植物造煤

①说到煤，地球人都不会感到陌生，这种被现代人称为“化石能源”的黑色石头所点燃的火焰，不知陪伴我们人类度过了多少寒冷的冬季，也正是靠了煤产生的动力，蒸汽轮船代替了帆船，火车代替了马车，人类社会进入了工业时代……

②煤是古代植物遗体在地层中历经亿万年的物理和化学作用形成的，可是当我们手持一块煤准备投入炉火中去燃烧时，根本无法想象它是出自一类什么植物的遗体。此时，它为我们传递的仅仅是来自成煤过程之前植物体经光合作用转化成的太阳能。但是地质古生物学家却能告诉我们这块煤的来历：煤层的地质年代、成煤植物的大致形态和种群的状况。他们所依据的并非科幻作品中由“时空隧道”提供的史前世界旅行见闻，而是实实在在的对煤层的科学探索找到的化石证据。

③广义来说，煤就是化石，但绝大多数已失去了原植物的形成特征。但在煤层中偶尔会例外地出现一些难以燃烧的球状物或块状物——煤核。它们中小的直径仅几厘米，大的直径可达几十厘米。有人根据它们的球形外表称其为煤球，但这种外表被钙质裹的煤球，却不能用来烧火做饭，矿工视其为采矿的“拦路虎”，称它为“虎子石”。然而，在古植物学家的眼里，煤核确是科学价值极高的化石材料。在其钙质的外壳内往往保存着十分完好的古植物茎干、繁殖器官等的立体形态，其微结构的分辨率可以达到细胞级甚至分子级，经过切片、酸浸解等特殊的手段，亿万年前煤的植物的细微结构便可呈现出来，其精确和完善程度与取自现代生活植物的切片相比不相上下。

④现在已知，从古生代到新生代第三纪的漫长的地质时期中，造煤过程不断发生，其中规模大、持续时间长、范围广泛的造煤运动，发生在距今3.5亿年至2.7亿年的古生代中后期，这一期间因此被称为“碳红”。参加碳红造煤的植物主要是沼泽森林的建群种，有高达三四十米的蕨类植物鳞木、印封木、卢木以及窝木、树蕨等，一些早期的裸子植物如种子蕨、种达树等也加入了这个阵营。

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第二步工作叫掐丝，就是拿扁铜丝（横断面是长方形的）粘在铜胎表面上。这是一种非常精细的工作。掐丝工人心里有谱，不用在铜胎上打稿，就能自由自在地粘成图画。譬如粘一棵柳树吧，干和枝的每条线条该多长，该怎么弯曲，他们能把铜丝恰如其分地剪好曲好，然后用钳子夹着，在极稠的白芨浆里蘸一下，粘到铜胎上去。柳树的每个枝子上长着好些叶子，每片叶子两笔，像一个左括号和一个右括号，那太细小了，可是他们也要细磨细琢地粘上去。他们简直是在刺绣，不过是绣在铜胎上而不是绣在缎子上，用的是铜丝而不是丝线、绒线。

他们能自由地在铜胎上粘成山水、花鸟、人物种种图画，当然也能按照美术家的设计图样工作。反正他们对于铜丝好像画家对于笔下的线条，可以随意驱遣，到处合适。美术家和掐丝工人的合作，使景泰蓝器物推陈出新，博得多方面人士的爱好。

粘在铜胎上的图画全是线条画，而且一般是繁笔，没有疏疏朗朗只用少数几笔的。这里头有道理可说。景泰蓝要涂上色料，铜丝粘在上面，涂色料就有了界限。譬如柳条上的每片叶子由两条铜丝构成，绿色料就可以填在两条铜丝中间，不至于溢出来。其次，景泰蓝内里是铜胎，表面是涂上的色料，铜胎和色料，膨胀率不相同。要是色料的面积占得宽，烧过以后冷却的时候就会裂。还有，一件器物的表面要经过几道打磨的手续，打磨的时候着力重。容易使色料剥落。现在在表面粘上繁笔的铜丝图画，实际上就是把表面分成无数小块，小块面积小，无论热胀冷缩都比较细微，又比较禁得起外力，因而就不至于破裂、剥落。通常谈文艺有一句话，叫内容决定形式。咱们在这儿套用一下，是制作方法和物理决定了景泰蓝掐丝的形式。咱们看见有些景泰蓝上面的图案画，在图案画以外，或是红地，或是蓝地，只要占的面积相当宽，那里就嵌几条曲成图案形的铜丝。为什么一色中间还要嵌铜丝呢？无非使较宽的表面分成小块罢了。

到底在什么样的条件下才能形成“可燃冰”？专家认为，形成“可燃冰”最少要满足三方面条件。首先是温度，海底的温度在2℃至4℃时，适合“可燃冰”的形成，高于20℃则分解。其次是压力，在0℃时，只需要30个大气压就可以形成“可燃冰”。如果在海底，海深每增加10米，压力就增大1个大气压。因此海深300米就可达到30个大气压。海越深，压力越大，“可燃冰”就越稳定。第三是气源，海底古生物尸体的沉积物，被细菌分解会产生甲烷，或者是天然气在地球深处产生并不断进入地壳。在上述三个条件都具备的情况下，天然气可在介质的空隙中和水生成“可燃冰”。甲烷分子被若干个水分子形成的笼型结构接纳，生成笼型固体结晶水合物，分散在海底岩层的空隙中。在常温常压下，“可燃冰”分解为甲烷和水。最有可能形成“可燃冰”的区域一个是高纬度的冻土层。如美国的阿拉斯加、俄罗斯的西伯利亚都已有发现，而且俄国已经开采了近20年。另一个是海底大陆架斜坡。如美国和日本的近海海域，加勒比海沿岸及我国南海和东海海底均有储藏，估计我国黄海海域和青藏高原的冻土带也有储藏。二者之中，海底的“可燃冰”储量较大。

天然“可燃冰”主要埋藏于海底的岩石中，中国科学院院士、中国地球物理学会理事汪集认为，开采这种气水合物会给生态造成一系列严重问题。因为“可燃冰”中存在两种温室气体——甲烷和二氧化碳。甲烷是绝大多数“可燃冰”中的主要成分，同时也是一种反应快速、影响明显的温室气体。“可燃冰”中甲烷的总量大致是大气中甲烷数量的3000倍。作为短期温室气体，甲烷比二氧化碳所产生的温室效应要大得多。有学者认为，在导致全球气候变暖方面，甲烷所起的作用比二氧化碳要大10-20倍。如果在开采中甲烷气体大量泄漏于大气中，造成的温室效应将比二氧化碳更加严重。而“可燃冰”矿藏哪怕受到最小的破坏，甚至是自然的破坏，都足以导致甲烷气的大量散失。而这种气体如果进入大气，无疑会增加温室效应，进而使地球升温更快。

（选自向杰《“可燃冰”将解千年能源忧？》）