煤是固體可燃有機岩，主要由碳、氫、氧這三種元素組成，它們約占有機質的95%以上。按照品質，可以分為褐煤、煙煤、無煙煤、半無煙煤這四種。
煤是一種非常重要的化石能源，廣泛應用於工業生產。人類很早就發現了煤的燃料用途，但被廣泛使用卻是18世紀的事了，那時主要燃燒煤用於驅動蒸汽機，這使社會產生了巨大的變革。此外，煤炭也是一種很重要的化工原料，經過化學加工，我們可以從煤炭中製取成千上萬種化學產品。
煤在各大洲、各大島嶼都有分布，雖然儲量豐富，但儲量分布並不均衡，其中，中國、美國、俄羅斯、德國是煤炭儲量較豐富的國家，也是世界上主要的產煤國。
雖然煤炭在地球上的儲量豐富，分布廣泛，但煤炭卻是一種不可再生的資源。之所以這樣認為，是因為科學界普遍認為煤炭是由遠古植物形成的。這是有證據的，因為人們常在煤礦的橫截面上發現一些樹木的紋理，在一些煤層中還存在著煤化的植物化石。
植物的遺體堆積在流動性比較小的水體（比如湖泊）中，遺體經過泥炭化作用或者腐泥化作用，會轉變成泥炭或者腐泥，並日積月累地沉積在水體底部。這便是植物化煤的前期轉變，這個過程發生於地表。
我們腳下的大地並非靜止不動，而是無時無刻不在緩慢地變化，這種變化過程常以百萬年為單位進行衡量，像那種短期內的地質變化則是由地震等引起的。經過地質運動，泥炭或腐泥最終被埋入地下，進入煤化階段。
眾所周知，越深入地下，溫度也就越高，壓力也就越大。當溫度和壓力達到一定條件，這些沉積物就會經過成岩作用，轉變成褐煤。所謂的成岩作用，是指在一定壓力和溫度的影響下，鬆散的沉積物轉變為沉積岩的過程，這種作用大多發生在幾千米以內的地下岩層中。若溫度和壓力繼續增加，褐煤還會經變質作用，轉變成煙煤乃至無煙煤。其中，無煙煤是含碳量最高的一種煤，也是質量最好的一種煤。這裡的變質作用是指岩石在受到溫度、壓力及化學活動性流體的作用下，發生礦物成分、化學成分和岩石結構與構造的變化的地質作用。
再經過億萬年地質變遷，一些深埋地下的煤炭還會被搬運到地表，露天煤礦就是這麼形成的。
煤炭形成的過程大家都能理解，需要經歷一段漫長的時間。可這裡最讓大家疑惑的就是遠古地球上真的有這麼多植物嗎？
事實上，遠古地球真的有這麼多植物。就算一年僅形成0.01毫米後的沉積物，100萬年後也能形成10米後的沉積物，在這100萬年間，地球上出現過一批又一批的植物，就算當木材用，也足夠全人類用很多年。看似不可能，其實只要時間足夠長，就很容易理解了，這便是時間的魔力，這就和生命的誕生一樣。
地球有45億年的歷史，生命誕生於30多億年前，而地球上生命繁榮的標誌便是發生於5億多年前的寒武紀生命大爆發，而植物差不多也是在這個時候開始占領陸地。在那之前，陸地上不僅沒有植物，也沒有動物，生命還位於海洋之中。
經過地質學家長期的考察，在整個地質年代中，全球範圍內主要有三個大的成煤期。
第1個成煤期處於古生代的石炭紀和二疊紀，成煤植物主要是孢子植物，主要煤種為煙煤和無煙煤。
第2個成煤期處於中生代的侏羅紀和白堊紀，成煤植物主要是裸子植物，主要煤種為褐煤和煙煤。這一時期也正是恐龍稱霸地球的那段時期。
第3個成煤期處於新生代的第三紀，成煤植物主要是被子植物，主要煤種為褐煤，其次為泥炭，還有部分年輕的煙煤。
在這三個時期內，地球上的植物都非常茂盛，整個陸地上分布著大量的植被，為煤炭的形成提供了充分的條件。
如果地球上的煤炭不是植物形成的，那麼在古生代之前的地層中為什麼煤炭儲量很少？如果植物成煤理論是錯誤的，為什麼無煙煤主要分布在古生代的地層中？
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