科学家告诉我们,煤炭和石油都是古代动植物的残骸形成的,但是澳大利亚的鲍恩盆地,煤层厚度可达数百米,横跨2000多公里;中国的准噶尔盆地,煤层累计厚度甚至超过900米,覆盖面积广达数万平方公里。
这么巨大的煤田,真的是远古植物堆积成的吗?
地质学家告诉我们,煤炭主要来自石炭纪和二叠纪,约3.6亿至2.5亿年前的陆生植物,那时地球上覆盖着茂密的原始森林,巨大的蕨类、裸子植物和早期种子植物郁郁葱葱,很像今天的热带雨林,但规模更为壮观。
这些植物死亡后,并未完全腐烂,而是被埋在沼泽、湖泊或河流沉积物中,缺氧的环境阻止了细菌分解,植物残骸逐渐转化为泥炭,一种富含有机质的半腐烂物质,经过亿万年的地质挤压、高温和化学变化,泥炭慢慢变成褐煤,再进一步压缩成烟煤和无烟煤,这就是煤炭的“植物血统”。
但是普通的植物堆积,怎么可能形成厚度900米、绵延千公里的巨型煤田呢?
这需要三个关键条件:时间、空间和环境。
首先煤田的形成不是一朝一夕,而是亿万年的积累。以准噶尔盆地为例,它的煤炭形成跨越了石炭纪到侏罗纪,长达1亿多年,每年植物残骸堆积几毫米,经过千万年,厚度就能达到数十米甚至数百米,地质学家估算,1米厚的煤层可能需要数万年的植物堆积,而900米厚的煤层背后,是无数代森林的“牺牲”。
超大煤田往往需要巨大的沉积盆地,鲍恩盆地和准噶尔盆地都位于古代的陆内凹陷或沿海沼泽带,面积广达数万平方公里,这些盆地像一个超级“植物坟场”,不断下沉,留出空间让植物残骸层层叠加。
石炭纪时期,地球气候温暖湿润,二氧化碳浓度高,氧气含量高达35%,今天仅21%,植物疯长得像科幻电影里的怪树,沼泽遍布洪水频发,死去的植物被迅速掩埋,避开了氧化分解,这样的环境持续数千万年,造就了巨量有机质堆积,为超大煤田奠定了基础。
准噶尔盆地的地质勘探显示,它包含上百层煤,每层厚度从几厘米到几十米不等,累计厚度超过900米,这些煤层之间夹着泥岩、砂岩,记录了多次沉积和地壳变化,植物残骸先变成泥炭,每层被埋后压缩成煤,地壳下沉再覆盖新层,如此循环才有了这惊人厚度。
其实在显微镜下,煤炭中经常可见植物细胞壁、孢子甚至树叶化石,准噶尔盆地的煤中,就发现了石松类和蕨类的遗迹,化学分析也显示,煤的主要成分是碳、氢和氧,与植物有机质高度一致。