Le tre principali forme di combustibili fossili - carbone, petrolio e gas naturale - si sono formate durante il periodo carbonifero, che prende il nome dal carbonio, un elemento comune trovato in tutti i combustibili fossili. Si sono formati da resti organici di piante e animali che sono stati convertiti in carbone, petrolio o gas naturale mediante l'esposizione al calore e la pressione della crosta terrestre per milioni di anni. La radice organica dei combustibili fossili spiega la presenza di carbonio, ma altri elementi, come l'idrogeno, lo zolfo, l'azoto e l'ossigeno sono anche componenti dei combustibili fossili.

Carbone

Secondo la Penn State College of Earth and Mineral Sciences, il carbone è composto da carbonio, idrogeno, azoto, zolfo e ossigeno. Esistono tre tipi di carbone, ognuno dei quali ha una propria composizione chimica. L'antracite ha più carbonio, mentre la lignite è la più bassa in carbonio, ma più alta in idrogeno e ossigeno. Il contenuto di carbone bituminoso si trova tra l'antracite e la lignite. Il carbone ha anche un certo contenuto di minerali, che è comunemente quarzo, pirite, minerali argillosi e calcite. Elementi come ferro e zinco che rimangono nella torba, o strati di piante decomposte, che alla fine si trasformano in carbone, potrebbero combinarsi per creare questi minerali.

Gas naturale

Come il carbone, il gas naturale è costituito da carbonio, idrogeno, azoto, zolfo e ossigeno. Non ha contenuto di minerali come il carbone, e invece di una sostanza dura e nera, il gas naturale è più leggero dell'aria, secondo la California Energy Commission. Non ha odore e non puoi vederlo, e si trova vicino al petrolio sotterraneo. Gli elementi di carbonio e idrogeno nel gas naturale si combinano tipicamente per formare gas metano, o CH4, che è altamente infiammabile.

Oil

L'olio, o petrolio, è costituito anche da carbonio, idrogeno, zolfo, ossigeno e azoto, ma è in forma liquida. Sia il petrolio che il gas naturale si trovano sottoterra tra le pieghe delle rocce o all'interno di rocce porose che contengono l'olio. Quando le diatomee, creature marine come il fitoplancton, muoiono e cadono sul fondo del mare, alla fine vengono sepolte in sedimenti e rocce. Sotto forte pressione e calore, questi strati di diatomee diventano olio o gas naturale. Se le condizioni sono troppo calde, è più probabile che l'olio diventi gas. L'olio viene estratto e quindi raffinato in benzina, cherosene o altri prodotti.

Combustione

La combustione si verifica quando i combustibili fossili vengono bruciati e gli elementi dei combustibili fossili si ossidano o si combinano con l'ossigeno. Quando il carbone viene bruciato, il carbonio si ossida per formare anidride carbonica o CO2. Allo stesso modo, l'azoto diventa ossido di azoto o NO2 e lo zolfo diventa anidride solforosa o SO2. Il contenuto di minerali presenti nel carbone e nell'olio diventa cenere.