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从过去走向未来的黑色精灵

编著:国土资源科普与文化 王 贝     来源:https://mp.weixin.qq.com/s/HEvWbZCNK5916H5YDa7OmQ

  它有着黝黑的外表,它是那些亿万年前曾经统治地球的生物高度浓缩后的遗迹,它用燃烧所得的一切构建着人类世界。有了它,人类才有了光明、 动力。它就是黑色精灵——煤。 

黑色精灵,蕴含无限能量

        煤 , 外表看来很平常,没有金子那耀眼的光辉 , 也没有钻石那高贵的身价 , 更比不上珍珠的晶莹润泽,但它却是由原始森林藏在地下经 过无数春秋所形成的大自然精华。那乌黑发亮的失落 , 刚从矿山采出来便乘上火车 , 越过崇山峻岭 , 涉过大江大河 , 踏上迢迢征途 , 化作熊熊烈火。

        自人类历史开启,用火的普遍,诸如敲燧、 钻木等人工取火方式的发明,成为了人类文明向前加速迈进的又一里程碑。取火必须续燃, 续燃必须依靠燃料,为满足在各种环境中用火的需要,人类迫切地寻求燃料,除去林木薪草 等较方便获取的原料外,沉睡地下亿万年的煤炭,响应火的召唤,慢慢苏醒。至此,火和煤犹如生命基因代码 DNA 双螺旋的两根骨架,火成了煤的使者,将煤从地下带到了人间;煤成了火的精灵,承载着火对人类文明的引航之责。

        如果说从简单的生火、取暖、热食到锻铁、 炼铜、冶金 , 人类对这个黑色精灵还充满着略带盲目的崇拜,那么到了 18 世纪,蒸汽机的发明使用和基于煤炭加工得到的焦炭所进行的炼铁生产技术的出现,才使得人类真正了解并掌握了它。精灵的释放,激发了工业革命,带着“工业粮食”的盛名进入 19 世纪,人类对电力开 发的热忱,让黑色精灵被再次提升为发电基本燃料 , 进而造就了现代工业社会雏形。拉尔夫·沃尔多·爱默生曾这样写道:“每一个煤筐里都装着动力和文 明。因为煤是一种可以移动的气候。它把热带的炎热带到了拉布拉多地区和极地。并且,煤靠自身的 力量把自己输送到了需要它的地方。瓦特和史蒂芬 孙也悄悄告诉了人类一个秘密:14 克左右的煤产生的能量可以运载两吨煤行驶一英里。煤就这样自己 运输着自己,驰过铁轨,漂过海洋,把加尔各答的温暖带给加拿大,并雪中送炭般地给工业提供了动力。”煤,已经渗透到人类社会的各个领域,使人类近 200 年的发展成果远超此前数百万年。煤存在的含义甚至已不单单是一种燃料、商品,它象征着人类对自然界的胜利,正是在这种胜利的基础上,文明才得以发展。

       煤的主要成分为碳、氢、氧和少量的氮、硫或其他元素。煤化程度越深,碳的含量越高,氢和氧的含量越低。其中碳和氢是煤炭燃烧过程中产生热量的元素,氧是助燃元素。煤炭燃烧时,氮不产生热量,在高温下转变成氮氧化合物和氨,以游离状态析出。而硫则是煤最主要杂质之一,通常以硫化物形式出现于煤的燃烧生成物中。

        任何煤,只要满足条件都是可燃的,而且有相当一部分煤燃点很低,甚至像木材一般很容易被引燃。最理想的就是大自然以闪电之剑赐予森林火,恰巧位于煤层露头附近,进而唤醒了煤火。另外, 煤不仅会被外界的火所引燃,它本身也可以自燃。 古籍中的“火山”和“火焰山”就是因煤的自燃而生。 经历了几十万年漫长敬畏火神的时光,大约在新时器时代,古人从森林着火这一现象中了解到林木是可燃的,逐渐懂得了用火。同样,古人也从各种原因被引着的煤火中得到启发,认识到煤的可燃性, 并从煤层露头处零星地拾取和利用。

        黑色精灵,是通过哪些方法被找到的?

        地壳上的岩石分为 3 大类:沉积岩、火成岩和变质岩,煤是一种沉积岩,在地质历史长河中仅形成于特定时期的沉积岩地层中,因此寻找煤炭资源首先要进行综合地质研究:寻找沉积岩,在沉积岩中寻找特定的地层,然后运用仪器设备等技术手段进一步确定煤是否存在及煤储层特征。

        当代找煤主要的地质勘查手段分为传统手段和新技术手段。前者包括地质综合研究、野外地面地质测量、坑探工程和钻探工程等找煤方法,可以直接看到或观测与煤有关的地质现象,所得结论常常是明确单一而非连续的,需要通过理论分析来推断那些没有观察到的范围;后者包括航空地质测量、地球物理勘探和遥感地质勘查等不用肉眼,而是借助各种仪器与设备,运用光、电、波、力、磁、核等物理理论来观测与煤有关的场环境异常畸变的找煤方法,所得结果是一种模糊透视并具有多解性的。 这两种方法在找煤工作中互有补偿、多法联合。这与我们去医院看病就医查症有所雷同 : 首先是进行与望闻问切相似的地质综合研究,随后是与对症开单选择 X 射线、 CT、 MRI、超声波、核放射等影像透视检查相似的新技术勘查,最后就是与对症微创开刀手术相似的其他传统地质勘查。综合利用这些方法和技术,黑色精灵在数千米之深也难遁形。 

黑色精灵的爱与恨

       一个曾被束缚了亿万年的精灵,是大自然带给人类的宝贵物质财富,它拉开人类文明启航的风帆, 提供了足以改变世界的能量,为人类发展提供了巨 大驱动力。同时,却也有着不可预知的危险,它自身具有的致命破坏力,也让人类付出了高昂代价。 事实上,一切能源的生产形式都会产生影响——负面的和正面的。无论是从人身安全、供应安全还是从环境影响来看,影响都不是绝对的。作为不可再生的资源,随着开发日久,这个精灵无法回避的问题也日渐凸显。由于石油、天然气以及新能源的开发利用,加之环境的恶化,煤炭几乎总是被归于陈旧的、低效率的、欠理想的一类能源。在西方中世纪时期,人们认为黑死病的源头就是煤,到了上个世纪末又流传开一个猜测:煤炭在能源领 域的闪光时代即将结束。然而,纵观当今全球石油和天然气战略格局,传统能源的需求不平衡和 不可持续已暴露无遗,甚至影响未来世界和平和人类命运共同体的构建。

        煤炭资源会再次获得青睐吗?虽然已过黄金时代,但未必会衰落至阴暗角落。有朝一日, 或许会随着新技术突飞猛进,适合煤炭资源开发、生产和使用的 新技术也会崭露。例如地下气化、 液化将煤炭转变成一种合成液体 燃料或化工原料替代石油和天然 气;此外,其庞大的储藏量,也是推进未来人类文明继续向前的不小诱惑。实现高效开发、合理利用与安全、生态平衡协调发展,黑色精灵必须历经炼狱升华,继 续散发更多“乌金”光芒,在未来人类文明进程中发挥更加重要的作用,成为造福人类子孙后代 的善财精灵。

        从原始森林,到成煤,到燃烧,亿万年的追寻中,你可有孤独与焦灼,还是始终淡定从容? 黑色精灵所具有的“藏蓄阳和” 的高尚品格,在时间滴答声中, 和谐陪伴,安详地让人类走着自己的路。

        亿万斯年,炼狱重生,愿君唤醒下一个秉烛使者。

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