為啥地球的煤炭在3.6億年前突然集體形成？有啥科學(xué)解釋？

想象一下，時間倒流三億六千萬年，你站在一片從未有人踏足的原始森林中，這里的蜻蜓翅膀展開足有一米寬，蜘蛛大如餐盤，而腳下踩著的是即將改變地球命運的超級植物軍團。

地球的日歷翻到3.6億年前的石炭紀(jì)，那時的地球像個巨大的溫室大棚，二氧化碳濃度是現(xiàn)在的三倍，空氣濕潤得能擰出水。

在這樣溫室般的世界里，植物們仿佛打了激素般瘋狂生長。鱗木、封印木這些遠(yuǎn)古巨樹，樹干粗得兩個人都抱不過來，身高輕松突破十層樓。

森林密得連只耗子都鉆不過去，每一寸土地都被綠色霸占。當(dāng)時地球的氧氣濃度飆到35%，比現(xiàn)在足足高了15個百分點。你劃根火柴可能就會引發(fā)全球大火，但別擔(dān)心，那時的火柴還沒發(fā)明呢。

在這個持續(xù)了6000多萬年的“植物狂歡節(jié)”里，森林上演著生與死的輪回大戲。樹木倒下后，意外開啟了一場跨越億年的能量封印計劃。

當(dāng)那些巨型蕨類、高大鱗木結(jié)束生命旅程，它們的殘骸并非像今天這樣被微生物迅速分解，而是紛紛落入沼澤的懷抱。

石炭紀(jì)的植物體內(nèi)富含木質(zhì)素：這種讓樹干堅挺的化學(xué)物質(zhì)，當(dāng)時微生物界還沒進化出能啃動它的“超級牙口”。于是植物殘骸在沼澤底部越堆越厚，像千層蛋糕一樣層層疊加。

地殼這時候也來湊熱鬧。板塊碰撞制造出無數(shù)凹陷盆地，成了植物遺骸的天然收納箱。泥沙隨著河流沖刷而來，像被子一樣覆蓋在植物層上。一層植物一層沙，地球就這樣做了個巨型三明治。

隨著沉積物越來越厚，底下的植物層開始經(jīng)歷“大地烤箱”的慢烤。溫度逐漸升高，壓力持續(xù)增大，植物中的氧、氫元素被一點點擠出去，留下高濃度的碳。

這個過程好比把一塊蓬松的面包壓成壓縮餅干：原本十米厚的植物爛泥，最后被壓縮成一米厚的煤炭。在新疆吐魯番的沙爾湖煤田，最厚煤層達到217米，相當(dāng)于72層樓那么高。

而美國阿巴拉契亞煤田更夸張，局部煤層厚達900米，按比例計算需要9000米厚的原始植物堆才能形成。

有人可能會問：憑啥說煤是植物變的？證據(jù)就在煤塊里躺著呢，在煤礦開采現(xiàn)場，工人經(jīng)常一鎬子下去就劈出個樹干的形狀，樹葉脈絡(luò)清晰得像是昨天剛落下的。

科學(xué)家把煤磨成薄片放顯微鏡下一瞧，，三億年前的植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)還在那兒擺著：細(xì)胞壁、輸水導(dǎo)管、孢子花粉，一樣不少。

實驗室里更絕的驗證來了，科學(xué)家把現(xiàn)代植物殘骸放進高溫高壓反應(yīng)釜，模擬地底深處的環(huán)境。結(jié)果真把木頭變成了人造煤。這實驗直接把“煤是植物變的”這句話釘在了科學(xué)事實的柱子上。

石炭紀(jì)成了地球最大的“存煤罐”，得益于三個特殊條件湊到了一塊兒：長得飛快的植物軍團、微生物啃不動的木質(zhì)素盔甲，還有不斷制造沉積盆地的活躍地殼。這三駕馬車共同發(fā)力，把太陽能封印成了固態(tài)電池。

石炭紀(jì)之后，地球的存煤速度像踩了急剎車。這得“歸功于”真菌和細(xì)菌的進化：它們終于學(xué)會了分解木質(zhì)素的化學(xué)本領(lǐng)，枯木不再能長久堆積。再加上氣候變得更干燥，大范圍沼澤森林逐漸消失，植物埋藏條件大不如前。

不過石炭紀(jì)存下的這份厚禮，在人類文明史上炸開了花。2015年新疆吉仁臺溝口遺址的考古發(fā)現(xiàn)改寫了歷史：3600年前的青銅時代人類已經(jīng)在系統(tǒng)性使用煤炭。

考古隊員在房址邊發(fā)現(xiàn)整齊堆放的煤塊，灶坑里留著沒燒盡的煤渣，這比之前公認(rèn)的人類用煤記錄整整提前了1000年。

當(dāng)英國礦工在18世紀(jì)挖出煤炭點燃工業(yè)革命時，他們大概沒想到，自己釋放的是石炭紀(jì)森林封存了三億年的太陽能。如今，新疆吉仁臺溝口遺址的黃土層中依然散落著青銅時代的煤渣，它們與三億年前石炭紀(jì)森林的孢子化石在顯微鏡下隔空相望。

煤炭紀(jì)元雖走向衰落，但這場三億年的能量接力仍在延續(xù)：風(fēng)電葉片在山脊旋轉(zhuǎn)，光伏板在沙漠閃爍，人類正學(xué)著像石炭紀(jì)的地球那樣，用新技術(shù)收集每一縷陽光。

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