Carbono Mineral

EL CARBÓN MINERAL

La carbonificación

La carbonificación es el proceso geológico de formación de materiales con contenido creciente en carbono (turbas y carbones minerales) a partir de materiales orgánicos que se encuentran en la corteza terrestre por transformación gradual a temperaturas moderadas (alrededor de 250 ºC) y a alta presión. La carbonificación es un proceso de des hidrogenación incompleta, con una cinética muchísimo más lenta que la de la carbonización (eliminación de los volátiles de la materia orgánica por calentamiento en ausencia de aire). La carbonificación no es una fosilización ya que en el caso de la fosilización la materia orgánica se sustituye gradualmente por materia mineral mientras que en el caso de la carbonización el carbón mineral resultante sigue siendo un compuesto orgánico.

En la carbonificación existen dos grandes etapas: la diagénesis, en la que tiene lugar descomposición de la materia orgánica por las bacterias hasta formar la turba y el metamorfismo en el que se continúa la carbonificación por la acción del calor y la presión. Durante la diagénesis ocurren procesos de descomposición de la materia orgánica debido al ataque de las bacterias aeróbicas, lo que sucede cuando los restos vegetales están cubiertos parcialmente por agua, o a poca profundidad, donde aún hay oxígeno para que puedan existir estas bacterias. Durante esta etapa se produce una reducción de volumen de hasta un 50%. Una vez que las bacterias consumen todo el oxígeno esta etapa finaliza y comienza la descomposición de la materia orgánica restante por las bacterias anaeróbicas. En esta etapa continúa la descomposición de la materia orgánica produciéndose ácidos húmicos, los cuales van acidificando el medio hasta llegar a un pH 4, en el cual mueren las bacterias anaeróbicas. De esta forma se forma la turba sobre la cual se van depositando más restos vegetales que a su vez forman más turba, lo que hace que la temperatura de las capas inferiores vaya aumentando comenzando las transformaciones por metamorfismo cuando la temperatura alcanza los 100 ºC. Con el transcurso de miles de años, más acumulaciones de turba y sedimentos van enterrando cada vez más el carbón mineral que se está formando. Debido al aumento de la temperatura y la presión, el carbón mineral va evolucionando desde el lignito hasta la antracita, liberándose gases, sustancias volátiles y aceites, y enriqueciéndose cada vez más en carbono.

Formación del carbón mineral

La gran mayoría de los depósitos de carbón mineral se formaron durante el período geológico del Carbonífero. Otros depósitos importantes se formaron durante el Pérmico. Existen también depósitos, menos abundantes pero significantes, formados durante el Triásico y el Jurásico y en menor cantidad en el Cretácico.

La formación del carbón y el diluvio universal

El origen y formación del carbón mineral ha dado lugar a un controvertido debate, que aún permanece, entre los evolucionistas (que explican la formación del carbón a partir de una acumulación orgánica natural como turberas, marismas, pantanos etc., que fueron paulatinamente cubiertos por estratos de sedimentos, sufriendo posteriormente un proceso de carbonificación durante millones de años) y los creacionistas (los cuales sugieren que la mayoría del carbón se desarrolló a partir de materia vegetal transportada de otras partes, y que provenía de materias vegetales arrastrados durante una catástrofe de gran envergadura a nivel mundial, como fue el diluvio universal de Noé).

Algunos de los argumentos a favor y en contra de la teoría de la acumulación gradual (teoría evolucionista) y la sepultura catastrófica (teoría creacionista) se resumen a continuación.

Creacionista. Presencia de restos de árboles que no crecen en ambientes pantanosos.

Evolucionista. Reconoce la formación, pero solo en algunos yacimientos, de ciertos depósitos de sedimentos transportados de otros lugares, junto con la formación por acumulación gradual.

Creacionista. Presencia de fósiles de animales marinos muy bien conservados que no han experimentado el mismo grado de descomposición que el carbón.

Evolucionista. Presencia de fósiles de distintas épocas desde el carbonífero hasta el cretácico incluyendo alguna huella de dinosaurio. Ausencia de fósiles o restos de ningún animal que fuese contemporáneo de Noé.

Huellas de distintos dinosaurios encontradas en una mina de carbón den Utah

Creacionista. Existencia de yacimientos con capas de muchos metros de espesor (algunos de hasta 100 ó más metros) que requerirían de grandes acumulaciones de materia vegetal traída de otra parte. Según los creacionistas serían necesarios unos 12 metros de restos de vegetación acumulada para producir una capa de carbón de 1 metro de espesor. Por otro lado, asume que en condiciones adecuadas de presión y temperatura los restos vegetales no necesitan de mucho tiempo para evolucionar a carbón. Otro argumento esgrimido por los creacionistas a favor de la rápida acumulación y carbonificación es que, si el cálculo se hace en términos energéticos, se estima que 128 años de energía solar acumulada en las plantas por fotosíntesis serían equivalentes a la energía acumulada en los yacimientos de carbón conocidos.

Evolucionista. Sostienen que la proporción necesaria de restos vegetales acumulados frente a al espesor de una capa de carbón es menor de 2:1 y muy cercana a 1:1. Por otro lado, en muchos carbones bituminosos se observa un bajo contenido en cenizas, lo que los hace incompatibles con un origen por arrastre de depósitos masivos de materia orgánica necesariamente mezclados con materia inorgánica.

Rango de los carbones minerales

Existen diferentes tipos de carbones minerales en función del grado de carbonificación que haya experimentado la materia vegetal que originó el carbón. Estos van desde la turba, que es el menos evolucionado y en que la materia vegetal muestra poca alteración, hasta la antracita, que es el carbón mineral con una mayor evolución. Esta evolución depende de la edad del carbón, así como de la profundidad y condiciones de presión, temperatura, entorno, etc. en las cuales la materia vegetal evolucionó hasta formar el carbón mineral. El rango de un carbón mineral se determina en función de criterios tales como su contenido en materia volátil, contenido en carbono fijo, humedad, poder calorífico etc. Así, a mayor rango, mayor es el contenido en carbono fijo y mayor el poder calorífico, mientras que disminuyen su humedad natural y la cantidad de materia volátil. Existen varias clasificaciones de los carbones según su rango. Una de las más utilizadas

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