Černé uhlí vzniklo v dnešní hornoslezské pánvi přibližně před 320 miliony lety v období zvaném svrchní karbon. Vytvořilo se z nahromaděné hmoty stromovitých kapraďorostů, jejichž kmeny zapadly do mělkého močálu. Bez přístupu vzduchu se v něm postupně přeměnily na rašelinu a nakonec na uhlí. Jedny z největších evropských uhelných slojí, které vystupují na zemský povrch, se nacházejí na kopci Landeku. Snadná dostupnost zdejšího uhlí zásadně ovlivnila historický, ekonomický a sociální vývoj celého okolního regionu na více než dvě staletí moderní doby.
Černé uhlí, někdy také označované jako kamenné uhlí, je hořlavá sedimentární hornina složená především z uhlíku (80–90 %), dále z vodíku, kyslíku, síry a dalších chemických prvků.
Počátky tvorby černého uhlí na území dnešní hornoslezské pánve sahají do prvohorního období zvaného svrchní karbon před přibližně 320 miliony let. Tehdejší nížinná krajina hornoslezské pánve vypadala zcela jinak než dnes. Z jedné strany přiléhala k mohutnému pohoří, zatímco na druhé ji lemovalo moře. Řeky přitékající z hor se při povodních rozlévaly do široké údolní nivy, v níž napájely několik jezer. V místech, kde nížina přecházela do moře, se vytvářely soustavy bažinatých lagun, v kterých rostly obří kapraďorosty – přesličky, plavuně, kapradiny. Nejvyšší z těchto rostlin dosahovaly výšky okolo 40 metrů. Jejich kmeny a větve se v důsledku přirozeného stárnutí nebo při náhlých bouřích lámaly a zapadaly do bahna.
Odumřelé rostliny se bez přístupu vzduchu a kyslíku nerozkládaly, ale postupně se přeměňovaly v hmotu podobnou rašelině. Jak postupně klesalo do větších hloubek, vytěsňovala se z něj díky zvyšujícím se tlakům a teplotám voda a jiné látky, naopak rostl podíl uhlíku. Z původních rostlinných zbytků se postupně stávalo uhlí, zatímco okolní bahno se přeměnilo ve zpevněné pískovce, slepence a jílovce. Pro vznik uhelné sloje o tloušťce jednoho metru bylo zapotřebí asi třicetimetrové vrstvy rašeliny. Čím déle celý proces probíhal, tím kvalitnější uhlí vznikalo. Nejdokonalejší produkt zuhelňování představuje grafit (tuha) s téměř stoprocentním obsahem uhlíku.
Různá prostředí během vytváření uhlí nejenže existovala současně vedle sebe, zároveň se v průběhu času střídala i na stejném místě. Tyto změny v čase dokládá posloupnost vrstev. Na začátku vývoje pánve dokonce docházelo k mnohačetným mořským záplavám, takže se v souvrství objevují i vrstvy s mořskými zkamenělinami.
Přeměnu biologického materiálu na uhlí zjednodušeně vyjadřuje rovnice:
biologický materiál (celulóza) = oxid uhličitý + voda + metan + uhlík (uhlí)
Celý proces lze vyjádřit touto posloupností:
dřevo → rašelina → lignit (nejmladší hnědé uhlí) → hnědé uhlí → přechodné typy uhlí → černé uhlí → antracit → grafit (tuha)
V hornoslezské pánvi se postupně během 40 milionů let vytvořilo přes 400 uhelných vrstev – tzv. slojí, které jsou prokládány jinými horninami. Tyto sloje mají různou tloušťku. Ostravské jsou starší, obsahují kvalitnější uhlí a mají menší mocnost slojí, maximálně něco přes jeden metr. Karvinské souvrství je mladší, má sloje s mocností 2 až 8 metrů. Celé souvrství dosahuje mocnosti přes tři kilometry. K těžbě je však vhodných jen něco přes 80 slojí.
Jednotlivé vrstvy hornin se na sebe původně ukládaly vodorovně, jejich polohu však během milionů let dramaticky proměňovaly velké geologické procesy. V prvohorách nejprve došlo k jejich zvrásnění do podoby pohoří, které se během druhohor a třetihor zčásti snížilo v důsledku eroze. Na konci třetihor (přibližně před 20 miliony let), v průběhu tzv. karpatského vrásnění, se pak na zbytky těchto vrstev nasunuly od jihu další vrstvy, které je překryly.
Také proto můžeme v současnosti původní karbonské horniny pozorovat jen na Landeku, kde byly obnaženy díky erozní činnosti řeky Odry, zatímco na ostatních místech Ostravska je překrývají jiné horniny. Právě díky přirozenému odkrytí byly tyto vrstvy v 18. století objeveny a postupně v nich byla zahájena těžba. Dále na jihu jsou karbonské vrstvy již zatlačeny do velkých hloubek pod Beskydy.
Existence uhelných slojí obohacuje geologickou pestrost regionu, zejména však zcela zásadně ovlivnila jeho historický, ekonomický a sociální vývoj během několika posledních staletí.
Odkry na Landeku na němž vystupují uhelné sloje na povrch (foto Radim Lokoč)
Vrch Landek u Petřkovic ve východní části Hlučínska je po několik staletí spojen s těžbou černého uhlí. Landek je světovým unikátem, jelikož se zde nacházejí jedny z největších evropských uhelných slojí, které vystupují na zemský povrch. Právě zde bylo v pravěku poprvé použito černé uhlí jako palivo. V roce 1782 se Landek stal vůbec prvním místem v regionu, kde bylo započato s dolováním. Těžba zde pak trvala nepřetržitě až do roku 1991, kdy došlo k vyčerpání zdejších uhelných zásob. Dnes je v areálu bývalé šachty umístěno hornické muzeum.
Zdejší nejspodnější, tzv. petřkovické vrstvy obsahují až třicet ložisek (tzv. slojí) černého uhlí s průměrnou mocností kolem 70 cm. Pokud bychom sečetli tloušťky jednotlivých slojí, jednalo by se o uhelný pás vysoký zhruba 21 metrů – dobyvatelná je však pouze jeho část. Zdejší černé uhlí je vysoce kvalitní, v minulosti se používalo zejména na výrobu koksu.Těsně pod nejvýraznější uhelnou slojí uprostřed profilu je odkryta vrstva jílovce, v níž jsou patrné zkamenělé úlomky větví a kůry stromovitých plavuní a stonky přesliček, které kdysi zapadly do bahnitých močálů.
Otisk kůry stromovití plavuně (foto Jakub Kubačka)
