Vì sao dưới đất có nhiều than đá?

Ai cũng biết than đá được khai thác từ dưới lòng đất, nhưng vì sao dưới đất lại có nhiều than như vậy? Muốn trả lời câu hỏi này, trước hết cần hiểu than đá được hình thành ra sao.

Có người cho rằng than đá giống đá, thậm chí còn gọi loại than chất lượng kém là đá, nên nghĩ than đá do đá biến thành. Nhưng nếu quan sát kỹ một số mẫu than, ta vẫn có thể thấy dấu vết của lá cây và rễ cây. Khi cắt một lát than mỏng rồi đặt dưới kính hiển vi, đôi khi còn nhìn thấy tổ chức và cấu tạo thực vật khá rõ. Trên một số mẫu than cũng có những vòng giống như vòng tuổi của cây. Ở mỏ than Phủ Thuận nổi tiếng của Trung Quốc, trong các vỉa than còn có hổ phách, bên trong chứa cả hóa thạch côn trùng hoàn chỉnh, trông như những tác phẩm thủ công rất đẹp. Thực ra, hổ phách chính là nhựa cây hóa thành.

Tất cả những điều đó cho thấy than đá chủ yếu được tạo nên từ thực vật.

Thực vật cổ đại đã biến thành than đá như thế nào?

Trong lịch sử địa chất, có những giai đoạn môi trường rất thuận lợi cho sự hình thành than. Khi ấy khí hậu thích hợp, cây cao lớn mọc dày đặc trên mặt đất; ven biển và các đầm lầy trong lục địa cũng có nhiều thảm cây cao thấp khác nhau. Về sau, do vỏ Trái Đất biến động, các thực vật này bị chôn vùi trong vùng trũng, đầm lầy hoặc ven bờ biển, rồi bị bùn cát phủ lấp. Qua thời gian dài, dưới tác dụng của áp suất lớn, nhiệt độ cao trong lòng đất và vi khuẩn, các chất khí oxy, nitơ cùng nhiều thành phần tro khác trong thực vật dần bị phân giải, phần lớn còn lại là cacbon. Quá trình ấy gọi là tác dụng than hóa.

Ban đầu, thực vật bị vùi lấp tạo thành than bùn. Sau đó than bùn tiếp tục bị chôn ngày càng sâu hơn; dưới áp suất và nhiệt độ cao, tỉ lệ cacbon tăng dần, lần lượt hình thành than nâu, than có khói rồi than không khói. Nói ngắn gọn, than đá được tạo ra nhờ quá trình than hóa lâu dài và tác dụng kết dính qua nhiều thời kỳ.

Do đặc điểm vận động của vỏ Trái Đất ở mỗi nơi khác nhau, có nơi tốc độ sụt lún của vỏ Trái Đất gần bằng tốc độ tích tụ xác thực vật, nhờ đó giữ được sự cân bằng và tạo ra các vỉa than tương đối dày. Có nơi vỏ Trái Đất sụt xuống rất nhanh, nên hình thành nhiều vỉa than mỏng. Vì vậy, kết quả tạo than có liên quan mật thiết đến độ dày mỏng và số tầng của mỏ than.

Sau khi hình thành, than đá còn tiếp tục chịu nhiều biến động và biến đổi trong thời đại địa chất dài lâu. Chẳng hạn, vận động kiến tạo của vỏ Trái Đất có thể làm các vỉa than vốn nằm ngang bị uốn nếp hoặc đứt gãy; một số vỉa than bị chôn sâu hơn nên đến nay vẫn chưa được khai thác. Một số vỉa khác nằm nông hơn, sau đó qua phong hóa và xâm thực đã lộ ra mặt đất. Con người dựa vào những dấu tích lộ thiên ấy để tìm mỏ than. Cùng với việc hiểu sâu hơn quy luật hình thành than đá, cũng như sự tiến bộ trong thăm dò và kỹ thuật khai thác, ngày càng nhiều mỏ than nằm sâu dưới đất được phát hiện, khai thác và sử dụng.