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Tout ce que vous devez savoir sur le charbon

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Le charbon est un carburant fossile extrêmement précieux utilisé depuis des centaines d'années dans l'industrie. Il est composé de composants organiques; en particulier, les végétaux enterrés dans un environnement anoxique ou non oxygéné et comprimés pendant des millions d’années.

Fossile, Minéral ou Roche?

Parce qu’il est organique, le charbon défie les normes habituelles de classification des roches, des minéraux et des fossiles:

  • Un fossile est une preuve de la vie qui a été préservée dans la roche. Les restes de l'usine qui composent le charbon sont "cuits à la pression" depuis des millions d'années. Par conséquent, il n’est pas exact de dire qu’ils ont été préservés.
  • Les minéraux sont des solides inorganiques d'origine naturelle. Bien que le charbon soit un solide d'origine naturelle, il est composé de matières végétales organiques.
  • Les roches sont, bien sûr, constituées de minéraux.

Parlez à un géologue, cependant, et ils vous diront que le charbon est une roche sédimentaire organique. Même si, techniquement, il ne répond pas aux critères, il ressemble à une roche, se sent comme une roche et se trouve entre des plaques de roche (sédimentaire). Donc, dans ce cas, c'est un rocher.

La géologie n'est pas comme la chimie ou la physique avec ses règles constantes et cohérentes. C'est une science de la Terre; et comme la Terre, la géologie est pleine "d'exceptions à la règle".

Les législateurs des États sont également aux prises avec ce sujet: l’Utah et la Virginie-Occidentale ont choisi le charbon comme pierre officielle, tandis que le Kentucky a désigné le charbon comme son minéral en 1998.

Le charbon: la roche organique

Le charbon diffère de tous les autres types de roches en ce qu'il est constitué de carbone organique: il s'agit des restes, pas seulement des fossiles minéralisés, de plantes mortes. Aujourd'hui, la grande majorité des plantes mortes est consommée par le feu et la décomposition, renvoyant son carbone dans l'atmosphère sous forme de dioxyde de carbone. En d'autres termes, il est oxydé. Le carbone contenu dans le charbon, cependant, a été préservé de l'oxydation et reste sous une forme chimiquement réduite, disponible pour l'oxydation.

Les géologues du charbon étudient leur sujet de la même façon que les autres géologues étudient d'autres roches. Mais au lieu de parler des minéraux qui composent la roche (car il n'y en a pas, il ne s'agit que de morceaux de matière organique), les géologues spécialistes du charbon se réfèrent aux composants du charbon.macéraux. Il existe trois groupes de macéraux: inertinite, liptinite et vitrinite. Pour simplifier à l'excès un sujet complexe, l'inertinite est généralement dérivée de tissus végétaux, de liptinite de pollen et de résines et de vitrinite d'humus ou de matières végétales dégradées.

Où le charbon s'est formé

Le vieil adage en géologie est que le présent est la clé du passé. Aujourd'hui, on peut trouver des matières végétales conservées dans des endroits anoxiques: des tourbières comme celles d'Irlande ou des zones humides comme les Everglades de Floride. Et bien sûr, des feuilles fossiles et du bois se trouvent dans certains lits de charbon. Par conséquent, les géologues supposent depuis longtemps que le charbon est une forme de tourbe créée par la chaleur et la pression d'un enfouissement profond. Le processus géologique de transformation de la tourbe en charbon s'appelle "la carbonification".

Les couches de charbon sont beaucoup, beaucoup plus grandes que les tourbières, dont certaines atteignent des dizaines de mètres d'épaisseur, et se rencontrent partout dans le monde. Cela dit que le monde antique devait avoir des zones humides anoxiques énormes et de longue durée de vie au moment de la fabrication du charbon.

Histoire géologique du charbon

Alors que du charbon a été signalé dans des roches aussi vieilles que le Protérozoïque (probablement 2 milliards d'années) et aussi jeunes que le Pliocène (2 millions d'années), la grande majorité du charbon mondial a été déposée pendant le Carbonifère, il y a 60 millions d'années. s’étirer (359-299 mya) lorsque le niveau de la mer était élevé et que des forêts de fougères et de cycas grandissaient dans de gigantesques marécages tropicaux.

La clé de la préservation de la matière morte des forêts était de l’enterrer. Nous pouvons dire ce qui s’est passé avec les roches qui entourent les couches de charbon: il y a des calcaires et des schistes au-dessus, déposés dans des mers peu profondes, et des grès au-dessous, posés par des deltas de rivières.

De toute évidence, les marais de charbon ont été inondés par les avancées de la mer. Cela a permis de déposer du schiste et du calcaire sur leur surface. Les fossiles dans le schiste et le calcaire passent d’organismes d’eaux peu profondes à des espèces d’eaux profondes, puis reviennent à des formes peu profondes. Des grès apparaissent alors que les deltas des rivières avancent dans les mers peu profondes et qu’un autre lit de charbon est déposé au sommet. Ce cycle de types de roches est appelé un cyclothem.

Des centaines de cyclothèmes apparaissent dans la séquence rocheuse du Carbonifère. Une seule cause peut faire cela - une longue série de périodes glaciaires qui élèvent et abaissent le niveau de la mer. Et bien sûr, dans la région qui se trouvait au pôle sud à cette époque, les archives rocheuses montrent d’abondantes traces de glaciers.

Cet ensemble de circonstances ne s'est jamais reproduit et les charbons ardents du Carbonifère (et du Permien suivant) sont les champions incontestés de leur type. On a fait valoir qu'il y a environ 300 millions d'années, certaines espèces de champignons ont développé la capacité de digérer le bois, et c'était la fin du grand âge du charbon, bien que de jeunes couches de charbon existent. Une étude du génome chez Science a donné à cette théorie plus de soutien en 2012. Si le bois était immunisé contre la pourriture avant 300 millions d'années, des conditions anoxiques n'étaient peut-être pas toujours nécessaires.

Grades de charbon

Le charbon est disponible en trois types ou qualités principales. Tout d’abord, la tourbe marécageuse est comprimée et chauffée pour former un charbon brun et doux appelé lignite. Au cours du processus, les matériaux libèrent des hydrocarbures, qui migrent et finissent par devenir du pétrole. Avec plus de chaleur et de pression, le lignite libère plus d'hydrocarbures et devient le plus riche charbon bitumineux. Le charbon bitumineux est noir, dur et généralement d'aspect terne à brillant. Encore plus de chaleur et de pression anthracite, le plus haut grade de charbon. Dans le processus, le charbon libère du méthane ou du gaz naturel. L'anthracite, une pierre noire brillante et dure, est du carbone presque pur et brûle avec beaucoup de chaleur et peu de fumée.

Si le charbon est soumis à encore plus de chaleur et de pression, il devient une roche métamorphique à mesure que les macéraux se cristallisent finalement en un véritable minéral, le graphite. Ce minéral glissant brûle encore, mais il est beaucoup plus utile en tant que lubrifiant, ingrédient dans les crayons et autres rôles. Encore plus précieux est le destin du carbone profondément enfoui, qui se transforme dans les conditions retrouvées dans le manteau en une nouvelle forme cristalline: le diamant. Cependant, le charbon s'oxyde probablement bien avant de pouvoir pénétrer dans le manteau, de sorte que seul Superman peut effectuer cette opération.


Voir la vidéo: LES POUVOIR DU CHARBON (Janvier 2023).

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