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Come si è formato il carbone? - Rinaldo Sorgenti -
Sin dalla notte dei tempi, piante e vegetali di vario tipo, presenti sulla superficie della terra, morendo cominciarono ad accumularsi ed a decomporsi a diverse latitudini, condizioni climatiche e geologiche.
I movimenti tellurici fecero si che i resti venissero ricoperti e che il processo di decomposizione avvenisse in condizioni particolari: in assenza, o notevole carenza, di ossigeno. Ha inizio il processo di carbonizzazione.
Il legno delle piante - costituito per circa il 50% da CARBONIO, per il 40% da Ossigeno, per il 6% da IDROGENO e per il restante da altri minerali e metalli (molto simile a quanto normalmente troviamo in natura se dovessimo analizzare il contenuto dei vari elementi nel mondo vegetale o nel terreno o sull’etichetta di una bottiglia di “acqua minerale” che dettaglia tutti gli elementi chimici e molecolari presenti in essa) - perse lentamente il suo contenuto di IDROGENO ed Ossigeno, con una progressiva concentrazione del CARBONIO.
La struttura vegetale scomparve ed il colore del materiale cambiò: da marrone a nero. Ecco perché il carbone è quindi a tutti gli effetti: “una BIOMASSA, invecchiata”.
In effetti il carbone non è, come molti pensano, un materiale omogeneo con caratteristiche e proprietà uniche e costanti.
Esistono diversi tipi di carbone perché tutto dipende dalle caratteristiche della materia vegetale dalla quale si è formato nel corso del tempo.
Il carbone è quindi diverso perché diversi sono i tipi di piante dalle quali si è formato e perché diversa è la sua età o grado di invecchiamento.
Un po’ come il whisky. Solo che la grande botte in cui venne fatto invecchiare è la Terra stessa! Facciamo un passo indietro nella storia.
Formazione geologica
L'era geologica durante la quale si formò la maggior parte dei depositi di carbone, attualmente conosciuti nel mondo, è il Carbonifero (fra i 280 e i 345 milioni di anni fa), cioè l'era che vide l' esplosione della vita vegetale sulla terraferma e che ha preso il nome proprio per l'abbondanza di questi giacimenti rinvenibili entro formazioni geologiche appartenenti a questo periodo.
Il carbone è il risultato della trasformazione di resti vegetali che sono stati compressi, induriti, alterati chimicamente e trasformati, da calore e pressione, nel corso dei tempi geologici.
Dalle osservazioni paleontologiche, stratigrafiche e sedimentarie si è concluso che il carbone si sia formato prevalentemente a partire da piante cresciute in ecosistemi paludosi.
Quando queste piante morirono, la loro BIOMASSA si depositò in ambienti subacquei anaerobici, nei quali la mancanza di aria prevenne il loro veloce decadimento, impedì l' ossidazione, la decomposizione ed il rilascio del biossido di CARBONIO che avevano assorbito per la loro crescita.
La nascita e la morte di generazioni successive di piante formarono spessi depositi di materia organica lignea non ossidata, in seguito ricoperti da sedimenti e compattati in depositi carbonacei come: torba, bitume o antracite. Indizi sul tipo di piante che hanno originato un deposito possono essere rintracciati nelle rocce scistose o nell'arenaria che lo ricopre o, con tecniche particolari, nella struttura del carbone stesso.
Il carbone più pregiato è infatti il più vecchio e prende il nome di ANTRACITE. Si formò nell’era primaria (paleozoica) circa 300 milioni di anni fa.
E’ il periodo nel quale comparvero sulla terra i primi pesci, le prime piante e le prime forme di animali terrestri. Ha un contenuto di CARBONIO di circa il 92-98%.
Durante l’era secondaria (mesozoica) quando la Terra era popolata da dinosauri, grandi anfibi e primi uccelli, si formò il LITANTRACE. La sua concentrazione di CARBONIO è di circa il 69-92%.
Relativamente più giovane è la LIGNITE formatasi nell’era terziaria (cenozoica) circa 100 milioni di anni fa, quando sulla Terra comparvero i primi mammiferi. Ha un contenuto di CARBONIO inferiore al 69%.
L’ultimo nato è la TORBA formatasi nell’era quaternaria (neozoica), circa 2 milioni di anni fa ovvero quando i primi ominidi si affacciarono sulla faccia della Terra. E’ il carbone meno pregiato (<60%C) e che presenta ancora la struttura delle piante dalle quali deriva.
Con il processo di “invecchiamento”, il carbone subì una forma di distillazione. Si purificò dagli elementi minerali e dai metalli che costituivano il materiale d’origine, perse ossigeno e idrogeno, concentrando il contenuto di CARBONIO e migliorando il suo “POTERE CALORIFICO”, ovvero la sua capacità di produrre energia.
Cosa succede quando il processo di carbonizzazione continua oltre il livello di antracite? Si arriva alla genesi di 2 minerali diversi: la grafite e il diamante (cioè CARBONIO quasi puro).