在過去的很長一段時間里，煤都是人類的主要能源來源，時至今日，雖然人類對煤的需求已大幅降低，但它們?nèi)匀槐灰暈橐环N重要的資源，每時每刻，都有大量的煤被開采出來。

煤在地球上的分布廣泛，蘊(yùn)藏量也非常可觀，有些煤田的規(guī)模更是令人嘆為觀止，一個引人注目的例子就是，位于北美洲的阿巴拉契亞高地的阿巴拉契亞煤田（Appalachian Coalfield），其煤層厚度一般都可以超過500米，最厚處的煤層甚至可厚達(dá)900米。

除此之外，阿巴拉契亞煤田的煤層覆蓋面積也非常大，其寬度通常都在50到300公里之間，長度可綿延上千公里，總面積達(dá)到了大約18萬平方公里，也正因如此，這個煤田被認(rèn)為是世界最大的煤田。這樣的情況不免會令人疑惑，規(guī)模如此巨大的煤田，真是植物形成的嗎？下面我們就來聊一下這個話題。

就目前的情況來看，“植物成煤說”早已得到了科學(xué)界的普遍認(rèn)同，其原理簡單來講就是，煤的形成始于遠(yuǎn)古地球上那些低洼的、積水的濕地區(qū)域。

在這些區(qū)域，大量的植物生長茂盛，當(dāng)植物死亡后，它們的遺骸會不斷地沉積在水中的泥沙層之中，由于這些沉積物長期處于缺氧的環(huán)境里，它們并不會完全分解，其殘留物會逐漸形成一種含有大量有機(jī)物和水分的物質(zhì)，這也被稱為泥炭。

泥炭可以認(rèn)為是煤的“前身”，但它們要形成煤，則需要地殼沉降的“幫助”，在沉降過程中，泥炭所處地層的溫度會逐步攀升，靜巖壓力也會持續(xù)增強(qiáng)，泥炭中的氫、氧、氮等較輕的元素會因?yàn)椴粩嗌仙臏囟群蛪毫χ饾u散失，而較重的碳元素則會被有效固定。

其結(jié)果就是泥炭中的碳元素含量持續(xù)增加，當(dāng)其含量達(dá)到55%-60%臨界值時，泥炭就轉(zhuǎn)變成了煤化程度最低的煤——褐煤，在此之后，如果沉降繼續(xù)發(fā)生，那么褐煤中的碳元素含量還會進(jìn)一步增加，進(jìn)而形成煤化程度更高的煙煤和無煙煤，其中無煙煤的煤化程度最高，其碳元素含量可達(dá)到90%甚至更高。

值得一提的是，在煤田的巖層剖面上，時常可見清晰的植物莖干紋理，甚至在有些煤層之中，還可以發(fā)現(xiàn)完整保存的已經(jīng)煤化的植物，而這些都可視為“植物成煤說”的良好證據(jù)。

從理論上來講，只要存在穩(wěn)定且持久的成煤條件，例如豐富的水資源、茂盛的植物以及速率穩(wěn)定的地殼沉降等等，那么煤就會一直生成，只要時間足夠長，就可以形成規(guī)模巨大的煤田。

實(shí)際上，阿巴拉契亞煤田之所以能夠成為世界最大的煤田，正是因?yàn)樗邆溥@樣的條件。相關(guān)研究表明，這個煤田形成于石炭紀(jì)，在那個時候，地球表面的陸地分布與現(xiàn)代地球大不相同，由于板塊運(yùn)動的作用，阿巴拉契亞地區(qū)當(dāng)時位于赤道附近，氣候濕熱多雨且地勢低洼，因而形成了大片沼澤與繁盛的植被。

另一方面來講，石炭紀(jì)時的地球整體氣候溫暖濕潤，大量的植物類群（如蕨類植物、木質(zhì)蕨類植物、蘇鐵類以及早期裸子植物等）迅猛生長，由于這些植物含有豐富的木質(zhì)素，而在當(dāng)時地球上尚未出現(xiàn)能有效分解木質(zhì)素的微生物，故其遺骸得以更多地沉積并逐漸演化為煤。

正因如此，石炭紀(jì)所沉積下來的地層中蘊(yùn)藏了極為豐富的煤資源，以至于現(xiàn)代地球上已知的約有半數(shù)的煤，都形成于這一時期，重要的是，石炭紀(jì)始于大約3.6億年前，延續(xù)了大約6000萬年時間，在這漫長的地質(zhì)時期內(nèi)，阿巴拉契亞煤田所在的區(qū)域基本上一直具備了良好的成煤條件。

這是什么概念呢？這樣說吧，這里的煤層厚度只需要每年增加0.015毫米，那么在經(jīng)過6000萬年的成煤期之后，其厚度就可達(dá)到900米。

雖然這只是粗略估算，實(shí)際情況可能存在較大偏差（因?yàn)槊簩拥男纬刹⒉粫恢倍际莿蛩俸瓦B續(xù)的），但據(jù)此我們也可以清楚地看到，該區(qū)域經(jīng)歷了數(shù)千萬年成煤期之后，其煤層完全可達(dá)以到“煤層厚達(dá)900米，綿延上千公里”這樣的規(guī)模。

總的來講，我們的疑惑，其實(shí)只是因?yàn)閷q月的力量缺乏直觀清晰的認(rèn)知，畢竟對于我們?nèi)祟惗裕?500萬年實(shí)在是太長了……