Mihailo Lomonosov, čuveni ruski naučnik 18. veka, još u davna vremena dao je definiciju kako je ovaj mineral nastao u prirodi. Naime: od ostataka biljaka, poput treseta, nastao je i ugalj. Njegovo obrazovanje je, prema Lomonosovu, bilo uzrokovano nekoliko faktora. Prvo, ostaci vegetacije su se raspadali bez sudjelovanja "slobodnog zraka" (odnosno bez slobodnog pristupa kisika). Drugo, postojao je prilično visok temperaturni režim. I treće, „teret krova“, odnosno povećani pritisak stijene, odigrao je svoju ulogu. To se dogodilo u davna vremena, kada čovečanstvo još nije postojalo na planeti Zemlji.
Slučajevi prošlih dana
U svakom slučaju, istorija nastanka uglja je posao takvihdalekih dana, da savremeni naučnici mogu samo da nagađaju i pretpostavke, objašnjavajući proces. Ali danas je to prilično precizno proučavano. A mehanizmi kako se ugalj pojavljuje (njegovo formiranje iz preliminarnih sirovina) poznati su nauci.
Od treseta
Otpad viših biljaka postepeno se pretvara u tresetne mase, koje se nakupljaju u močvarnim područjima i zarastaju drugim biljkama, postepeno tonući u dubinu. Nalazeći se na dubini, tresetišta stalno mijenjaju svoj hemijski sastav (složenija jedinjenja prelaze u jednostavnija, raspadaju se). Neki od njih se rastvore u vodi i ispiru, a neki prelaze u gasovito stanje. Tako u močvarama nastaju metan i ugljični dioksid koji na ovim pustim mjestima daje karakterističan miris zraka. Važnu funkciju u ovom procesu obavljaju gljive i bakterije, koje doprinose daljem razgradnji tkiva mrtvih biljaka.
Carbons
Tokom vremena, u procesu stalnih modifikacija, najstabilnija ugljovodonična jedinjenja akumuliraju se u tresetištu. A budući da se sve ovo zasićenje tresetnih masa ugljovodonicima provodi praktički bez pristupa kisiku, ugljik se ne pretvara u plin i ne isparava. Postoji izolacija od pristupa zraka i istovremeno zasićenje s povećanjem pritiska: ugalj se formira od treseta. Njegovo formiranje traje stotinama milenijuma, ovaj proces nije tako brz! Prema naučnicima, većina trenutnih rezervi i slojeva uglja potječe iz njegaPaleozoik, odnosno prije više od 300 miliona godina.
Zanimljivo: koje su vrste uglja?
- Najlabaviji i najmlađi od svih vrsta je lignit (što znači "drvenast"). U njemu su i danas vidljivi ostaci biljnih masa i drva. U osnovi, lignit je drveni treset.
- Mrki ugalj nastaje u slojevima sa snažnijim razlaganjem biljnih ostataka. Leži, po pravilu, na dubini od jednog kilometra. U njemu je još dosta tečnosti (više od 40%). Gori prilično dobro, ali proizvodi malo topline.
- U mnogim dijelovima svijeta, ugalj se nalazi na dubinama do tri kilometra. Do njegovog formiranja iz smeđeg fosila dolazi samo pod određenim uslovima: kada se slojevi spuste u dublje horizonte i kada se odvija proces izgradnje planine. Tamo se pod visokim pritiskom i bez pristupa kisiku završava proces prijelaza iz jedne frakcije u drugu. Takav ugalj sadrži više od 75% ugljika, bolje gori i daje više topline.
- Antracit - ugalj drevnijih rasa. Leži na dubini do pet kilometara. Ima još više ugljika i još manje vlage (skoro uopće). Ne pali se dobro, ali je prijenos topline najveći od svih vrsta. U antracitu, ostaci biljaka od kojih je nastao praktično se ne mogu otkriti. Takav ugalj se smatra najperspektivnijim u rudarstvu za industriju.
Ali to nije sve
Priroda je odredila da antracit, sam po sebi najgušći ugalj sanajveći sadržaj ugljika (95 posto ili više) nije završna faza transformacija koje se dešavaju sa biljnim ostacima u okolišu. Šungit je supstanca koja nastaje iz uglja u još težim uslovima. Grafit se javlja na visokim temperaturama od istog materijala. A ako dodate super-visok pritisak, tada se formira dijamant, najtrajnija supstanca koja ima i industrijsku i umjetničku vrijednost za cijelo čovječanstvo.
Ali treba imati na umu: začudo, sve ove naizgled različite supstance - od biljaka do dijamanata - sastoje se od ugljične materije, samo sa različitom strukturom na molekularnom nivou!
Obrazovanje i značaj kamenog uglja
Nemoguće je precijeniti značaj uglja za razvoj industrije i općenito za cjelokupnu ljudsku kulturu na Zemlji. A njen opseg je veoma širok. Da ne govorimo o činjenici da je ugalj odlično gorivo za grijanje domova, grijanje peći u industriji, proizvodnju električne energije, a iz uglja se vadi i dosta tvari potrebnih ljudima. Sumpor i vanadijum, cink i olovo, germanijum - sve to daje čovečanstvu ovaj mineral.
Ugalj se koristi za topljenje metala, čelika, livenog gvožđa. Proizvodi sagorevanja uglja - u proizvodnji nekih građevinskih materijala. Prilikom posebne obrade fosila iz njega se dobija benzen koji se koristi u proizvodnji lakova i otapala, kao što je građevinski materijal kao što je linoleum. Od tečnog po posebnim tehnologijamaugalj izlazi tečno gorivo za mašine. Ugalj je sirovina za proizvodnju grafita i industrijskih dijamanata, a na bazi ovog prirodnog materijala se proizvodi ukupno više od četiri stotine proizvoda za industriju i uslužni sektor.
Nauka u školi: formiranje uglja
Za djecu, prilikom polaganja relevantne teme u srednjim razredima, preporučuje se da u pristupačnom obliku razgovaraju o stvaranju uglja u prirodi. Molimo navedite koliko dugo traje ovaj proces. Opisujući ukratko nastanak uglja, treba se usredsrediti na njegov značaj za razvoj industrije i napredak u savremenim i istorijskim uslovima, izraditi plan poruke koju će učenici sami uraditi.
