本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
今年圣诞节，你是否调皮（或幸运）地在袜子里得到了一些煤？恭喜你！煤是一种迷人的岩石，它告诉我们很多关于它所在地区过去地质时代的信息。
你可能不会认为圣诞老人能够在当地找到他的煤——毕竟，它是一种需要有大量茂盛植物的沼泽或湿地的岩石。这并不是你在北极附近会找到的东西！但是仅仅 650 英里之外，在通往挪威的半路上，你会发现一个岛屿，它提供了圣诞老人所需的所有煤炭。那是被冰川覆盖的斯瓦尔巴群岛，而且当他第一次寻找煤炭时，圣诞老人甚至不需要挖掘。 它就在眼前
在主岛斯匹茨卑尔根岛的西侧，煤层暴露在几个地点的山腰上，特别是在岛中央被称为伊斯峡湾的大峡湾周围。对于熟悉煤炭外观的欧洲人来说，这些煤层露头很容易被发现。斯瓦尔巴的煤炭最早被 17 世纪的捕鲸者提到，他们在船上使用了它。
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当你第一次登上这个岛屿时，你不会想到煤。它比同纬度的其他地方稍微暖和一点，但是 它的气候仍然非常北极。生长季节有时以周而不是月来衡量。植物没有太多时间生长。你不会发现人口密集的沼泽或湿地。那么煤是如何来到这里的呢？
气候变化和板块构造的结合提供了答案。
斯瓦尔巴是一个旅行频繁的岛屿。我们不知道它在地球上的所有位置，但我们知道，六亿年前，它在南极附近——真的是在“寒冷”。在过去的 5 亿年中，它逐渐向北移动，并在泥盆纪时期在赤道附近停留了一段时间。冰冷的南极沙漠一度变成了炎热的赤道沙漠。在早期的石炭纪，斯瓦尔巴回到了热带，新进化的植物充分利用了这一优势，在翠绿的沼泽中繁荣生长。
石炭纪斯瓦尔巴的沼泽在当今世界任何地方都没有类似的例子：不仅无籽植物和蕨类植物在这个群落中极其重要，而且没有鸟儿歌唱或昆虫发出嗡嗡的翅膀声。鸟类直到 1 亿年后的侏罗纪时期才出现，而石炭纪沼泽中的所有昆虫都长着固定的翅膀。
随着斯瓦尔巴继续向北的长途跋涉，沼泽被沉积物掩埋，植物物质被压缩并被轻轻地煮成煤。
但这并不是我们正在寻找的北极煤。它现在在北极，但它形成于很久以前并且非常遥远的地方。然而，斯瓦尔巴是煤炭的故乡，这些煤炭要么非常接近，要么在北极圈内形成！让我们快进到古近纪，大约 6000 万年前，当时斯瓦尔巴到达了北纬 65-68°。你可能会认为，横跨北极圈，天气会太冷而无法形成煤炭，但这是一个地球温度远高于今天的时代。斯瓦尔巴温暖、潮湿，并且由于构造力的作用，形成了一个深盆地，这为产生煤炭的植物的繁荣生长提供了完美的场所。沿海平原拥有厚厚的泥炭沼泽，可以延伸超过三英里。它们经常变成隆起的沼泽，从而阻止了不断逼近的海洋，并使更厚的泥炭得以积累。有时，沼泽会被淹没，变成沼泽。所有这些植物材料然后被埋在沉积物下，在那里形成了 100% 在北极制造的煤炭。
后来的侵蚀和抬升会露出煤层，圣诞老人可以轻松地获取它们，甚至在为该地区供电的矿山开采之前。即使在大多数矿山关闭的情况下，圣诞老人也不会有任何收集当地煤炭的问题：如果他能够安全地从烟囱下去，我确信他可以毫无问题地参观旧的矿井。
所以，如果你今年在袜子里得到了煤，那就庆祝一下吧！这是一个罕见的例子，表明在适当的条件下，煤可以在一些非常不可能的地方形成。