[신기한 과학] 석탄은 어떻게 형성됩니까?

생성하는 데 수백만 년이 걸리며 재생 불가능한 자원으로서 유한 자원입니다.

석탄은 연료로 태워 전기를 생산하는 데 사용할 수 있는 재생 불가능한 에너지원인 유기 퇴적암입니다. 고고학자들은 중국 산시성에서 기원전 3490년까지 잠재적으로 그 사용법을 추적했습니다 .

18세기에 시작된 산업 혁명으로 인해 제철 및 증기 기관의 동력원으로 사용되는 석탄에 대한 엄청난 수요가 발생했습니다. 석탄 생산량은 1913년에 정점을 찍었고 영국은 그해에 무려 2억 9,200만 미터톤을 생산했습니다. 그러나 석탄을 태우면 대기에 상당한 양의 이산화탄소가 추가되며 이는 인간이 만든 기후 변화의 가장 큰 단일 원인입니다.

석탄 생산(표면 채광 및 심층 채광 모두) 및 수입은 제1차 세계 대전 이후 꾸준히 감소하고 있으며 석탄 연소로 인한 연기 배출 및 대기 오염을 해결하기 위해 다양한 대기 청정법이 도입되었습니다.

영국에서는 부분적으로 COVID-19 대유행으로 인해 2020년과 2021년 사이에 석탄을 통한 전력 생산이 2.1%에서 1.8%로 감소한 반면, 미국은 2021년에 생성된 전력의 21.8%를 석탄에서 얻은 것으로 기록했습니다.

현재 계획에 따르면 영국은 2024년까지 석탄 화력 발전소를 단계적으로 폐지하는 것을 목표로 하고 있습니다.

석탄은 어떻게 형성됩니까?

석탄은 층 또는 '이음매'로 형성되며 그 과정은 식물의 퇴적과 함께 시작됩니다.

썩어가는 유기물이 토탄을 만든다

약 3억 년 전, 석탄기의 지구의 기후는 따뜻하고 습했으며 큰 늪이 많았습니다.

이 빽빽하고 늪지대의 숲에서 나온 식물 물질(및 기타 유기 물질)이 이 늪의 바닥에 축적되어 부패하면서 물질이 묻힌 후 압축되었습니다. 이 부분적으로 분해된 유기물로부터 산소 부족으로 인한 혐기성 조건이 이탄을 형성 했습니다.

이탄은 갈색의 섬유질 물질의 해면질 덩어리와 유사하며 석탄기 늪에 고인 물은 물질의 산화 또는 박테리아 파괴를 방지하는 우수한 조건을 만들었습니다. 운이 좋지 않아 사망 직후 토탄에 묻히게 된 경우(또는 운이 좋다고 여겨야 합니까?), 그 위에 새로운 토탄이 형성되면서 부식산이 방출되고 신체가 보존될 수 있습니다. 절임과 같은 방법입니다.

이탄이 갈탄이 됨

토탄이 퇴적물 층 사이에 묻히면 생물학적 분해가 멈추고 매장으로 인한 온도와 압력 증가의 결과로 변화가 일어나기 시작합니다.

이 토탄이 비교적 얕은 깊이에 묻혔을 때 지속적인 열과 압력으로 퇴적물 층 사이에서 갈탄으로 압축되었습니다. 갈탄은 수분 함량이 높고 갈색을 띤 검은색의 석탄과 같은 물질입니다. 그것은 또한 나무와 식물의 잔해를 잘게 쪼갠 땅덩어리를 포함하는 경우가 많습니다. 갈탄은 갈탄이라고도 하며 자일로이드 갈탄(화석화 목재)과 소형 갈탄의 두 가지 유형이 있습니다. 보석 제트는 갈탄에서 형성됩니다.

갈탄이 석탄이 된다

계속되는 매설, 열 및 구조적 변형으로 이 갈탄은 아역청탄 및 역청탄(연탄)으로 변태합니다. 마지막으로 무연탄(무연탄)이 되며, 변성 작용을 할수록 더 단단해지고 탄소가 풍부한 석탄이 됩니다.

아역청탄은 탄소 함량이 46~60%로 고정되어 있으며 유연탄은 '일반' 유형의 석탄으로 간주됩니다. 일반적으로 휘발성 탄화수소가 풍부하여 상대적으로 긴 불꽃으로 쉽게 점화되고 연소됩니다.

반면 무연탄은 휘발성이 매우 낮지만 현재 연소하기에 가장 깨끗한 형태의 석탄으로 간주됩니다. 영국이 최근 '무연탄'으로 무연탄을 사용하는 것으로 전환했기 때문에 불을 피우면 익숙할 것입니다. 더 많은 열과 압력으로 인한 지속적인 변성으로 무연탄은 결국 흑연이 됩니다. 흑연은 발화하기 어렵기 때문에 일반적으로 연료로 사용되지 않습니다.

석탄은 무엇에 사용됩니까?

산업 혁명 동안 석탄은 놀라운 연료였으며 당시 뜨겁고 새로운 발명품인 증기 기관에 동력을 공급하는 데 사용되었습니다. 이것은 차례로 철도, 철강 생산 및 해운 산업의 확장을 촉진했습니다. 타이타닉호는 하루에 600~825톤의 석탄을 사용한 것으로 추정됩니다. 오늘날 석탄은 석탄 화력 발전소에서 전기를 생산하는 데 사용되며 전 세계적으로 석탄은 여전히 ​​단일 최대 전력 공급원입니다. 석탄의 가스화 및 액화는 탱크에 쉽게 저장하거나 파이프라인을 통해 운송할 수 있는 기체 및 액체 연료를 생성합니다.

전통적으로 노동자들은 이음새에서 석탄을 추출하기 위해 수공구를 사용했습니다.

비산회와 같은 석탄 연소 부산물 중 일부는 재활용되어 콘크리트 생산에 사용될 수 있습니다. 에너지 산업과는 별도로 물과 공기 필터에 사용되는 활성탄, 건설에 사용되는 탄소 섬유를 비롯한 전문 기술의 생산에도 사용할 수 있습니다. 석탄은 또한 야금 산업에서 태양 전지판, 전자 제품의 칩 및 자동차 산업에서 알루미늄 강화용 합금제로 널리 사용되는 금속 규소 제조에 관여하는 원료 중 하나입니다.

석탄은 어떤 종류의 암석입니까?

석탄은 대부분 유기 물질에서 축적된 탄소로 만들어지며 층으로 압축됩니다. 그것은 유기 퇴적암으로 알려진 생화학적으로 생성된 퇴적암을 만듭니다. 이들은 한때 살았던 물질의 매장과 그에 따른 붕괴로 형성된 유기 탄소가 풍부한 퇴적물로 구성된 퇴적암 그룹입니다.

다른 유형의 유기 퇴적암에는 백악, 규조암, 화석 석회암 및 일부 형태의 백운석이 포함됩니다.