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在现代社会，我们的生活变得非常方便，我们有电梯可以出去，有汽车，甚至可以上楼，夏天有空调可以吃冰冻西瓜，我们可以在家里躺着的时候用手机观察世界上所有的新鲜事。但我们必须清醒地看到，这些小康生活的基础是煤矿和石油的开发，煤矿等化石能源不是可再生能源，用完了。随着人们环保意识的加强，我们应该改变这种不健康的生活方式，走可持续发展之路。如果化石能源枯竭，现在和谐舒适的文明世界将受到极大的损害。但直到今天，化石能源仍然是人类的主要能源。它们每天仍然消耗大量的煤矿和石油。科学家的预测没有实现。化石能源似乎无穷无尽。像煤和石油这样的东西真的会消耗光吗？在一些地区，据说煤层厚达100米，这样厚的煤层是怎么形成的？煤炭在我国已经开采多年了，但是为什么煤里还能找到许多植物呢？煤又是怎样从地下长出来的？它们和植物之间到底有没有什么联系呢？如果煤矿是由植物构成的，那么在远古的地球上是否有如此多的植物呢？ 带着这些问题一起来看看吧。煤矿开采的历史人类最早使用化石能源实际上是使用煤矿。因为煤是一种不可再生的资源，所以人们一直都在寻找新的可再生能源来代替煤。直到19世纪中叶，科学家们才意识到，煤炭是一种取之不尽用之不竭的能源。科学家们最初在石器时代的废墟中发现了燃烧煤炭的痕迹.这是因为，由于地质运动，许多煤矿都暴露在地面上，煤矿的外观和性质实际上与木材燃烧产生的木炭非常相似，所以古人发现煤炭本身可以燃烧的可能性并不低。在此后的很长燃烧时间，煤矿的主要功能是燃烧取暖和冶炼金属。历史学家们发现，早在元朝，古人就开始开采地下煤矿。 据史料记载：从1271年到1368年间，中国有13个朝代先后进行过煤炭开发活动，其中以明朝最为突出。但是由于种种原因，这些矿井都没有得到很好地保护和利用。 古人常用的“巷道式采煤法”，就是简单的挖入地下，挖出的煤矿开始水平开采，巷道采用方形煤柱支撑顶板进行通风和防塌方，这种采煤方式的回收率只有20%左右。煤矿利用的转折点出现在18世纪，当时第一工业革命以蒸汽机为核心，而英国等西方国家生产率迅速提高。 而在19世纪末20世纪初，随着石油和煤炭等能源的大量使用，世界各国都开始了第二次工业革命。这次革命改变了人们生产生活方式，推动了经济发展，也引发了一系列社会问题。 毕竟，第一次工业革命的基础是煤矿能量的高效利用，而蒸汽机的主要能量来源是烧煤。煤矿除了推动工业革命之外，还支持了工业国家众多炼钢技术的发展，在第一次工业革命的影响之下，西方国家一度世界霸主。随着科学技术的发展，采矿技术也在不断更新，18世纪，英国发明了许多以爆 破采煤为主的采矿技术，蒸汽机矿车的出现极大地增加了采矿能力，使井眼可以进一步扩大。 20世纪初开始，机械化和自动化设备被广泛运用于煤矿生产中，并取得良好的效果。我国的煤矿产业经过几十年的建设与完善，已经成为世界上最重要的能源之一。 煤矿开采从以前的小作坊式开采进入了商业开采时代。早在19世纪，第二次工业革命已经开始。在美国、印尼和中东等地发现的巨大油田逐渐取代了煤矿，因为煤炭比煤炭更容易提取，而且更有效。当时，煤矿被认为是次要的石油来源，而采矿业大幅下降，从而减少了世界对煤矿的需求。但1973年和1979年的两次石油危机导致了煤矿的回归。 在20世纪70年代之前，煤炭几乎完全被认为是一种不可替代的能源。但是随着科学技术的进步以及人类对环境问题日益关注，煤炭已经逐渐失去其原有地位并受到越来越多的限制。 迄今为止，所有需要高效燃烧的燃料基本上都是以石油为基础的萃取物----汽油、柴油、航空燃油等等。但是，在只需要燃烧和释放热量的情况下，通常会选择煤炭进行燃烧，其中火力发电是最重要的煤炭消费方式，目前我国约有50%的电力来自燃煤。可以说，如果没有煤矿，我们将不得不使用现在一半的电力设备，光靠风能和水能发电根本不足以支持我们目前的社会消费。煤矿的演变煤矿是一种巨大的矿藏资源，甚至深达数百米，在煤矿的开采中，它是数量巨大的煤矿，能够支撑数百年的文明发展。碳，氢，氧，氮和硫是构成煤矿的主要元素。如果我们仔细观察煤矿的纹理，我们经常可以在煤矿石上看到植物的根茎或叶的纹理。这是因为煤矿实际上是从深埋地下的古代植物进化而来的。可以说，煤炭实际上是一种特殊植物化石。 它在地质历史中经历了多次大变动和变化，最终才形成现在这种形状。那么，煤炭是怎么来的呢？科学家们经过研究发现，煤炭是通过光合作用而生成的。 一般情况下，植物煤炭改电分为两个阶段进行：第一阶段——泥炭化阶段我们知道，当动物或植物死亡时，有很多微生物会分解身体，在这个过程中，尸体会分解，动植物或植物尸体中的有机物会分解为二氧化碳，释放到大气中。但在远古时代，在微生物能够分解植物之前， 它们就已经开始了生存活动；而随着时间的推移这些微生物又逐渐进化出更多的形态来适应新的生活条件。这使得植物与细菌之间存在着一种共生关系。 植物死亡时，其体内储存的碳元素不能转化为二氧化碳，所以在远古时代，植物生长的环境可能是一片死植物的森林，这些死植物被水分和空气流动逐渐软化成木粉。新生植物会在木粉上生长，并从中吸收养分。植物以这种方式循环了数百万年，吸收了空气中的大部分二氧化碳并将其转化为有机物，所有这些物质都储存在木粉的木材中，而这个急需二氧化碳的星球的温度开始直线下降，进入冰河时期。 在漫长而寒冷的冬季里，冰川融化了。当气候变暖时，又会出现新的冰河期。人类也就因此失去了生存机会。然而，我们的祖先却没有消失。 无数的植物被冰冷的冰隐藏在地表之下.在这个过程中，木粉逐渐转化为黑泥炭，产生大量的腐殖酸，这时泥炭的成分与植物的成分大不相同。第二阶段——煤化阶段被覆盖地表之下的泥炭在任何时候都处于高压之下，地表之下的温度逐渐升高，在高温和高压之下，泥炭会被压实，泥炭中的水分被推开，逐渐被压成褐煤。泥炭转化为褐煤的过程实际上是对泥炭进行精炼和提纯的过程，腐殖酸逐渐被从泥煤中过滤出来，与泥煤相比，褐煤的碳元素和密度更高。当泥炭变成褐煤时， 过渡过程尚未结束，因为褐煤在压力和高温下仍然会发生进一步的性质变化，煤层在地壳中的位置不是恒定的，随着地壳运动的移动越来越深，压力和温度升高，褐煤中的水分再次被挤压出来，甚至褐煤分子结构也发生变化。 所以说，煤化作用是一个不断地进行着的变化过程。从开始到最后完成整个过程大约需要20年时间，其中发生了三次大的突变。 在这个过程中，褐煤逐渐转化为烟煤和无烟煤。从木粉到泥炭，从褐煤到烟煤和无烟煤，植物尸体的最终煤化产物将是完全没有其它杂质的石墨。古代植物的进化据科学家介绍，植物大量转化为煤矿主要有三个时期：中生代石炭纪和二叠纪，由于缺乏分解植物的微生物而以孢子植物为主，进化时间长，现在主要转化为烟煤或无烟煤。在中生代的侏罗纪和白垩纪时期，裸子植物在这一时期占主导地位，由于这一时期的植物只有1亿年的历史，在这一阶段才能转化为褐煤烟煤。第三纪，恐龙灭绝后，被子植物逐渐成为主要的植物界。这一时期的植物没有在地面上生长很长时间，所以它们大多是褐煤，许多仍然是泥炭状的。实际上，总的来说，对人类最重要的煤矿是在石炭纪和二叠纪形成的，这是一个非常特殊的时期，在陆地生物开始探索该大陆之前，当时整个陆地由植物和昆虫以及没有竞争对手和天敌的孢子植物组成，并一度散布在整个盘古大陆。加之分解植物的微生物尚未进化，所以死亡的植物只能在环境中风化，变成木粉，这就是新生植物在死亡植物植物尸体上生长的地方，这些植物尸体可以连续堆积成数百米高。目前，最深的煤层在澳大利亚，高达700米，而我国最厚的煤层在内蒙古，也有200米高。在这个例子中，孢子植物比其他任何时代都要多得多。 现在，质量最高的煤矿恰好是数量最多的。 因此，我们可以认为，人类对地球环境的影响很大程度上与煤矿开采有着密切的联系。煤矿的大规模开发给全球带来了严重的生态问题。其中最为显着的就是气候变化。 野火事件开始更频繁地发生在早期，当时孢子植物由于其丰度，将大量的二氧化碳转化成为有机物，导致空气中的氧气浓度飙升。长期的野火不会消灭大片的孢子森林 因为在那里，没有足够多的氧气供人类呼吸；而大量的植物则被焚烧成灰烬。这就是自然界里的一种普遍规律——“碳足迹”效应。 但是阴阳错误向大气中释放了大量的二氧化碳，调节了地球的气候平衡。这种现象一直持续到二叠纪末，当时长时间的高温燃烧将大量的水带到了天空。随后，地球开始了持续数百万年的雨季，导致全球性洪水灾害，导致二叠纪生物大灭绝。持续的大雨为枯死的孢子植物腐烂提供了良好的条件，再加上暴雨后的冰河时期气候，使大多数孢子植物成功地转化为煤炭资源。煤矿会消耗光吗？事实上，细心的读者会发现，每一个古老的植物最终都必须转化为煤，再加上石炭纪有这么多煤，我们仍然不必太担心煤矿被耗尽，而且随着时间的推移，埋在地下的煤矿正在逐渐转化为更高级别的烟煤和无烟煤。也就是说，虽然煤矿是不可再生能源的，但是煤矿数量非常多，而且还在不断的转化中，我们需要很长的时间才能把它们全部消耗完。而现在，我们正在有意识地控制化石能源的使用所产生的碳排放，因为大量使用化石能源将导致空气中更多的二氧化碳，这将明显加快温室效应。如果我们继续不加控制地使用化石能源，地球可能会在煤炭资源用完之前变得无法居住。结论诚然，煤矿等化石能源的利用极大地促进了人类文明和科技的进步，但同时也会破坏居住环境。 随着人们对环境重视程度的增加以及经济发展速度加快，化石能源的过度开采造成了一系列严重的环境污染问题，比如温室效应和酸雨等等。这些都是不利于社会可持续发展的。 幸运的是，我们现在意识到这个问题，并有意识地减少化石能源的使用，努力开发新的能源。事实上，2005年，我国火力发电占比约为80%，到目前为止，我国火力发电占比已降50%以下。 但是随着社会经济发展和人们生活水平的提高，对电能需求量不断增加。所以我们必须要加大对火力发电厂的研究力度。其中最重要的就是如何降低电厂运行成本。减少能源消耗。保护环境。 近年来，我国风力发电机装机规模再创新高，太阳能发电装机增长80%，核电站建设也在积极推进中。从这一发展趋势看，我们正处于可能摆脱化石能源的边缘，届时煤矿石油如果完全消失，将不会影响我们的便利生活。
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