult sügavusse. Sügavuses olles muudavad turbaalad pidev alt oma keemilist koostist (keerulisemad ühendid muutuvad lihtsamateks, lagunevad). Osa neist lahustatakse vees ja pestakse välja ning osa läheb gaasilisse olekusse. Nii tekib soodes metaan ja süsihappegaas, mis annavad neis mahajäetud kohtades iseloomuliku õhulõhna. Selles protsessis täidavad olulist funktsiooni seened ja bakterid, mis aitavad kaasa surnud taimede kudede edasisele lagunemisele.
Süsinik
Aja jooksul kogunevad käimasolevate modifikatsioonide käigus turbaaladele kõige stabiilsemad süsivesinike ühendid. Ja kuna kogu see turbamasside küllastumine süsivesinikega toimub praktiliselt ilma hapniku juurdepääsuta, ei muutu süsinik gaasiks ega aurustu. Toimub isolatsioon õhu juurdepääsust ja samaaegne küllastumine rõhu suurenemisega: turbast tekib kivisüsi. Selle teke kestab sadu aastatuhandeid, see protsess ei ole nii kiire! Teadlaste sõnul pärines suurem osa praegustest varudest ja söekihtidest aastalPaleosoikum, see tähendab rohkem kui 300 miljonit aastat tagasi.
See on huvitav: millised on kivisöe liigid?
- Kõigist liikidest kobedaim ja noorim on pruunsüsi (mis tähendab "puitunud"). Selles on endiselt näha taimemasside ja puidu jäänused. Põhimõtteliselt on pruunsüsi puitturvas.
- Pruunsüsi moodustub taimejäänuste tugevama lagunemisega õmblustesse. See asub reeglina ühe kilomeetri sügavusel. Vedelikku on selles veel palju (üle 40%). See põleb üsna hästi, kuid toodab vähe soojust.
- Paljudes maailma piirkondades leidub kivisütt kuni kolme kilomeetri sügavusel. Selle teke pruunist fossiilist toimub ainult teatud tingimustel: kui kihid laskuvad sügavamale silmapiirile ja toimub mägede ehitamise protsess. Seal, kõrge rõhu all ja ilma hapniku juurdepääsuta, viiakse ühelt fraktsioonilt teisele ülemineku protsess lõpule. Selline kivisüsi sisaldab rohkem kui 75% süsinikku, põleb paremini ja annab rohkem soojust.
- Antratsiit – iidsemate tõugude kivisüsi. See asub kuni viie kilomeetri sügavusel. Selles on veelgi rohkem süsinikku ja veelgi vähem niiskust (peaaegu üldse mitte). See ei sütti hästi, kuid soojusülekanne on kõigist tüüpidest kõrgeim. Antratsiidis on taimede jäänused, millest see pärinesid, praktiliselt tuvastamatud. Sellist kivisütt peetakse tööstuse kaevandamisel kõige lootustandvamaks.
Aga see pole veel kõik
Loodus määras, et antratsiit on iseenesest kõige tihedam kivisüsikõrgeim süsinikusisaldus (95 protsenti või rohkem) ei ole keskkonnas leiduvate taimejääkidega toimuvate transformatsioonide viimane etapp. Šungiit on aine, mis tekib kivisöest veelgi raskemates tingimustes. Grafiit tekib kõrgel temperatuuril samast materjalist. Ja kui lisada ülikõrge rõhk, siis moodustub teemant, kõige vastupidavam aine, millel on kogu inimkonna jaoks nii tööstuslik kui ka kunstiline väärtus.
Kuid seda tuleks meeles pidada: kummalisel kombel koosnevad kõik need näiliselt erinevad ained – taimedest teemantini – süsinikust, kuid molekulaarsel tasandil on erinev struktuur!
Haridus ja kivisöe tähtsus
Söe tähtsust tööstuse ja üldiselt kogu inimkultuuri jaoks Maal on võimatu üle hinnata. Ja selle ulatus on väga lai. Rääkimata sellest, et kivisüsi on suurepärane kütus, mida kasutatakse kodude kütmiseks, tööstuses ahjude kütmiseks, elektri tootmiseks, söest ammutatakse ka palju inimestele vajalikke aineid. Väävel ja vanaadium, tsink ja plii, germaanium – kõik see annab inimkonnale selle mineraali.
Sütt kasutatakse metalli, terase, malmi sulatamiseks. Söe põlemisproduktid - mõne ehitusmaterjali tootmisel. Fossiili erilisel töötlemisel saadakse sellest benseeni, mida kasutatakse lakkide ja lahustite tootmisel, näiteks ehitusmaterjalina nagu linoleum. Eritehnoloogiate abil veeldatudkivisüsi väljub masinate vedelkütusest. Grafiidi ja tööstusteemantide tootmise tooraineks on kivisüsi ning selle loodusliku materjali baasil valmistatakse kokku üle neljasaja toote tööstusele ja teenindussektorile.
Teadus koolis: kivisöe teke
Laste jaoks on keskklassides vastavat teemat läbides soovitatav rääkida kättesaadavas vormis kivisöe tekkest looduses. Palun märkige, kui kaua see protsess aega võtab. Kirjeldades lühid alt söe teket, peate keskenduma selle tähtsusele tööstuse arengule ja edusammudele kaasaegsetes ja ajaloolistes tingimustes, koostama sõnumi plaani, mida õpilased ise teevad.
