Die entstehung der steinkohle
Die Entstehung der Steinkohle
Kohle ist die zusammenfassende Bezeichnung für alle kohlenstoffreichen
festen Brennstoffe, die durch Zersetzung organischer Stoffe entstanden sind.
Das heißt, man bezeichnet die brennbaren Überreste von Pflanzen und anderen
organischen Substanzen als Kohle, die über das Stadium des Torfs in langen
geologischen Zeiträumen durch den Vorgang der Inkohlung in braune bis schwarze
Sedimentgesteine verwandelt wurden. Man spricht von Kohle, wenn dir
brennbare Substanz mehr als 50% ausmacht.
Voraussetzungen für die Entstehung:
Die Entstehung der Steinkohle vor 270 bis 350 Mio. Jahren gab einem ganzen
Erdzeitalter seinen Namen : dem Karbon. Karbon heißt auf lateinisch "Kohle".
Damals war das heutige Ruhrgebiet die sumpfige Uferzone eines riesigen
Meeres. Man nennt es auch eine "paralische Senke".(am Meer liegend) Das Klima war
subtropisch, das heißt, es war wärmer und feuchter als es heute ist! Deshalb
konnten im Ruhrgebiet üppige Sumpfwälder mit Riesenfarnen, großen
Schachtelhalmen und Bärlappgewächsen gedeihen.
Durch Kräfte im Inneren der Erde senkte sich die Erdoberfläche und das Meer
überflutete das Land. Die Pflanzenmassen wurden in Torf umgewandelt und
dieser lagerte sich in Schichten ab. Bäche und Flüsse beförderten Geröll aus dem
Gebirge ins Meer, so dass das Torfmoor von Geröll und Sand völlig abgedeckt
wurde.
Dann hob sich die Erdoberfläche wieder, so dass sich wieder eine neue
Sumpf- Waldlandschaft entwickeln konnte. Nach vielen Jahren senkte sich die
Erdoberfläche wieder und das Land wurde von Neuem vom Meer überflutet.
Dieser Vorgang wiederholte sich über die Jahre im Ruhrgebiet bis zu 150 mal.
Wie entsteht Torf und wie läuft die Inkohlung ab?
Die Inkohlung lässt sich in drei Phasen aufteilen:
1. Phase : "Biochemische Phase"
2. Phase : "Geochemische Phase" (Lehre von der chem.
Zusammensetzung der
Erde)
3. Phase : "Metamorphe Phase" ( im Laufe der Zeit sich durch Hitze
verändertes Gestein.)
1. Phase: Entstehung von Torf
Bei der Überflutung der Sumpfgebiete wurden die Pflanzen von der Luftzufuhr
abgeschnitten. Deshalb erfolgte keine normale Verwesung der Pflanzenstoffe.
Die Pflanzen wurden zuerst unter Einwirkung von Bakterien, Pilzen und niederen
Tieren abgebaut, dabei entstehen Humusstoffe als Stoffwechselprodukte.
Wenn
die Torfschichten von sedimentären Deckschichten überlagert sind schließt
die "biochemische Phase" ab und die geochemische Phase beginnt.
2. Phase:
Die sedimentären Deckschichten üben ein solch starken Druck auf die
Torfschichten aus, so dass eine Dehydratisierung stattfindet. Der Torf, der einen
Wassergehalt von 90% hatter wurde so stark zusammengepresst, dass
Weichbraunkohle entstand. Ihr Wassergehalt beträgt 40%. Das Wasser kondensiert.
3. Phase:
Bei der Entwicklung von Weichbraunkohle zu Steinkohle kommt es dann nicht
mehr so sehr auf den Druck an, viel wichtiger ist die hohe Temperatur und die
zur Verfügung stehende Zeitdauer. Es kommt zu einer Abnahme von O2 und H
(Kohlensäure wird abgespalten), sowie zu einer Zunahme des C-Anteils in der
organischen Substanz. Später kommt es dann noch zu einer Methanabspaltung. Diese
beiden Vorgänge nennt man Decarboxylierung und Demethanisierung.
Einzelne Stadien, je nach C- und H2O- Anteil.
( Graphik!)
Die für die Steinkohlebildung benötigte Temperatur liegt bei höchstens
150°C.
Die Fettkohlen sind am besten zur Herstellung von Koks geeignet, da sie
einen mittleren Inkohlungsgrad haben. (Graphik)
Mit dem steigenden C-Gehalt einer Kohle steigt auch deren Heizwert und somit
die Güte.
Das Ruhrkarbon taucht nach Norden hin flach unter das Müntersche
Kreidebecken ab. Im Niederrheingebiet schalten sich zwischen oberkarbon und Kreide noch
mehr als 500m mächtiger Zechstein und Schichten des Mesozoikums. (Atlas S.
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& Graphik)
In der Nordsee liegt die Kohle 5000-7000m tief.
Durch tektonische Einflüsse kam es zur Faltung der Erdoberfläche, dabei
verschoben sich die Kohleflöze.
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