ปริศนาฟอสซิล: ไม้กลายเป็นหิน หรือ หินกลายเป็นไม้ (และหลักการของ “ถ่านอัดแท่ง”)

คำว่า “ไม้กลายเป็นหิน” นี้ เป็นคำที่ผมได้ยินมาตั้งแต่สมัยเด็กๆชั้นประถมปีที ๑ ที่กำลังตัดสินใจว่าจะเอาดีทางเรียนหนังสือ หรือว่าไปเป็นคาวบอยนักเลี้ยงวัว อันไหนดีกว่ากัน

จึงต้องไปลองฝึกหัดเลี้ยงวัวกับพ่อ ในป่าโคกทางทิศเหนือของหมู่บ้านที่ผมเกิด ที่บ้านขอนไทร ตำบลโค้งยาง อำเภอสูงเนิน จังหวัดนครราชสีมา

ในขณะเดินตามร่องน้ำ จะพบหินที่มีลักษณะคล้ายคลึงกับ “ไม้” โดยเฉพาะส่วนที่เป็นลายและเส้นเนื้อไม้ แต่มีความแข็งเหมือนหิน

พ่อผมบอกว่า นั่นคือ "ไม้กลายเป็นหิน"

ผมเลยชอบเก็บมาเล่นเป็นประจำ เพราะดูแปลกดี

เมื่อผมมาเรียนวิชาธรณีวิทยาที่มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ อาจารย์ที่สอนก็บอกเป็นภาษาอังกฤษให้เรียกหินชนิดนี้ว่า Petrified wood

เมื่อไปเยี่ยมพิพิธภัณฑ์ที่ไหน ก็จะพบคำนี้เสมอๆ ทั้งภาษาไทย และอังกฤษควบคู่กัน

แต่เมื่อผมมาพิจารณาเนื้อหาสาระของหินชนิดนี้ดูแล้ว ผมกลับคิดว่าการใช้คำนี้เรียกหินชนิดนี้ โดยเฉพาะในภาษาไทยนั้น น่าจะไม่ตรงกับความจริงของกระบวนการเกิดของมันครับ

เพราะกระบวนการเกิดนั้นกลับกัน

โดยส่วนประกอบของหินชนิดนี้ไม่น่าจะมีความเป็นไม้เหลืออยู่มากนัก มีความเป็นหินมากกว่า ที่น่าจะเรียกว่า หินกลายเป็นไม้

ทั้งนี้น่าจะเนื่องมาจาก

• ไม้ที่มีโครงสร้างค่อนข้างแข็ง ที่ทนต่อการย่อยสลายตามธรรมชาติ และฝังอยู่ในชั้นดินที่มีแร่ซิลิกา (Silica) จะมีการแทรกซึมของแร่ซิลิก้าเข้ามาแทรกในเนื้อไม้จนเต็มโครงสร้างเดิม
• และส่วนที่เป็นเนื้อไม้เดิมก็จะมีการย่อยสลาย หรือผุพังชะล้างไปตามกาลเวลา จนเหลือแต่ส่วนที่เป็นซิลิกา หรือ ที่เราเรียกว่าหินนั่นเอง
• ดังนั้นสิ่งที่เหลืออยู่ให้เราเห็นจึงเป็น “หิน” ที่เกิดจากแร่ซิลิกา ที่วางโครงสร้างคล้ายไม้

จึงน่าจะเรียกว่า “หินกลายเป็นไม้”

แล้วคำว่า “ไม้กลายเป็นหิน” น่าจะนำไปเรียกอะไร

ก็ ถ่านหิน ไงครับ

ก้อนถ่านหินที่ไม่เหลือสภาพของความเป็น "ไม้" หรือ "พืช"

• เพราะเกิดจากการทับถมของวัสดุอินทรีย์ ใบไม้ กิ่งไม้ อัดแน่นกันเป็นเวลานานหลายร้อยล้านปี อย่างน้อยตั้งแต่ยุคคาร์บอนนิเฟอรัส (Carboniferous) จนแข็งเป็นหิน
• แทบไม่พบโครงสร้างของไม้ให้เห็นด้วยตาเปล่า
• มีแต่สีดำของคาร์บอนที่มาจาก “ไม้” ที่น่าจะอธิบายตามกระบวนการเกิดได้ว่าเป็น “ไม้กลายเป็นหิน”
• เมื่อนำมาเผาก็จะให้ความร้อนและพลังงานสูง เช่น ลิกไนท์ (Lignite) บิทูมินัส (Bituminous) และ แอนทราไซท์ (Anthracite)

แต่เราไม่สามารถนำ Petrified wood (หรือ ไม้ที่กลายเป็นหิน) มาเผาให้ได้พลังงานได้ เพราะมวลสารของมันเป็น “หิน” จึงควรเรียกว่า “หินกลายเป็นไม้” จึงจะตรงกับความเป็นจริง

และเรียกถ่านหินชนิดต่างๆว่า “ไม้กลายเป็นหิน” แทน

ด้วยความจริงที่ว่า แท่งหินเหล่านั้น

• แต่เดิมเคยเป็นกิ่งไม้ใบไม้มาก่อน
• ยังคงมีคาร์บอนมาก และ
• ให้พลังงานได้จากการเผา เช่นเดียวกับไม้
• จึงสมควรเรียกว่า “ไม้กลายเป็นหิน” ดังความเป็นจริงปรากฏเช่นนั้น

ลักษณะดังกล่าวยังพบในฟอสซิลกระดูกหรือซากสัตว์โบราณ เช่นเดียวกัน

คือ มีการแทรกซึมของซิลิกา หรือแร่หินชนิดอื่นๆ เช่นหินปูนเข้ามาในโครงสร้างเดิมของพืชและสัตว์ จนทำให้มีรูปร่างคล้ายคลึงกับโครงสร้างเดิมของสัตว์เหล่านั้น

ที่ขนานนามว่า ฟอสซิล หรือ ซากสัตว์โบราณ

ซึ่งแท้ที่จริงแล้ว

• ส่วนที่เป็นซากสัตว์หรือพืชโบราณนั้นเหลืออยู่น้อยมาก
• มีแต่ส่วนที่เป็นหินแร่ที่แทรกซึมเข้ามา
• ทำหน้าที่ในการรักษาลักษณะของซากสัตว์โบราณไว้เท่านั้น

ที่ควรเรียกตามกระบวนการเกิดว่า “หินกลายเป็นกระดูก” แทนคำว่า “กระดูกกลายเป็นหิน”

ถึงขั้นนี้ ผมขอออกตัวก่อนเลยว่า ที่ดิดดังๆมานี้ มิได้มีความประสงค์จะเปลี่ยนคำเรียกที่ยอมรับและใช้กันแพร่หลาย แต่อย่างใด

เพียงแต่อยากจะเห็นการจัดการความรู้ ให้เกิดความเข้าใจที่ถูกต้องในกระบวนการธรรมชาติเท่านั้น เพื่อจะได้นำมาอธิบายและปรับใช้ในชีวิตสมัยใหม่ได้

โดยเฉพาะถ่านหิน และ ไม้ที่กลายเป็นหินนั้น มีหลักการเกิดที่น่าสนใจมาก

คือ ไม้อะไรก็ได้ เนื้อแข็งก็ได้ เนื้ออ่อนก็ได้ ใบไม้ก็ได้ เมื่อมีการอัดแน่นแล้ว จะให้พลังงานสูงใกล้เคียงกัน

และยิ่งอัดแน่นมากจากพีท (Peat) จนกระทั่งเกิดเป็น แอนทราไซท์ ( Anthracite) นั้น จะให้พลังงานสูงที่สุด ที่ไม่ต้องไปคำนึงว่าเกิดจากไม้ หรือวัสดุอินทรีย์ชนิดใด

ทำให้เกิดความคิดในการทำ “ถ่านอัดแท่ง”

 

ภาพถ่านอัดแท่งที่ผลิตจากผงถ่าน

ที่สามารถลบล้างความคิดเดิมที่ว่า “คุณภาพถ่านขึ้นอยู่กับชนิดของไม้” ที่มาจากประสบการณ์ที่ว่า ไม้เนื้อแข็ง ให้ถ่านที่ดีกว่าไม้เนื้ออ่อน

แต่ถ้าเราทำให้ถ่านมีเนื้อแน่นเท่าๆกันโดยการอัดแล้ว พลังงานต่อปริมาตรของถ่านน่าจะใกล้เคียงกัน

เพราะโดยหลักการก็คือ พลังงานที่ได้มาจากจำนวนโมเลกุลคาร์บอนที่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจน เกิดเป็นคาร์บอนไดออกไซด์

ถ้าเราสามารถทำให้แน่นจนมีจำนวนคาร์บอนใกล้เคียงกัน พลังงานที่ได้ก็น่าจะใกล้เคียงกัน แบบว่า "คุณภาพถ่านขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของถ่าน"

เราจึงไม่ต้องไปรอหรือไปหาไม้เนื้อแข็งในป่า หรือที่โตช้ามาทำเป็นถ่านอีกต่อไป

ในหลักการนี้ เราสามารถผลิตถ่านที่มีคุณภาพสูงจากวัสดุอินทรีย์ทุกชนิด ไม่ว่าจะเป็นไม้เนื้ออ่อน เศษไม้ ใบไม้ ที่มีความหนาแน่นของคาร์บอนน้อย หรือ ไม้เนื้อแข็งที่มีความหนาแน่นของคาร์บอนมาก

ที่ในกลุ่มเกษตรกรเรียกการผลิตถ่านแบบนี้ว่า “การผลิตถ่านพิทักษ์โลก” ที่รวมความถึงการนำน้ำส้มควันไม้มาใช้ทดแทนสารเคมี สารพิษกำจัดศัตรูพืช

นี่คืออีกบทเรียนหนึ่งของการนำกระบวนการธรรมชาติมาปรับใช้ในชีวิตสมัยใหม่ได้เป็นอย่างดี

น่าคิดนะครับ

เมื่อทราบถึงกระบวนการเกิดของถ่านหินและฟอสซิลแล้ว

 ท่านคิดว่า อะไรคือ “ไม้กลายเป็นหิน” หรือ อะไรคือ “หินกลายเป็นไม้” ครับ

ใครตอบได้ ไปรับรางวัลที่กรมทรัพยากรธรณี ครับ อิอิ