O carvão é usado por humanos há milhares de anos; O carvão tornou-se uma fonte significativa de eletricidade e aquecimento global desde a Revolução Industrial. No entanto, de onde vem o carvão? Os cientistas podem aprender muito sobre o passado e o que esperar quando vários carvões queimam estudando como o carvão se forma.
Em um processo conhecido como coalificação, as plantas do pântano são enterradas, compactadas e aquecidas em rochas sedimentares, resultando em carvão. Essencialmente, o carvão é uma planta fossilizada”, disse James Hower, petrologista do College of Kentucky, à Live Science. Ele afirmou que “muitos acidentes geológicos” estiveram envolvidos na formação desses fósseis de plantas.
As plantas são o ponto de partida para a formação do carvão. “Hower afirmou que a árvore pode ser danificada pela queima ou invadida por insetos enquanto ainda está viva.” O registro de carvão conterá todas essas coisas.” Hower afirmou que pólen, folhas, raízes e até cocô de insetos podem ser usados para reconstruir ecossistemas antigos a partir de vestígios de carvão. Por exemplo, danos causados por fogo revelam climas antigos.
As plantas morrem em seguida. “Isso diz algo sobre o meio ambiente como um todo, se o carvão for preservado”, afirmou Hower. Como esses ambientes não são ideais para a formação de turfa, é improvável que as plantas que crescem nas encostas das montanhas ou nos desertos se transformem em carvão.
De acordo com Hower, “uma porcentagem muito, muito alta de todos os carvões que vemos por aí veio de pântanos”.
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Isso ocorre porque as plantas morrem em zonas úmidas porque estão protegidas do oxigênio e cobertas pela água. Como resultado, eles não se decompõem tão rapidamente em solo seco. Em vez disso, no fundo úmido do pântano, as plantas crescem em camadas de turfa. A turfa, que às vezes é usada como precursora do carvão, tem uma longa história própria: insetos, fungos, bactérias e até raízes de árvores escavadas podem ser encontrados lá, os quais auxiliam no processo conhecido como “turfação” das plantas. . “Hower afirmou que qualquer camada que observamos no carvão pode ser o resultado de dezenas, centenas ou milhares de anos.”
O carvão também armazena minerais que são formados por reações químicas ou que se infiltram na turfa da água. O carvão de lama de fogo no leste de Kentucky, disse Hower, contém componentes de terra incomuns de uma ejeção vulcânica de um longo período de tempo; As tecnologias para extrair esses elementos dos resíduos de carvão e usá-los em painéis solares, moinhos de vento e baterias estão atualmente recebendo financiamento do Departamento de Energia dos EUA.
No entanto, os problemas também são causados pelos minerais do carvão. Por exemplo, a turfa que foi exposta à água do mar frequentemente contém mais enxofre. O carvão de queima de enxofre resulta em um custo humano adicional; Carvões com alto teor de enxofre podem ter maior probabilidade de entrar em combustão espontânea em minas e também podem estar ligados a doenças cardíacas, apesar dos perigos gerais da mineração de carvão e da inalação de fumaça de carvão.
Nem toda turfa se transforma em carvão; Alguns se deterioram ou secam. Para iniciar o processo de carbonificação, a turfa deve estar coberta por algo inorgânico, como resíduo de um largo delta de córrego. ” “Seu sistema deposicional é apenas o rio indo e vindo ao longo de milhões de anos”, disse Hower, referindo-se a camadas de sedimentos acumulados.
A turfa é ainda mais submersa ao longo do tempo geológico. Vales fluviais são preenchidos e erodidos por montanhas; No topo, as florestas crescem. Novas montanhas se formam ao longo de milhões de anos. Dois elementos são responsáveis pela degradação gradual da turfa em carvão ao longo desses milênios: calor e pressão. A maioria dos carvões datam de 60 a 300 milhões de anos.
A turfa torna-se mais compacta sob pressão. As moléculas reconhecíveis nas plantas, como carboidratos ou celulose, são reorganizadas pelo calor, liberando oxigênio e hidrogênio, deixando carbono e outros elementos para trás.
Por estarem mais próximos do núcleo da Terra, os carvões profundamente enterrados experimentam temperaturas mais altas. No entanto, o calor geotérmico também pode subir ao topo da Terra por meio de vulcões, aquíferos subterrâneos e nascentes. A classificação do carvão é normalmente determinada pela quantidade de calor e pressão: uma medida de quanto o carvão avançou de turfa úmida para rocha sólida em sua jornada.
Lignite é a posição mais mínima do carvão; linhitos e carvões sub-betuminosos ainda contêm partes de plantas que são reconhecíveis. O carvão betuminoso ou sub-betuminoso foi compactado e aquecido até ficar duro. O carvão da mais alta qualidade, o antracito, é liso e brilhante; Em um processo chamado metamorfismo, ele foi aquecido até ficar fluido. Hower afirmou que é suficiente atingir o nível de antracito atingindo brevemente uma alta temperatura – até uma hora será suficiente.
Os antracitos não produzem fumaça quando queimados; No passado, navios movidos a carvão na guerra, tentando evitar a detecção, os usavam. Na maioria das vezes, linhitos e carvões betuminosos são usados para produzir eletricidade. Quando queimam, os carvões de lenhite e sub-betuminosos produzem ligeiramente mais dióxido de carbono do que os carvões betuminosos.
Essas distinções são pequenas, porém, quando se contrasta o carvão e outras fontes de energia que afetam o aquecimento global. De acordo com o Departamento de Energia dos EUA, o carvão geralmente produz duas vezes mais dióxido de carbono por quilowatt-hora do que o gás natural e 90 vezes mais do que a energia eólica.
Hower declarou: “As emissões do carvão e dos processos industriais associados ao carvão claramente não são boas para o clima”. Esse é o mundo em que vivemos hoje.”
