Slavenais 18. gadsimta krievu zinātnieks Mihailo Lomonosovs jau tajos senajos laikos sniedza definīciju, kā šis minerāls radās dabā. Proti: no augu atliekām, tāpat kā kūdras, radušās arī ogles. Viņa izglītība, pēc Lomonosova domām, bija saistīta ar vairākiem faktoriem. Pirmkārt, veģetācijas paliekas sadalījās bez "brīvā gaisa" līdzdalības (tas ir, bez brīvas skābekļa piekļuves). Otrkārt, bija diezgan augsts temperatūras režīms. Un, treškārt, savu lomu spēlēja “jumta slodze”, tas ir, paaugstināts klints spiediens. Tas notika senos laikos, kad cilvēce uz planētas Zeme vēl nepastāvēja.
Pagājušo dienu gadījumi
Jebkurā gadījumā ogļu veidošanās vēsture ir tādu biznesstālās dienas, ka mūsdienu zinātnieki var tikai izteikt minējumus un pieņēmumus, izskaidrojot procesu. Bet šodien tas ir diezgan precīzi izpētīts. Un ogļu parādīšanās mehānismi (to veidošanās no sākotnējām izejvielām) zinātnei ir zināmi.
No kūdras
Augstāko augu atkritumi pamazām pārvēršas kūdras masās, kas uzkrājas purvainās vietās un aizaug ar citiem augiem, pamazām grimstot dziļumā. Atrodoties dziļumā, kūdrāji pastāvīgi maina savu ķīmisko sastāvu (sarežģītāki savienojumi pārvēršas vienkāršākos, sadalās). Daži no tiem tiek izšķīdināti ūdenī un izskaloti, un daži pāriet gāzveida stāvoklī. Tā purvos veidojas metāns un oglekļa dioksīds, kas šajās tuksnešainās vietās dod raksturīgu gaisa smaržu. Svarīgu funkciju šajā procesā veic sēnītes un baktērijas, kas veicina mirušo augu audu tālāku sadalīšanos.
Oglekļi
Ar laiku notiekošo modifikāciju procesā kūdrājos uzkrājas stabilākie ogļūdeņražu savienojumi. Un tā kā visa šī kūdras masu piesātināšana ar ogļūdeņražiem tiek veikta praktiski bez skābekļa pieejamības, ogleklis nepārvēršas gāzē un neiztvaiko. Notiek izolācija no gaisa piekļuves un vienlaikus piesātinājums ar pieaugošu spiedienu: no kūdras veidojas ogles. Tā veidošanās ilgst simtiem gadu tūkstošu, šis process nav tik ātrs! Pēc zinātnieku domām, lielākā daļa pašreizējo rezervju un ogļu šuvju radāsPaleozojs, tas ir, vairāk nekā pirms 300 miljoniem gadu.
Interesanti: kādi ir ogļu veidi?
- Irdenākā un jaunākā no visām sugām ir brūnogles (kas nozīmē "kokains"). Tajā joprojām redzamas augu masu un koksnes paliekas. Pamatā brūnogles ir koksnes kūdra.
- Brūnās ogles veidojas šuvēs ar spēcīgāku augu atlieku sadalīšanos. Tas, kā likums, atrodas viena kilometra dziļumā. Tajā joprojām ir daudz šķidruma (vairāk nekā 40%). Tas deg diezgan labi, bet rada maz siltuma.
- Daudzviet pasaulē ogles atrodamas līdz pat trīs kilometru dziļumā. Tā veidošanās no brūnās fosilijas notiek tikai noteiktos apstākļos: kad slāņi nolaižas dziļākos apvāršņos un notiek kalnu apbūves process. Tur zem augsta spiediena un bez piekļuves skābeklim tiek pabeigts pārejas process no vienas frakcijas uz otru. Šādas ogles satur vairāk nekā 75% oglekļa, labāk deg un dod vairāk siltuma.
- Antracīts – senāku šķirņu ogles. Tas atrodas dziļumā līdz pieciem kilometriem. Tajā ir vēl vairāk oglekļa un vēl mazāk mitruma (gandrīz vispār nav). Tas slikti aizdegas, bet siltuma pārnese ir visaugstākā no visiem veidiem. Antracītā augu atliekas, no kurām tas cēlies, praktiski nav nosakāmas. Šādas ogles tiek uzskatītas par daudzsološākajām ieguves rūpniecībā.
Bet tas vēl nav viss
Daba noteica, ka antracīts ir visblīvākā ogle arlielākais oglekļa saturs (95 procenti vai vairāk) nav pēdējais transformāciju posms, kas notiek ar augu atliekām vidē. Šungīts ir viela, kas veidojas no akmeņoglēm vēl smagākos apstākļos. Grafīts rodas augstā temperatūrā no tā paša materiāla. Un, ja pievieno superaugstu spiedienu, tad veidojas dimants, visizturīgākā viela, kurai ir gan rūpnieciska, gan mākslinieciska vērtība visai cilvēcei.
Bet jāatceras: dīvainā kārtā visas šīs šķietami atšķirīgās vielas – no augiem līdz dimantiem – sastāv no oglekļa vielas, tikai ar atšķirīgu struktūru molekulārā līmenī!
Izglītība un akmeņogļu nozīme
Ogļu nozīmi rūpniecības attīstībā un kopumā visai cilvēces kultūrai uz Zemes nav iespējams pārvērtēt. Un tā darbības joma ir ļoti plaša. Nemaz nerunājot par to, ka ogles ir lielisks kurināmais, ko izmanto māju apkurei, rūpniecībā krāšņu sildīšanai, elektroenerģijas ražošanai, no oglēm tiek iegūts arī daudz cilvēkiem nepieciešamo vielu. Sērs un vanādijs, cinks un svins, germānija - tas viss dod cilvēcei šo minerālu.
Ogles izmanto metāla, tērauda, čuguna kausēšanai. Ogļu sadegšanas produkti - dažu būvmateriālu ražošanā. Fosilijas īpašās apstrādes laikā no tās iegūst benzolu, ko izmanto laku un šķīdinātāju ražošanā, piemēram, būvmateriālu kā linoleju. No sašķidrinātas ar īpašām tehnoloģijāmogles izplūst šķidrā kurināmā mašīnām. Ogles ir izejviela grafīta un rūpniecisko dimantu ražošanai, un kopumā uz šī dabīgā materiāla bāzes tiek izgatavoti vairāk nekā četri simti produktu rūpniecībai un pakalpojumu nozarei.
Zinātne skolā: ogļu veidošanās
Bērniem, vidējās klasēs nokārtojot attiecīgo tēmu, ieteicams pieejamā formā runāt par ogļu veidošanos dabā. Lūdzu, norādiet, cik ilgi šis process ilgst. Īsi raksturojot ogļu veidošanos, jākoncentrējas uz to nozīmi rūpniecības attīstībā un progresā mūsdienu un vēsturiskos apstākļos, jāsastāda vēstījuma plāns, ko studenti darīs paši.
