كيف يتكون الفحم الحجري؟

Khalifab13
منذ 12 سنة

خطوات تكون الفحم الحجري:
أ. سقوط كميات كبيرة من النباتات, وتركُمها ي قاع المستنقع, ودفنها سريعاً مع السوبيات الاخرى كالرمل والطين. وبفعل البكتيريا اللاهوائية تتحلل المركبات العضوية النباتية جزئياً, أي يزداد فيها تركيز عنصر الكربون ويفقد منها الاكسجين والهيدروجين. وتسمى هذه المواد النباتية المحللة جزئياً بالخثِّ.
ب. دفن الخث تحت غطاء من الرسوبيات الى عمق يتوقف عنده النشاط البكتيري. وترتفع درج الحرارة ويزداد الضغط كلمما زاد عمق الدفن, مما يساعد على حفظ الخثّ وطرد الغازات منه. وتؤدي تفاعلات كيميائية الى زيادة نسبة الكربون في, وتسمى هذه العملية بالتفحم, ومنها ينتج الفحم الحجري البني.
ج. تستمر عملية التفحم بازدياد عمق الدفن فيتكون الفحم الحجري الصلب.
د. وفي النهاية, وبارتفاع درجة الحرارة والضغط الى درجة كبيرة يخرج مُعظم الهيدروجين والاكسجين والنيتروجين من الفحم الحجري السابق, ويتكون فحم الانثراسيت.
استخراج الفحم الحجري:
من الصعب جداً استخراج طبقة الفحم الحجري بإزاحة ما يعلوها من صخور رملية وطينية, حيث يتم ذلك بحفر نفق من سطح الجبل باسخدام آلات الحفر الخاصة, بحيث يتم الوصول الى طبقة الفحم الحجري فتكسر وتعبأ في الشاحنات وتنقل خارج النفق.
تحضير الفحم الحجري للاستعمال:
إذاً, فأن الفحم الحجري يتكون من مواد عضوية قابلة للحرق, ومواد معدنية غير قابلة للحرق. وتشكل المواد المعدنية 10%-35% من كتلة الفحم الحجري.
واذا استعمل الفحم الحجري مباشرة في الحرق فقد تتسبب هذه المكونات المعدنية بعض المشكلات البيئية. للك يفضل تنقية الفحم الحجري من مكوناته المعدنية قبل حرقه. وتتم التنقية بطرائق عدة من أهمها طريقة الفصل الميكانكي –الجذبي- للمعادن.
تتراوح كثافة المعادن التي توجد في الفحم الحجري من 2غ/سم مكعب إلى 5غ/سم مكعب. في حين تتراوح كثاة الفحم الحجري النقي من 1.3غ/سم مكعب الى 1.7غ/سم مكعب. ويستعمل لفصل هذه المكونات الماء المذاب فيه بعض الاملاح, أو محلول معلق, أي يحتوي على جسيمات دقيقة جداً, وكثافتها عالية مثل معدن الماغنيت. وتستعمل عادةً أجهزة خاصة لإتمام عملية الفصل. وهذه الاجهزة تحتوي على اسطوانات تدور حول نفسها. وبعد الحصول على الفحم الحجري النقي يجفف ويستعمل في الحرق أو في انتاج فحم الكوك الذي يستخدم في صناعة الفولاذ والحديد.

Moussa077
منذ 12 سنة

يتكون الفحم الحجري من بقايا نباتات ماتت ودفنت قبل 400مليون إلى مليون عام. ولهذا فإن الفحم الحجري يمكن اعتباره وقودًًا أحفوريًًا. ويعتقد أن النباتات التي شكلت الفحم الحجري قد نمت في مستنقعات.وعند موت النباتات تشكلت بالتدريج طبقة سميكة من مادة النبات فوق قاع المستنقع. ثم أخذت تلك المادة تتصلب مع الزمن وتتحوّل إلى مادة أخرى تسمى الخُث (نسيج نباتي متفحم). ومع مرور الزمن أصبحت رواسب الخث مدفونة تحت الرمال والمعادن الأخرى. وبتراكم المادة المعدنية فإن بعضًا منها قد تحوَّل إلى صخر كحجر الرمل والطَّفل. وبتزايد ثقل الطبقات الصخرية وثقل المواد الأخرى الفوقية بدأ تحوُّل الخث إلى فحم حجري. ويطلق على الفحم الحجري والحجر الرملي والصخور الأخرى التي تشكلت من مواد مترسبة اسم الصخور الرسوبية.
تنتج المرحلة الأولى من مراحل تكوين الفحم الحجري فحمًا بنيًا داكن اللون يسمى اللجنيت (خشب متمعدن). ويتطور اللجنيت عن ترسبات الخث المدفونة الواقعة تحت ضغط شديد آت من ثقل المواد التي تعلو ترسبات الخث، وكذلك من تأثير الحركات الداخلية لقشرة الأرض. وباستمرار زيادة الضغط يتحول اللجنيت إلى فحم أكثر صلابة يسمى الفحم تحت القاري أو تحت الحمري. وتحت ضغوط أعظم يتحول الفحم شبه القاري إلى فحم أشد صلابة وقوة يسمى الفحم القاري أو الحمري. وتحت تأثير ضغوط بالغة الشدة يتغير الفحم القاري إلى فحم الأنتراسيت، وهو أكثر أنواع الفحم الحجري صلابة.
وفي معظم الحالات يكون الأنتراسيت هو أقدم أنواع الفحم عمرًًا كما يكون اللجنيت أحدثها عمرًا بين أنواع الفحم الأخرى. وقد بدأت بعض أنواع الأنتراسيت بالتشكل قبل ما يزيد على 400 مليون عام. بينما تشكلت بعض أنواع اللجنيت خلال المليون عام الماضية. وأعظم عصر تشكل فيه الفحم الحجري كان أثناء حقبة من تاريخ الأرض تعرف بالعصر الكربوني، وذلك قبل حوالي 290- 360 مليون عام. وقد غطت المستنقعات أجزاء كبيرة من سطح الأرض أثناء ذلك العصر. كما نمت نباتات السراخس الطويلة، والنباتات شبيهة الأشجار في هذه المستنقعات وأنتجت بعد موتها كميات ضخمة من المادة المكوِّنة للخث. وتعرف الآن ترسبات وفيرة من الفحم القاري تطورت عن كميات هائلة من ترسبات الخث التي تشكلت أثناء العصر الكربوني. ويستلزم حوالي 1-2 متر من مادة النبات المضغوط لإنتاج طبقة ذات سمك 0,3م من فحم البتومين.
ولاتزال المواد النباتية تتراكم في بيئات ملائمة لتشكل الفحم الحجري،كبيئات أراضي المستنقعات الواسعة مثل أرض الإفرجليدز في جنوبي فلوريدا في الولايات المتحدة الأمريكية. ويمكن أن يتطور تشكيل الخث في ظروف ملائمة من المواد النباتية المتراكمة، ثم يتحول بعد مئات آلاف السنين إلى أنواع أخرى مختلفة من الفحم الحجري.
تسمى طبقات الفحم الحجري راقات الفحم الحجري أو عروق الفحم الحجري. ويتراوح سمك هذه الراقات بين أقل من 2,5 سم و120م أو أكثر. وتتكون راقات الفحم الحجري الأكثر سمكًا من أنواع شبه قارية أو أنواع لجنيتية. ويتألف العديد من رواسب الفحم الحجري من راقين أو أكثر يكونان منفصلين بعضهما عن بعض بطبقات صخرية. ونشأت هذه التكوينات بوساطة مستنقعات ملائمة جديدة مُشكِّلة للفحم الحجري تطورت فوق مستنقعات أخرى مدفونة. وكل مستنقع جديد أصبح مدفونًا تطور إلى راق من الفحم الحجري المستقل.
وتقع بعض طبقات الفحم الحجري موازية لسطح الأرض تقريبًا. وتكون طبقات أخرى مائلة بفعل الحركات الأرضية وتوجد بزاوية مائلة مع سطح الأرض. وعادة ما تتكون طبقات الفحم الحجري العميقة من فحوم الأنتراسيت القار. وفي حالات عديدة نجد أن الحركات الأرضية قد قامت برفع طبقات فحوم الأنتراسيت القار العميقة إلى وضع قريب من سطح الأرض.
وتعتبر مثل هذه الحركات الأرضية مسؤولة أيضًا عن وجود راقات فحمية في التلال والجبال.