Kömür topu - Coal ball

Kömür topu
A greyish-brown round object with some pits and horizontal lines about the size of a cantaloupe.
Bir kömür topu
Kompozisyon
Permineralize bitki kalıntıları

Bir kömür topu bir tür somutlaştırma, kusurlu bir küreden düz uzanan, düzensiz bir levhaya kadar değişen şekillerde. Kömür topları oluştu Karbonifer Dönem bataklıklar ve bataklıklar, ne zaman turba olmaktan engellendi kömüre dönüştü yüksek miktarda kalsit turbayı çevreleyen; kalsit olmasına neden oldu taşa dönüştü yerine. Bu nedenle, aslında yapılmamış olmasına rağmen kömür Kömür topu, adını benzer kökenlerinin yanı sıra gerçek kömüre benzer şekline borçludur.

Kömür topları genellikle Karbonifer bataklık ve bataklık bitkilerinin mikroskobik doku yapısının dikkate değer bir kaydını tutar, aksi takdirde tamamen yok olacaktı. Karbonifer bitkileri benzersiz şekilde muhafaza etmeleri, onları jeolojik geçmişi araştırmak için kömür toplarını kesip soyan bilim adamları için değerli kılıyor.

1855'te iki İngiliz bilim adamı, Joseph Dalton Fahişe ve Edward William Binney, ilk yaptı bilimsel açıklama İngiltere'de kömür topları ve kömür topları üzerine ilk araştırmalar Avrupa'da gerçekleştirildi. Kuzey Amerika kömür topları 1922'de keşfedildi ve tanımlandı. O zamandan beri diğer ülkelerde kömür topları bulundu ve bu da yüzlerce Türler ve cins.


Kömür topları, Kuzey Amerika'daki kömür damarlarında bulunabilir ve Avrasya. Kuzey Amerika kömür topları her ikisi de daha yaygındır. stratigrafik olarak ve jeolojik olarak Avrupa'dakilerden daha fazla. Bilinen en eski kömür topları, Namurca Karbonifer evresi; Almanya'da ve eski Çekoslovakya topraklarında bulundu.

Bilim dünyasına giriş ve oluşum

Portrait of Sir Joseph Dalton Hooker
Edward William Binney ile birlikte kömür topları hakkında ilk rapor veren Sir Joseph Dalton Hooker

İlk bilimsel açıklama 1855 yılında Sir tarafından kömür topları yapıldı Joseph Dalton Fahişe ve Edward William Binney, kömür damarlarındaki örnekler hakkında bilgi veren Yorkshire ve Lancashire, İngiltere. Avrupalı ​​bilim adamları erken araştırmaların çoğunu yaptılar.[1][2]

Kuzey Amerika'daki kömür topları ilk olarak Iowa 1894'te kömür damarları,[3][4] Avrupa kömür toplarıyla bağlantı şu tarihe kadar yapılmamış olsa da Adolf Carl Noé (kömür topu Gilbert Cady tarafından bulundu[3][5]) paralelliği 1922'de çizdi.[2] Noé'nin çalışması kömür toplarına olan ilgiyi tazeledi ve 1930'larda paleobotanistleri Avrupa'dan Illinois Havzası onları aramak için.[6]

İki teori vardır - otokton (yerinde ) teori ve allokton (sürüklenme) teorisi - konu çoğunlukla spekülasyon olsa da kömür toplarının oluşumunu açıklamaya çalışan.[7]

Destekçileri yerinde teori, organik maddenin mevcut konumuna yakın bir yerde biriktiğine inanıyor. turba bataklığı ve cenazeden kısa bir süre sonra yapıldı kalıcı hale getirme - mineraller organik maddeye sızdı ve bir iç döküm oluşturdu.[8][9] Yüksek çözünmüş mineral içerikli su, bitki maddesiyle birlikte bir turba bataklığına gömüldü. Çözünen iyonlar kristalleştikçe, mineral madde çökeldi. Bu sebep oldu somutlar yuvarlak taş yığınları olarak oluşturmak ve korumak için bitki materyali içerir. Kömürleşme böylece engellendi ve turba korundu ve sonunda bir kömür topuna dönüştü.[10] Kömür toplarının çoğu, bitümlü ve antrasit kömür damarları,[11] turbanın malzemeyi kömüre dönüştürmek için yeterince sıkıştırılmadığı yerlerde.[10]

Marie Durur ve David Watson kömür topu numunelerini analiz etti ve kömür toplarının oluştuğuna karar verdi yerinde. Kömür toplarının oluşumu için gerekli olduğuna inanarak deniz suyu ile etkileşimin önemini vurguladılar.[12] Bazı destekçileri yerinde teori, Stopes 've Watson'ın bir bitki sapı birden fazla kömür topu boyunca uzanan kömür toplarının oluştuğunu gösterir. yerinde, drift teorisinin Stopes ve Watson'ın gözlemlerini açıklamada başarısız olduğunu belirtti. Ayrıca, bazı kömür toplarının dışına çıkıntı yapan kırılgan organik malzeme parçalarına da atıfta bulunarak, sürüklenme teorisi doğru olsaydı, projeksiyonların yok olacağını iddia ediyorlar.[13] ve bazı büyük kömür topları, ilk etapta asla taşınamayacakları kadar büyüktür.[14]

Sürüklenme teorisi, organik materyalin mevcut konumunda veya yakınında oluşmadığını savunuyor. Daha ziyade, kömür topuna dönüşecek malzemenin bir sel veya fırtına yoluyla başka bir yerden nakledildiğini iddia ediyor.[15] Sürüklenme teorisinin bazı destekçileri, örneğin Sergius Mamay ve Ellis Yochelson Kömür toplarındaki deniz hayvanlarının varlığının, malzemenin denizden deniz dışı bir ortama taşındığını kanıtladığına inanıyordu.[16] Edward C. Jeffrey, yerinde teorisinin "iyi bir kanıtı" yoktu, taşınan malzemeden kömür toplarının oluşmasının muhtemel olduğuna inanıyordu, çünkü kömür toplarının çoğu zaman açık suda taşınma ve çökelme ile oluşan malzeme içermesi muhtemeldi.[17]

İçindekiler

Plate-like entities relatively larger than surrounding structures that resemble small bubbles.
Kalsit (orta) ve dolomit (üst ve alt) kömür toplarında bulunan yaygın malzemelerdir.

Kömür topları kömürden yapılmaz;[18][19] yanıcı değildirler ve yakıt olarak kullanılmazlar. Kömür topları, kalsiyum açısından zengin permineralize yaşam formlarıdır,[20] çoğunlukla içeren kalsiyum ve magnezyum karbonatlar, pirit, ve kuvars.[21][22] Dahil olmak üzere diğer mineraller alçıtaşı, illit, kaolinit, ve lepidokrosit daha az miktarlarda da olsa kömür toplarında da görülür.[23] Kömür topları genellikle bir erkeğin yumruğu büyüklüğünde olsa da,[24] boyutları büyük ölçüde farklılık gösterir. ceviz 3 fit (1 m) çapa kadar.[25] Bir taneden daha küçük kömür topları bulunmuştur. yüksük.[19]

Kömür topları genellikle dolomitler, aragonit ve çeşitli aşamalardaki organik madde kütleleri ayrışma.[10] Hooker ve Binney bir kömür topunu analiz ettiler ve " iğne yapraklı ağaç ... ve eğrelti otlarının yaprakları "ve keşfedilen bitki maddesinin" kendilerini üreten bitkilerden düştükleri gibi [düzenlenmiş] göründüğünü "kaydetti.[26] Kömür topları genellikle yapraklar bitkilerin.[27]

1962'de Sergius Mamay ve Ellis Yochelson, Kuzey Amerika kömür toplarını analiz etti.[28] Deniz organizmalarını keşfetmeleri, kömür toplarının sınıflandırılmasına yol açtı: sadece bitki maddesini içeren normal (bazen çiçek olarak da bilinir); hayvan içeren faunal fosiller sadece; ve hem bitki hem de hayvan materyali içeren karışık.[29] Karışık kömür topları ayrıca bitki ve hayvan materyalinin belirgin bir şekilde ayrıldığı heterojenlere ayrılır; ve homojen, bu ayrımdan yoksun.[30]

Koruma

Kömür toplarındaki korumanın kalitesi, korumasızdan hücresel yapıları analiz edebilme noktasına kadar değişir.[9] Bazı kömür topları, korunmuş kök kılları içerir,[31] polen,[32] ve sporlar,[32] ve "aşağı yukarı mükemmel şekilde korunmuş" olarak tanımlanır,[33] "eskiden bitki olanı" değil, bitkinin kendisini içerir.[34] Diğerleri "botanik olarak değersiz" bulundu,[35] organik madde kömür topuna dönüşmeden önce bozulmuştu.[36] İyi korunmuş içeriğe sahip kömür topları paleobotanistler için faydalıdır.[37] Bitki örtüsünün coğrafi dağılımını analiz etmek için kullanılmışlardır: örneğin, Ukrayna ve Oklahomalı tropik kuşağın bitkileri bir zamanlar aynıydı.[38] Kömür topları üzerine yapılan araştırmalar da 130'dan fazla kişinin keşfedilmesine yol açtı. cins ve 350 Türler.[1]

Bir kömür topundaki korunmuş malzemenin kalitesini üç ana faktör belirler: mineral bileşenler, gömme işleminin hızı ve sıkıştırma permineralizasyondan önce.[39] Genellikle, çok az çürüme ve basınçla hızlı bir şekilde gömülen kalıntılardan kaynaklanan kömür topları daha iyi korunur, ancak çoğu kömür topundaki bitki kalıntıları neredeyse her zaman farklı çürüme ve çökme belirtileri gösterir.[10] Miktar içeren kömür topları demir sülfit magnezyum veya kalsiyum karbonat ile permineralize edilmiş kömür toplarından çok daha düşük korumaya sahiptir,[10][40][41] Demir sülfide "kömür topu avcısının baş laneti" unvanını kazandırmıştır.[31]

Dağıtım

Güney Illinois'den bir kömür topu

Kömür topları ilk olarak İngiltere'de bulundu,[42] ve daha sonra Avustralya dahil dünyanın diğer bölgelerinde,[15][43] Belçika, Hollanda, eski Çekoslovakya Almanya, Ukrayna,[44] Çin,[45] ve İspanya.[46] Avrupa'ya göre coğrafi olarak yaygın oldukları Kuzey Amerika'da da karşılaşıldı;[1] Amerika Birleşik Devletleri'nde kömür topları bulunmuştur. Kansas için Illinois Havzası için Appalachian bölgesi.[32][47]

En eski kömür topları, Namurca sahne (326 ila 313 mya) ve Almanya ve eski Çekoslovakya'da keşfedildi,[1] ancak yaşları genellikle Permiyen (299-251 mya) Üst Karbonifer.[48] ABD'den bazı kömür topları, Westfalyan (kabaca 313 ila 304 mya) sonrasına Stephaniyen (kabaca 304 ila 299 mya). Avrupa kömür topları genellikle Westfalyan Aşamasının erken sonlarından kalmadır.[1]

Kömür damarlarında, kömür topları tamamen kömürle çevrilidir.[49] Genellikle izole gruplar halinde dikiş boyunca rastgele dağılmış halde bulunurlar,[37] genellikle dikişin üst yarısında. Kömür damarlarında görülmeleri ya aşırı dağınık ya da düzenli olabilir; birçok kömür damarının kömür topu içermediği bulunmuştur,[18][41] diğerlerinde madencilerin bölgeden tamamen uzak durmasına neden olacak kadar çok sayıda kömür topu içerdiği tespit edildi.[47]

Analitik Yöntemler

A number of thin web-like sheets greatly overlapping each other in one place, in others less. The section of the coal ball resembles broken glass. A thick, dark line can be seen.
Kalsit kristallerini gösteren ince bir bitki sapı kesiti.

İnce kesit kömür toplarında bulunan fosilleşmiş materyalleri analiz etmek için kullanılan erken bir prosedürdü.[50] İşlem, bir kömür topunun elmas testere, ardından ince bölümü bir aşındırıcı ile düzleştirin ve parlatın.[51] Bir slayta yapıştırılır ve bir petrografik mikroskop muayene için.[52] İşlem bir makine ile yapılabilse de, ihtiyaç duyulan çok zaman ve ince kesit ile üretilen numunelerin kalitesizliği yerini daha uygun bir yönteme bıraktı.[53][54]

İnce kesit tekniğinin yerini 1928'de artık yaygın olan sıvı soyma tekniği almıştır.[7][50][53] Bu teknikte,[55][56][57] kabuklar, bir kömür topunun yüzeyinin elmas testere ile kesilmesi, kesilen yüzeyin bir cam plaka üzerinde taşlanmasıyla elde edilir. silisyum karbür pürüzsüz bir yüzey elde etmek ve kesimi ve yüzeyi aşındırmak hidroklorik asit.[54] Asit, mineral maddeyi kömür topundan çözerek çıkıntılı bir bitki hücreleri tabakası bırakır. Uyguladıktan sonra aseton, bir parça selüloz asetat kömür topunun üzerine yerleştirilir. Bu, kömür topunda korunan hücreleri selüloz asetat içine gömer. Kurutulduktan sonra, selüloz asetat, bir tıraş bıçağıyla kömür topundan çıkarılabilir ve elde edilen soyma, lekeli düşük asitli bir leke ile ve bir mikroskop. Bu yöntemle 2 milimetrelik (0,079 inç) kömür topundan en fazla 50 kabuk çıkarılabilir.[54]

Bununla birlikte, herhangi bir demir sülfit içerirlerse, kabuklar zamanla bozulur (pirit veya markazit ). Shya Chitaley kömür topunun koruduğu organik materyali demir sülfit de dahil olmak üzere inorganik minerallerden ayırmak için sıvı soyma tekniğini revize ederek bu sorunu ele aldı. Bu, kabuğun kalitesini daha uzun süre korumasını sağlar.[58] Chitaley'nin revizyonları, kömür topunun yüzeyini pürüzsüz bir cilaya taşıdıktan sonra başlıyor. Süreci esas olarak ısıtmayı ve ardından çeşitli çözümlerin birden fazla uygulamasını yapmayı gerektirir. parafin içinde ksilen kömür topuna. Daha sonraki her uygulamada, mumun kömür topunu tamamen kaplamasına izin vermek için ksilen içinde daha yüksek bir parafin konsantrasyonu bulunur. Nitrik asit, ve daha sonra aseton, kömür topuna uygulanır.[59] Bunu takiben süreç tekrar sıvı soyma tekniğine dönüşür.

X ışını toz kırınımı kömür toplarını analiz etmek için de kullanılmıştır.[60] Önceden belirlenmiş bir dalga boyunun X ışınları, yapısını incelemek için bir numuneden gönderilir. Bu, kristalografik incelenen malzemenin yapısı, kimyasal bileşimi ve fiziksel özellikleri. dağınık yoğunluk X-ışını paterni, olay ve saçılan açı, polarizasyon ve dalga boyu veya enerjiden oluşan ölçümlerle gözlemlenir ve analiz edilir.[61]

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ a b c d e Scott ve Rex 1985, s. 124.
  2. ^ a b Noé 1923a, s. 385.
  3. ^ a b Darrah ve Lyons 1995, s. 176.
  4. ^ Andrews 1946, s. 334.
  5. ^ Leighton ve Biber 2011.
  6. ^ Phillips, Pfefferkorn ve Peppers 1973, s. 24.
  7. ^ a b Phillips, Avcin ve Berggren 1976, s. 17.
  8. ^ Fahişe ve Binney 1855, s. 149.
  9. ^ a b Perkins 1976, s. 1.
  10. ^ a b c d e Phillips, Avcin ve Berggren 1976, s. 6.
  11. ^ Cleveland Doğa Tarihi Müzesi.
  12. ^ Stopes ve Watson 1909, s. 212.
  13. ^ Feliciano 1924, s. 233.
  14. ^ Andrews 1951, s. 434.
  15. ^ a b Kindle 1934, s. 757.
  16. ^ Darrah ve Lyons 1995, s. 317.
  17. ^ Jeffrey 1917, s. 211.
  18. ^ a b Andrews 1951, s. 432.
  19. ^ a b Andrews 1946, s. 327.
  20. ^ Scott ve Rex 1985, s. 123.
  21. ^ Lomax 1903, s. 811.
  22. ^ Gabel ve Dyche 1986, s. 99.
  23. ^ Demaris 2000, s. 224.
  24. ^ Bağımsız Akşam 1923, s. 13.
  25. ^ Feliciano 1924, s. 230.
  26. ^ Fahişe ve Binney 1855, s. 150.
  27. ^ Evans ve Amos 1961, s. 452.
  28. ^ Scott ve Rex 1985, s. 126.
  29. ^ Lyons vd. 1984, s. 228.
  30. ^ Mamay ve Yochelson 1962, s. 196.
  31. ^ a b Andrews 1946, s. 330.
  32. ^ a b c Phillips, Avcin ve Berggren 1976, s. 7.
  33. ^ Seward 1898, s. 86.
  34. ^ Phillips.
  35. ^ Baxter 1951, s. 528.
  36. ^ Andrews 1951, s. 437.
  37. ^ a b Nelson 1983, s. 41.
  38. ^ Phillips & Peppers 1984, s. 206.
  39. ^ Andrews 1946, s. 329–330.
  40. ^ Noé 1923b, s. 344.
  41. ^ a b Mamay ve Yochelson 1962, s. 195.
  42. ^ Fahişe ve Binney 1855, s. 1.
  43. ^ Feliciano 1924, s. 231.
  44. ^ Galtier 1997, s. 54.
  45. ^ Scott ve Rex 1985, s. 124–125.
  46. ^ Galtier 1997, s. 59.
  47. ^ a b Andrews 1951, s. 433.
  48. ^ Jones ve Rowe 1999, s. 206.
  49. ^ Stopes ve Watson 1909, s. 173.
  50. ^ a b Phillips, Pfefferkorn ve Peppers 1973, s. 26.
  51. ^ Darrah ve Lyons 1995, s. 177.
  52. ^ Baxter 1951, s. 531.
  53. ^ a b Scott ve Rex 1985, s. 125.
  54. ^ a b c Seward 2010, s. 48.
  55. ^ Gabel ve Dyche 1986, sayfa 99, 101.
  56. ^ Andrews 1946, s. 327–328.
  57. ^ Smithsonian Enstitüsü 2007.
  58. ^ Jones ve Rowe 1999, s. 89–90.
  59. ^ Chitaley 1985, s. 302–303.
  60. ^ Demaris 2000, s. 221.
  61. ^ Santa Barbara Üniversitesi, Kaliforniya 2011.

Kaynakça

daha fazla okuma