地质过程将摧毁塑料?

Question

人类世的地质记录最后无疑将包含大量的塑料。然而,一些地质过程将彻底摧毁塑料(如岩浆或化学过程)。我假设沉积岩将包含塑料颗粒至少火成岩不会。地质过程创建变质岩可以完全摧毁塑料分子?

Answer 1

一些简化假设

这是相当广泛而复杂的问题,所以我要简化它无耻地让它更负责。

首先,有大量不同的塑料与一个巨大的各种各样的物理特性。你提到你感兴趣最常见的塑料,所以我要忽略异国情调,高温专家聚合物。

其次,你指定的‘毁灭’,你说‘化学塑料转化为分子形式存在于“自然”。这可能是难以完全保证:非常确定你需要做一个全面的分析改变塑料的分子结构,并确保他们都没有发生。我要参考研究热解的塑料分类结束产品气体,蜡,油,和char,假设这些产品含有很少或根本没有材料,无法在自然界中发现。

第三,我要忽略变质条件以外的温度。我相当确定,温度将有最大的影响分解的塑料。化学环境可能会使塑料分解得更快(通过提供反应物),但我不认为它会使塑料分解比它会更缓慢,在相同的温度下惰性气氛或真空。我也会忽略任何压力的影响。

等级的变质作用

这是一个有用的变质相图,温度和压力(来源:维基)。

图表切断在900°C,由岩石通常会被融化,投入火而不是变质类别。

加热对常见的塑料

幸运的是这个问题,努力处理废旧塑料已导致很多加热的影响的研究。威廉姆斯和威廉姆斯(1997)是一个特别有用的参考。他们报告的影响加热样品混合塑料垃圾(低收入和高密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯)在惰性气氛氮温度从500°C到700°C。这就是他们的(百分比收益率):

(我假定有一个错误在650°C列,因为它意味着110.5%的收益率。)收益率是78.91%在550°C,所以也许我们可以期待一些可识别的塑料残留物(尽管可能没有实际塑料)保持。到600°C,已经有95.51%的收益率;不幸失踪的char数据阻止我们量化的收益在更高的温度,但似乎我们会接近100%,700°C。

有几页的产品分析,但主要集中在他们的适用性作为燃料而不是他们是否在自然界中发现。考虑到各种各样的化合物发现原油,我认为这是合理的,所有的塑料热解产品自然发生的,但这将是一个重要的研究项目建立这毫无疑问地。

把它放在一起

引用热解温度回变质相,看起来的角闪岩相对应的合理范围内常见的塑料是完全或几乎完全分解的温度。所以,当外星人降落在几百万年,开始调查人类世,他们很可能会找到一些老垃圾prehnite-pumpellyite (p p)相岩石,但不会有太多的麻粒岩。这里有一些例子变质岩的成绩。

自由峡谷破碎地层,prehnite-pumpellyite相变质砂岩。来源:雷蒙德和Berro (2015)。

角闪岩相(十字石区)从苏格兰Dalradian变质沈积物。来源:戴夫水域,Dalradian变质专辑。

强烈变形,中压Qianlishan复杂泥质麻粒岩。来源:阴et al。(2014)。

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引用

罗兰·a·雷蒙德(David a . Bero (2015)。Sandstone-matrix混色、架构细分和地质历史的增生复合物:沉积学的和结构的角度从方济会的复杂的索诺玛和马林县,加州,美国。岩石圈,11(4),1077 - 1110页。doi:https://doi.org/10.1130/GES01137.1

e·a·威廉姆斯& p·t·威廉姆斯(1997)。分析产品源自塑料垃圾的快速热解,分析和应用热解杂志》上。40-41,页347 - 363。

阴,C。赵,G。魏,C。,太阳,M。郭,J。、&周x (2014)。变质作用和高压泥质麻粒岩的部分熔融Qianlishan复杂:限制Khondalite带的构造演化在华北克拉通。前寒武纪研究,242年,页172 - 186。