ما هو الوقود الأحفوري؟ وكيف تشكل؟
ما هو الوقود الأحفوري؟ وكيف تشكل؟، الوقود الأحفوري هو مجموعة من مواد تشمل الهيدروكربون الذي أصوله بيولوجية ويتشكل في القشرة الأرضية نتيجة لتحلل النباتات والكائنات المحللة بعد دفنها في باطن الأرض.
وفي مقال اليوم سوف نذكر عبر موقع مقال mqall.org ما هو الوقود الأحفوري؟ وكيف تشكل؟ ومعرفة كافة التفاصيل عنه.
محتويات المقال
[ عرض ]
ما هو الوقود الأحفوري؟ وكيف تشكل؟
- الوقود الأحفوري من المواد الطبيعية التي تكونت عن طريق البقايا المدفونة للكائنات في باطن الأرض في مدة طويلة.
- قد يعمل الوقود الأحفوري على توفير الطاقة ويستخدم في مختلف الصناعات.
- رغم كل هذه الاستخدامات ألّا أنه ملوث للبيئة وهو السبب الرئيسي في ظاهرة الاحتباس الحراري.
- لم يتشكل في فترة قصيرة، بل يحتاج إلى ملايين السنين بالإضافة إلى عوامل تؤدي لتشكيله.
اقرأ أيضا: الوقود الحيوي واستخداماته
الوقود الأحفوري
- هو مواد تضمن مركبات الهيدروكربون البيولوجية التي قد تكونت داخل باطن الأرض.
- الوقود الأحفوري هو بقايا عضوية تتأصل من النباتات والكائنات المحللة المدفونة أسفل طبقات الصخور لآلاف السنين التي تحولت بعد ذلك إلى مواد مليئة بالكربون.
- هو من مصدر طاقة غير متجدد ويشمل الفحم والصخر الزيتي والغاز الطبيعي والبترول والقار والنفط الرملي ونسبتها تصل إلى 80٪ في العالم كله.
- ينتج من حرق الغازات منها ثاني أكسيد الكربون وأيضًا الغازات الدفيئة التي هي أساس لمشكلة الاحتباس الحراري.
- يتم حرقه عن طريق الهواء أو من خلال الأكسجين المأخوذ من الهواء نفسه حتى يتم توفير الحرارة التي تستخدم بعد ذلك للأفران وأيضًا البخار الذي يستخدم في دفع المولدات الكهربائية.
- هو موجود بثلاث حالات المادة فهو صلب في الفحم وغاز في الغاز الطبيعي وسائل في البترول.
- حددت التقديرات العالمية أن الوقود الأحفوري ومصادره يغطي الحاجة العالمية نسبة 90٪ خلال عام 2030 ميلاديًا.
- يتكون من اتحاد ذرات الكربون مع ذرات الهيدروجين فقط.
سبب تسمية الوقود الأحفوري بهذا الاسم
- يرجع سبب تسميته بالوقود الأحفوري لأنه يتم استخراجه من خلال البقايا الأحفورية الموجودة في باطن الأرض وتكون متحجرة.
- تشمل تلك البقايا النباتات والكائنات المحللة منذ قديم الزمان داخل باطن الأرض.
- هو وقود يحصل على الطاقة الخاصة به من الشمس، حيث إن النباتات أصبحت أحافير بعد حصولها على طاقتها من الشمس في مرحلة التمثيل الضوئي.
أنواع الوقود الأحفوري واستخداماته
النوع الأول
- هو الفحم الصلب الذي تشكل من خلال النباتات المتواجدة في المستنقعات وفي المناطق الرطبة والدافئة خلال زمن العصر الكربوني منذ 359-299 مليون عام.
- قد سقطت تلك النباتات واستقرت داخل المستنقعات وكونت طبقة غليظة من مكونات النباتات المتحللة.
- بعد مرور ملايين السنين قد تغطت تلك الرواسب النباتية وكونت ما يسمى بالجفت وهو عبارة عن مادة لونها بني تشبه التراب.
- بفعل الضغط والحرارة وزيادة عدد طبقات الرواسب تحول الجفت إلى ما يسمى باسم اللينيت وهو عبارة عن فحم ناعم مرن ولين.
- مع زيادة عوامل الضغط والحرارة تحول اللينيت إلى الفحم الصلب.
- من أصلب الأنواع هو فحم الأنثراسيت وهو يستخدم كمصدر طاقة حيث إنه يولد معدل عالي من الطاقة ومخلفاته تكون قليلة.
النوع الثاني
- هو الغاز الطبيعي بالإضافة للبترول، يكون سائل الحالة ويسمى البترول باسم النفط الخام.
- تشكلت رواسبها في زمن العصر الكربوني وتكونوا بنفس تكون الفحم داخل المستنقعات.
- يتكون من كائنات مجهرية مدفونة كالطحالب وقد غرقت تلك الكائنات في القاع وتحللت وبفعل الحرارة والضغط عليها تحولت لمادة تسمى باسم الكيروجين.
- بعد مرور ملايين السنوات وبفعل الضغط والحرارة تحول الكيروجين إلى مادة النفط.
- طبيعة البترول السائلة أو الغازية تتوقف علي حسب العمق له ودرجة الحرارة المتعرض لها.
- الغاز الطبيعي يكون في أعماق ضحلة ودرجة حرارتها مرتفعة للغاية، أما البترول يتواجد بشكل سائل ويسمى بالنفط وهو يتواجد في طبقات أعلى من الغاز الطبيعي.
النوع الثالث
- هناك أنواع أخرى منها الجفت ونوع فحم الكوك وهم يتميزون بالصلابة ويستخدمون بكثرة.
- فكم الكوك هو مواد باقية من استخراج الغاز ويفيد الصناعات المختلفة نظرًا لإنتاج الحرارة الشديدة من دون إنتاج دخان.
- الصخر الزيتي عبارة عن نوع صخر يضمن زيوت بداخله.
- القطران الرملي عبارة عن صخور بها هيدروكربونات ثقيلة تتشابه بدرجة كبيرة مع القطران.
كيف تشكل الوقود الأحفوري؟
- أثناء تشكل الوقود الأحفوري فقد مر بالعديد من المراحل حتى يتكون منه الفحم الصلب والنفط السائل والغاز الطبيعي الغازي.
- اعتمدت تلك المراحل على عامل الضغط وعامل الحرارة.
المرحلة الأولى
- هي تعرض البقايا العضوية لعامل الضغط والحرارة.
- حيث تعرضت هذه المواد الأحفورية الموجودة بباطن الأرض لزيادة حدة الحرارة والضغط وزيادة عمقها.
- مع تلك الزيادة بدأت جزيئاتها تتحلل ونتج عنها بعض المواد الانتقالية التي تخزن الطاقة ويكون لها خواص حديثة.
المرحلة الثانية
- هي تحويل كافة المركبات لتصبح وقود.
- قد تتعرض تلك المواد الأحفورية الموجودة داخل باطن الأرض بعد مرور ملايين السنين عليها إلى تحول مركباتها.
- تتكون تلك المركبات من العوالق التي تتحول إلى غاز طبيعي وأيضًا نفط.
- وتتكون من نباتات التي تتحول إلى الفحم.
تشكيل الفحم والبترول والغاز الطبيعي
أما عن طريقة تشكيل كلًا من الفحم والبترول وأيضًا الغاز الطبيعي فقد تختلف وفيما يأتي سوف نذكر تلك الطرق واستخداماتهم:
1- الفحم الحجري
- يسمى في اللغة الإنجليزية coal وهو صخر رسوبي لونه أسود ويمكن بني يميل للأسود.
- هو قابل للاحتراق ومليء بالكربون والهيدروكربون.
- هو غير متجدد بسبب تكوينه الذي يحدث على مدار ملايين السنين.
طريقة تشكيله
- يمر الفحم بعدد المراحل ليتشكل فهو أساسه من النباتات التي كانت داخل غابات المستنقعات منذ ملايين السنين.
- دفنت تلك النباتات أسفل طبقات الصخور لمدة زمنية طويلة وتعرضت لضغط وحرارة ساهمت في تحويل فحم حجري.
واستخداماته
- فهو يستخدم في توليد الكهرباء من خلال حرق الفحم لتوليد البخار المستخدم لتشغيل المولدات الكهربائية التي تقوم بإنتاج الكهرباء.
- يستخدم في مختلف الصناعات منها الخرسانية والورقية وتوليد الحرارة وصهر الحديد عن طريق فحم الكوك وتحويله إلى عنصر الفولاذ.
2- الغاز الطبيعي
- يسمى في اللغة الإنجليزية Natural gas وهو مجموعة من الغازات منها الايثان والبروبان وغاز الميثان وغاز البيوتان.
- تتصف تلك الغازات تركيب جزيئي مختلف وتتكون بفعل تعرض الكائنات والحيوانات المدفونة للحرارة والضغط.
- من أهم أنواع الوقود بسبب أنه من الطاقة النظيفة.
طريقة تشكيله
- يمر أثناء تشكيله بعدد كبير من المراحل على مدار ملايين السنين.
- في البداية تدفن الحيوانات البحرية الميتة في باطن المحيط أو باطن الأرض وتغطيها الرمال والطمي.
- تتعرض تلك الحيوانات للضغط والحرارة وتتحول لنفط وغاز طبيعي ويمكن استخراجه عن طريق التنقيب.
استخداماته
- يستخدم الغاز الطبيعي لتوليد الكهرباء والحرارة.
- يستخدم في الصناعات التي تعتمد توليد الحرارة من خلال التسخين ويستخدم في التدفئة والصناعات الكيماوية وصناعة الأسمدة.
- كما يستخدم في الهيئات السكنية لتوفير سبل التدفئة للمباني والطهي.
- يستخدم في النقل والمواصلات لتزويد السيارات والمركبات بالوقود.
3- النفط
- يسمى في اللغة الإنجليزية Oil وهو سائل لزج يتكون من الهيدروجين والكربون بفعل تعرض الكائنات المتحللة والأشجار والنباتات للضغط أسفل طبقات الأرض.
- له الكثير من المشتقات منها البنزين والسولار والديزل والكثير من أنواع المواد البتروكيماوية.
طريقة تشكيله
- يتشكل بعد موت الحيوانات المجهرية وأيضا النباتات ودفنها تحت قاع المحيط على فترة زمنية طويلة تصل لملايين السنين.
- تستمر تلك الكائنات الميتة بالتعمق داخل باطن الأرض وتتعرض للضغط المرتفع والحرارة فتتحول لنفط وغاز طبيعي.
- بعد تكوين النفط ينتقل من خلال مسامات بين طبقات الأرض وتتجمع في مناطق معينة تسمى مصائد النفط.
استخدامه
- يستخدم في النقل والمواصلات وتشغيل المركبات.
- ويستخدم للقطاعات السكنية لتوفير التدفئة وعناصر الحرارة.
- يستخدم في الصناعات المتعددة منها صناعة البلاستيك والمذيبات والبولي يورثين.
كما يمكنكم التعرف على: كيف يتكون البترول في باطن الأرض
متى بدأ استخدام الوقود الأحفوري؟
بعد معرفة ما هو الوقود الأحفوري؟ وكيف تشكل؟ فيجب التعرف على تاريخ استخدامه:
- بدأ التاريخ الخاص بالوقود الأحفوري مع بداية ظهور الثورة الصناعية وكان هو أهم مصادر الطاقة.
- صنع في دولة إنجلترا في نهاية القرن الـ 18، وتسارع الاستخدام للفحم كنوع من أنواع الوقود.
- كما تم تصنيعه في أمريكا والدول الصناعية العظمى في النصف الأخير للقرن ال 19.
- كان الفحم هو المصدر الرئيسي للطاقة لسنوات عديدة.
- في فترة النصف الثاني للقرن الـ 20 أصبح الغاز الطبيعي بجانب النفط هما مصادر الطاقة الأساسية.
- عام 1859ميلاديًا قد حفر لأول مرة بئر نفط بدولة بنسلفانيا.
- مناطق تواجد الوقود الأحفوري
- كما لا يتوزع بالتساوي في كافة أنحاء الأرض، فأكبر الرواسب للفحم توجد في أمريكا وروسيا ودولة الصين وأستراليا وجنوب أفريقيا ودولة الهند.
- أكثر من مقدار نصف الاحتياطي موجود في منطقة الشرق الأوسط ويليه كندا.
- ثم الولايات المتحدة وبعدها أمريكا اللاتينية وقارة أفريقيا وروسيا ومنطقة ما وراء القوقاز وفي النهاية آسيا الوسطى.
- كل منطقة منها تحتوي على نسبة أقل من 15٪ للاحتياط العالمي.
التأثير السلبي للوقود الأحفوري
- في سياق موضوع ما هو الوقود الأحفوري؟ وكيف تشكل؟ علينا توضيح سلبيات الوقود الأحفوري المتعددة.
- هو وقود محدود ليس متجدد فهو منتهي لو بعد حين، وهو يسبب الكثير من الأضرار على البيئة.
- حرق البترول وحرق الفحم يعمل على انبعاث غازات ضارة منها أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت وأيضًا غاز أكسيد النيتروجين.
- كما تتفاعل هذه الغازات مع الرطوبة وتكون ما يسمى بالأمطار الحمضية.
- حرقة يؤدي لزيادة درجة حرارة المناخ والغلاف الجوي ونتج عنه الاحتباس الحراري الذي غير في المناخ.
- قام العلماء والمهندسين بتطوير طرق توليد الطاقة بدون استخدامه للحفاظ على البيئة منها صناعة سيارات تستخدم الكهرباء بدل من استخدام البنزين.
- يؤدي لتدهور التربة بسبب التنقيب عنه حيث إنَّ تقوم شركات التنقيب باستخدام مساحات واسعة لاستخراجه وبعد عملية الاستخراج لا تعود الأرض كما كانت.
- كما تم تدمير أماكن الحياة البرية الهامة للهجرة والتكاثر للحيوانات والطيور المهاجرة.
- أدى لتلوث المياه بسبب تسرب الأحماض من استخراجه في الأنهار والبحار والبحيرات التي تحيط بالمناجم.
- يرجع تلوث المياه أيضًا لتفريغ الصخور التي لا فائدة منها في تلك الأحواض المائية وأيضًا التسريب النفطي أثناء عملية النقل.
- الانبعاثات التي تنتج من حرقه تلوث الهواء والبيئة وهي تكون سامة.
- قد تسبب تلك الانبعاثات سرطان الدم للأطفال وتسبب الكثير من المشاكل البيئية والمشاكل الصحية لعمال المنجم.
- الغاز الطبيعي أقل خطر على البيئة مقارنة مع الأنواع الأخرى من الوقود الأحفوري.
هل الوقود الأحفوري طاقة متجددة أم لا؟
- هو مادة تحتاج ملايين السنين حتى يتم تكوينه ومعدل استهلاكه أكثر من معدل إيجاده.
- قد تتوقف إمدادات الوقود في المستقبل فهو طاقة غير متجددة وهو غير قابل للتجدد.
- يتميز بأسعار مرتفعة ووفقًا للتقارير ستستمر أسعاره في الارتفاع رغم قلته تدريجيًا.
- لتفادي تلك المشكلات التي تنجم من انعدام وجوده يجب البحث عن مصادر متجددة وبديلة له.
مصادر للطاقة المتجددة البديلة عن الوقود الأحفوري
- الطاقة الشمسية، هي طاقة نظيفة متجددة تستخدم في توليد الكهرباء عن طريق الخلايا الشمسية دون تخلل التربة للبحث عن الوقود.
- من سلبياتها أنها طاقة تتوفر في حالة وجود الشمس فهي مصدر غير مناسب للمناطق التي يقل بها فترة شروق الشمس.
- طاقة الرياح، هي مصدر فعال للطاقة وهو الأسرع تطورا في مناطق العواصف تنتج عشرات ومئات أضعاف الطاقة.
- الطاقة الكهرومائية، قد تكون مكلّفة نظرًا لبناء السدود لإنتاجها لكن بعد إيجادها وتشغيلها تصلح أرخص.
- تتعدد سلبياتها بسبب نقص المياه لكنها إيجابية لمناطق وفرة المياه.
كما يمكنكم الاطلاع على: كيف يتكون النفط في باطن الأرض
في ختام الحديث عن موضوع ما هو الوقود الأحفوري؟ وكيف تشكل؟ فقد أوضحنا كافة المعلومات المتعلقة بالوقود الأحفوري ومدى أهميته وإلقاء الضوء على تأثيره السلبي في البيئة.