1) Carbunele este o roca foarte neobisnuita,din doua motive. In primul rand ,este formata din materii organice tesuturi odinioara vii, si in al doilea rand spre deosebire de alte roci, arde si degaja caldura.
Carbunele a reprezentat primul combustibil utilizat in timpul revolutiei industriale si a jucat un rol foarte insemnat in dezvoltarea marilor tari industrializate.Carbunele contine carbon, care-i si confera acea culoare neagra,caracteristica,si gaze inflamabile cum ar fi hidrogen, azot si oxigen.
Cea mai mare parte a carbunelui s-a format in urma cu aproximativ 360-286 de milioane de ani, intr-o perioada numita de geologi era carbonifera tocmai din cauza cantitatilor imense de carbune care s-au format atunci. Acesta a luat nastere din padurile tropicale preistorice, ce cresteau pe pamanturile mlastinoase. Padurile se compuneau din arbori foarte diferiti de cei care traiesc in zilele noastre. Cea mai mare parte a lor erau arbori-feriga giganti.Existau,de asemenea, si arbori de coada calului giganti, dar si multe alte plante mai mici. Dupa moarte, ferigile uriase celelalte plante cadeau in apele mlastinoase. Aceste ape erau foarte sarace in oxigenul care favorizeaza actiunea bacteriei ce produce putrefactia, astfel incat arborii-feriga au putrezit foarte incet si s-au transformat in turba, primul stadiu de formare al carbunelui. In timpul formarii turbei apare o degajare de gaz de mlastina numit gaz metan. Pentru a se transforma in carbune , turba trebuie sa fie presata. Un strat de turba cu o grosime de 10 si 15 metri va forma un strat de carbune de doar un metru grosime. Primul stadiu al comprimarii a avut loc in mlastinile primitive, o data cu depunerea unor straturi succesive de vegetatie intrata in putrefactie, comprimand straturile inferioare sub greutatea lor. In perioada carbonifera scoarta Pamatului a suferit o serie de transformari. In timpul uneia dintre aceste perioade, turba a fost acoperita cu nisip si mal. Straturile de pamant si turba au fost ingropate sub mari pentru ca mai apoi sa revina din nou la suprafata.. In timp se formau noi mlastini
si noi straturi de turba. Acest proces numit sedimentare ciclica s-a produs de mai multe ori.
In regiunile carbonifere exista un numar de zacaminte situate unul deasupra celuilalt, cuprinsa intre straturi de roca sedimentara. Unele straturi de carbune au o grosime de doar cativa milimetri, altele au grosimi de cativa metri.
Exista trei categorii de carbune .Tipurile acestora depind de gradul in care carbunele s-a modificat in timp. Lignitul numit si carbune brun dupa culoarea lui, este cel mai putin modificat si are cel mai mic continut de carbon de aproximativ 30%. In timpul arderii acesta degaja mult fum si relativ putina caldura.
Huila este cea mai raspandita si degaja cea mai multa caldura.Acest carbune are de obicei straturi alternante intunecoase si lucioase. Benzile lucioase erau la baza material lemnos, iar straturile intunecoase s-au format din ramasitele plantelor mai mici. Huila contine si un alt compus, mai putin dur, asemanator cu mangalul :acesta face carbunele sa murdareasca in timpul manipularii.
Carbunele superior este antracitul. Se compune din 98% carbon si este foarte greu de extras , dar este curat la manipulare. Arde cu o flacara foarte mare si fierbinte, degaja putin fum, insa este foarte greu de aprins.
Carbunele este utilizat cel mai des ca si combustibil. Pana nu de mult, o cantitate mare de carbune era arsa pentru incalzirea locuintelor. In zilele noastre este ars pentru a genera electricitate sau in procese industriale. Inainte de exploatarea pe scara larga a gazelor naturale, unele tari isi produceau intreaga cantitate de gaze din carbune.
Tarile fara resurse de gaze naturale, recurg inca la acest procedeu. Producerea gazelor din carbune este asociata cu producerea cocsului, un combustibil esential in producerea si topire metalelor. Producerea cocsului carbunele este ars in cuptoare etanse. Carbunele nu arde din cauza oxigenului, dar odata cu caldura se degaja amoniac, gudroane, gaze
si uleiuri usor volatile lasand in urma un reziduu dur. Acesta este cocsul. Carbunele este si materia prima pentru procesele chimice. Amoniacul, gudroanele si uleiurile usor volatile rezultate din cocsificare sunt utilizate pentru realizarea altor produse cum ar fi: vopsele pentru tesaturi, antiseptice, medicamente, parfumuri, fertilizatori, pesticide, insecticide, sau chiar lac de unghii. Din carbune se poate produce chiar si zaharina.
Carbunele este zacamantul cel mai bogat de combustibil fosil. Rezervele mondiale cunoscute sunt estimate a fi suficiente pentru 200 de ani, la o rata de consum cu cea actuala, si multi experti sunt de parere ca exista cam de 15 ori mai mult carbune ramas nedescoperit. Trei tari detin doua treimi din rezervele mondiale descoperite. SUA are 30%, Rusia si statele aliate cam 25%, iar China 10%.Restul rezervelor de carbune sunt situate in Australia, Canada, India , Germania, Polinia, Africa de Sud si Marea Britanie. In America de Sud doar patru tari Argentina, Brazilia, Chile si Columbia detin zacaminte bogate de carbune. Cea mai mare parte a carbunelui este ingropat adanc sub padurile tropicale unde este greu de exploatat. Dintre cele 52 de tari africane, doar opt exploateaza:
Africa de Sud si Zimbabwe, cu cele mai mari zacaminte, Algeria, Maroc, Mozambic, Nigeria, Tanzania si Zair.
Uneori pe pantele dealurilor si pe malul raurilor apar aflorimente de carbune.Poate ca astfel a fost descoperit de chinezi cu 3000 de ani in urma.O data descoperit, zacamantul a fost exploatat in adancime. Astazi, prospectiunea carbunelui reprezinta una din activitatile de baza ale geologilor. Ei cunosc din experienta, genul de teren sub care s-ar putea ascunde carbune, mai ales in zonele cu roci din perioada carbonifera. Fotogrfiile din avion sau chiar din satelit ajuta mult la identificarea acestor zone. Urmatorul pas la fel ca in prospectiunea petrolului, se refera la cercetarea seismica a zonei.Utilizand explozivi si alte mijloace, geologii transmit in interiorul Pamatului unde de soc. Instrumente ultrasensibile, numite geofoane, sesizeaza ecourile undelor de soc ce sunt reflectate de
diferitele straturi de roci. Ele reflecta undele de soc in mod diferit, cu puteri diferite, si prin analiza caracteristicilor reflexiei se poate determina structura rocilor si adancimea la care se gasesc. Pentru a descoperi zacamintele actuale de carbune si a estima adancimea la care se gasesc se executa forari si se extrag mostre. Probele de roca sunt apoi analizate si examinate. O alta metoda, deseori utilizata pentru explorarea straturilor din subteran, este cea a sondarii. Initial ea s-a utilizat la prospectarea petrolului si a gazelor naturale.
Prin sondare in interiorul unui put sunt coborate diverse dispozitive pentru a testa natura rocilor.
Sonda este coborata in interiorul putului si apoi ridicata inapoi la o viteza controlata.
Instrumentele sensibile din interiorul sondei masoara porozitatea si radioactivitatea rocilor, detecteaza fisurile ( rupturile dintre diferitele straturi de roci ) si rezistenta electrica a rocilor, adica modul in care ele conduc sau nu electricitatea.
Grosimea unui zacamant de carbune poate varia de la cativa centimetri la cativa metri.
Indiferent de grosime, exista doua feluri de extractie: mineritul de suprafata si cel subteran. Mineritul de suprafata se practica atunci cand zacamantul de carbune este aproape de suprafata solului. Este raspandit in Australia si SUA si folosit la exploatarea lignitului in Europa de Est. In majoritatea minelor de suprafata din Marea Britanie se extrage carbunele aflat pana la 33 metri sub pamant. In alte regiuni adancimea poate fi mai mare. Cea mai adanca mina de suprafata este in Germania, la 325 metri adancime. Mineritul de suprafata provoaca mizerie. Arii extinse sunt excavate si peisajul devine urat. Munca
incepe cu brazdare solului si a rocilor care sunt apoi depozitate la marginea exploatarii.
Ele servesc si ca ecrane protectoare pentru reducerea zgomotului.
Carbunele este apoi scos cu excavaoare imense. Cel mai mare excavator din Marea Britanie este cel cu cupa ,,Big Geordie'' cu capacitatea de 3000 de tone. Cupa poate ridica doua autoturisme si excavaza, la o singura ridicare, aproape 100 tone de material.
In alte tari se utilizeaza chiar excavatoare mai mari ,,Big Muskie" cel care opereaza instatul Ohio din SUA, are o capacitate a cupei de 10000 de tone. Cel mai mare excavator are o capacitate de 13000 de tone si se afla la mina de lignit din Hambach, in Germania. Dupa extragerea intregii cantitati de carbune, se trece la refacerea peisajului.
Principala metoda de minerit utilizata in Marea Britanie si in Europa Continentala este cea a mineritului in subteran. Aceasta produce 40% din totalul de carbune extras in SUA si mai mult de jumatate din carbunele Australiei. Multe zacaminte de carbune sunt situate la mare adancime. Cea mai adanca mina din Marea Britanie se afla la peste 1300m sub pamant. Pentru a ajunge asemenea adancimi se sapa puturi verticale. Minerii coboara cu lifturile si carbunele este adus la suprafata la fel. Uneori galeriile subterane se pot extinde pe orizontala pe mai multi kilometri si transportul este asigurat cu trenuri elctrice. Unde zacamintele pot fi atinse de pe panta dealurilor, se sapa galerii principale de patrundere. Minerii coboara in aceste galerii cu trenuri electrice, iar carbunele este adus la suprafata pe benzile rulante ale conveioarelor. Exista doua tehnologii principale de minerit subteran. Vechea tehnologie, utilizata inca pe scara larga in SUA, este cea in
abataje. Aceasta tehnologie presupune saparea galeriilor prin carbune, lasand piloni de carbune pentru sustinerea tavanului. Prin utilizarea acestei metode nu se poate extrage decat o parte a zacamantului de carbune.
Cealalta metoda este mineritul in fatada. Este cea mai utilizata in Europa si castiga tot mai mult teren in SUA. Se sapa doua galerii paralele la o distanta de aproximativ 20m una de alta. Echipamente speciale taie zacamantul dintre cele doua. Pe masura ce echipamentul inainteaza, galeriile ramase in urma sunt lasate sa se surpe. Prin aceasta tehnologie se poate extrage aproximativ 90% din carbune.
Arderea carbunelui produce fum ce contine compusi sulfurati. Acestia provoaca ploi acide care distrug vegetatia, ucide pestii si alte creaturi marine, provocand si deteriorarea cladirilor construite din caramizi si piatra. In urma arderii carbunelui rezulta dioxid de carbon care este un factor responsabil de una dintre marile probleme ecolegice contemporane, numita efect de sera.
