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我是谁?我从哪里来?(二) ——煤炭的有机生成与无机生成之争

发布时间:2017年03月28日 信息来源:中国煤炭博物馆 胡高伟 点击:收藏此文 字体:

  中国煤炭博物馆是全国唯一的国家级煤炭行业博物馆,常年接待中外观众10多万人,经常性举办煤炭学术交流活动。2011年,时任山西省委书记袁纯清到中国煤炭博物馆学习考察,参观中,他问了一个问题:“煤炭究竟是有机生成,还是无机生成?”工作人员说:“按照传统教科书的说法,在大多数地质学家看来,煤炭是古植物遗体经过生物化学作用和物理化学作用转变成的沉积有机矿产,是多种高分子化合物和矿物质组成的混合物。煤是亿万年前大量植物埋在地下慢慢形成的。所以,煤炭是有机生成。”2013年,在中国煤炭博物馆举办的“全国煤炭博物馆展览馆纪念馆专业委员会”成立大会上,中国矿业大学薛毅教授在交流发言中提问:“煤炭究竟是有机生成,还是无机生成?”他说:“根据有关学者的研究,认为煤炭的无机生成具有一定的可能……”不久前,《石油勘探与开发》杂志副主编王大锐博士围绕石油的形成进行了研究,对石油有机说提出质疑,提出:“一些地区为什么找到了大约15亿年前形成的石油?而按照传统的石油地质与生物学理论,当时的生物量似乎并不足以形成石油。为什么在不含生物的地层中也能找到石油?比如加拿大阿尔伯塔省的阿塔巴斯河区和美国堪萨斯的克拉富特—普鲁斯油田,都处在没有富含生物的沉积岩层。”石油形成的无机假说再次刺激了对煤炭无机生成的讨论。煤炭的有机生成和无机生成再次成为热议的话题。煤炭究竟是谁?煤炭究竟是从哪里来?

 

  煤炭的有机生成理论

  煤炭的有机生成理论认为,煤炭是古生物经过亿万年的变迁而形成的,煤是植物遗体经过生物化学作用和物理化学作用而转变成的沉积有机矿产,是多种高分子化合物和矿物质组成的混合物。煤是亿万年前大量植物埋在地下慢慢形成的。

  植物成煤的有机生成理论,主要有三大支撑,即:直接证据、间接证据和理论证据。

  (一)直接证据

  一是直观印象。比如煤和木柴、植物都可以燃烧。木柴、植物如果不完全燃烧会变成黑色的木炭,颜色与煤相似。

  只要仔细观察一下煤块,就可以看到有植物的叶和根茎的痕迹,而且有时在煤层里还保存着像树干一类的东西,有的煤层里还包裹着完整的昆虫化石。

  二是煤层中发现了与古植物同期的恐龙化石。比利时皇家自然历史博物馆禽龙大厅内,陈列展示着30多具恐龙化石骨架,但是,谁都没有想到,这些恐龙骨架发掘于一个煤矿的煤层中。1878年,比利时伯尼撒尔煤矿的采煤工人在距离地表322米处的煤层中发现了这些恐龙化石,矿工们在地下掘进一条新坑道时发现,这条坑道正好从一个巨大动物的骨架中穿过。科学家研究认为这是活跃于侏罗纪的大型素食性恐龙。这些禽龙骨骼的发掘及组合成功,不仅使恐龙学有了突飞猛进的发展,而且对煤炭的有机生成提供了证据,它们是比利时的国宝,全部保护在坚固如盔甲般的巨型玻璃橱里面。从1882年开始,这群化石中的大部分被公开展览到现在;其中11个是以站立姿势展出,而另20个是以它们被挖掘出土的形态展出。这些禽龙化石是布鲁塞尔比利时皇家自然科学博物馆的重要展览品。有关学者认为,恐龙和古植物是同时代的生物,既然在煤层中发现了恐龙化石,有理由相信煤层是古植物转变而来的。(图:比利时皇家自然历史博物馆)

  三是煤层中发现了与古植物同期的巨蟒化石。2009年2月英国《自然》杂志登载了一则消息,古生物学家在哥伦比亚的一个露天煤矿发现了巨蟒化石,发现“泰坦巨蟒”化石的是美国史密森尼亚研究所的研究人员,一个国际研究小组根据哥伦比亚北部出土的蛇类骨架化石推测,5500万年前生活在南美洲热带地区的一种巨蛇可能是研究者已知蛇类中最长的物种。他们并没有发现完整的“泰坦巨蟒”的骨架化石,只是发现了一块脊椎化石。研究人员根据这块化石的特征推断它属于巨蟒,而且体形特别巨大。研究人员认为,不大可能挖掘到巨蟒的头颅化石,因为蛇类的头颅骨骼过于脆弱,通常无法保存完整。研究人员根据“泰坦巨蟒”的化石,制作了它的原尺寸仿真模型,放置在史密森尼亚研究所的博物馆里展出,它吸引了人们的关注目光。史密森学会的科学家在一段录像中再现了泰坦巨蟒的样子,该节目的目的是探索这种蛇为什么会长14.63米长,重达1133.98公斤。

  在距今6500万年前,地球遭遇了迄今不明原因的灾难,恐龙家族全部灭绝。然而,并非所有生物都在这场灾难中消失,不然就不会有如今依然生机勃勃的地球生物圈了。在恐龙灭绝之后,残存的一些动物物种失去了恐龙的威胁和竞争,一度进化得十分巨大。在500万年的时间内,一种远古蟒蛇就进化成地球历史上最大的蛇类。这种蛇被命名为“泰坦巨蟒”,大概在6000万年前完成进化,生活在食物丰盛的热带雨林中。相关学者认为:巨蟒与古植物曾经生存在同样的年代和环境,既然在露天煤矿的煤层中能够发现巨蟒化石,就可以推断煤层一定就是古植物转变而来的。


(作者:胡高伟 编辑:meibo)

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