Formazione

Nelle passate ere geologiche, in particolare nel Carbonifero (345-280 milioni di anni fa), gran parte della superficie terrestre era occupata da paludi in cui cresceva una vegetazione lussureggiante che comprendeva molte varietà di felci, alcune grandi come alberi.
Man mano che morivano, le piante venivano sommerse dall'acqua. La materia organica quindi non si decomponeva ma cominciava a subire un lento processo di carbonizzazione, che è una particolare forma di fossilizzazione consistente nella perdita graduale e continua di atomi di idrogeno e di ossigeno, con il conseguente accumulo di un'alta percentuale di carbonio. In tal modo si formarono i primi giacimenti di torba, ricoperti col passare del tempo da strati di terreno più o meno spessi. In migliaia e milioni di anni la pressione degli strati sovrastanti, i sommovimenti della crosta terrestre e, talvolta, il calore di vulcani compressero e compattarono gli originari depositi di torba trasformandoli progressivamente in carbone.

Classificazione

I diversi tipi di carbon fossile vengono classificati secondo la loro età e quindi secondo il loro contenuto percentuale di carbonio.
La torba, che rappresenta il primo stadio della carbonizzazione, ha un basso contenuto di carbonio e un alto grado di umidità.
Il contenuto di carbonio è maggiore nella lignite, che costituisce lo stadio più basso del carbon fossile vero e proprio.
Il litantrace contiene ancor più carbonio e quindi ha un potere calorifico maggiore.
L'antracite ha il massimo contenuto di carbonio e il potere calorifico più alto.
Se soggetto a pressione e calore ulteriori, il carbon fossile può trasformarsi in grafite, che è praticamente carbonio puro.
Altri componenti del carbon fossile sono alcuni idrocarburi volatili, zolfo e azoto, oltre ai minerali che residuano dalla combustione sotto forma di cenere.

Usi

Le centrali termoelettriche e varie industrie utilizzano il litantrace come combustibile, mentre l'industria siderurgica fa largo uso di coke, detto anche carbone metallurgico, un combustibile ad altissima percentuale di carbonio che si ottiene dalla distillazione del carbon fossile (mediante riscaldamento ad alta temperatura, in assenza di aria per impedire che bruci). Il processo di produzione del coke fornisce una serie di derivati chimici, fra cui il catrame di carbone, a loro volta usati in molte altre produzioni.

Impatto ambientale

Alcuni scienziati ritengono che, a causa dell'uso generalizzato di carbone e altri combustibili fossili, la quantità di biossido di carbonio nell'atmosfera terrestre sia aumentata tanto da influenzare il clima del pianeta ( Effetto serra ). Durante la combustione, inoltre, lo zolfo e l'azoto contenuti nei combustibili fossili formano ossidi che contribuiscono alla formazione delle piogge acide, che sono il risultato di una complessa serie di reazioni che coinvolgono sostanze chimiche di varia provenienza, da quelle naturali a quelle prodotte da attività industriali o dall'uso di mezzi di trasporto.