მიხაილო ლომონოსოვმა, მე-18 საუკუნის ცნობილმა რუსმა მეცნიერმა, ჯერ კიდევ იმ ძველ დროში მოგვცა განმარტება, თუ როგორ წარმოიქმნა ეს მინერალი ბუნებაში. კერძოდ: მცენარეების ნარჩენებიდან, ტორფის მსგავსად, წარმოიშვა ქვანახშირი. მისი განათლება, ლომონოსოვის თქმით, რამდენიმე ფაქტორით იყო განპირობებული. პირველ რიგში, მცენარეული ნაშთები დაიშალა "თავისუფალი ჰაერის" მონაწილეობის გარეშე (ანუ ჟანგბადის თავისუფალი წვდომის გარეშე). მეორეც, იყო საკმაოდ მაღალი ტემპერატურის რეჟიმი. და მესამე, "სახურავის ტვირთი", ანუ კლდის გაზრდილი წნევა, ითამაშა თავისი როლი. ეს მოხდა ძველ დროში, როდესაც კაცობრიობა ჯერ კიდევ არ არსებობდა დედამიწაზე.
გასული დღეების შემთხვევები
ნებისმიერ შემთხვევაში, ნახშირის ფორმირების ისტორია სწორედ ასეთის საქმეაშორეულ დღეებში, რომ თანამედროვე მეცნიერებს შეუძლიათ მხოლოდ ვარაუდები და ვარაუდები, ახსნან ეს პროცესი. მაგრამ დღეს ის საკმაოდ ზუსტად არის შესწავლილი. და მექანიზმები, თუ როგორ ჩნდება ქვანახშირი (მისი წარმოქმნა წინასწარი ნედლეულისგან) ცნობილია მეცნიერებისთვის.
ტორფიდან
უმაღლესი მცენარეების ნარჩენები თანდათან გადაიქცევა ტორფიან მასებად, რომლებიც გროვდება ჭაობიან ადგილებში და მრავლდება სხვა მცენარეებთან ერთად, თანდათან იძირება სიღრმეში. სიღრმეში ყოფნისას, ტორფის მიწები მუდმივად ცვლის ქიმიურ შემადგენლობას (უფრო რთული ნაერთები იქცევა უფრო მარტივებად, იშლება). ზოგიერთი მათგანი წყალში იხსნება და ირეცხება, ნაწილი კი აირისებრ მდგომარეობაში გადადის. ასე წარმოიქმნება მეთანი და ნახშირორჟანგი ჭაობებში, რაც ჰაერის დამახასიათებელ სუნს აძლევს ამ უკაცრიელ ადგილებში. ამ პროცესში მნიშვნელოვან ფუნქციას ასრულებენ სოკოები და ბაქტერიები, რომლებიც ხელს უწყობენ მკვდარი მცენარეების ქსოვილის შემდგომ დაშლას.
ნახშირბადები
დროთა განმავლობაში, მიმდინარე მოდიფიკაციების პროცესში, ყველაზე სტაბილური ნახშირწყალბადის ნაერთები გროვდება ტორფნარებში. და რადგან ტორფის მასების მთელი ეს გაჯერება ნახშირწყალბადებით ხორციელდება პრაქტიკულად ჟანგბადის წვდომის გარეშე, ნახშირბადი არ გადაიქცევა გაზად და არ აორთქლდება. არსებობს ჰაერის წვდომისგან იზოლაცია და ერთდროული გაჯერება მზარდი წნევით: ქვანახშირი იქმნება ტორფისგან. მისი ფორმირება ასობით ათასწლეულს გრძელდება, ეს პროცესი არც ისე სწრაფია! მეცნიერთა აზრით, ამჟამინდელი რეზერვებისა და ნახშირის ნაკერების უმეტესი ნაწილი წარმოიშვაპალეოზოური, ანუ 300 მილიონზე მეტი წლის წინ.
საინტერესოა: ნახშირის რა ტიპები არსებობს?
- ყველა სახეობას შორის ყველაზე ფხვიერი და ახალგაზრდაა ლიგნიტი (რაც ნიშნავს "ხის"). მასში ჯერ კიდევ ჩანს მცენარეული მასების და ხის ნაშთები. ძირითადად, ლიგნიტი არის მერქნიანი ტორფი.
- ყავისფერი ნახშირი წარმოიქმნება ნაკერებში მცენარეთა ნარჩენების უფრო ძლიერი დაშლით. ის, როგორც წესი, ერთი კილომეტრის სიღრმეზე დევს. მასში ჯერ კიდევ ბევრი სითხეა (40%-ზე მეტი). ის საკმაოდ კარგად იწვის, მაგრამ მცირე სითბოს გამოიმუშავებს.
- მსოფლიოს ბევრ ქვეყანაში ქვანახშირი გვხვდება სამ კილომეტრამდე სიღრმეზე. მისი ფორმირება ყავისფერი ნამარხი მხოლოდ გარკვეულ პირობებში ხდება: როდესაც ფენები ღრმა ჰორიზონტზე ეშვება და მთის აგების პროცესი მიმდინარეობს. იქ, მაღალი წნევის ქვეშ და ჟანგბადის წვდომის გარეშე, სრულდება ერთი ფრაქციიდან მეორეზე გადასვლის პროცესი. ასეთი ქვანახშირი შეიცავს 75%-ზე მეტ ნახშირბადს, უკეთ იწვის და იძლევა მეტ სითბოს.
- ანტრაციტი - უფრო უძველესი ჯიშების ქვანახშირი. ის მდებარეობს ხუთ კილომეტრამდე სიღრმეზე. მას აქვს კიდევ უფრო მეტი ნახშირბადი და კიდევ ნაკლები ტენიანობა (თითქმის საერთოდ არ არის). ის კარგად არ ანთებს, მაგრამ სითბოს გადაცემა ყველაზე მაღალია ყველა ტიპში. ანტრაციტში, მცენარეების ნაშთები, საიდანაც იგი წარმოიშვა, პრაქტიკულად შეუმჩნეველია. ასეთი ქვანახშირი ითვლება ყველაზე პერსპექტიულ მოპოვებაში ინდუსტრიისთვის.
მაგრამ ეს ყველაფერი არ არის
ბუნებამ დაადგინა, რომ ანტრაციტი, თავისთავად ყველაზე მკვრივი ნახშირინახშირბადის ყველაზე მაღალი შემცველობა (95 პროცენტი ან მეტი) არ არის ტრანსფორმაციების საბოლოო ეტაპი, რომელიც ხდება გარემოში მცენარეთა ნარჩენებთან ერთად. შუნგიტი არის ნივთიერება, რომელიც წარმოიქმნება ქვანახშირისგან კიდევ უფრო მძიმე პირობებში. გრაფიტი წარმოიქმნება მაღალ ტემპერატურაზე იმავე მასალისგან. და თუ დაამატებთ სუპერ მაღალ წნევას, მაშინ წარმოიქმნება ბრილიანტი, ყველაზე გამძლე ნივთიერება, რომელსაც აქვს როგორც სამრეწველო, ასევე მხატვრული ღირებულება მთელი კაცობრიობისთვის.
მაგრამ უნდა გვახსოვდეს: უცნაურად საკმარისია, რომ ყველა ეს ერთი შეხედვით განსხვავებული ნივთიერება - მცენარეებიდან ალმასებამდე - შედგება ნახშირბადის მატერიისგან, მხოლოდ განსხვავებული სტრუქტურით მოლეკულურ დონეზე!
განათლება და ქვანახშირის მნიშვნელობა
შეუძლებელია ქვანახშირის მნიშვნელობის გადაჭარბება მრეწველობის განვითარებისთვის და ზოგადად დედამიწაზე მთელი ადამიანური კულტურისთვის. და მისი ფარგლები ძალიან ფართოა. რომ აღარაფერი ვთქვათ იმაზე, რომ ქვანახშირი არის შესანიშნავი საწვავი, რომელიც გამოიყენება სახლების გასათბობად, მრეწველობაში ღუმელების გასათბობად, ელექტროენერგიის გამომუშავებისთვის, ნახშირისგან ასევე მოიპოვება ხალხისთვის საჭირო უამრავი ნივთიერება. გოგირდი და ვანადიუმი, თუთია და ტყვია, გერმანიუმი - ეს ყველაფერი აძლევს კაცობრიობას ამ მინერალს.
ნახშირი გამოიყენება ლითონის, ფოლადის, თუჯის დნობისთვის. ქვანახშირის წვის პროდუქტები - ზოგიერთი სამშენებლო მასალის წარმოებაში. წიაღისეულის სპეციალური დამუშავებისას მისგან იღებენ ბენზოლს, რომელიც გამოიყენება ლაქების და გამხსნელების, ისეთი სამშენებლო მასალის წარმოებაში, როგორიცაა ლინოლეუმი. სპეციალური ტექნოლოგიებით გათხევადებულიქვანახშირი გამოდის თხევადი საწვავი მანქანებისთვის. ქვანახშირი არის ნედლეული გრაფიტისა და სამრეწველო ბრილიანტების წარმოებისთვის და მთლიანობაში, ამ ბუნებრივი მასალის საფუძველზე მზადდება ოთხასზე მეტი პროდუქტი მრეწველობისა და მომსახურების სექტორისთვის.
მეცნიერება სკოლაში: ქვანახშირის ფორმირება
ბავშვებისთვის საშუალო კლასებში შესაბამისი თემის გავლისას რეკომენდებულია ხელმისაწვდომი სახით საუბარი ბუნებაში ნახშირის წარმოქმნაზე. გთხოვთ, მიუთითოთ რამდენი ხანი სჭირდება ამ პროცესს. ნახშირის წარმოქმნის მოკლედ აღწერისას, თქვენ უნდა გაამახვილოთ ყურადღება მრეწველობის განვითარებისა და პროგრესისთვის თანამედროვე და ისტორიულ პირობებში მის მნიშვნელობაზე, შეადგინოთ გეგმა მესიჯისთვის, რომელსაც სტუდენტები თავად გააკეთებენ.
