Στοιχεία στα ορυκτά καύσιμα

Οι τρεις κύριες μορφές ορυκτών καυσίμων - άνθρακας, πετρέλαιο και φυσικό αέριο - σχηματίστηκαν κατά τη διάρκεια της περιόδου άνθρακα, η οποία παίρνει το όνομά της από τον άνθρακα, ένα κοινό στοιχείο που βρίσκεται σε όλα τα ορυκτά καύσιμα. Σχηματίστηκαν από οργανικά υπολείμματα φυτών και ζώων που μετατράπηκαν σε άνθρακα, λάδι ή φυσικό αέριο με έκθεση στη θερμότητα και την πίεση του φλοιού της Γης για εκατομμύρια χρόνια. Η οργανική ρίζα των ορυκτών καυσίμων εξηγεί την παρουσία άνθρακα, αλλά άλλα στοιχεία, όπως το υδρογόνο, το θείο, το άζωτο και το οξυγόνο είναι επίσης συστατικά των ορυκτών καυσίμων.

Σύμφωνα με το Penn State College of Earth and Mineral Sciences, ο άνθρακας αποτελείται από άνθρακα, υδρογόνο, άζωτο, θείο και οξυγόνο. Υπάρχουν τρεις τύποι άνθρακα, καθένας από τους οποίους έχει τη δική του χημική σύνθεση. Ο ανθρακίτης έχει τον περισσότερο άνθρακα, ενώ ο λιγνίτης είναι ο χαμηλότερος σε άνθρακα, αλλά ο υψηλότερος σε υδρογόνο και οξυγόνο. Η περιεκτικότητα του ασφαλτούχου άνθρακα βρίσκεται μεταξύ ανθρακίτη και λιγνίτη. Ο άνθρακας έχει επίσης κάποια περιεκτικότητα σε ανόργανα άλατα, που είναι συνήθως χαλαζία, πυρίτης, μέταλλα αργίλου και ασβεστίτης. Στοιχεία όπως ο σίδηρος και ο ψευδάργυρος που παραμένουν στην τύρφη, ή στρώματα αποσυντιθέμενων φυτών, τα οποία τελικά σχηματίζονται σε άνθρακα, μπορεί να συνδυάζονται για να δημιουργήσουν αυτά τα ορυκτά.

Όπως ο άνθρακας, το φυσικό αέριο αποτελείται από άνθρακα, υδρογόνο, άζωτο, θείο και οξυγόνο. Δεν έχει περιεκτικότητα σε ορυκτά όπως ο άνθρακας και αντί για μια σκληρή, μαύρη ουσία, το φυσικό αέριο είναι ελαφρύτερο από τον αέρα, σύμφωνα με την Επιτροπή Ενέργειας της Καλιφόρνια. Δεν έχει μυρωδιά και δεν μπορείτε να το δείτε και βρίσκεται κοντά στο υπόγειο πετρέλαιο. Τα στοιχεία άνθρακα και υδρογόνου στο φυσικό αέριο συνήθως συνδυάζονται για να σχηματίσουν αέριο μεθάνιο ή CH4, το οποίο είναι πολύ εύφλεκτο.

Το λάδι ή το πετρέλαιο αποτελείται επίσης από άνθρακα, υδρογόνο, θείο, οξυγόνο και άζωτο, αλλά είναι σε υγρή μορφή. Τόσο το λάδι όσο και το φυσικό αέριο βρίσκονται υπόγεια ανάμεσα σε πτυχές πετρωμάτων ή μέσα σε πορώδεις βράχους που συγκρατούν το λάδι. Όταν τα διάτομα, τα θαλάσσια πλάσματα όπως το φυτοπλαγκτόν, πεθαίνουν και πέφτουν στον πυθμένα της θάλασσας, τελικά θάβονται σε ιζήματα και βράχους. Υπό μεγάλη πίεση και θερμότητα, αυτά τα στρώματα διατόμων γίνονται λάδια ή φυσικό αέριο. Εάν οι συνθήκες είναι πολύ ζεστές, το λάδι είναι πιο πιθανό να γίνει αέριο. Το λάδι εξορύσσεται και στη συνέχεια εξευγενίζεται σε βενζίνη, κηροζίνη ή άλλα προϊόντα.

Η καύση συμβαίνει όταν καίγονται τα ορυκτά καύσιμα και τα στοιχεία στα ορυκτά καύσιμα οξειδώνονται ή συνδυάζονται με οξυγόνο. Όταν καίγεται άνθρακας, ο άνθρακας οξειδώνεται για να σχηματίσει διοξείδιο του άνθρακα ή CO2. Παρομοίως, το άζωτο καθίσταται οξείδιο του αζώτου, ή ΝΟ2, και το θείο γίνεται διοξείδιο του θείου, ή SO2. Η περιεκτικότητα σε ορυκτά που βρίσκονται στον άνθρακα και το πετρέλαιο γίνεται τέφρα.