能源是科技發展的基礎，人類在進入科技時代之後的數百年，對資源的需要也是越來越大，在可控核聚變沒有實現之前，人類能夠依靠的主要能源依然是化石類能源。
對於化石能源相信大家都不陌生，石浀，天然氣和煤炭是我們日常生活中應用最廣泛也是最多的三大化石能源，尤其是煤炭更是發電的主要原料，也是人類在工業時代應用最廣泛，最普遍的一種能源。
我國的煤炭資源是非常豐富的，全國不少的地區地下都儲存著大量的煤炭資源，尤其是山西更是全國有名的煤炭大省。或許有不少人認為山西的環境汙染比較嚴重，給山西扣了一頂“汙染之都”的黑帽子，可是我們不要忘了，山西為全國人民做出的貢獻是巨大的。
我們現在能夠有充足的電滿足人們的日常生活工作需求，很大一部分功勞要歸於山西的煤炭。山西地下的煤炭儲量是非常驚人的，它們的厚度達到了100米以上，於是不少人好奇：上百米厚的煤層是如何形成的？
我們都知道，化石類能源都屬於不可再生資源，它們是地球經過數千萬年以上的時間才逐漸形成的。那麼地球上大量的煤炭資源在遠古時代是如何形成的？對於煤的形成，科學界曾經也有過多種討論和答案，最終形成的一個主流觀點是煤炭是遠古地球上的植物形成的，那麼整個形成過程是怎麼樣的？
對於煤炭形成的過程，科學家研究認為有兩個主要的階段。
第一個階段我們稱之為“泥炭化階段”，而這個階段有一種生物對於煤炭的形成提供了重要的幫助，它們就是地球上無處不在且數量龐大的微生物。微生物可以分解各種殘骸，尤其是植物的遺骸，大量的植物敗落或者死亡之後，被地面和地下的微生物不斷分解，發生腐殖化，生物化學凝膠化等合成作用，在這個過程中形成了富含碳、氫、氧、氮等多元素的泥炭。
第二階段我們稱之為“煤化階段”，第一個階段是在微生物的幫助下形成的多元素泥炭，透過地殼的沉降進一步結合作用最終會形成我們現在看到的煤炭。那麼地殼的沉降如何來配合這一過程？
相信朋友們都知道，地球在遠古時期發生過多次的巨大板塊運動，而地殼也不是一直保持穩定，而是每隔一段漫長的時間就會來一次大的變動，而小的地殼沉降其實是非常平凡的，地殼的沉降會將地面的各種物質一步步沉入更深的地底。
泥炭中的多種元素也會隨著地殼的沉降，形成的高溫和高壓會將氫、氧、氮等元素逐漸清理出去，讓碳元素的含量不斷升高，達到一定程度的時候，就會形成褐煤。
褐煤是煉化程度特別低的煤炭，在它的元素物質中，氫、氧、氮等元素還存在著不少，並不是碳元素含量特別高的煤。褐煤繼續隨著地殼的沉降，更高的溫度和壓力會進一步清除其中的氫、氧、氮等元素，讓單位體積內的碳元素含量變得越來越高。
這個過程是無比漫長的，越是沉降次數多，褐煤的密度和硬度也就會越高，顏色也會變得越來越演化，成為高質量的煤。高質量的煤對於工業的生產才能夠發揮重要的作用，我們都知道，煤炭的一個重要用途就是用來發電，而發電效率的高低很大程度上要取決於煤的熱量。
煤的熱量釋放多與少，跟其中的碳元素含量高低有著直接的關係，碳含量越高，釋放的熱量就會越高，燃燒時煙塵等雜質也就會越低，我們在日常生活中見到的無煙煤就是含碳量特別高的高熱量煤。
我們瞭解了煤炭形成的兩個主要過程之後，對於上百米厚的煤層是如何形成的認知也就比較簡單了。我們都知道，地球的地殼運動和大型的沉降過程，在過去的數十億年歲月裡曾經發生過多次，就以近5億年的時間來看，地球曾經發生過五次生物大滅絕事件，而每一次的生物大滅絕都會經歷一次地殼的大變動。
尤其是在古生代石炭紀之前，地球的陸地是一整塊，我們稱之為盤古大陸。距今約1.65億年前，盤古大陸開始解體，一步步分化為如今的六大板塊。這一次的板塊運動是非常劇烈的，盤古大陸上的那些植物基本上也都被埋進了地下，加入了煤的形成過程。
不同的時期會有不同程度的地殼運動，也就會有不同的植物參與到煤的形成過程。可能有朋友會說了，遠古的地球上有那麼多的植物嗎？根據科學家的研究探索發現，遠古的地球是一個非常溼潤的生態環境，植物遠比現在要茂盛得多，尤其是存在著很多高大巨型的樹木。
我們現在的地球上，存在的大型森林越來越少，而在遠古時期的地球陸地上幾乎到處都是原始森林，正是由於植物非常繁榮，才能夠促進動物的快速發展，才有了長達1.6億年恐龍時代的繁榮。
繁榮的遠古植物環境，給後來煤炭的形成提供了良好的基礎，隨著一次次地質大變動的發生，一批批植物不斷沉降，形成了一層一層的煤層，達到了100多米。
100多米厚的煤層在我們看來似乎不可思議，可是我們要明白，煤的形成過程是無比漫長的，基本都要經歷數千萬年以上的時間，在這個過程中，即使煤層的厚度每年只增加0.01毫米，也可以輕鬆達到100米以上的厚度。
雖然煤炭的使用的過程中會產生不少的汙染，會破壞地球的生態環境，但是我們也要明白，以人類如今的科技實力，我們要發展要生存，能夠依靠的主要能源仍然是煤炭，石油，天然氣等這些不可再生資源。即使它們比較大的汙染，我們現在也離不開，除非有一天可控核聚變實現了，才可以徹底擺脫對化石類能源的依賴。
