• Статьи
  • Вопросы и ответы
  • Обучение
  • Библиотека
  • ENG
  • Происхождение угля

    0 880

    ПРОИСХОЖДЕНИЕ УГЛЯ

    Стандартный, единообразный процесс образования угля начинается в болоте (рис. 1). В такой водонасыщенной среде погибшие мхи, листья, сучки и другие части деревьев не разлагаются полностью. Напротив, эта растительная масса превращается в слой торфа. В различные периоды времени болото может покрываться песком или илом, когда происходит разлив рек или поднимается уровень океана. Под тяжестью этих осадков торф может утрачивать часть воды и газов, в конечном итоге превращаясь в мягкий бурый уголь, называемый лигнитом. При увеличении давления или температуры изгоняются вода и газы в больших количествах, образуя распространенную битумную семью углей. Наконец, высокие температуры и давление могут превратить битумный уголь в твердый черный уголь под названием антрацит. Как показывает Рис. 2, степень метаморфизма угля характеризуется повышением содержания углерода.

    Рис 2 Диаграмма Ван Кревелена показывает основные группы органической материи изображенные как соотношение водорода/углерода против соотношения кислорода/углерода. Витринит это основной компонент большинства обычных углей, происходяших от лигнина - стойкого вещества, придающего прочность деревьям.. Повышение уровней температуры и давления изменяют физические и химически е я свойства лигнина. В результате получаются различные виды угля, как показано на диаграмме . Обратите внимание, что повышение категории угля от лигнита до антрацита представляет собой увеличение содержания углерода в соотношении с водородом и кислородом.

    Считается, что степень метаморфизма угля более зависит от глубины залегания, чем от времени. Например, возможно нахождение лигнита и битумного угля, которые, как представляется, образовались одновременно, но в различных местах. Другими словами, вид не является достаточным указателем возраста.

    Вызов, брошенный модели униформизма

    Свидетельства против униформистской модели образования угля и свидетельства в пользу катастрофичного толкования состоят в следующем: (1) отсутствие постепенного перехода от одного вида угля к другому; (2) огромное количество и протяженность угольных отложений; (3) типы окаменелых останков: связанных со многими угольными отложениями; (4) свидетельства в пользу быстрого и недавнего образования угля в природе; и, (5) свидетельства в пользу быстрого и недавнего получения угля в лабораторных условиях. В заключение будет представлена альтернативная модель с точки зрения креационизма (науки о сотворении).

    Образование угля

    Если уголь образовывался из постепенного накопления и погребения органической материи в болоте, мы могли бы ожидать некоторую постепенность в переходе видов от верхней части угольного пласта к его дну. Теоретически, вещество в нижних слоях имело больше времени для изменений и находилось под более высоким давлением и температурой, чем вещество в верхнем уровне. Карл Хилт заметил подобное изменение в европеиских угольных месторождениях и в 1873 году предложил следующее "правило" или "закон": в вертикальной последовательности, в любом данном месте угольной залежи вид угольных пластов увеличивается с глубиной.

    Например, в скважине Пай-Раф, пробуренной на глубину более километра через сорок два угольных пласта, исследователи обнаружили увеличение содержания углерода и теплотворной способности и уменьшение содержания влаги и летучих веществ (Уильямсон, 1967, с. 241-242). Эти четыре тенденции согласуются с увеличением степени метаморфизма угля с глубиной. Однако изменение на протяжении этого большого расстояния охватывает только две прилегающие подгруппы: от битуминозного угля с низким содержанием летучих веществ наверху до полуантрацитного угля внизу.

    Еще большие вариации могут встречаться в угольных месторождениях горизонтально, причем степень метаморфизма угля постепенно изменяется на протяжении нескольких километров. Предполагаемая причина таких вариаций состоит в местной тектонической активности, например, разрывы, сдвиги, вулканизм и интрузия. Эти масштабные вмешательства могут стать причиной увеличения температуры или глубины в одной части угольного пласта и, соответственно, изменения степени метаморфизма угля на участке, подвергшемся дополнительному воздействию.

    Однако мы нигде не можем найти болото, в котором торф превращался бы в уголь. В долине Уайкато в Новой Зеландии торфяные болота лежат поверх пород, содержащих подбитумные угольные пласты, но между ними нет никакого видимого постепенного перехода. Согласно униформистским оценкам, этот уголь появился на пятьдесят миллионов лет раньше этого торфа (Шофилд, 1978, 2:449), и эти два отложения связаны только географически.

    Как представляется, образование угля это "пороговый" процесс. То есть, все необходимые условия должны существовать до того, как органическая масса превратится в уголь. Действительно, существуют ограниченные вариации, но все они не выходят за рамки системы степени метаморфизма угля. Угольные месторождения появляются в геологических пластах уже сформированными и не проявляют свидетельств предполагаемого эволюционного пути, ведущего от торфяного болота. Несомненно, произошло преобразование растительного материала в уголь, но не так, как утверждается в униформистской модели о болоте.

    Количество угольных месторождений

    Существует проблема с количественным соотношением угольных месторождений, которые обнаруживаются на Земле. Теоретически, требуется три метра растительной массы для образования тридцати сантиметров торфа и 3,6 метра торфа для образования тридцати сантиметров угля (см. Мортон, 1984, с. 215). Уильямсон отмечает, что нижние слои современных торфяных отложений проявляют значительную плотность и, возможно, для формирования тридцати сантиметров угля необходимо полтора метра торфа (1967, с. 221). На основании этих данных получается, что для образования угольного пласта шириной три метра потребовалось бы 150-360 метров растительной массы, а для образования пласта шириной 60 метров понадобилось бы 3-7,2 километра растительности. Геолог, придерживающийся традиционной модели, ответит, что этот торф образовывался на протяжении длительных периодов времени при наличии подходящего климата, продуктивной экосистемы и бассейна, неизменно наполняющегося осадочными отложениями. Однако сегодня в болотах не образуются сотни метров растительной массы или торфа. Таким образом, мы не можем объяснить образование угля, если будем придерживаться правила "настоящее есть ключ к прошлому". В.Г. Вулноу отмечал:

    Опять же, нигде в современном нам мире нельзя найти накопления растительной массы, которые были бы количественно соизмеримы с любым из главных угольных месторождений прошлого (1971, с. 6).

    Например, один пласт, принадлежащий пенсильванским углям центральной и восточной частей Соединенных Штатов, покрывает территорию свыше сотни тысяч квадратных километров (Невинс, 1976, с. ii). У него нет современных аналогов, если это, как предполагается, было протяженным пресноводным торфяным болотом. Сегодня нет условий, которые благоприятствовали бы образованию массивных слоев растительности и которые, в свою очередь, производили бы толстые пласты угля.

    Огромные месторождения угля, как представляется, требуют быстрого, глубокого погребения значительных количеств растительности. Как мы увидим, это может согласовываться с бурным всемирным потопом, во время которого растения вырывались с корнем и погребались под толстым слоем осадочных пород.

    Одно возражение, озвученное Тленном Мортоном (1984), состоит в том, что количество углерода в земной коре, представенное углем и нефтью, в сотни раз превышает тот уровень, который мог существовать в допотопной биосфере. Другими словами, вероятно, что огромные нефтяные месторождения и обширные угольные пласты представляют долгие периоды накопления, а не внезапное погребение всех организмов, которые жили на Земле в любое данное время. Подобные огромные накопления могут показаться проблемой для сторонников катастрофизма, а не униформиз-ма. Мортон предполагает, в качестве решения проблемы, что имеющие коммерческое значение месторождения угля и нефти могли сформироваться из просачивания метана из земной коры или, по крайней мере, увеличиться за счет этих утечек. Об этой теории будет сказано подробно в следующем разделе, посвященном нефти.

    В отклике, адресованном конкретно этим утверждениям, Джон Вудморапп (1986) подверг критике предположения Мортона раскрыл необязательность его неорганической теории. Во-пер вых, Вудморапп указывает на то, что Мортон оценил количество углерода, основываясь на массе растений, содержащихся на данном участке тропического леса. Однако леса в дождливой тропической зоне это не самые плотные или продуктивные экосистемы. Например, почти вдвое более плотная концентрация растительной массы обнаруживается в лесах северо-западной части тихоокеанского побережья. Во-вторых, Вудморапп указывает на то, что Мортон пренебрег вкладом торфяных отложений в допотопном мире. Они могли значительно увеличить соотношение углерода, имевшего органическое происхождение. Возможно, что отложения торфа глубиной более восемнадцати метров могли образоваться в течение тысячи шестисот лет между сотворением и потопом, исходя из современных оценок накопления торфа.

    Основываясь на этой информации, Вудморапп делает вывод, что весь уголь в мире (пользуясь цифрами, представленными Мортоном) мог произойти из торфа, покрывающего всего лишь 1,27% поверхности Земли - территории, несколько меньшей, чем островной континент Австралия. Следовательно, нет необходи| мости настаивать на миллионах лет накопления.

    Состав угля

    Есть сложности, связанные с видами растений и окаменелс тей, обнаруживаемых в угольных месторождениях. Если больша часть угля образовалась из торфа, собиравшегося в болотах, то нем должны преобладать останки организмов, живущих в боло

    тах. Однако, в то время как некоторые углеобразующие растения могли переносить условия влажной почвы, многие другие произрастали на суше (см. Мортон, 1984, с. 216). Более того, многие месторождения угля содержат окаменелые останки животных, живших в море. Было выдвинуто предположение, что, эти болота были расположены недалеко от океанов и время от времени накрывались водами приливов и поднятия уровня моря. Но, опять же, большинство углеобразующих растений не были приспособлены ни к морской, ни болотной среде обитания (Невинс, 1976, с. i).

    Быстрое образование угля в природе

    Есть несколько указаний на то, что процесс образования угля не продолжался миллионы лет. Во-первых, вертикально расположенные стволы деревьев внутри угольных пластов предполагают, что они были погребены довольно быстро, иначе открытые части ствола сгнили бы до того, как произошла консервация (см. примеры у Морриса, 1974, с. 108).

    Во-вторых, исследования древесины, превратившейся в каменный уголь, из богатых ураном пород плато Колорадо и Чаттануга Шейл, проводимые Робертом Джентри, могут показать, что уголь образовывался быстро и в сравнительно недавнее время. Эти породы содержат радиосвечения - микроскопические сферические участки метаморфического вытеснения, которые, как считается, вызваны распадом радиоактивных частиц, отложенных водой, протекавшей через древесину до того, как она превратилась в уголь. Одна необычная группа свечений, образованных распадом урана, кажется слишком молодой для возраста, предписанного униформистской геологией. Анализ этих свечений показывает, что им несколько тысяч, а не миллионов, лет (Джентри и другие, 1976).

    Другая группа радиосвечений имеет эллиптическую (овальную) форму (см. Рис. 3). Вероятно, эти свечения, образованные

    Рис. 3. Модель Джентри образования эллиптичес-кыо/шарообразно-го свечении я в древесине, превращающейся в каменный уголь (см. описание по тексту)
    распадом полония в течение периода времени от шести месяцев до года, первоначально были круглыми (а). Затем, когда древесина была еще довольно пластичной, она сплющилась под давлением покрывавших ее осадочных пород (б,в). Однако, некоторые из этих свечений очень необычны, потому что на них накладывается второе круглое свечение (г). Очевидно, спустя 20 лет после сжатия древесины распад нестойкой разновидности свинца вызвал образование еще одного свечения на том же месте. Согласно модели Джентри, это означает, что период сжатия начался и закончился в течение нескольких десятилетий после погребения под многими метрами осадочных отложений.

    Далее, само существование этих полониевых свечений может предполагать быстрый процесс трансформации древесины в уголь. Эту концепцию можно проиллюстрировать экспериментом "кухонной скамьи". Приготовьте две чаши, одну с застывшим желе, а другую - с еще жидким. В жидкое желе поместите петарду и взорвите. Кроме липкой массы вы увидите бумагу, несгоревший порох и так далее. После того как желе загустеет, вы, вероятно, увидите только косвенное воздействие взрыва, то есть, остатки петарды. Затем взорвите петарду в застывшем желе. Опять же, вы увидите клочки петарды, но трещины и дыры в желе сохранятся. Теперь, давайте шагнем из кухни в ядерную физику. Если радиоактивная частица распадется до того, как мягкая древесина превратится уголь, то эффект этого распада не будет заметен. Подобно еще не застывшему желе, мягкая древесина станет углем и не сохранит свечения. Однако если древесина преобразуется в уголь в течение нескольких дней (или, самое большее, нескольких недель), тогда свидетельства распада полония будут сохранены.

    Таким образом, Джентри обеспечил доказательства, которые, как представляется, показывают, что эта древесина и осадочные породы, в которых она находится, (1) были погребены быстро и относительно недавно и (2) довольно быстро превратились в уголь и ископаемые породы. Также, по той причине, что эти радиоактивные свечения обнаруживаются в окаменелой древесине из нескольких различных участков и, как представляется, образовались одновременно, тогда речь идет о единичном, масштабном, катастрофичном событии. Джентри делает вывод, что "Это в точности то, что можно ожидать на основе почти одновременного отложения древесины во время потопа" (1986, с. 58).

    Рис. 4. Результаты эксперименто в по искусственному получению каменного угля представлены на диаграмме Ван Кревелена, Лигнин в присутствии глины нагревается до 150°С в течении е 2, 4, 6 и 8 месяцев (соответственно точки 1-4). Сравнение с Рис. 2 показывает достаточное сходство с предполагаемой трансформацией растительной массы в углеобразованиях (по Хайатсу и др., 1984, Рис. 1).

    Оглавление

    Похожие публикации
    Demo scene