全球最大煤田：储量惊人，煤层厚千米，延绵千里

美国是世界上自然资源非常丰富的国家之一，据说它的煤炭、石油和天然气的储量都很高。

美国更倾向于购买他国的资源，等到全球能源出现短缺时，再拿出来使用。

美国阿巴拉契亚煤田是世界上最大的煤田，煤层厚度有1千米，覆盖面积达18万平方公里，横跨美国9个州。

阿巴拉契亚煤田为什么会有这么多煤呢？煤炭是怎么形成的呢？

Appalachia山区的风光

煤是古代植物的遗体经过 millions 年的埋藏和压力变成的。这些植物包括了树木、苔藓和藻类。在地质年代中，它们被一层层的泥土和沙子覆盖，经过高温和高压的作用，慢慢转变成了我们现在看到的煤。

仔细看看煤的表面，你会发现它的纹理很像树木的纤维，这是因为煤是由古代植物经过漫长的岁月变化而来的。

很久很久以前，大约4亿年前，植物开始在陆地上生长。它们渐渐繁盛起来，现在世界上有一半的煤都来自一个特殊的时代——石炭纪。

阿巴拉契亚的煤田里的煤，就是来自那个时代。

煤块表面的纹理图案

石炭纪因为化石和炭层经常一起出现而得名。这是地球陆地上植物最茂盛的时代，也是乔木诞生的时期，让植物储存碳的能力大大提升。

植物成长离不开碳，这些碳一部分来自土壤深处，一部分则从空气中的二氧化碳中获取。

石炭纪的时候，植物特别茂盛，它们让地球的氧气含量达到了历史上的最高点。

根据化石研究，科学家们发现石炭纪时氧气含量平均在35%以上，有些地方甚至超过40%。这使得当时的节肢动物变得非常巨大。

古代的煤林世界

有一种翼展可达一米的巨脉蜻蜓，它们曾经捕食小型动物。如果它们今天还生存着，可能在食物链中的位置会和游隼差不多。

当年的蜘蛛，头可比人的大，现在它们的食物得是猫。

昆虫的繁荣为脊椎动物提供了充足的食物来源。当时地球上生物最多的地方是沼泽和雨林，因为石炭纪时最常见的动物是两栖类。

有一部分动物因为力量较弱，不得不前往当时较为干燥的地带，以避开两栖动物的攻击，这其中就包括了哺乳动物祖先之一的原兽。

石炭纪的巨虫时代是指那个时期，地球上出现了巨大的昆虫。

石炭纪的兴衰都因植物而起。植物吸收了大量的二氧化碳，并大量产生氧气，使得那个时期的空气极易燃烧。

二氧化碳减少导致全球变冷，大片雨林因此枯萎。

后来，一场雷电引发了大火，烧着了石炭纪早期裸露在外的煤层，最终引发了石炭纪末的大规模火灾。

远古时期的烈焰时代

树木倒下后，它们被埋在地下。经过高温和高压的环境，树木发生了化学和物理变化，最终变成了煤炭。

煤的形成需要很长时间，通常要数百万年。这个过程非常复杂，条件也非常苛刻，不是随便埋在地层里就能完成的。

地球上的煤不仅来自石炭纪，还来自侏罗纪、白垩纪和第三纪。在这些时代，地球上的植被非常茂密，生活着大量的大型草食动物。

在很久很久以前的二叠纪和三叠纪时期，由于长时间的干旱，高大的树木很少，所以煤层很薄，有的地方几乎没有。

为啥同样是石炭纪，阿巴拉契亚的煤层能成为全球第一呢？

在地球的历史长河中，还曾有一个时期特别适合煤炭的形成，那就是侏罗纪。这个时期，植物繁茂，森林密布，环境湿润，大量的植物在死后被埋藏在地下，经过长时间的地质作用，最终变成了我们今天所熟知的煤炭。侏罗纪的煤层，为后来的人类提供了重要的能源资源。

遥远的古大陆

在石炭纪时期，地球的北方开始慢慢形成一块大大陆，叫做劳亚古陆。美国所在的北美洲就是它的一部分。

在石炭纪的中期，劳亚古陆的轮廓基本定型了。那时的北美洲离赤道不远，所以它成了植物生长最茂盛的地方。

在石炭纪雨林衰败和后期的大规模灭绝事件中，大量的植物倒塌并被埋在了土壤之下。

经过亿万年的努力，终于成为了世界上最大的煤矿。

石炭纪时期的地球是一个非常特别的时代。那时，地球上的植物非常茂盛，主要是蕨类植物和古老的树。这些植物的大量生长和死亡，最终形成了我们现在所见到的煤炭资源。那时的气候温暖湿润，非常适合植物生长。

阿巴拉契亚煤田绵延约1200公里，宽度从50到200公里不等，总面积达18万平方公里。这大致反映了石炭纪时期这里雨林的规模。

在大约1.85亿年前的侏罗纪，北美大陆从劳亚古陆上撕裂开来，独自漂移到现在的位置。这个裂口就是今天的大西洋，而且这个撕裂还在继续。

阿巴拉契亚地区的煤矿质量很高，主要是无烟煤，开采出来就可以直接用，不需要额外清理。

而且，煤层距离地面非常近，最浅的地方只有1.7米。

阿巴拉契亚煤田是一个巨大的煤炭资源区，位于美国东部。

大家都说石炭纪是煤炭形成的时期，那为什么这里的煤层这么浅呢？

这主要是因为阿巴拉契亚山脉的存在，这座山脉大约在奥陶纪时期形成，比石炭纪的雨林还要早大约两亿年。

这些植物被埋藏后，阿巴拉契亚山脉还在不断隆起，再加上雨水的冲刷，最后导致煤层上面的岩石层变得很薄，平均厚度还不到100米。

跟煤层有1千米厚相比，这层岩石简直就像纸片一样薄。

一铲子下去就能碰到煤

要是美国全力开工，这片煤矿一天就能产出4亿吨煤。

从18世纪中期开始，这里成了美国最主要的煤矿生产地，并在19世纪达到了顶峰。

到了20世纪，美国的经济发生了变化，不再向外输送自己的资源，而是开始购买其他国家的资源。

煤矿的延伸发展

煤炭危机是指煤炭资源面临枯竭的紧急情况。随着全球对煤炭需求的增加和环保意识的提高，煤炭危机越来越严重。许多国家和地区正在寻找替代能源，比如风能和太阳能，来减少对煤炭的依赖。同时，提高煤炭开采效率和寻找新的煤炭资源也成为了解决煤炭危机的重要途径。

尽管阿巴拉契亚煤田是全球最大的煤田，但它即使投入生产，也无法解决世界能源短缺的问题。

科学家估计，我们现在使用的煤炭还能用大约两百年。

而且，使用煤炭作为能源并不是最优的选择。

煤炭是远古时代的树变成的，所以碳元素含量最高，还有氮、磷、硫等元素。

燃烧时会放出二氧化碳，这是导致温室效应的主要原因。

温室效应的罪魁祸首是二氧化碳。

人类发展得太快了，原本需要几百万年才能回到大气中的碳元素，现在只需要几百百年就能完成。

结果就是，全球变暖让冰川开始融化了。

美国是全球人均碳排放最高的国家，这主要是因为美国人长期以来没有经历过资源短缺的困境，从而养成了浪费的习惯。

如果未来能源短缺，美国人从富裕走向简朴会很困难，能源问题可能会直接将他们打垮。

因此，即使美国当前在能源方面已经非常强大，他们依然积极寻找可替代能源，以防将来有一天煤炭用尽。

美国城市几乎每天晚上都亮着灯。

新的能源

新型能源，也就是我们常说的可再生能源，跟化石能源不一样，它用不完也取之不尽。只要地球还在转，这种能源就不会消失。

在新型能源中，水能表现得相当出色，它是唯一一种在性价比上能与传统化石能源抗衡的能源。

水能主要通过蓄水，利用水的重力势能来推动发电机转动，进而转化为电能供我们使用。

水电站能建在自然落差大的地方，也能通过建造人工堤坝来实现。只要水流充足，就能用来发电。

水资源就像大自然赐予我们的珍贵礼物，它就像一条条灵动的河流，带着清凉与活力，滋养着大地和万物。水能资源，简单来说，就是利用水的力量来发电或做其他事情的能力。比如，我们常见的水电站，就是通过水流的力量，把水的能量转化为电能，供我们日常使用。这种资源不仅环保，还能为我们提供源源不断的电力，帮助我们过上更便捷的生活。水能资源就像大自然的宝藏，只要合理利用，就能为人类带来巨大的好处。

虽然水能是一种新型能源，但它并不是完美的。如果水电站建设不当，就可能对生态环境造成破坏，还会影响一些生活在河流里的动物。

比如亚马孙河流域的水电站，就大大破坏了当地的生态环境，导致雨林开始衰退。

在新的能源中，还有一种备受期待的能源，如果说水力发电是性价比高的选择，那么核能就是潜力最大的能源。

要是人类能掌控核聚变技术，说不定连太阳都不需要了。

可控核聚变是一种正在研究中的新能源技术。它通过模仿太阳内部的核反应，让氢原子核在高温高压下发生融合，释放出巨大的能量。这种技术如果能实现，将提供几乎取之不尽的清洁能源，解决能源短缺问题。不过，目前还面临很多技术难题，比如如何稳定控制高温等离子体和防止能量泄漏。科学家们正在努力攻克这些难关，希望未来能实现这一梦想。

宇宙中的一种能量变化叫做核聚变，主要是通过把轻的氢原子结合成更重的原子，从而释放出巨大的能量。

太阳就是一个巨大的核电站，人类的可控核聚变就是在模仿太阳。

只要需要中子来引发反应，就会产生辐射，这让很多人对核能感到害怕。

我们现在的核电站用的是核裂变，通过从铀矿和钚矿中提取的重原子来实现。这些重原子的储量有限，可以说是一种稀缺资源。

不过，核聚变则不同，它使用的是氢原子作为原料，而氢原子可以从水中提取，就像水力发电一样，资源丰富，不会枯竭。