Content
Carbó bituminós: El carbó bituminós és normalment una roca sedimentària en bandes. En aquesta foto podeu veure bandes brillants i sordes de material de carbó orientades horitzontalment a través de l'exemplar. Les bandes brillants són un material llenyós ben conservat, com ara branques o tiges. Les bandes sordes poden contenir material mineral rentat al pantà per corrents, carbó vegetal produït pels incendis del pantà o materials vegetals degradats. Aquest exemplar té una longitud aproximada de 7,5 centímetres. Foto de l'Enquesta Geològica i Econòmica de West Virginia.
Què és el carbó?
El carbó és una roca sedimentària orgànica que es forma a partir de l’acumulació i conservació de materials vegetals, generalment en un entorn pantanós. El carbó és una roca combustible i, juntament amb el petroli i el gas natural, és un dels tres combustibles fòssils més importants. El carbó té un ampli ventall d’usos; l’ús més important és per a la generació d’electricitat.
Entorns de formació de carbó: Diagrama generalitzat d'un pantà, que mostra com la profunditat de l'aigua, les condicions de conservació, els tipus de plantes i la productivitat de les plantes poden variar en diferents parts del pantà. Aquestes variacions produiran diferents tipus de carbó. Il·lustració de l'Enquesta Geològica i Econòmica de West Virginia.
Turba: Una massa de restes vegetals parcialment acumulades fins a la recent carbonització. Aquest material està en camí de convertir-se en carbó, però la seva font de restes vegetals encara és fàcilment recognoscible.
Kits de rock i minerals: Obteniu un kit de roques, minerals o fòssils per obtenir més informació sobre els materials de la Terra. La millor manera d’aprendre sobre les roques és tenir disponibles exemplars per fer proves i exàmens.
Com es forma el carbó?
El carbó es forma a partir de l’acumulació de restes vegetals, generalment en un entorn pantanós. Quan una planta mor i cau al pantà, l’aigua permanent del pantà la protegeix de la càries. Les aigües del pantà solen tenir una deficiència d’oxigen, que reaccionaria amb les restes de la planta i la provocaria. Aquesta manca d’oxigen permet que les restes vegetals continuïn. A més, els insectes i altres organismes que puguin consumir les restes vegetals a la terra no sobreviuen bé sota l'aigua en un entorn deficient d'oxigen.
Per formar la gruixuda capa de restes vegetals necessària per produir una costura de carbó, la taxa d’acumulació de restes vegetals ha de ser superior a la taxa de càries. Un cop formada una gruixuda capa de restes vegetals, ha de ser enterrada per sediments com el fang o la sorra. Generalment es renten al pantà per un riu inundat. El pes d’aquests materials compacta les restes vegetals i ajuda a la seva transformació en carbó. Uns deu peus de restes vegetals es compactaran en un sol peu de carbó.
Les restes vegetals s’acumulen molt lentament. Per tant, acumularà deu peus de deixalles vegetals trigarà molt. Els cinquanta peus de restes vegetals necessaris per fer una costura de carbó de cinc peus de gruix necessitarien acumular milers d’anys. Durant aquest llarg temps, el nivell d’aigua del pantà ha de mantenir-se estable. Si l’aigua arriba a ser massa profunda, les plantes del pantà s’ofeguen i, si no es manté la coberta d’aigua, les restes vegetals decauen. Per formar una costura de carbó, s’han de mantenir les condicions idònies d’una profunditat perfecta de l’aigua durant molt de temps.
Si sou un lector astut, probablement us pregunteu: "Com es poden acumular una cinquantena de peus de deixalles vegetals en aigua que es troba a pocs metres de profunditat?" La resposta a aquesta pregunta és el motiu principal perquè la formació d'una costura de carbó és un fet altament inusual. Només es pot produir en una de les dues condicions: 1) un augment del nivell d’aigua que manté perfectament el ritme d’acumulació de deixalles vegetals; o, 2) un paisatge subterrani que manté el ritme perfecte amb la taxa d’acumulació de deixalles vegetals. Es creu que la majoria de les costures de carbó s’han format sota la condició # 2 en un entorn delta. En un delta, s’hi dipositen grans quantitats de sediments fluvials sobre una petita zona d’escorça terrestre i el pes d’aquests sediments provoca la subsidència.
Perquè es formi una costura de carbó, cal tenir unes condicions perfectes d’acumulació de deixalles vegetals i unes condicions perfectes de subsidència en un paisatge que manté aquest perfecte equilibri durant molt de temps. És fàcil entendre per què les condicions per formar carbó s’han produït només un nombre reduït de vegades al llarg de la història de la Terra. La formació d’un carbó requereix la coincidència d’esdeveniments altament improbables.
Carbó antracita: L’antracita és el rang més elevat de carbó. Té una brillantor brillant i es trenca amb una fractura semiconcida.
Què és el "Rang" de carbó?
Les restes vegetals són un material fràgil en comparació amb els materials minerals que formen altres roques. A mesura que les restes vegetals estan exposades a la calor i la pressió de l'enterrament, canvia en composició i propietats. El "rang" d'un carbó és una mesura de quant s'ha produït un canvi. De vegades s'utilitza el terme "metamorfisme orgànic" per a aquest canvi.
En funció de la composició i les propietats, els carbons s’assignen a una progressió de rang que correspon al seu nivell de metamorfisme orgànic. La progressió del rang bàsic es resumeix a la taula aquí.
Lignit: El rang més baix de carbó és "lignit". És una torba que ha estat comprimida, deshidratada i litificada en una roca. Sovint conté estructures vegetals recognoscibles.
Quins són els usos del carbó?
La producció d'electricitat és l'ús principal del carbó als Estats Units. La major part del carbó extret dels Estats Units és transportat a una central elèctrica, aixafat a una mida de partícula molt petita i cremat. El calor del carbó que s’utilitza per produir vapor, que fa que un generador produeix electricitat. La major part de l'electricitat consumida als Estats Units es produeix mitjançant la crema de carbó.
Central elèctrica a carbó: Foto d’una central elèctrica on es crema carbó per produir electricitat. Les tres grans piles són torres de refrigeració on es refreda l’aigua utilitzada en el procés de generació d’electricitat abans de reutilitzar-la o deixar-la sortir al medi. L'emissió que surt de la pila més dreta és el vapor d'aigua. Els productes de combustió de la crema de carbó s’alliberen a la pila alta i fina de la dreta. Dins d'aquesta pila hi ha una gran varietat de sorbents químics per absorbir gasos contaminants produïts durant el procés de combustió. Copyright de la imatge iStockphoto / Michael Utech.
El carbó té molts altres usos. S'utilitza com a font de calor per a processos de fabricació. Per exemple, els maons i el ciment es produeixen en forns escalfats per la combustió d’un raig de carbó en pols. El carbó també s’utilitza com a font d’energia per a les fàbriques. Allà s’utilitza per escalfar vapor, i el vapor s’utilitza per conduir dispositius mecànics. Fa unes dècades, la majoria de carbó s’utilitzava per a la calefacció d’espai. D’aquesta manera encara s’utilitza carbó, però ara s’utilitzen altres combustibles i electricitat produïda per carbó.
La producció de coques continua sent un ús important del carbó. El coque es produeix escalfant carbó en condicions controlades en absència d’aire. Això elimina alguns dels materials volàtils i concentra el contingut de carboni. El coque s'utilitza llavors com a combustible elevat en carboni per al processament de metalls i altres usos en què es necessita una flama especialment cremada.
El carbó també s’utilitza en la fabricació. Si s'escalfa el carbó, es poden utilitzar gasos, restes i residus produïts en diversos processos de fabricació. Plàstics, cobertes, linòleum, cautxú sintètic, insecticides, productes per a pintura, medicaments, dissolvents i fibres sintètiques inclouen tots compostos derivats del carbó. El carbó també es pot convertir en combustibles líquids i gasosos; no obstant això, aquests usos del carbó són principalment experimentals i es fan a petita escala.