جواب فکر کنید صفحه ۳۸ زمین شناسی یازدهم؛ فصل دوم

زمینه لازم از متن کتاب:

زغال‌سنگ یک سوخت فسیلی جامد است که از مواد آلی، بیشتر بقایای گیاهان جنگلی، در محیط‌های خشکی به وجود می‌آید.

این مواد گیاهی معمولاً در باتلاق‌ها انباشته و سپس با رسوبات پوشیده می‌شوند. در محیط فاقد اکسیژن، مواد گیاهی به طور کامل تجزیه نمی‌شوند و به مرور زمان ابتدا به تورب تبدیل می‌شوند.

تورب در طی میلیون‌ها سال زیر فشار رسوبات و سنگ‌های بالایی متراکم‌تر می‌شود و به ترتیب به لیگنیت، زغال‌سنگ بیتومینه و سپس آنتراسیت تبدیل می‌شود.

پاسخ: وجود ذخایر زغال‌سنگ نشان می‌دهد که شرایط محیطی و آب‌وهوایی سیبری در گذشته با امروز متفاوت بوده است.

در زمان تشکیل این ذخایر، بخش‌هایی از سیبری باید شرایطی مناسب برای رشد فراوان گیاهان داشته باشند؛ یعنی آب‌وهوای آن نسبت به امروز گرم‌تر و مرطوب‌تر بوده و در بعضی مناطق، جنگل‌ها و محیط‌های باتلاقی گسترده وجود داشته است.

بقایای گیاهان در این محیط‌های باتلاقی جمع شده و به علت کمبود اکسیژن به طور کامل تجزیه نشده‌اند. سپس با رسوبات پوشیده شده و طی میلیون‌ها سال، تحت تأثیر دفن، فشار و افزایش درجه بلوغ، به زغال‌سنگ تبدیل شده‌اند.

در طول زمان‌های بسیار طولانی زمین‌شناسی نیز آب‌وهوا و موقعیت قاره‌ها تغییر کرده است؛ بنابراین شرایط سرد امروزی سیبری دلیلی ندارد که در زمان تشکیل زغال‌سنگ نیز وجود داشته باشد.

پاسخ کوتاه: ذخایر زغال‌سنگ سیبری نشان می‌دهد که این منطقه در گذشته آب‌وهوای گرم‌تر و مرطوب‌تر، پوشش گیاهی فراوان و محیط‌های باتلاقی مناسب برای تشکیل زغال‌سنگ داشته است و شرایط اقلیمی آن بعدها تغییر کرده است.

پاسخ: لایه‌های زغال‌دار طبس نشان می‌دهند که این منطقه در زمان تشکیل زغال‌سنگ، برخلاف شرایط خشک و بیابانی امروز، دارای آب‌وهوای گرم و مرطوب و پوشش گیاهی فراوان بوده است.

وجود زغال‌سنگ همچنین نشان می‌دهد در آن زمان محیط‌هایی مانند باتلاق‌ها و زمین‌های آب‌گرفته وجود داشته‌اند که بقایای گیاهی در آنها انباشته شده است.

در چنین محیط‌هایی، به علت کمبود اکسیژن، بقایای گیاهان به طور کامل تجزیه نمی‌شوند و شرایط لازم برای تشکیل تورب و سپس زغال‌سنگ فراهم می‌شود.

پاسخ کوتاه: لایه‌های زغال‌دار طبس نشان می‌دهند که این منطقه در گذشته دارای آب‌وهوای گرم و مرطوب، پوشش گیاهی فراوان و محیط‌های باتلاقی بوده است.

پاسخ: زیرا وجود جنگل به تنهایی برای تشکیل زغال‌سنگ کافی نیست.

برای تشکیل زغال‌سنگ، بقایای فراوان گیاهان باید پس از مرگ در محیطی مناسب، معمولاً باتلاقی، مرطوب و کم‌اکسیژن انباشته شوند.

اگر اکسیژن به مقدار کافی در دسترس باشد، باکتری‌ها و عوامل تجزیه‌کننده بقایای گیاهی را تجزیه و اکسید می‌کنند و مقدار زیادی از ماده آلی از بین می‌رود؛ در نتیجه مواد لازم برای تشکیل تورب و زغال‌سنگ باقی نمی‌ماند.

همچنین بقایای گیاهی باید به وسیله رسوبات دفن و محافظت شوند و سپس در مدت بسیار طولانی زیر فشار لایه‌های بالایی قرار گیرند تا مراحل زغال‌شدگی ادامه پیدا کند.

پس تشکیل زغال‌سنگ به مجموعه‌ای از شرایط نیاز دارد:

• پوشش گیاهی فراوان
• محیط باتلاقی یا آب‌اشباع
• کمبود اکسیژن و جلوگیری از تجزیه کامل مواد آلی
• دفن شدن بقایای گیاهی زیر رسوبات
• گذشت زمان طولانی و افزایش فشار

نکته مهم: در تشکیل اولیه زغال‌سنگ، حفظ شدن مواد گیاهی و جلوگیری از تجزیه کامل آنها اهمیت بسیار زیادی دارد.

به همین دلیل، یک جنگل خشک و دارای اکسیژن فراوان ممکن است پوشش گیاهی زیادی داشته باشد، اما بقایای گیاهان آن تجزیه شوند و هرگز ذخیره زغال‌سنگ قابل توجهی تشکیل نشود.

روند تشکیل زغال‌سنگ در شکل صفحه ۳۸:

با ادامه دفن و زغال‌شدگی، آب و مواد فرّار به تدریج کاهش می‌یابند، درصد کربن بیشتر می‌شود و کیفیت و توان تولید انرژی زغال‌سنگ افزایش می‌یابد.

جمع‌بندی صفحه ۳۸ زمین‌شناسی یازدهم: وجود زغال‌سنگ در یک منطقه می‌تواند اطلاعات مهمی درباره محیط و آب‌وهوای گذشته آن به ما بدهد. ذخایر زغال‌سنگ سیبری و طبس نشان می‌دهند که این مناطق در گذشته شرایط مرطوب‌تر و پوشش گیاهی بیشتری داشته‌اند. با این حال، وجود جنگل به تنهایی کافی نیست؛ بقایای گیاهی باید در محیطی کم‌اکسیژن مانند باتلاق حفظ شوند، زیر رسوبات دفن شوند و طی میلیون‌ها سال تحت فشار قرار گیرند تا به زغال‌سنگ تبدیل شوند.