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Bit青炭： Bit青炭は、通常、縞状の堆積岩です。この写真では、石炭材料の明るいくすんだバンドが試料全体に水平に配置されています。明るいバンドは、枝や茎などの保存状態の良い木質素材です。くすんだバンドには、小川によって沼地に流れ込んだ鉱物材料、沼地での火災によって生成された木炭、または劣化した植物材料が含まれます。この標本の直径は約3インチ（7.5センチ）です。ウェストバージニア州地質経済調査による写真。
石炭とは？
石炭は、通常湿地環境で植物材料の蓄積と保存から形成される有機堆積岩です。石炭は可燃性の岩であり、石油と天然ガスとともに、3つの最も重要な化石燃料の1つです。石炭には幅広い用途があります。最も重要な用途は、発電です。
石炭形成環境： 沼の一般的な図。水深、保存条件、植物の種類、植物の生産性が沼のさまざまな部分でどのように変化するかを示しています。これらの変動により、異なるタイプの石炭が生成されます。ウェストバージニア地質経済調査によるイラスト。
泥炭： 部分的に炭化した植物破片に最近蓄積された塊。この材料は石炭になりつつありますが、その植物の残骸はまだ容易に認識できます。
ロック＆ミネラルキット： 岩石、鉱物、または化石キットを入手して、地球の材料について詳しく学んでください。岩について学ぶ最良の方法は、試験と試験のために標本を用意することです。
石炭はどのように形成されますか？
石炭は、通常は湿地環境での植物の残骸の蓄積から形成されます。植物が死んで沼地に落ちたとき、沼地の水は腐敗から保護します。沼地の水は通常酸素が不足しており、酸素は植物の残骸と反応して腐敗します。この酸素不足により、植物の破片が持続します。さらに、陸上で植物の破片を消費する可能性のある昆虫やその他の生物は、酸素欠乏環境の水の下では十分に生き残れません。
炭層を生成するために必要な植物の破片の厚い層を形成するには、植物の破片の蓄積速度が腐敗の速度より大きくなければなりません。植物の破片の厚い層が形成されたら、泥や砂などの堆積物で埋めなければなりません。これらは通常、洪水の川によって沼地に流されます。これらの材料の重量は植物の破片を圧縮し、石炭への変換を助けます。約10フィートの植物の破片は、たった1フィートの石炭に圧縮されます。
植物の破片は非常にゆっくりと蓄積します。そのため、10フィートの植物の破片の蓄積には長い時間がかかります。 5フィートの厚さの炭層を作るのに必要な50フィートの植物破片は、蓄積するのに数千年を必要とします。その長い間、沼の水位は安定したままでなければなりません。水が深くなりすぎると、沼地の植物がdrれ、水が覆われないと植物の破片が腐敗します。炭層を形成するには、完璧な水深の理想的な条件を非常に長期間維持する必要があります。
あなたが賢明な読者であれば、おそらく疑問に思うでしょう：「わずか数フィートの深さの水の中に50フィートの植物の破片がどのように蓄積するのか？」その質問への答えは、炭層の形成が非常に珍しい出来事である主な理由です。これは、次の2つの条件のいずれかでのみ発生します。1）植物の残骸の堆積速度に完全に対応する上昇する水位。または、2）植物の残骸の堆積速度に完全に対応する沈下する風景。ほとんどの炭層は、デルタ環境の条件2で形成されたと考えられています。デルタでは、大量の川の堆積物が地球の地殻の小さな領域に堆積されており、それらの堆積物の重量が地盤沈下を引き起こしています。
炭層が形成されるためには、植物デブリの蓄積の完璧な状態と沈下の完璧な状態が、この完璧なバランスを非常に長い間維持する景観で発生しなければなりません。石炭を形成するための条件が地球の歴史の中でわずかな回数しか発生しなかった理由を理解するのは簡単です。石炭の形成には、ありそうもない出来事の偶然の一致が必要です。
無煙炭： 無煙炭は石炭の最高ランクです。光沢があり、半コンコイド型の骨折で壊れています。
石炭の「ランク」とは何ですか？
植物の破片は、他の岩石を構成する鉱物材料に比べて壊れやすい材料です。植物の破片が埋葬の熱と圧力にさらされると、組成と特性が変化します。石炭の「ランク」は、どの程度の変化が発生したかの尺度です。 「有機変成」という用語がこの変更に使用されることがあります。
組成と特性に基づいて、石炭は有機変成のレベルに対応するランク進行に割り当てられます。基本的なランク進行は、ここの表にまとめられています。
亜炭： 石炭の最下位は「亜炭」です。泥炭は圧縮され、脱水され、岩石に石化されました。多くの場合、認識可能な植物構造が含まれています。
石炭の用途は何ですか？
米国では、電力生産が石炭の主な用途です。米国で採掘された石炭のほとんどは、発電所に運ばれ、非常に小さな粒子サイズに粉砕され、燃やされます。燃えている石炭からの熱は、蒸気を生成するために使用され、発電機を回して電気を生成します。米国で消費される電力のほとんどは、石炭を燃やすことで得られます。
石炭火力発電所： 石炭を燃やして発電する発電所の写真。 3つの大きなスタックは、発電プロセスで使用される水が再利用または環境への放出の前に冷却される冷却塔です。一番右のスタックから放出される放出は水蒸気です。石炭の燃焼による燃焼生成物は、右側の高くて薄いスタックに放出されます。そのスタック内には、燃焼プロセス中に生成される汚染ガスを吸収するためのさまざまな化学吸着剤があります。画像著作権iStockphoto / Michael Utech。
石炭には他にも多くの用途があります。製造プロセスの熱源として使用されます。たとえば、レンガとセメントは、微粉炭の噴流の燃焼によって加熱されるkiで生産されます。石炭は工場の動力源としても使用されます。そこで蒸気を加熱するために使用され、蒸気は機械装置を駆動するために使用されます。数十年前、ほとんどの石炭は暖房に使用されていました。一部の石炭はまだそのように使用されていますが、他の燃料と石炭生産電力が代わりに使用されています。
コークスの生産は依然として石炭の重要な用途です。コークスは、空気が存在しない制御された条件下で石炭を加熱することにより生成されます。これにより、揮発性物質の一部が除去され、炭素含有量が濃縮されます。その後、コークスは、特に高温の炎が必要な金属加工やその他の用途の高炭素燃料として使用されます。
石炭は製造にも使用されます。石炭が加熱されると、生成されたガス、タール、および残留物を多くの製造プロセスで使用できます。プラスチック、屋根材、リノリウム、合成ゴム、殺虫剤、塗料製品、医薬品、溶剤、合成繊維にはすべて、石炭由来の化合物が含まれています。石炭は液体燃料と気体燃料にも変換できます。ただし、これらの石炭の使用は主に実験的であり、小規模で行われています。