Geologia fisica ,Prima Università del Saskatchewan Edizione

Le rocce sedimentarie organiche sono quelle che contengono grandi quantità di molecole organiche. Le molecole organiche contengono carbonio, ma in questo contesto ci riferiamo specificamente a molecole con legami carbonio-idrogeno, come materiali provenienti dai tessuti molli di piante e animali. In altre parole, il carbonio nella calcite-CaCO3 non renderebbe la calcite un minerale organico perché non è legata all’idrogeno.,

Un’importante roccia sedimentaria organica è il carbone. La maggior parte del carbone si forma in terreni paludosi adiacenti ai fiumi e all’interno dei delta, e dove i climi sono umidi e da tropicali a temperati. La crescita vigorosa della vegetazione porta ad un’abbondanza di materia organica che si accumula all’interno di acqua stagnante e acida. Questo limita il decadimento e l’ossidazione del materiale organico. Se questa situazione—in cui la materia organica morta è immersa in acqua povera di ossigeno-viene mantenuta per secoli o millenni, si può accumulare uno spesso strato di materiale. Un decadimento limitato trasformerà questo strato in torba (Figura 9.18 a, Figura 9.,19 in alto a sinistra).

Figura 9.18 Formazione di carbone. (a) L’accumulo di materia organica all’interno di un’area paludosa forma uno strato di torba; (b) La materia organica è sepolta sotto sedimenti e viene compressa; (c) Con una maggiore sepoltura, forme di carbone di lignite; (d) A profondità ancora maggiori, forma di carbone bituminoso ed eventualmente antracite. Fonte: Steven Earle (2015) CC DA 4.,0 view source

Ad un certo punto il deposito paludoso è coperto da più sedimenti — in genere perché un fiume cambia il suo corso o aumenta il livello del mare (Figura 9.18 b). Man mano che vengono aggiunti più sedimenti, la materia organica viene compressa e riscaldata all’aumentare delle temperature con la profondità. Questo ha l’effetto di concentrare il carbonio all’interno del carbone. La quantità di riscaldamento determinerà fino a che punto questo processo progredisce.,

Più il processo progredisce, più il carbone passerà dall’avere evidenti pezzi di materiale vegetale al suo interno, ad essere una massa nera e lucida. Il carbone di lignite di bassa qualità si forma a profondità comprese tra 100 m e 1.500 m e temperature fino a ~50°C (Figura 9.18 c). Questa è ancora una fase relativamente precoce del processo di formazione del carbone, quindi la lignite mostra comunemente fossili vegetali che non sono ancora stati distrutti nel processo di coalificazione (Figura 9.19 in alto a destra).

A una profondità compresa tra 1.000 m e 5.000 m e temperature fino a 150°C m, si forma carbone bituminoso (Figura 9.18 d, 9.,19 in basso a destra). A profondità superiori a 5.000 m e temperature superiori a 150°C, si forma carbone antracite (Figura 9.19 in basso a sinistra). Infatti, con l’aumento delle temperature, le forme di carbone di grado inferiore vengono effettivamente trasformate da rocce sedimentarie a rocce metamorfiche.

Figura 9.19 La formazione di carbone inizia quando la materia vegetale viene impedita dalla decomposizione accumulandosi in acqua acida a basso contenuto di ossigeno. Uno strato di torba si forma. Il riscaldamento e la compressione della torba formano lignite, carbone bituminoso e infine antracite, all’aumentare della pressione e della temperatura., Fonte: Karla Panchuk (2017) CC BY-NC-SA 4.0. Foto di R. Weller / Cochise College e U. S. Geological Survey. Clicca sull’immagine per ulteriori attribuzioni e termini di utilizzo.

Il passaggio dalla torba all’antracite comporta un progressivo aumento della concentrazione di carbonio, della durezza e della quantità di energia disponibile da rilasciare al momento della combustione.

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