Carbón en cáscara de nuez

El carbón es un combustible fósil enormemente valioso que se ha utilizado durante cientos de años en la industria. Se compone de componentes orgánicos; específicamente, la materia vegetal que ha sido enterrada en un ambiente anóxico, o no oxigenado, y comprimida durante millones de años.

Fósiles, minerales o rocas

Debido a que es orgánico, el carbón desafía los estándares normales de clasificación para rocas, minerales y fósiles:

  • Un fósil es cualquier evidencia de vida que se ha conservado en la roca. Los restos de la planta que forman el carbón han sido "cocidos a presión" durante millones de años. Por lo tanto, no es exacto decir que se han conservado.
  • Los minerales son sólidos inorgánicos que se producen naturalmente. Si bien el carbón es un sólido natural, está compuesto de material vegetal orgánico.
  • Las rocas están, por supuesto, compuestas de minerales.

Sin embargo, hable con un geólogo y le dirán que el carbón es un producto orgánico. sedimentario rock. Aunque técnicamente no cumple con los criterios, parece una roca, se siente como una roca y se encuentra entre láminas de roca (sedimentaria). Entonces, en este caso, es una roca.

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La geología no es como la química o la física con sus reglas constantes y constantes. Es una ciencia de la Tierra; y como la Tierra, la geología está llena de "excepciones a la regla".

Los legisladores estatales también luchan con este tema: Utah y Virginia Occidental mencionan el carbón como su roca oficial del estado mientras que Kentucky nombró al carbón su mineral estatal en 1998.

Carbón: la roca orgánica

El carbón difiere de cualquier otro tipo de roca en que está hecho de carbono orgánico: los restos reales, no solo fósiles mineralizados, de plantas muertas. Hoy, la gran mayoría de la materia vegetal muerta es consumida por el fuego y la descomposición, devolviendo su carbono a la atmósfera como el dióxido de carbono gaseoso. En otras palabras, es oxidado. Sin embargo, el carbono en el carbón se conservó de la oxidación y permanece en una forma químicamente reducida, disponible para la oxidación.

Los geólogos del carbón estudian su materia de la misma manera que otros geólogos estudian otras rocas. Pero en lugar de hablar sobre los minerales que forman la roca (porque no hay ninguno, solo fragmentos de materia orgánica), los geólogos del carbón se refieren a los componentes del carbón como macerales. Hay tres grupos de macerales: inertinita, liptinita y vitrinita. Para simplificar en exceso a un sujeto complejo, la inertinita generalmente se deriva de los tejidos vegetales, la liptinita del polen y las resinas, y la vitrinita del humus o la materia vegetal descompuesta.

Donde se formó el carbón

El viejo dicho en geología es que el presente es la clave del pasado. Hoy en día, podemos encontrar materia vegetal que se conserva en lugares anóxicos: turberas como las de Irlanda o humedales como los Everglades de Florida. Y efectivamente, se encuentran hojas fósiles y madera en algunos lechos de carbón. Por lo tanto, los geólogos han asumido durante mucho tiempo que el carbón es una forma de turba creada por el calor y la presión del entierro profundo. El proceso geológico de convertir la turba en carbón se llama "coalificación".

Las camas de carbón son mucho, mucho más grandes que las turberas, algunas de las decenas de metros de espesor, y se producen en todo el mundo. Esto dice que el mundo antiguo debe haber tenido humedales anóxicos enormes y de larga vida cuando se estaba haciendo el carbón.

Historia geológica del carbón

Mientras que el carbón ha sido reportado en rocas tan antiguas como Proterozoico (posiblemente 2 mil millones de años) y tan jóvenes como Plioceno (2 millones años), la gran mayoría del carbón del mundo se depositó durante el período carbonífero, un período de 60 millones de años (359-299 m.a.a.) cuando el nivel del mar era alto y crecían bosques de helechos altos y cícadas en gigantescos pantanos tropicales.

La clave para preservar la materia muerta de los bosques era enterrarla. Podemos decir lo que sucedió en las rocas que encierran los lechos de carbón: hay calizas y lutitas en la parte superior, colocadas en mares poco profundos, y areniscas debajo establecidas por los deltas de los ríos.

Obviamente, los pantanos de carbón fueron inundados por los avances en el mar. Esto permitió esquisto y piedra caliza para depositar encima de ellos. Los fósiles en el esquisto y la piedra caliza cambian de organismos de aguas poco profundas a especies de aguas profundas, y luego vuelven a formas poco profundas. Luego aparecen areniscas a medida que los deltas fluviales avanzan hacia los mares poco profundos y se coloca otro lecho de carbón en la parte superior. Este ciclo de tipos de rocas se llama ciclotimia.

Cientos de ciclotomas ocurren en la secuencia de rocas del Carbonífero. Solo una causa puede hacer eso: una larga serie de glaciaciones que elevan y bajan el nivel del mar. Y efectivamente, en la región que estaba en el polo sur durante ese tiempo, el registro de rocas muestra abundante evidencia de glaciares.

Ese conjunto de circunstancias nunca ha vuelto a ocurrir, y los carbones del Carbonífero (y el siguiente Período Pérmico) son los campeones indiscutibles de su tipo. Se ha argumentado que hace unos 300 millones de años, algunas especies de hongos desarrollaron la capacidad de digerir la madera, y ese fue el final de la gran era del carbón, aunque existen capas de carbón más jóvenes. Un estudio del genoma en Ciencias dio a esa teoría más apoyo en 2012. Si la madera era inmune a la podredumbre antes de hace 300 millones de años, entonces quizás las condiciones anóxicas no siempre fueran necesarias.

Grados de carbón

El carbón viene en tres tipos o grados principales. Primero, la turba pantanosa se exprime y se calienta para formar carbón suave y marrón llamado lignito. En el proceso, el material libera hidrocarburos, que migran y eventualmente se convierten en petróleo. Con más calor y presión, el lignito libera más hidrocarburos y se convierte en el grado más alto. carbón bituminoso. El carbón bituminoso es negro, duro y generalmente de aspecto opaco a brillante. Aún mayores rendimientos de calor y presión antracita, el grado más alto de carbón. En el proceso, el carbón libera metano o gas natural. La antracita, una piedra negra dura y brillante, es carbono casi puro y arde con mucho calor y poco humo.

Si el carbón se somete a más calor y presión, se convierte en una roca metamórfica a medida que los macerales finalmente se cristalizan en un verdadero mineral, el grafito. Este mineral resbaladizo aún arde, pero es mucho más útil como lubricante, ingrediente en lápices y otras funciones. Aún más valioso es el destino del carbono profundamente enterrado, que en las condiciones que se encuentran en el manto se transforma en una nueva forma cristalina: el diamante. Sin embargo, el carbón probablemente se oxida mucho antes de que pueda entrar en el manto, por lo que solo Superman podría realizar ese truco.

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