Piégeage de la matière organique et transformation en charbons

Piégeage de la matière organique et transformation de la matière organique en charbons Le carbone, l'hydrogène, l'azote et l'oxygène sont les éléments présents en abondance chez les êtres vivants ; ils composent la matière organique. A leur mort, la matière organique de ces êtres vivants est décomposée, grâce à l'activité microbiologique. La « minéralisation totale « s'effectue alors dans les milieux où le dioxygène circule librement : le carbone est transformé en CO2. Mais si les débris de matière organique commencent à sédimenter dans un milieu anaérobie, pauvre en dioxygène, un marécage par exemple ; une partie de la matière organique échappe à la décomposition. Il y a seulement 1% de la biomasse produite par les végétaux chlorophylliens qui sédimente et échappe à la décomposition. La matière organique de ces sédiments se retrouve alors piégée dans le sédiment minéral en formation, et est à l'origine de la formation des charbons et des hydrocarbures. En début de sédimentation, dans une couche sédimentaire où le dioxygène est absent, les bactéries anaérobies extraient de la matière organique l'oxygène et l'azote dont elles ont besoin pour vivre. On obtient donc un composé solide : le kérogène, riche en carbone et en hydrogène. On appelle roche mère la couche sédimentaire contenant le kérogène. Avec les mouvements de la tectonique des plaques, cette couche va au fur et à mesure s'enfoncer à une vitesse de quelques mètres par millions d'années. Au fil de l'enfouissement, la température et la pression augmentent lentement. Le charbon, combustible fossile, provient d'une variété particulière de kérogène, formé à l'origine à partir de la matière organique des végétaux supérieurs, riche en lignine. De plus, une accumulation de forte épaisseur de ces débris végétaux est indispensable. Aussi, cette accumulation doit se situer dans une zone de subsidence, une zone qui s'enfonce. Et l'enfouissement dure plusieurs millions d'années. Globalement, on peut donc dire qu'une forte production primaire (de végétaux) est indispensable. Ensuite, au cours de l'enfouissement, la pyrolyse du kérogène, c'est-à-dire une décomposition thermique, a lieu. Au cours de la pyrolyse, le kérogène se débarrasse de son hydrogène, et devient de plus en plus riche en carbone. La pyrolyse provoque donc la formation de plusieurs stades de charbon : tout d'abord la tourbe (50 à 55% de carbone), puis progressivement et plus on s'enfonce, de la lignite (55 à 75% de carbone), de la houille (75 à 90%) et enfin l'anthracite (+ de 90% de carbone), qui est le stade ultime du charbon. Ces formations de pétrole et de charbon s'accompagnent de pétrole et de gaz. Ce dernier, du méthane, est responsable du « coup de grisou « dans les mines. Bilan : On dit que la matière organique est piégée si elle sédimente dans un milieu sans dioxygène, n'est pas décomposée et qu'elle se retrouve alors bloquée dans un sédiment minéral en formation. La transformation de la matière organique en charbons est ensuite un processus de plusieurs millions d'années, nécessitant des conditions géologiques particulières; avec notamment une forte production primaire et aussi une situation dans une zone de subsidence, qui provoquent la formation de kérogène et après, par pyrolyse, de différents types charbons, dont certains sont toujours exploités dans des mines partout dans le monde.