正文 第7章 植物學重大發明、發現(1)(1 / 3)

煤炭的形成

煤炭被人們譽為黑色的金子、工業的食糧,它是18世紀以來人類世界使用的主要能源之一。煤炭是怎麼形成的呢?原來,煤炭是千百萬年來植物的枝葉和根莖,在地麵上堆積而成的一層極厚的黑色的腐殖質,由於地殼的變動不斷地埋入地下,長期與空氣隔絕,並在高溫高壓下,經過一係列複雜的物理化學變化等因素,形成的黑色可燃沉積岩。所以說,煤炭也是植物化石,隻不過我們看不清其中植物體的麵貌罷了。

我們可以設想一下煤炭的形成過程:在千百萬年前的地質曆史期間,由於氣候條件非常適宜,地麵上生長著繁茂高大的植物,在海濱和內陸沼澤地帶,也生長著大量的植物,那時的雨量又相當的充沛,當百年一遇的洪水或海嘯等自然災害降臨時,就會淹沒了草原、淹沒了大片森林,那裏的大小植物就會被連根拔起,漂浮在水麵上,植物根須上的泥土也會隨之被衝刷得幹幹淨淨,這些帶著須根和枝杈的大小樹木及草類植物也會相互攀纏在一起,順流漂浮而下,一旦被衝到淺灘、灣汊就會擱淺,它們就會在那裏安家落戶,並且像篩子一樣把所有的漂浮物篩選在那裏,很快這裏就會形成一道屏障,並且這個地方還會是下次洪水堆積植物殘骸的地方。當洪水消退後,這裏就會形成一道逶迤的堆積植物殘骸的丘陵,再經過長期的地質變化,這座植物殘骸的丘陵就會逐漸地被埋入地下,最後演變成今天的煤礦。

在整個地質年代中,全球範圍內有三個大的成煤期:在古生代的石炭紀和二疊紀,成煤植物主要是孢子植物,主要煤種為煙煤和無煙煤;在中生代的侏羅紀和白堊紀,成煤植物主要是裸子植物,主要煤種為褐煤和煙煤;在新生代的第三紀,成煤植物主要是被子植物,主要煤種為褐煤,其次為泥炭,也有部分年輕煙煤。由於形成煤的環境條件、形成年代以及形成煤的植物種類等因素的不同,所以煤的種類和相應的用途也不同。一般地說煙煤大多用於工業,無煙煤和褐煤大多用於日常生活。

除了陸地植物能形成煤以外,生活在水中的藻類植物能不能形成煤呢?近年發現,水生植物盡管個體小,植物體幼嫩,但是隻要生長的量大、符合形成煤的條件,它們同樣也能形成煤,不過這種煤的有機物含量較低,形如石頭,所以稱它為石煤。從4億多年前陸地植物出現以前的誌留紀、奧陶紀乃至遠於5億年前的寒武紀,都有石煤被發現。在陝西、浙江等地缺煤的地區,石煤是他們的主要燃料之一。有的石煤塊外形似黑泥,所以有地方把它稱作腐泥煤。

由於煤是大量陸地植物或菌藻植物高度集中、變質的產物。所以在煤裏麵很難找到可以鑒別植物特征的形態。可是在煤層中有一種叫做煤核的東西,有些礦工叫它為虎子石。這種特殊的石頭中卻保存著植物的組織和完好的結構形態。煤核名稱的來曆是由於它的形狀是大小不等的塊狀,有的像球狀,最先發現它的外國人把它叫做煤球。為了避免與我們北方日常生活中用的煤球相混淆,所以這裏把它叫做煤核。煤核的有機質含量比石煤低得多,所以它在科學研究上雖然很有價值,但是不能當做燃料使用。它在煤礦中好似攔路虎阻礙煤礦的開采,所以這是礦工們叫它虎子石的原因。

現在雖然煤炭的重要位置已被石油代替,但在今後相當長的一段時間內,由於石油的日漸枯竭,必然走向衰敗,而煤炭因為儲量巨大,加之科學技術的飛速發展,煤炭汽化等新技術日趨成熟,並得到廣泛應用,煤炭必將成為人類生產生活中無法替代的能源之一。

知識鏈接

煤炭是地球上蘊藏量最豐富、分布地域最廣的化石燃料。它在全球的分布很不均衡,各個國家煤的儲量也很不相同。中國、美國、俄羅斯、德國是煤炭儲量豐富的國家,也是世界上主要產煤國,其中中國是世界上煤產量最高的國家。中國的煤炭資源在世界居於前列,僅次於美國和俄羅斯。

植物也有“語言”

在人們的眼裏,植物似乎總是默默無聞地生活著,不管外界條件如何變化,它們永遠無聲地忍耐著。但近年來,科學研究發現,植物其實也有自己獨特的“語言”,目前,世界各國的科學家們正在通過各種實驗來證實並破譯植物的“語言”。

20世紀70年代,一位澳大利亞科學家發現了一個驚人的現象,那就是當植物遭到嚴重幹旱時,會發出“哢嗒、哢嗒”的聲音。後來通過進一步的測量發現,聲音是由植物稈莖微小的“輸水管震動”產生的。不過,當時科學家還無法解釋這聲音是出於偶然還是由於植物渴望喝水而有意發出的。如果是後者,那可就太令人驚訝了,這意味著植物也存在能表示自己意願的特殊語言。

不久以後,英國科學家米切爾把微型話筒放在植物莖部,傾聽它是否發出聲音。經過長期測聽,雖然沒有得到更多的證據來說明植物確實存在語言,但他對植物“語言”的研究,仍然熱情不減。1980年,美國科學家金斯勒和他的同事,在一個幹旱的峽穀裏裝上遙感裝置,用來監聽植物生長時發出的電信號,結果他發現,當植物進行光合作用將養分轉換成生長的原料時,就會發出一種信號。了解這種信號是很重要的,因為隻要把這些信號譯出來,人類就能對農作物生長的每個階段了如指掌。