- § 07 -

Уголь и нефть

§ 07. Топливное сырье

Растапливая печь, вы сжигаете топливо, образовавшееся в результате разложения останков морских растений и животных, вымерших около трехсот миллионов лет тому назад. Включая свет, вы снова пользуетесь энергией, полученной после сжигания болотных папоротников, существовавших в Каменноугольном периоде. Конечно же, папоротники и обитатели морских глубин за 300 миллионов лет претерпели определенные изменения. Сегодня они стали углем и нефтью, именуемыми также топливным сырьем.

Рисунок 1 — Схема

Топливное сырье — нефть, уголь и в меньшей степени природный газ — главные разновидности топлива в современном мире. В 19-ом веке двигателем Британской промышленной революции стал имевшийся в избытке дешевый уголь. Он загрязнял черной сажей воздух над промышленными центрами. Помимо ужасающего загрязнения воздуха уголь обладает и другими недостатками. Добыча угля также наносит ущерб окружающей среде. Кроме того, уголь громоздок, и перевозки его дорогостоящим. В 1950-е годы мир стал постепенно переходить на нефть.

Уголь и нефть по-прежнему образуются в недрах Земли. Но топливное сырье является невозобновимым ресурсом. Поскольку для его образования требуются миллионы лет, нынешние его запасы будут исчерпаны задолго до того, как образуются новые.

Образование нефти

Миллиарды мелких морских растений и животных каждый год умирают и оседают на дно океана. Их останки смешиваются с илом и песком, образуя осадочный слой. Проходят годы, образуются все новые напластования, постепенно спрессовывая нижние слои. Давление превращает останки растений и животных в осадочные породы, близкие по свойствам к нефти, — кероген. По мере продолжения процесса кероген в конечном итоге становится нефтью, которая просачиваясь сквозь крошечные отверстия в осадочных породах, называемых нефтяными резервуарами, до тех пор, пока не собирается под непроницаемой породой, именуемой крышкой. Для откачки нефти в горных породах бурят нефтяные скважины. Нефть находится и на суше, где когда-то находилось океаническое дно.

Рисунок 2 — Шахта

Образование угля

Торф. Уголь начинает образовываться под землей из отмирающих растений на заболоченных участках суши. Поскольку в воде содержится мало кислорода, растения разлагаются медленно, превращаясь в похожую на губку массу, называемую торфом.
Бурый уголь. На торф наслаиваются отложения песка и ила, и он начинает спрессовываться. Вода выдавливается наружу, и торф постепенно превращается в горючий бурый уголь — лигнит.
Битумный уголь. Лигнит сдавливают все новые наслоения, и он превращается в битумный уголь — самый распространенный тип угля, используемый на теплоэлектростанциях. В битумном угле можно обнаружить некоторые узнаваемые части древних растений.
Антрацит. Когда наслоений осадочных пород становится еще больше, высокие температуры и давление приводят к новым изменениям угольных пластов. Битумный уголь превращается в антрацит — уголь высокого качества. Горючесть его выше, однако добыча более трудна.

Рисунок 3 — Образование угля

Дети-углекопы

В темных глубоких подземных коридорах угольной шахты юный шахтер открывает ворота мулам, везущим вагонетки с углем. В конце 19 — начале 20 века нужда заставила тысячи мальчиков в возрасте 8 лет трудиться в угольных шахтах полный рабочий день. Многие дети погибали в горных шурфах при взрывах и опрокидываниях вагонеток. Принятие закона о детском труде в начале 20 столетия навсегда запретило использование труда юных шахтеров.

Чумазый от угольной пыли мальчишка-углекоп из Пенсильвании, поднявшийся из подземной шахты после изнурительной рабочей смены (1890-е годы).

Рисунок 4 — Мальчик