Über die Entstehung der Steinkohle

Steinkohle ist ein durch Carbonisierung von Pflanzenresten (Inkohlung) entstandenes hartes, schwarzes Sedimentgestein. Sie besteht zu mehr als 50% ihres Gewichtes aus Kohlenstoff. Es ist also ein Sammelbegriff für höherwertige Kohlen.

Entstehung von Steinkohle, vom Baum zur Kohle

Vom urzeitlichen Wald zu Torf

Steinkohle ist so wie Braunkohle und Torf vor vielen Millionen Jahren, etwa in der Zeit vor 345 bis 280 Millionen Jahren, aus abgestorbenen Pflanzen entstanden. Unzählige urzeitliche, riesige Bäume und baumhohe Farne bildeten eine vielfältige Sumpfvegetationen und bedeckten den Großteil der Erde. Es herrschten derart gute Wachstumsbedingungen für diese Pflanzen, was zu einer Überproduktion an Biomasse führte. Sie wuchsen und starben im Laufe von Jahrmillionen ab und bildeten meterdicke Humusschichten, die sich in Sumpfböden anhäuften. Die Schichten wurden immer wieder durch andere Sedimente wie Ton und Sand abgedeckt. Dort wo diese abgestorbenen Pflanzen im Sumpf versanken, kam kein Sauerstoff an die Pflanzenreste. So konnten sie nicht durch Fäulnis und Bakterien, welche Sauerstoff zum Leben benötigen, zersetzt werden. Die abgestorbenen Pflanzen verfaulten also nicht, sondern wurden zu Torf. Dieser Torf war die erste Stufe auf dem Weg zur Steinkohle, dem Prozess der Inkohlung, der Umwandlung von Pflanzen zu Kohle. 

Inkohlung - vom Torf zur Kohle

Inkohlung von Torf und Braunkohle zur SteinkohleÜber tausende von Jahren lagerten sich gewaltige Mengen Sand, Geröll und Gestein über diesen Pflanzenschichten ab und erzeugten hohen Druck auf diese. Im Laufe mehrerer Millionen Jahre sackten die Schichten der Pflanzenreste in immer tiefere Erdschichten, was den Druck immer weiter erhöhte. Unter diesem, immer weiter steigendem enormen Druck, wurde das Wasser aus den Pflanzenresten herausgepresst. Im Zusammenspiel mit hohen Temperaturen begann ein komplizierter, biochemischer Prozess bei dem sich Sauerstoff und Wasserstoff abspalteten und der Kohlenstoffgehalt stetig anstieg. Weiter entwickelten sich bei dieser Umwandlung Gase, die nicht in die Atmosphäre entweichen konnten und sich daher in der später entstandenen Kohle sammelten. Unter anderem sind das Methan, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, einige Stickoxide sowie Wasserstoff. So entstand aus dem Torf erst Braunkohle, die immer tiefer sackte. Durch den sich dadurch weiter erhöhenden Druck entstand dann Steinkohle und schließlich Grafit. Dieser Prozess wird als Inkohlung bezeichnet.

Das für diese entscheidenden Vorgänge, für die Kohleentstehung, betreffende Erdzeitalter wird es als Kohlezeit oder als Karbon Zeitalter bezeichnet (vom Lateinischen für Kohle = carbo).

Braunkohle ist ein relativ junges Produkt dieser Inkohlung. Ihre Entstehung fand in der Kreidezeit und im Tertiär vor 20 bis 40 Mio. Jahren statt. Daher hat Braunkohle höher gelegene Lagerstätten und kann aus höheren Erdschichten im so genannten Tagebau gewonnen werden. Sie hat immer noch eine deutlich zu erkennende holzig faserige Struktur. Steinkohle hingegen liegt aufgrund Ihres Alters (ca. 280-345 Millionen Jahre) weit tiefer. Durch die lange Inkohlung und den hohen Drücken den sie ausgesetzt war, ist ihr pflanzliches Ursprungsmaterial kaum noch zu erkennen. Sie muss aus zum Teil Kilometer tiefen Kohleminen, unter Tage abgebaut werden. Dies ist aufwändiger da hierbei Stollen gegraben, Gase wie Methan abgeführt und gewaltige Mengen Wasser abgepumpt werden müssen.

Unterschiede der Kohlearten

Steinkohle hat aufgrund seines höheren Kohlenstoffgehalts einen weit höheren Energiegehalt als Braunkohle (ca. 3 Mal so viel). Je nach Entstehungsalter der Steinkohle gibt es verschiedene Arten, die sich im Kohlenstoffgehalt und damit im Heizwert unterscheiden.

• Flammkohle (mit etwa 76 % Kohlenstoffgehalt),
• Gasflammkohle (82 %)
• Gaskohle (85 %)
• Fettkohle (88 %)
• Magerkohle (90 %)
• Anthrazitkohle (ca. 92 %).