Söed lühidalt

Kivisüsi on tohutult väärtuslik fossiilkütus, mida on tööstuses kasutatud sadu aastaid. See koosneb orgaanilistest komponentidest; täpsemalt taimsed ained, mis on maetud oksüdeerimata või hapnikuta keskkonda ja miljonite aastate jooksul kokku surutud.

Kuna kivisüsi on orgaaniline, ei vasta see kivimite, mineraalide ja fossiilide klassifitseerimise normatiividele:

• Fossiil on mis tahes tõend elust, mis on säilinud kivimites. Kivisöest koosnevad taimejäänused on miljonite aastate jooksul survestatud. Seetõttu pole õige öelda, et need on säilinud.
• Mineraalid on anorgaanilised, looduslikult esinevad tahked ained. Kuigi kivisüsi on looduslikult esinev tahke aine, koosneb see orgaanilisest taimsest materjalist.
• Kivimid koosnevad muidugi mineraalidest.

Rääkige siiski geoloogiga ja nad ütlevad teile, et kivisüsi on orgaaniline sette kalju. Ehkki see ei vasta tehniliselt kriteeriumidele, näeb see välja nagu kivi, tundub nagu kivi ja leitakse (sette) kivimi lehtede vahel. Nii et sel juhul on tegemist kaljuga.

Geoloogia pole nende vankumatute ja järjekindlate reeglitega nagu keemia või füüsika. See on maateadus; ja nagu Maa, on ka geoloogia täis "reegli erandeid".

Osariikide seadusandjad võitlevad ka selle teemaga: Utah ja Lääne-Virginia nimetavad söe omaks ametlik riigikivi kui Kentucky nimetas kivisütt 1998. aastal oma riigi mineraaliks.

Kivisüsi erineb kõigist teistest kivimitest selle poolest, et see on valmistatud orgaanilisest süsinikust: surnud taimede tegelikud jäänused, mitte ainult mineraliseeritud fossiilid. Täna tarbib valdav osa surnud taimseid aineid tulekahjul ja lagunemisel, viies selle süsiniku atmosfääri tagasi gaasilise süsinikdioksiidina. Teisisõnu on oksüdeerunud. Kivisöes sisalduv süsinik oli aga oksüdeerumise eest kaitstud ja jääb keemiliselt redutseeritud kujul oksüdeerumiseks kättesaadavaks.

Söegeoloogid uurivad oma teemat samamoodi, nagu teised geoloogid uurivad teisi kivimeid. Kuid selle asemel, et rääkida kivimitest, mis moodustavad kivimi (kuna neid pole, on vaid orgaanilisi aineid), nimetavad söegeoloogid söe komponente kui matseraalid. Seal on kolm rühma matseraalid: inertsiniit, liptiniit ja vitriniit. Keeruka subjekti lihtsustamiseks saadakse inertiniit tavaliselt taimede kudedest, liptiniit õietolmust ja vaigudest ning vitriniit huumusest või lagunenud taimsest ainest.

Vana ütlus geoloogias on, et olevik on võti minevikku. Tänapäeval võime leida, et taimset ainet säilitatakse anoksilistes kohtades: turbarabades nagu Iirimaal või märgalades nagu Florida Everglades. Ja kindlasti, mõnes söepõhjas leidub fossiilseid lehti ja puitu. Seetõttu on geoloogid pikka aega oletanud, et kivisüsi on turba vorm, mis on loodud sügava matmise kuumuse ja rõhu tõttu. Turba söeks muutmise geoloogilist protsessi nimetatakse "söestumiseks".

Söepõhjad on palju, palju suuremad kui turbasamblad, mõnikümmend meetrit paksud, ja neid leidub kogu maailmas. See ütleb, et kivisöe tegemisel pidid muinasmaailmas olema tohutud ja pikaealised anoksilised märgalad.

Kui kivisütt on teatatud nii vanadest kui proterosoikumidest (võimalik, et 2 miljardit aastat) ja nii nooretest kui plotseenist (2 miljonit aastat vana), laotati suurem osa maailma kivisöest 60 miljoni aasta pikkuse süsinikuperioodi jooksul (359-299 m.a.) kui meretase oli kõrge ja kõrgete sõnajalgade ja jalgrataste metsad kasvasid hiiglaslikes troopilistes soodes.

Metsade surnud aine säilitamise võti oli selle matmine. Me võime öelda, mis juhtus kivisöepõhja ümbritsevate kivimite pealt: peal on lubjakivid ja kildakivi, madalasse merre pandud ja allpool jõekaldude poolt laotud liivakivid.

Ilmselt ujutasid söeparved meres toimunud edusammud. See võimaldas kilda ja nende peal ladestatav lubjakivi. Põlevkivi ja lubjakivi fossiilid muutuvad madalaveelistest organismidest süvamereliikideks, seejärel madalateks vormideks. Siis ilmuvad liivakivid, kui jõe deltad jõuavad madalasse merre ja peal asetatakse veel üks söepõhi. Seda kivimitüüpide tsüklit nimetatakse a-ks tsüklotheem.

Süsiniku kivimite järjestuses esinevad sajad tsüklotheemid. Seda saab teha ainult üks põhjus - pikk seeria jääaegu, mis tõstab ja alandab merepinda. Ja küllaltki hästi, selles piirkonnas lõunapooluse ääres asuvas piirkonnas on kiviktaimlas arvukalt tõendeid liustikud.

See asjaolude kogum pole kunagi kordunud ja süsiniku (ja sellele järgneva Permi perioodi) söed on oma tüüpi vaieldamatud meistrid. On väidetud, et umbes 300 miljonit aastat tagasi tekkis mõnedel seeneliikidel võime puitu seedida ja see oli kivisöe suure ajastu lõpp, ehkki nooremaid söepeenraid on siiski olemas. Geenivaramu uuring Belgias Teadus andis sellele teooriale rohkem tuge 2012. aastal. Kui puit oli mädanemise suhtes immuunne juba enne 300 miljonit aastat tagasi, siis ehk polnud anoksilised tingimused alati vajalikud.

Söe on kolme peamist tüüpi või klassi. Kõigepealt pigistatakse soostunud turvas ja kuumutatakse sellest pruun, pehme kivisüsi pruunsöe. Selle protsessi käigus eraldab materjal süsivesinikke, mis migreeruvad ja muutuvad lõpuks naftaks. Suurema kuumuse ja rõhu korral vabastab ligniit rohkem süsivesinikke ja muutub kõrgema kvaliteediga bituumensüsi. Bituumensüsi on must, kõva ja tavaliselt tuhmi kuni läikiva välimusega. Veel suurem soojuse ja rõhu saagis antratsiit, kivisöe kõrgeim klass. Selle protsessi käigus eraldab kivisüsi metaani või maagaasi. Antratsiit, läikiv, kõva must kivi, on peaaegu puhas süsinik ja põleb suure kuumuse ja vähese suitsuga.

Kui kivisütt mõjutavad veel rohkem soojust ja rõhku, muutub see moondekivimiks, kuna matseraalid kristalliseeruvad lõpuks tõeliseks mineraaliks, grafiidiks. See libe mineraal põleb endiselt, kuid see on palju kasulikum määrdeaine, pliiatsite koostisosana ja muudes rollides. Veelgi väärtuslikum on sügavalt maetud süsiniku saatus, mis vahevöös leiduvates tingimustes muudetakse uueks kristalliliseks vormiks: teemandiks. Tõenäoliselt oksüdeerub kivisüsi juba ammu enne, kui see võib vahevöösse sattuda, nii et seda trikki võiks teha ainult Superman.