Coal ball
કોલસાનો દડો એ કંક્રીશનનો એક પ્રકાર છે, જે આકારમાં અપૂર્ણ ગોળાથી લઈને સપાટ, અનિયમિત સ્લેબ સુધી બદલાય છે. કાર્બોનિફેરસ સમયગાળાની ભેજવાળી જમીન અને કાદવમાં કોલસાના દડા રચાયા હતા, જ્યારે પીટને પીટની આસપાસ કેલ્સાઇટની ઊંચી માત્રા દ્વારા કોલસામાં ફેરવવાથી અટકાવવામાં આવ્યું હતું; તેના બદલે કેલ્સાઇટને કારણે તેને પથ્થરમાં ફેરવવામાં આવ્યું હતું. જેમ કે, વાસ્તવમાં કોલસાના બનેલા ન હોવા છતાં, કોલસાનો દડો તેના સમાન મૂળ તેમજ વાસ્તવિક કોલસા સાથેના તેના સમાન આકારને કારણે તેનું નામ ધરાવે છે. કોલસાના દડા ઘણીવાર કાર્બોનિફેરસ સ્વેમ્પ અને કાદવ છોડના સૂક્ષ્મ પેશી માળખાના નોંધપાત્ર રેકોર્ડને જાળવી રાખે છે, જે અન્યથા સંપૂર્ણપણે નાશ પામ્યા હોત. કાર્બોનિફેરસ છોડની તેમની અનન્ય જાળવણી તેમને વૈજ્ઞાનિકો માટે મૂલ્યવાન બનાવે છે, જેઓ ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ભૂતકાળનું સંશોધન કરવા માટે કોલસાના દડા કાપીને છાલ કરે છે. 1855માં, બે અંગ્રેજ વૈજ્ઞાનિકો, જોસેફ ડાલ્ટન હૂકર અને એડવર્ડ વિલિયમ બિન્નીએ ઇંગ્લેન્ડમાં કોલસાના દડાઓનું પ્રથમ વૈજ્ઞાનિક વર્ણન કર્યું હતું અને કોલસાના દડાઓ પર પ્રારંભિક સંશોધન યુરોપમાં હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું. ઉત્તર અમેરિકાના કોલસાના દડાઓની શોધ અને ઓળખ 1922માં કરવામાં આવી હતી. ત્યારથી કોલસાના દડા અન્ય દેશોમાં મળી આવ્યા છે, જે સેંકડો પ્રજાતિઓ અને જાતિઓની શોધ તરફ દોરી જાય છે. કોલસાના દડા ઉત્તર અમેરિકા અને યુરેશિયામાં કોલસાની સીમમાં મળી શકે છે. ઉત્તર અમેરિકાના કોલસાના દડા યુરોપની સરખામણીએ સ્તરીકૃત અને ભૌગોલિક રીતે વધુ વ્યાપક છે. સૌથી જૂના જાણીતા કોલસાના દડા કાર્બોનિફેરસના નામુરિયન તબક્કાના છે; તેઓ જર્મનીમાં અને ભૂતપૂર્વ ચેકોસ્લોવાકિયાના પ્રદેશ પર મળી આવ્યા હતા. કોલસાના દડાઓનું પ્રથમ વૈજ્ઞાનિક વર્ણન 1855 માં સર જોસેફ ડાલ્ટન હૂકર અને એડવર્ડ વિલિયમ બિન્ની દ્વારા કરવામાં આવ્યું હતું, જેમણે ઇંગ્લેન્ડના યોર્કશાયર અને લેન્કેશાયરના કોલસાની સીમમાં ઉદાહરણો પર અહેવાલ આપ્યો હતો. યુરોપીયન વૈજ્ઞાનિકોએ મોટાભાગનું પ્રારંભિક સંશોધન કર્યું હતું. ઉત્તર અમેરિકામાં કોલસાના દડા સૌપ્રથમ 1894માં આયોવાના કોલસાની સીમમાં મળી આવ્યા હતા, જોકે યુરોપીયન કોલસાના દડાઓ સાથે જોડાણ એડોલ્ફ કાર્લ નોએ (જેનો કોલસાનો દડો ગિલ્બર્ટ કેડી દ્વારા મળી આવ્યો હતો) 1922માં સમાંતર દોર્યા ત્યાં સુધી કરવામાં આવ્યું ન હતું. નોએના કાર્યએ કોલસાના દડાઓમાં રસ વધાર્યો હતો અને 1930ના દાયકા સુધીમાં યુરોપમાંથી પેલિયોબોટનિસ્ટ્સને તેમની શોધમાં ઇલિનોઇસ બેસિન તરફ દોર્યા હતા. બે સિદ્ધાંતો છે-ઓટોક્થોનસ (મૂળ સ્થાને) સિદ્ધાંત અને એલોક્થોનસ (ડ્રિફ્ટ) સિદ્ધાંત-જે કોલસાના દડાની રચનાને સમજાવવાનો પ્રયાસ કરે છે, જો કે આ વિષય મોટે ભાગે અટકળો છે. ઇન સિટુ થિયરીના ટેકેદારો માને છે કે તેના હાલના સ્થાનની નજીક પીટ બોગની નજીક કાર્બનિક પદાર્થો એકઠા થયા હતા અને દફનવિધિ પછી ટૂંક સમયમાં જ, ખનિજીકરણમાંથી પસાર થયા હતા-ખનિજો કાર્બનિક પદાર્થોમાં વહી ગયા હતા અને આંતરિક કાસ્ટની રચના કરી હતી. ઉચ્ચ ઓગળેલા ખનીજ સામગ્રીવાળા પાણીને પીટ બોગમાં છોડના પદાર્થ સાથે દફનાવવામાં આવ્યું હતું. જેમ જેમ ઓગળેલા આયનો સ્ફટિકીકરણ પામતા ગયા તેમ તેમ ખનીજ પદાર્થો બહાર નીકળી ગયા. આના કારણે છોડની સામગ્રી ધરાવતા કોંક્રિટન્સ પથ્થરના ગોળાકાર ગઠ્ઠો તરીકે રચાય છે અને સાચવે છે. આમ જોડાણ અટકાવવામાં આવ્યું હતું, અને પીટને સાચવવામાં આવ્યું હતું અને આખરે તે કોલસાનો દડો બની ગયો હતો. મોટાભાગના કોલસાના દડા બિટ્યુમિનસ અને એન્થ્રાસાઇટ કોલસાની સીમમાં જોવા મળે છે, જ્યાં પીટને સામગ્રીને કોલસામાં ફેરવવા માટે પૂરતા પ્રમાણમાં સંકુચિત કરવામાં આવ્યું ન હતું. મેરી સ્ટોપ્સ અને ડેવિડ વોટસને કોલસાના દડાના નમૂનાઓનું વિશ્લેષણ કર્યું અને નક્કી કર્યું કે કોલસાના દડા મૂળ સ્થાને રચાય છે. તેમણે દરિયાઈ પાણી સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના મહત્વ પર ભાર મૂક્યો હતો અને માનતા હતા કે તે કોલસાના દડાની રચના માટે જરૂરી છે. ઇન સિટુ થિયરીના કેટલાક સમર્થકો માને છે કે સ્ટોપ્સ અને વોટસનની બહુવિધ કોલસાના દડાઓમાંથી ફેલાયેલા છોડના દાંડીની શોધ દર્શાવે છે કે કોલસાના દડા મૂળ સ્થાને રચાય છે, એમ કહીને કે ડ્રિફ્ટ થિયરી સ્ટોપ્સ અને વોટસનના નિરીક્ષણને સમજાવવામાં નિષ્ફળ જાય છે. તેઓ કેટલાક કોલસાના દડાની બહાર દેખાતા કાર્બનિક પદાર્થોના નાજુક ટુકડાઓનો પણ ઉલ્લેખ કરે છે, અને દલીલ કરે છે કે જો પ્રવાહ સિદ્ધાંત સાચો હોત, તો અંદાજો નાશ પામ્યા હોત, અને કેટલાક મોટા કોલસાના દડા એટલા મોટા હતા કે તેઓ ક્યારેય પરિવહન કરી શક્યા ન હોત. પ્રવાહ સિદ્ધાંત એવું માને છે કે કાર્બનિક પદાર્થ તેના વર્તમાન સ્થાનમાં અથવા તેની નજીક રચાયો ન હતો. તેના બદલે, તે ભારપૂર્વક જણાવે છે કે જે સામગ્રી કોલસાનો દડો બની જશે તે પૂર અથવા તોફાન દ્વારા અન્ય સ્થળેથી પરિવહન કરવામાં આવી હતી. ડ્રિફ્ટ થિયરીના કેટલાક સમર્થકો, જેમ કે સર્જિયસ મામે અને એલિસ યોચેલસન, માનતા હતા કે કોલસાના દડાઓમાં દરિયાઈ પ્રાણીઓની હાજરી સાબિત કરે છે કે સામગ્રી દરિયાઈથી બિન-દરિયાઈ વાતાવરણમાં પરિવહન કરવામાં આવી હતી. એડવર્ડ સી. જેફ્રીએ જણાવ્યું હતું કે ઇન સિટુ થિયરી પાસે "કોઈ સારા પુરાવા નથી", એવું માનતા હતા કે પરિવહન સામગ્રીમાંથી કોલસાના દડાઓની રચના સંભવિત હતી કારણ કે કોલસાના દડાઓમાં ઘણીવાર ખુલ્લા પાણીમાં પરિવહન અને કાંપ દ્વારા રચાયેલી સામગ્રીનો સમાવેશ થતો હતો. સામગ્રી કોલસાના દડા કોલસાના બનેલા નથી; તેઓ જ્વલનશીલ નથી અને બળતણ માટે નકામા છે. કોલસાના દડા કેલ્શિયમથી સમૃદ્ધ ખનિજીકૃત જીવન સ્વરૂપો છે, જેમાં મોટે ભાગે કેલ્શિયમ અને મેગ્નેશિયમ કાર્બોનેટ, પાયરાઇટ અને ક્વાર્ટઝ હોય છે. જિપ્સમ, ઇલાઇટ, કાઓલિનાઇટ અને લેપિડોક્રોસાઇટ સહિતના અન્ય ખનિજો પણ કોલસાના દડાઓમાં જોવા મળે છે, જોકે તેની માત્રા ઓછી હોય છે. જો કે કોલસાના દડા સામાન્ય રીતે માણસની મુઠ્ઠીના કદ જેટલા હોય છે, તેમ છતાં તેમના કદમાં ઘણો તફાવત હોય છે, જેમાં અખરોટના કદથી લઈને વ્યાસ સુધીનો સમાવેશ થાય છે. કોલસાના દડા મળી આવ્યા છે જે થિંબલ કરતા નાના હતા. કોલસાના દડાઓમાં સામાન્ય રીતે વિઘટનના વિવિધ તબક્કે ડોલોમાઇટ્સ, એરેગોનાઇટ અને કાર્બનિક પદાર્થોના જથ્થા હોય છે. હૂકર અને બિન્નીએ કોલસાના દાંડાનું વિશ્લેષણ કર્યું અને "શંકુદ્રુમ લાકડા અને ફર્નના ફળોનો અભાવ" શોધી કાઢ્યો અને નોંધ્યું કે શોધાયેલ છોડના પદાર્થો "જે રીતે તેમને ઉત્પન્ન કરનારા છોડમાંથી પડ્યા હતા તે જ રીતે [ગોઠવાયેલા] દેખાય છે". કોલસાના દડા સામાન્ય રીતે છોડના પાંદડાઓને સાચવતા નથી. 1962માં, સર્જિયસ મામે અને એલિસ યોચેલસને ઉત્તર અમેરિકાના કોલસાના દડાઓનું વિશ્લેષણ કર્યું હતું. તેમની દરિયાઇ સજીવોની શોધને કારણે કોલસાના દડાઓનું વર્ગીકરણ ત્રણ પ્રકારમાં કરવામાં આવ્યું હતુંઃ સામાન્ય (કેટલીકવાર ફ્લોરલ તરીકે ઓળખાય છે), જેમાં માત્ર વનસ્પતિ પદાર્થ હોય છે; પ્રાણીઓ, જેમાં માત્ર પ્રાણી અવશેષો હોય છે; અને મિશ્રિત, જેમાં વનસ્પતિ અને પ્રાણી સામગ્રી બંને હોય છે. મિશ્ર કોલસાના દડાઓને આગળ વિજાતીયમાં વહેંચવામાં આવે છે, જ્યાં છોડ અને પ્રાણીની સામગ્રીને સ્પષ્ટ રીતે અલગ કરવામાં આવી હતી; અને સજાતીય, તે વિભાજનનો અભાવ. જાળવણી કોલસાના દડાઓમાં જાળવણીની ગુણવત્તા જાળવણી ન થવાથી સેલ્યુલર માળખાઓનું વિશ્લેષણ કરવામાં સક્ષમ થવા સુધી બદલાય છે. કેટલાક કોલસાના દડાઓમાં સંરક્ષિત મૂળના વાળ, પરાગ અને બીજકણ હોય છે, અને તેને "વધુ કે ઓછા સંપૂર્ણ રીતે સંરક્ષિત" તરીકે વર્ણવવામાં આવે છે, જેમાં "જે છોડ હતો તે નહીં", પરંતુ છોડ પોતે જ હોય છે. અન્ય "વનસ્પતિશાસ્ત્રીય રીતે નકામું" હોવાનું જાણવા મળ્યું છે, જેમાં કાર્બનિક પદાર્થો કોલસાનો દડો બનતા પહેલા બગડ્યા હતા. સારી રીતે સચવાયેલી સામગ્રીવાળા કોલસાના દડા પેલિયોબોટનિસ્ટ્સ માટે ઉપયોગી છે. તેનો ઉપયોગ વનસ્પતિના ભૌગોલિક વિતરણનું વિશ્લેષણ કરવા માટે કરવામાં આવ્યો છેઃ ઉદાહરણ તરીકે, ઉષ્ણકટિબંધીય પટ્ટાના યુક્રેનિયન અને ઓકલાહોમન છોડ એક સમયે સમાન હતા તે પુરાવા પૂરા પાડે છે. કોલસાના દડા પરના સંશોધનથી 130 થી વધુ જાતિઓ અને 350 પ્રજાતિઓની શોધ થઈ છે. ત્રણ મુખ્ય પરિબળો કોલસાના દડામાં સંરક્ષિત સામગ્રીની ગુણવત્તા નક્કી કરે છેઃ ખનિજ ઘટકો, દફન પ્રક્રિયાની ઝડપ અને ખનિજીકરણમાંથી પસાર થતાં પહેલાં સંકોચનની માત્રા. સામાન્ય રીતે, ઓછા સડો અને દબાણ સાથે ઝડપથી દફનાવવામાં આવતા અવશેષોમાંથી પરિણમતા કોલસાના દડા વધુ સારી રીતે સચવાય છે, જો કે મોટાભાગના કોલસાના દડાઓમાં છોડના અવશેષો લગભગ હંમેશા સડો અને પતનના જુદા જુદા સંકેતો દર્શાવે છે. આયર્ન સલ્ફાઇડના જથ્થા ધરાવતા કોલસાના દડાઓ મેગ્નેશિયમ અથવા કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ દ્વારા ખનિજીકૃત કોલસાના દડાઓ કરતાં ઘણી ઓછી જાળવણી ધરાવે છે, જેણે આયર્ન સલ્ફાઇડને "કોલસાના દડા શિકારીના મુખ્ય શાપ" નું બિરુદ આપ્યું છે. વિતરણ કોલસાના દડા સૌપ્રથમ ઇંગ્લેન્ડમાં અને પછીથી વિશ્વના અન્ય ભાગોમાં મળી આવ્યા હતા, જેમાં ઓસ્ટ્રેલિયા, બેલ્જિયમ, નેધરલેન્ડ, ભૂતપૂર્વ ચેકોસ્લોવાકિયા, જર્મની, યુક્રેન, ચીન અને સ્પેનનો સમાવેશ થાય છે. તેઓ ઉત્તર અમેરિકામાં પણ જોવા મળ્યા હતા, જ્યાં તેઓ યુરોપની સરખામણીમાં ભૌગોલિક રીતે વ્યાપક છે; યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં, કેન્સાસથી ઇલિનોઇસ બેસિનથી એપલેચીયન પ્રદેશ સુધી કોલસાના દડા મળી આવ્યા છે. સૌથી જૂના કોલસાના દડા નામુરિયન તબક્કાના પ્રારંભિક અંત (326 થી 313 માયએ) ના હતા અને જર્મની અને ભૂતપૂર્વ ચેકોસ્લોવાકિયામાં શોધાયા હતા, પરંતુ તેમની ઉંમર સામાન્ય રીતે પર્મિયન (299 થી 251 માયએ) થી અપર કાર્બોનિફેરસ સુધીની હોય છે. યુ. એસ. ના કેટલાક કોલસાના દડા વેસ્ટફેલિયનના પછીના અંત (આશરે 313 થી 304 માયએ) થી પછીના સ્ટેફનિયન (આશરે 304 થી 299 માયએ) સુધીની ઉંમરમાં બદલાય છે. યુરોપિયન કોલસાના દડા સામાન્ય રીતે વેસ્ટફેલિયન તબક્કાના પ્રારંભિક અંતના હોય છે. કોલસાની સીમમાં, કોલસાના દડા સંપૂર્ણપણે કોલસાથી ઘેરાયેલા હોય છે. તેઓ ઘણીવાર અલગ જૂથોમાં સમગ્ર સીમમાં અવ્યવસ્થિત રીતે વેરવિખેર જોવા મળે છે, સામાન્ય રીતે સીમના ઉપલા ભાગમાં. કોલસાની સીમમાં તેમની ઘટના અત્યંત છૂટાછવાયા અથવા નિયમિત હોઈ શકે છે; ઘણા કોલસાની સીમમાં કોલસાના દડા ન હોવાનું જાણવા મળ્યું છે, જ્યારે અન્યમાં કોલસાના ઘણા દડા હોવાનું જાણવા મળ્યું છે કે ખાણિયાઓ આ વિસ્તારને સંપૂર્ણપણે ટાળે છે. વિશ્લેષણાત્મક પદ્ધતિઓ પાતળા વિભાજન એ કોલસાના દડાઓમાં સમાવિષ્ટ અશ્મિભૂત સામગ્રીનું વિશ્લેષણ કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતી પ્રારંભિક પ્રક્રિયા હતી. આ પ્રક્રિયામાં હીરાની આરીથી કોલસાના દાંડાને કાપવાની જરૂર હતી, પછી પાતળા ભાગને અપઘર્ષક સાથે સપાટ અને ચમકાવવાની જરૂર હતી. તેને સ્લાઇડ પર ચોંટાડવામાં આવશે અને તપાસ માટે પેટ્રોગ્રાફિક માઇક્રોસ્કોપ હેઠળ મૂકવામાં આવશે. આ પ્રક્રિયા મશીન દ્વારા કરી શકાતી હોવા છતાં, મોટા પ્રમાણમાં જરૂરી સમય અને પાતળા વિભાજન દ્વારા ઉત્પાદિત નમૂનાઓની નબળી ગુણવત્તાએ વધુ અનુકૂળ પદ્ધતિને માર્ગ આપ્યો. પાતળા ભાગની તકનીકને 1928માં હવે સામાન્ય પ્રવાહી-છાલની તકનીક દ્વારા રદ કરવામાં આવી હતી. આ તકનીકમાં, હીરાની આરી સાથે કોલસાના દડાની સપાટીને કાપીને, સિલિકોન કાર્બાઇડ સાથે કાચની પ્લેટ પર કાપેલી સપાટીને સરળ પૂર્ણાહુતિ સુધી ગ્રાઇન્ડીંગ કરીને અને કટ અને સપાટીને હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડથી કોતરીને છાલ મેળવવામાં આવે છે. એસિડ કોલસાના દડાથી ખનિજ દ્રવ્યને ઓગળી જાય છે, જેનાથી છોડના કોષોનું પ્રક્ષેપિત સ્તર છોડી જાય છે. એસીટોન લાગુ કર્યા પછી, સેલ્યુલોઝ એસીટેટનો ટુકડો કોલસાના દડા પર મૂકવામાં આવે છે. આ કોલસાના દડામાં સંરક્ષિત કોષોને સેલ્યુલોઝ એસિટેટમાં એમ્બેડ કરે છે. સૂકવ્યા પછી, સેલ્યુલોઝ એસિટેટને રેઝરથી કોલસાના દડાથી દૂર કરી શકાય છે અને મેળવેલી છાલને ઓછી એસિડિટીના ડાઘથી રંગીન કરી શકાય છે અને માઇક્રોસ્કોપ હેઠળ અવલોકન કરી શકાય છે. આ પદ્ધતિથી કોલસાના દાંડામાંથી 50 છાલ સુધી કાઢી શકાય છે. જો કે, જો તેમાં કોઈ આયર્ન સલ્ફાઇડ (પાયરાઇટ અથવા માર્કાસાઇટ) હોય તો છાલ સમય જતાં બગડી જશે. શા ચિતાલેએ આયર્ન સલ્ફાઇડ સહિત અકાર્બનિક ખનિજોમાંથી કોલસાના ગોળા દ્વારા સંરક્ષિત કાર્બનિક પદાર્થોને અલગ કરવા માટે પ્રવાહી-છાલ તકનીકમાં સુધારો કરીને આ સમસ્યાનું સમાધાન કર્યું હતું. આ છાલને લાંબા સમય સુધી તેની ગુણવત્તા જાળવી રાખવાની મંજૂરી આપે છે. ચિતાલીનું પુનરાવર્તન કોલસાના દડાની સપાટીને એક સરળ પૂર્ણાહુતિ સુધી ગ્રાઇન્ડ કર્યા પછી શરૂ થાય છે. તેની પ્રક્રિયામાં અનિવાર્યપણે ગરમીનો સમાવેશ થાય છે અને પછી કોલસાના દડામાં ઝાયલીનમાં પેરાફિનના દ્રાવણના બહુવિધ ઉપયોગો કરવામાં આવે છે. દરેક અનુગામી એપ્લિકેશનમાં ઝાયલીનમાં પેરાફિનની વધુ સાંદ્રતા હોય છે જેથી મીણ કોલસાના દડામાં સંપૂર્ણપણે ફેલાઈ શકે. નાઈટ્રિક એસિડ અને પછી એસીટોનને કોલસાના દડા પર લાગુ કરવામાં આવે છે. તે પછી, પ્રક્રિયા ફરીથી પ્રવાહી છાલ તકનીકમાં ભળી જાય છે. કોલસાના દડાઓનું વિશ્લેષણ કરવા માટે એક્સ-રે પાવડર વિવર્તનનો પણ ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. પૂર્વનિર્ધારિત તરંગલંબાઇના એક્સ-રે તેની રચનાની તપાસ કરવા માટે નમૂના દ્વારા મોકલવામાં આવે છે. આ સ્ફટિકીય માળખું, રાસાયણિક રચના અને ચકાસાયેલ સામગ્રીના ભૌતિક ગુણધર્મો વિશેની માહિતી દર્શાવે છે. એક્સ-રે પેટર્નની વેરવિખેર તીવ્રતાનું નિરીક્ષણ અને વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે, જેમાં ઘટના અને વેરવિખેર કોણ, ધ્રુવીકરણ અને તરંગલંબાઇ અથવા ઊર્જાનો સમાવેશ થાય છે. આ પણ જુઓ પેટ્રિફાઇડ લાકડાના સંદર્ભો ગ્રંથસૂચિ વધુ વાંચન કાર્બોનિફેરસ ભૂસ્તરશાસ્ત્ર ખનિજશાસ્ત્ર છોડનો અશ્મિભૂત રેકોર્ડ