Каменный уголь образуется из остатков растений в течение многих миллионов лет. Но не всегда обильная растительность приводит к залежам угля. Уголь образуется там, где скорость опускания земной коры равна скорости накопления отмирающих растений. Участки, погружающиеся быстрее, заливаются водой. В стоячих озерах и болотах органическое вещество гниет, превращается в конечном счете в сапропель (органический ил), который используется как удобрение.
И только совпадение темпа погружения земной коры со скоростью накопления отмирающих растений ведет к образованию угля. Остатки растений получают кислород, но из-за количества влаги ограниченно. Они перегнивают постепенно. Образуется сначала торф, который превращается сперва в бурый уголь, потом – в каменный уголь и, наконец, в антрацит – уголь самого высокого качества, почти целиком состоящий из углерода (до 98 %).
Между прочим, два процента «не углерода» в угле чрезвычайно ценны. Это различные микроминералы, которые делают уголь ценным сырьем для химической промышленности. Ведь все те микроэлементы, которые питали растение при жизни, остались в угле.
Торф – болотное топливо
Там, где из болот отводят воду, где их осушают, обнажаются залежи торфа – одной из разновидностей горючих полезных ископаемых. Его образование начинается еще до того, как появилось болото. На дне озера накапливаются остатки отмирающих растений и животных. Образуется черный ил, богатый соединениями углерода с водородом (углеводородами), из которых состоят и нефть, и уголь. Торф способен гореть именно потому, что в нем присутствуют углеводороды.
В болотах растения разлагаются почти без доступа кислорода. При этом накапливается большое количество углеводорода. Через несколько лет такого процесса образуется коричневая смешанная масса веточек, корней и листьев. Если из этой массы удалить воду (торф на три четверти состоит из воды), высушить и разрезать на брикеты, то получится неплохое топливо, на котором могут работать даже электростанции.
Торф – начальная стадия образования угля. С течением времени он превращается в бурый уголь. Более твердый чем торф, но все же достаточно мягкий, он крошится при перевозке на большие расстояния и используется в основном для бытовых целей.
При определенных химических изменениях из бурого образуется битумный уголь. Он легко горит и встречается на земле в больших количествах. В дальнейшем битум при благоприятных условиях постепенно превращается в каменный уголь, или антрацит. Это лучший сорт угля. Он горит почти без дыма, дает много тепла. О нем говорят – высококалорийный уголь. Торф менее калориен, но он намного дешевле каменного угля. И к тому же может использоваться не только в качестве топлива, но и как удобрение.
У нас в стране большие залежи торфа имеются в болотах Западной Сибири и на севере европейской России.
Приключения «черного золота»
Нефть и газ – горные породы, хотя одна из них жидкая, другая – газообразная. Вместе с торфом и углем горючие породы образуют особое семейство, получившее название каустобиолитов (от греч. «каустос» – горючий, «биос» – жизнь, «литос» – камень).
Все каустобиолиты содержат углерод, водород и кислород, но в разном соотношении. В угле углерод преобладает над водородом. В нефти их соотношение примерно равное. В угле кислорода больше, чем в нефти.
При поисках нефти геологи используют способность разных видов нефти светиться под воздействием ультрафиолетовых лучей. Легкие виды нефти светятся голубым светом, тяжелые – бурым и желто-бурым. С помощью этого свойства можно отыскать «следы» нефти даже в горных породах. Бурить начинают в том месте, где, по мнению геологов, должна быть нефть. И бурят до тех пор, пока из скважины не вырвется черный фонтан.
По своей ценности нефть вполне соизмерима с золотом. В истории человечества ей принадлежит огромнейшая роль.
Нефть была известна уже в Древнем Египте – ее добавляли в состав для бальзамирования мумий. Применялась нефть и в военных целях. Был известен, например, «греческий огонь», состав которого хранился в строгой тайне.
Лишь во второй половине XIX в. нефть стали называть «черным золотом». Именно нефть дала развивающейся промышленности многие смазочные материалы, более дешевое и калорийное, чем уголь, топливо, новые источники света.
Из всего разнообразия полезных ископаемых пока нет таких, которые могли бы заменить нефть.
Карстовые пещеры
Причудливые лабиринты с камерами, галереями, величественные гроты и «бездонные» пропасти, каменные «сосульки» сталактитов, свисающих с потолка, колонны сталагмитов на дне пещер – такова картина, которую обычно видят спелеологи, исследователи подземного мира. Бурные потоки, водопады и озера, особый животный мир вечной тьмы – все это встречается в карстовых пещерах. Расположенная в среднем течении Днестра Озерная пещера имеет длину 21,6 км, а знаменитая гипсовая Кунгурская пещера на Урале протянулась на 5,6 км. В ней находится 58 больших гротов и около 60 озер. Одна из самых больших в мире – Мамонтова пещера (США, штат Кентукки) – образована в известняках, а суммарная длина всех ее полостей – 76 км. В ней 225 проходов, 23 глубоких колодца, подземные реки. Летом 1979 г. спелеологи, исследовавшие кавказскую пещеру Снежную, опустились на глубину 1190 м.
Пещеры изучает специальная наука – спелеология. Слово это можно перевести как «пещероведение».
Коварные карстовые породы
Часто в горные породы бывают включены легко растворяющиеся вещества, вымывающиеся текущими водами. Явления, связанные с этими процессами, называют карстовыми, т. к. впервые они были изучены на известковом плато Карст в Югославии. Там, где распространены каменная соль, гипс, мел, мрамор, известняки, доломиты, поверхностные и подземные воды вымывают в них большие и малые полости. В результате образуются провалы – карстовые пещеры, гроты, воронки различных размеров и форм, котлованы, канавы, щели, борозды. Карстовые пропасти, образованные несколькими соединенными друг с другом полостями, достигают глубины 1,5 км и более.
Если где-то земная кора сложена из карстовых пород, то не удивительно, что вдруг уходят с поверхности, проваливаются под землю реки, ручьи, озера. Существуют легенды о внезапно исчезающих, проваливающихся под землю городах, о невидимом граде Китеже например. Немало подобных событий произошло в действительности.
Неоднократно происходили карстовые провалы по железной дороге Москва – Нижний Новгород. Одна из возникших воронок имела диаметр 50 м. Известны случаи, когда дома в городах проваливались в карстовые полости, разрушались целые кварталы. Большие трудности создает карст для строительства электростанций, плотин, водохранилищ.
