ما هي خصائص وصفات الوقود الأحفوري؟

يتكون الوقود الأحفوري (بالإنجليزيّة: Fossil Fuel) من النباتات والحيوانات المُتحلِّلة عبر ملايين السنين، ويوجد هذا النوع من الوقود في القشرة الأرضيّة، ويحتوي على الهيدروجين والكربون بشكل أساسي والتي يُمكن حرقها من أجل الحُصول على الطاقة، ويتكون من 3 أنواع، هي: الفحم، والنفط، والغاز الطبيعي، ولكن منها طريقة في التكون، وفيما يأتي ذكر لها.^[١]

خصائص الوقود الأحفوري

يُعدّ الوقود الأحفوري أحد مصادر الطاقة في الوقت الحالي ويحتوي على عديد من الخصائص، منها:^[٢]

• امتلاك جزيئات عضويّة: يحتوي الوقود الأحفوري بجميع أشكاله على جزيئات عضوية، وهي حلقات أو سلاسل من الذرات، وتتكوّن أساسًا من الكربون، إذ إنّ كلًا من الفحم البيتوميني (بالإنجليزيّة: Bituminous Coal)، والغاز الطبيعي، والنفط عبارة عن هيدروكربونات تتكوّن من توليفات من الهيدروجين والكربون، ويعمل كل من الزمن والضغط على تحويل الفحم الحجري إلى الفحم الصلب أو ما يُسمّى أنتراسيت (بالإنجليزيّة: Anthracite) وهي مادة شبيهة بالصّخور تحتوي في الغالب على الكربون.
• التعدين: نظرًا إلى أنّ الوقود الأحفوري بجميع أشكاله محاصر تحت الأرض لملايين السنين، يتمّ استخراجه من خلال عمليات التعدين المختلفة، مثل الحفر في صخور الأرض، وقد حدد الجيولوجيون التكوينات الصخرية التي تصاحب كل نوع من أنواع الوقود، فمثلًا، يُمكن العثور على خزانات النفط والغاز الطبيعي تحت سمات تسمى القباب الملحية -وهي رواسب الملح الطبيعية التي تشكل طبقة فوق "فقاعات" الوقود الأحفوري- ولأنّ الغاز الطبيعي أخف من النفط فإنّه يطفو إلى الأعلى فوق النفط.
• سريع الاشتعال: الوقود الأحفوري قابل للاحتراق، وقد يحترق بوجود الأُكسجين، فينتج عنه بخار الماء، وثاني أكسيد الكربون، والرماد، ومنتجات ثانوية أخرى، وتأتي قدرتها على الاحتراق إلى حد كبير من محتواها من الكربون، فيتّحد الكربون الموجود في الوقود مع الأكسجين الموجود في الهواء؛ فينتج عنه كمّيات كبيرة من الحرارة، وتحتوي مكونات الوقود الأحفوري، مثل البنزين، وزيت الديزل، والغاز الطبيعي على نقاط وميض مُختلفة (بالإنجليزية: Flash Points)، بعضها يحترق بسهولة، والبعض الآخر يستهلك المزيد من الطاقة للاشتعال.
• وقود غير مُتجدّد: يوجد إمدادات محدودة من الفحم، والنفط، والغاز الطبيعي في باطن الأرض، ممّا يجعلها وقودًا غير متجدد، وعلى الرغم من أنّ تقنيات التنقيب الحديثة تساعد على تحديد الرواسب الجديدة للوقود الأحفوري والأساليب الجديدة للاستخراج تجعل الاحتياطيات المعروفة أكثر إنتاجيّة، فإنّ هذه المواد تتشكّل بشكل أبطأ بكثير من معدلات استهلاكها، ونظرًا إلى أنّ العالم يعتمد على طاقة وفيرة وغير مُكلفة، فإنّ احتمال نفاد الوقود يُحفّز الاهتمام بالمصادر المتجدّدة مثل: الطاقة الشمسيّة، وطاقة الرياح، والطاقة الكهرومائيّة، وغيرها.

أنواع الوقود الأحفوري

تتوافق الأنواع الرئيسيّة الثلاثة للوقود الأحفوري مع الحالات الثلاث للمادة -الصلبة والسائلة والغازية:^[٣][٤]

• الفحم: الفحم (بالإنجليزيّة: Coal) مادة صلبة، عبارة عن قطع سوداء أو بُنيّة من الصخور الرسوبيّة التي تتراوح من هشّة إلى صلبة نسبيًا، بدأ الفحم بالتّشكل خلال فترة العصر الكربوني مُنذ حوالي 300-360 مليون عام، عندما استقرت الطحالب والحطام من الغطاء النباتي في غابات المستنقعات تحت طبقات عميقة من الطين، ويُستخرج الفحم من خلال الطرق السطحيّة أو الجوفيّة، ويوفّر ثُلث إجمالي الطاقة في جميع أنحاء العالم، مع وجود أكبر مُستهلكي ومُنتجي الفحم منها: الصين، والهند، والولايات المتحدة.
• النفط: يتكون النفط (بالإنجليزيّة: petroleum) أساسًا من الكربون والهيدروجين، ويوجد بشكل سائل، غالبًا ما يكون أسود اللون، ولكنّه موجود في مجموعة متنوّعة من الألوان واللزوجة اعتمادًا على تركيبته الكيميائيّة، وقد تشكّل معظم النفط خلال حقبة الحياة الوسطى (بالإنجليزيّة: Mesozoic Period)، أي بين 252-66 مليون عام مضت، إذ غرقت العوالق والطحالب ومواد أخرى في قاع البحار القديمة ودُفنت فيها، ويتمّ تكرير النفط الخام المُستخرَج من الآبار البريّة والبحرية إلى مجموعة متنوعة من المنتجات البترولية، بما في ذلك البنزين، والديزل، ووقود التدفئة.
• الغاز الطبيعي: يتكون الغاز الطبيعي (بالإنجليزيّة: Natural Gas) أساسًا من الميثان، وهو غاز عديم الرائحة، وغالبًا ما يوجد الغاز الطبيعي في الرواسب التي تشكّلت خلال ملايين السنين، مثل رواسب الفحم والنفط التي تشكلت من المواد والكائنات النباتية المتحلّلة، ويتمّ استخراج الغاز الطبيعي من الصخور باستخدام الحفر الأفقي والتكسير الهيدروليكي أو ما يُسمّى التكسير، أو التصديع المائي (بالإنجليزيّة: Hydraulic Fracturing).

التأثير البيئي للوقود الأحفوري

يتسبّب الوقود الأحفوري أو يُساهم في حدوث بعض المشكلات البيئيّة منها ما يأتي:^[٥]

• الإضرار بالمناظر الطبيعية.
• تلوّث الهواء.
• تلوّث المياه.
• تسرّب النفط.
• المطر الحمضي والذي يتسبّب في تلف المباني، والإضرار بالنباتات.
• ارتفاع درجة حرارة الأرض بسبب انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن حرق الوقود الأحفوري.
• النشاط الإشعاعي، يحتوي الفحم على العناصر المشعّة مثل اليورانيوم والثوريوم، ومعظم المحطات التي تعمل بالفحم تنبعث منها إشعاعات أكثر من محطّات الطاقة النووية.
• التعرض لبعض المشاكل الصحيّة للعمّال والأشخاص القريبين، إذ يُمكن أن تكون العديد من المنتجات الثانوية للوقود الأحفوري ضارة بالبشر، مثل: استنشاق الهيدروكربونات السامة، وأكاسيد النيتروجين، والجسيمات الدقيقة يُمكن أن يسبب أمراضًا، مثل: ألم الصدر، والسعال، والربو، والتهاب الشعب الهوائية المزمن، كما أنّ التعرّض للزئبق يُمكن أن يؤدّي إلى تلف الأعصاب، وبعض العيوب الخلقية، وصعوبات التعلم.