Le charbon provient de l’accumulation massive de végétaux terrestres morts, principalement des arbres. Cette matière organique s’est déposée dans des bassins sédimentaires terrestres (continentaux) à faible profondeur d’eau. Ces bassins étaient proches de la mer (bassins paraliques) et pouvaient se présenter sous la forme de grandes lagunes, ou encore à l’intérieur des terres (bassins limniques) sous la forme de marécages ou de lacs. En fonction des variations du climat, par exemple une pluviométrie devenant très forte, on pense que d’immenses forêts ont été englouties, et leurs débris accumulés dans ces bassins et rapidement recouverts de masses de boues et de sables.
Cet enfouissement rapide et précoce les a mis à l’abri de l’air, ce qui leur a évité de pourrir rapidement. Dans les bassins paraliques, ce sont des affaissements brutaux du bassin qui ont pu provoquer une invasion marine décimant la forêt. Après ces épisodes catastrophiques, la forêt s’est reconstituée jusqu’à un nouveau désastre, et ainsi de suite. Ce phénomène de répétition explique pourquoi, dans le sous-sol, les couches de charbon alternent avec des couches d’argiles ou de grès (sables consolidés).
Le bassin sédimentaire s’enfonce ensuite peu à peu sous le poids des sédiments, et les couches de végétaux morts se transforment progressivement sous l’effet de la pression et de la température qui augmentent. La cellulose du bois se transforme d’abord en acides humiques (produits de sa décomposition incomplète, qui donnent aux sols leur couleur brune), puis en bitumes, et enfin en carbone élémentaire. Le processus est très long : ce sont les charbons les plus anciens qui ont la teneur en carbone la plus élevée (90 à 95 %).
Une énergie formée à l'époque du CarbonifèreLa période
bénie
pour la genèse
de charbon, c’est
le Carbonifère (qui veut dire « apporteur de charbon »),
il y a 360 à 290 millions d’années. Mais des quantités
moindres de charbon ont continué à se former à certains
endroits de la terre, à toutes les époques qui ont suivi :
au Permien (290-250 millions d’années) et pendant toute
l’ère secondaire (Mésozoïque, 250 à 65 millions
d’années). Les accumulations végétales enfouies à l’ère
tertiaire (Cénozoïque), c'est-à-dire il y a moins de
65 millions d’années, sont en général moins évoluées :
ce sont souvent des lignites, qui contiennent encore beaucoup de matières
volatiles (bitumes et résidus ligneux) et dont la teneur en carbone
est plus faible. Mais on trouve aussi des charbons du Tertiaire d’excellente
qualité, mûris prématurément par des échauffements
dus à la tectonique : charbons paléocènes (65 à 55 millions
d’années) de Colombie et du Venezuela, ou charbons miocènes
(20 millions d’années) d’Indonésie. Enfin, les
accumulations récentes (il y a 10 000 ans jusqu’à nos
jours) sont très riches en débris fibreux : ce sont
les tourbes, qui ne contiennent pas de carbone élémentaire.
Elles n’ont pas été assez enfouies pour cela. La tourbe
provient de tourbières, sortes de sols marécageux permanents
où s’accumulent non pas les résidus de forêts,
mais des végétaux comme des mousses (sphaignes) et des herbes. |