Блог

Jun 02, 2023

Почему камни не горят?

Преподаватель геолого-геофизических наук Университета Монтаны Натали Бурштын

Преподаватель геонаук, Университет Монтаны

Натали Бурштын не работает, не консультирует, не владеет акциями и не получает финансирования от какой-либо компании или организации, которым может быть полезна эта статья, и не раскрыла никаких соответствующих связей, кроме своей академической должности.

Университет Монтаны предоставляет финансирование в качестве члена The Conversation US.

Посмотреть всех партнеров

«Любознательные дети» — сериал для детей всех возрастов. Если у вас есть вопрос, на который вы хотели бы получить ответ от эксперта, отправьте его по адресу любопытный[email protected].

Почему камни не горят? – Люк, 4 года, Нью-Маркет, Нью-Гэмпшир.

Хотя многие камни не горят, некоторые горят. Это зависит от того, из чего состоят камни, и от того, как они образовались.

Существует три основных типа горных пород: магматические, осадочные и метаморфические. Эти породы состоят из минералов, которые имеют разные характеристики. Некоторые из них плавятся в магму или лаву – сверхгорячую жидкую породу – под воздействием тепла. Другие загорятся.

Камни, которые горят при нагревании, горят. Это означает, что элементы внутри горных пород реагируют с кислородом воздуха, выделяя тепло и свет в виде пламени.

Элементы сера, углерод и водород легко реагируют с кислородом. Породы, содержащие эти элементы, горючи. Без этих элементов внутри камни, подвергшиеся воздействию достаточного тепла, будут плавиться, а не загораться.

Магматические породы образуются, когда магма под землей или лава вулкана остывает и кристаллизуется в твердый материал. Эти породы в основном состоят из силикатных минералов, которые кристаллизуются при температуре от 1300 градусов по Фаренгейту (700 градусов по Цельсию) до 2400 F (1300 C).

Магматические породы содержат мало или вообще не содержат горючих элементов. И их очень сложно переплавить обратно в магму, потому что они кристаллизуются при таких высоких температурах – чтобы это произошло, потребовался бы высокотехнологичный мусоросжигательный завод, который используют города для сжигания отходов.

Осадочные породы имеют совсем другую историю формирования. Они образуются из осколков камней, минералов, иногда растительного или животного материала, а также кристаллов, остающихся при испарении воды, например известкового налета, который образуется в чайниках и ваннах.

В живых существах много серы, углерода и водорода. Фактически, это три из шести основных элементов жизни на Земле. Частицы органического вещества, особенно мертвые растения, также горючи и позволяют камням гореть.

Последняя группа горных пород называется метаморфической, потому что эти породы образуются, когда большое количество тепла и давления превращает существующие породы в новые типы, не плавя и не сжигая их. «Метаморфоза» происходит от древнегреческого языка и означает «превращение». Например, мрамор, который можно увидеть на кухонных столешницах или в статуях, произошел из известняка, который трансформировался под воздействием сильной жары и давления глубоко под землей.

Метаморфические породы, образовавшиеся из магматических пород, не содержат горючих элементов – тех, которые горят, – но метаморфические породы, состоящие из осадочных пород, могут содержать. Одним из известных примеров является антрацитовый уголь, который почти полностью состоит из углерода. Он образовался, когда мертвые растения давным-давно упали в болота, были погребены песком или грязью и в конечном итоге за сотни миллионов лет спрессовались в уголь.

В мире имеется множество угольных пластов. Иногда уголь даже загорается, находясь в земле. Причина может быть естественной, например, ударом молнии или деятельностью человека, например, добычей полезных ископаемых.

В Централии, штат Пенсильвания, бывшем шахтерском городке, уже более 50 лет горит угольный пласт. Есть и другие активные пожары в угольных пластах по всему миру, включая Зимбабве в Африке и Джариа в Индии.

Если углерод сжимать под еще большим давлением, чем требуется для производства угля, в конечном итоге получится алмаз – самый твердый минерал, встречающийся в природе. В 1772 году французский химик Антуан Лавуазье доказал, что алмазы могут воспламеняться, если сжечь их с помощью увеличительного стекла.