Углеобразование

Углеобразование — двухстадийный процесс длительного накопления и превращения органического (растительного) вещества в уголь.

Сыграл ключевую роль в эволюции Земли и формировании её атмосферы. Данный процесс происходил на протяжении миллионов лет и определил газовый состав атмосферы.

Углеобразование стало значимым процессом в эволюции планеты, который повлиял на геологические процессы и определил газовый состав атмосферы.

Условия углеобразования

• Накопление органического материала. Основа углеобразования — растительные остатки, которые накапливаются в болотах, реках и других экосистемах. Наиболее значительными предшественниками угля были древние леса, особенно в эпоху карбона (каменноугольного периода) около 359—299 миллионов лет назад, когда планета была покрыта обширными тропическими лесами.

• Анаэробные условия. Для успешного углеобразования необходимы условия, в которых отсутствует кислород. Под воздействием давления и температуры в условиях анаэробной среды, что предотвращает разложение органического вещества кислородом, постепенно образуется уголь. Чаще всего такие условия наблюдаются в болотах и на дне водоёмов.
• Погребение под осадками. Органический материал должен быть погребён под слоями осадочных пород, что позволяет изолировать его от атмосферы и окружающей среды, а также создаёт необходимые для преобразования высокое давление и температуру.
• Тепловые условия и давление. С увеличением глубины погребения возрастает температура и давление, что способствует превращению органического вещества в уголь через стадии торфа, бурого угля, каменного угля и антрацита. Торф — рыхлая болотная порода, сложенная гниющим растительным материалом. На этапе торфообразования болотная флора разлагается в среде с ограниченным доступом кислорода. В результате получается гумус, в котором встречаются остатки растений. По мере повышения давления и температуры, а также с течением времени торф переходит в бурый уголь. На этой стадии крупные молекулы продолжают распадаться, из пласта выделяются летучие кислородсодержащие соединения. Материал состоит из разрозненного конгломерата органических и неорганических веществ. Далее бурый уголь переходит в каменный. В составе породы увеличивается количество битумов. При достижении температуры выше примерно 235 °C битумы разрушаются, и уголь созревает до высшей степени углефикации — антрацита.
  

  Химическая структура угля
  

  Каменный уголь — одна из стадий процесса углеобразования

Влияние углеобразования на газовый состав атмосферы

• Снижение содержания углекислого газа (CO₂). Углеобразование связано с фотосинтетической активностью растительности, которая поглощает CO₂ из атмосферы. Это особенно актуально для различных геологических эпох, когда большие площади лесов обеспечивали накопление углерода, что способствовало снижению его концентрации.
• Формирование угольных месторождений. С образованием значительных запасов угля изменяется баланс углерода на планете. Добыча и сжигание угля как источника энергии ведут к увеличению содержания углекислого газа и других парниковых газов в атмосфере, что имеет долгосрочные последствия для климата.
• Выбросы метана (CH₄). В процессе углеобразования может происходить образование метана, который, будучи мощным парниковым газом, также может оказывать влияние на газовый состав атмосферы. Выбросы метана, например, из болот или в результате добычи угля, также способствуют усилению парникового эффекта.
• Зависимость от биосферы и геосферы. Углеобразование и угольные месторождения играют важную роль в углеродном цикле. Процесс влияния земной биосферы на газовый состав атмосферы, через фотосинтез и углеобразование, и обратно — через выбросы при сжигании ископаемых топлив, оказал влияние на климат и экосистемы.

Роль в эволюции планеты

Углеобразование стало важным этапом в истории Земли, оказавшим влияние на развитие экосистем и изменение атмосферы. Запасы угля стали значительным источником энергии для человеческом цивилизации, но их использование также поспособствовало ухудшению состояния атмосферы. Его последствия продолжают ощущаться и в современном мире, особенно в контексте изменения климата и устойчивого развития.

Литература

• В. В. Пасечник, А. А. Каменский, Г. Г. Швецов, З. Г. Гапонюк родителей/электронные учебники/9кл. Пасечник, Касенский Биология (Линия жизни).pdf Биология. 9 класс : учеб. для общеобразоват. организаций: издание в pdf-формате / В. В. Пасечник. — Москва: Просвещение, 2018.
• В. С. Рохлов, С. Б. Трофимов, А. В. Теремов Биология. 9-й класс: учебник: издание в pdf-формате. — Москва: Просвещение, 2022.
• В. В. Пасечник и др. Биология. 10 класс : учеб. для общеобразоват. организаций : углубл. уровень / В. В. Пасечник. — М.: Просвещение, 2019.
• В. В. Пасечник и др. Биология. 11 класс: учеб. для общеобразоват. организаций: углубл. уровень / В. В. Пасечник. — М.: Просвещение, 2019.
• А. В. Теремов, Р. А. Петросова Биология. Биологические системы и процессы: учебное пособие для общеобразовательных организаций (углублённый уровень). В 2 ч. Ч. 1. — М.: Мнемозина, 2018.
• А. В. Теремов, Р. А. Петросова Биология. Биологические системы и процессы: учебное пособие для общеобразовательных организаций (углублённый уровень). В 2 ч. Ч. 2. — М.: Мнемозина, 2018.

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Рувики» («ruwiki.ru») под названием «Углеобразование: его условия и влияние на газовый состав атмосферы», расположенная по адресу: — «https://ru.ruwiki.ru/wiki/Углеобразование:_его_условия_и_влияние_на_газовый_состав_атмосферы» Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий. Всем участникам Рувики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?».