Pierwszy "lubelski" ocean
Nie bez powodu w poprzednim rozdziale wspomniałem o epoce orosiru eonu paleoproterozoicznego. Będzie on brzemienny w skutki dla naszego regionu z powodu formowania się superkontynentu Kolumbii i związanych z nim licznych zderzeń mniejszych paleokontynentów, zamykaniem oceanów i powstawaniem nowej skorupy kontynentalnej. Wspomniałem o bardzo starożytnym jeszcze eoarchaicznym protokontynencie Sarmacji. W tym czasie, po długich i nieznanych bliżej wędrówkach po powierzchni planety Sarmacja około 2000 MYA z impetem przywaliła swoim obecnie północnym krańcem w drugi protokontynent Wołgouralii. Ponieważ Wołgouralia obejmowała dużą część Rosji europejskiej po góry Ural, była to prefiguracja „odwiecznej” miłości i nienawiści narodów ukraińskiego i rosyjskiego, odtąd Wołgouralia i Sarmacja na zawsze już razem tworzyły Wołgosarmację. Tymczasem na jej przeciwległym brzegu i z bliżej nieznanego kierunku geograficznego (w dzisiejszym ustawieniu Europy jest to północny zachód) pojawił się kolejny kandydat do zbliżenia – Fennoskandia. Pamiętacie, że jej północno wschodnia część też jest archaicznie stara. Wciąż pytacie, gdzie jest ta Lubelszczyzna?
Odpowiedź będzie, ale jeszcze 2 akapity opowieści. Lubelszczyzna już jest, a właściwie będzie się tworzyć na oceanie między Fennoskandią i Wołgosarmacją. Woda oddzielająca te dwa kontynenty została bardzo pięknie nazwana Oceanem Swekofeńskim. Jego dno było zasłane grubymi warstwami osadów i podzielone strefami subdukcji, przy których jak pamiętacie z lekcji działania Ziemi wyrastały wyspy wulkaniczne. Stref subdukcji na oceanie musiało być kilka, a i nie można wykluczyć, że okresowo powstawały na nim także ryfty oceaniczne. Kierunki ruchu płyt litosferycznych na oceanie były przez to skomplikowane, lecz ogólnie dawało się zauważyć iż Wołgosarmacja i Fennoskandia miały się ku sobie.
Kiedy przez 200 MY Wołgosarmacja podążała na nieuchronne spotkanie fennoskandzkiego sąsiada najpierw został pochłonięty ostatni fragment oceanicznego dna ciągnący ją do pierwszej strefy subdukcji. Gdy proces pożerania dna oceanu dotarł do krawędzi kontynentu, jego lekka i sztywna skorupa stawiła opór – kierunek subdukcji został odwrócony. Teraz nadległa dotąd płyta oceaniczna została wygięta i wciągnięta pod Wołgosarmację a wraz z nią wszelki śmieć osadowy i wulkaniczny został zdarty, spiętrzony lub zatopiony. Teraz ze strefy subdukcji migrował do góry przetopiony materiał skalny - powstawały wielkie intruzje magmowe, które stygły w postaci olbrzymich granitoidowych ciał wśród skał osadowych, a te z kolei ulegały pod wpływem temperatury i ciśnienia przeobrażeniu. Ten proces formował na krawędzi Wołgosarmacji wysokie i szerokie łańcuchy górskie typu andyjskiego poprzetykane wulkanami. Uformowany w ten sposób kompleks skalny złożony z części dna Oceanu Swekofeńskiego, którą moglibyśmy nazwać Oceanem Lubelskim, do dzisiaj tworzy szerokie na 150 km północne obrzeże starej Wołgosarmacji. Zachodni brzeg tego kompleksu tkwi właśnie głęboko pod łąkami, polami, lasami i miasteczkami wschodniej Lubelszczyzny i jest jej najstarszym elementem – huraaa! Wreszcie coś! Chodźmy więc zobaczyć gdzieś naszego lubelskiego Matuzalema! Muszę ostudzić zapał wszelkich amatorów turystyki geologicznej – te stare skały są strasznie głęboko i nie zobaczycie nigdzie tablicy „Rezerwat geologiczny – Najstarsze skały Lubelszczyzny”.
Lubelskie wychodzi z wody
Skąd więc w ogóle to wiemy? Z pewnym zażenowaniem stwierdziłem, że dopiero głębokie otwory wiertnicze u naszych wschodnich sąsiadów zasugerowały polskim uczonym możliwość istnienia tego samego fenomenu po naszej stronie granicy. Na szczęście już w XXI-szym wieku w Polsce wykonano duże badania anomalii magnetycznych, grawitacyjnych i sejsmicznych wschodniej części kraju i stwierdzono, że rozpoznane na Ukrainie i Białorusi struktury rzeczywiście przedłużają się na Lubelszczyźnie. Wiemy dzięki temu, że tak zwane (od miejsc odwiertów) „ośnicko-mikaszewickie pasmo magmowe (OMPM)” zalega od wschodniej granicy po Działy Grabowieckie, a nieco młodsza „strefa borysowsko-janowska (SBJ)” sięga od granicy aż poza Lublin. Geolodzy oceniają, że skały OMPM są skutkiem starszej fazy a skały SBJ nieco młodszej fazy tworzenia nowego fragmentu skorupy kontynentalnej, który miał się w przyszłości stać Lubelszczyzną. OMPM to niemal wyłącznie słabo przeobrażone wielkie intruzje granitów i granodiorytów, ale także pasy skał gabrowych i bazaltowych (czyli jak pamiętacie podchodzących z płaszcza Ziemi). Trochę inaczej wygląda SBJ, gdzie jest więcej skał przeobrażonych, które kiedyś były osadowymi i wulkanicznymi. Skład i wiek tych skał zbadano na materiale wydobytym z wierceń i umożliwiło nam to ogólne odtworzenie procesu powstawania cokołu Lubelszczyzny.
- Najstarsze skały „lubelskie” już dzisiaj przeobrażone, zakrzepły z magmy około 2000 MYA, kiedy subdukcja dotarła do brzegu Sarmacji, trwały jeszcze wtedy ostatnie wulkaniczne akordy zderzenia Sarmacji z Wołgouralią
- Płyta Oceanu Swekofeńskiego zanurzyła się następnie pod Wołgosarmację podążając za skośną strefą subdukcji. Do płyty kontynentalnej dołączają się fragmenty skał skorupy oceanicznej a w liczne pęknięcia „wstrzykują” się w wielkie intruzje magmowe.
- Materiał osadowy i wulkaniczny spiętrza się na krawędzi kontynentu powstaje wysoki łańcucha górski. Materiał z tych gór spływa do Oceanu Swekofeńskiego by zostać ponownie przylepiony do kontynentu po przetopieniu i przeobrażeniu w strefie subdukcji. Trwa do do około 1900 MYA
Około 1800 MYA do poszerzonego brzegu Wołgosarmacji docierają kolejne strefy subdukcji i związane z nimi łuki wyspowe. Geolodzy nie zaliczają ich już do Wołgosarmacji, ale do tzw „terranu litewsko-białoruskiego”, czyli takiego jeszcze-nie-kontynentu, ale czegoś podobnego. Można w nim też wyróżnić 2 osobne pasy skalne „pasmo okołowsko-holeszowskie (POH)” i dalej od nas na północ „białorusko-podlaskie pasmo granulitowe (BPPG)”. Swoją drogą, nie dziwię się, że takie nazwy w publikacjach muszą odstręczać czytelnika, a szkoda, bo mówimy o naprawdę ciekawiej historii.
Skały tworzące kompleksy POH i BPPG krzepły były z magmy mniej więcej w tym samym czasie gdy Sarmacja przygarniała OMPM i SBJ. Nie wiemy, czy terran litewsko-białoruski był już przyłączony do Fennoskandii, gdy uderzył w Wołgosarmację, czy też oddzielały go jakieś małe baseny oceaniczne, jest pewne, że do 1800 MYA nasza część Oceanu Sfekofeńskiego ostatecznie się zamknęła. Spowodowało to znowu intruzje magmy, przetopienie i przeobrażenie skał zebranych na krawędzi terranu litewsko-białoruskiego niezależnie od ich pochodzenia osadowego czy wulkanicznego. Powstał nowy łąńcuch górski tym razem typu kolizyjnego - himalajskiego. W ten sposób uformowało się najstarsze podłoże skalne znacznej części województwa lubelskiego i stało się to w tym samym czasie, kiedy Wołgosarmacja i Fennoskandia łącząc się na stałe dały początek nowemu łączonemu kratonowi - Bałtyce (czy też Baltice). Jeżeli czytaliście uważnie poprzedni rozdział o baletach kontynentów, pamiętacie, że 1800 MYA to właśnie początek formowania superkontynentu Kolumbii.
Do 1400 MYA, czyli przez paleoproterozoiczny stater i mezoproterozoiczny kalim do Bałtyki dołączyły od dzisiejszego wschodu i północy inne stare kratony co do których nie mamy pewności - zapewne części Ameryk Północnej i Południowej. Góry kolizyjne na Lubelszczyźnie znalazły się we wnętrzu superkontynentu, daleko od brzegów oceanu a mijające miliony lat wytarły je niczym gumką. Ponieważ miejsce stało się nieciekawe, nie poświęcimy mu zbyt wiele miejsca.
Świat lubelskiego orosiru
Zatrzymajmy się na chwilę i pofantazjujmy, jak mógł wyglądać lubelski świat krawędzi Wołgosarmacji w orosirze zanim zamknął się Swekofeński Ocean. Przede wszystkim pół regionu zajmowały wysokie, nienazwane góry – być może tak wysokie, że pokryte śniegiem. W poprzednim rozdziale o archaiku mówiłem o wejściu przez Ziemię w stan chwiejnego balansu między zimnem a ciepłem, który wiązał się z osłabieniem wulkanizmu i wzrostem poziomu tlenu. Orosir poprzedzał niewyobrażalnie długi (200 MY) okres zlodowaceń hurońskich, ale w czasie zamykania się Oceanu Swekofeńskiego lody kontynentalne już dawno odtajały. Wprawdzie Ocean Sfekofeński znajdował się w tropikalnych szerokościach, nie można jednak wykluczyć istnienia w naszych wysokich lubelskich górach malowniczych jęzorów lodowców górskich żłobiących amfiteatralne cyrki lodowcowe i wielkie, głębokie doliny o stromych, podciętych ścianach. To pasmo górskie mogło ciągnąć się aż po Rosję a jego oś przechodziła przez sam środek Lubelszczyzny. Z bielą lodowcowych śniegów kontrastowały wielkie wulkany, zarówno te aktywne, świecące nocą czerwienią rozżarzonej magmy i brudzące szarym pyłem i brunatną lub czarną lawą jak i te nieczynne stare olbrzymy śpiące pod lodowymi kołdrami. Szczyty gór strono opadały ku dzisiejszej północy do równiny nadbrzeżnej a wąski pas przybrzeżnych płycizn uformowanych z nanoszonego z gór osadu szybko uciekał w dół do głębiny rowu oceanicznego, na nawet 8-km, jak dzisiejszy rów Atacama przy wybrzeżu Południowej Ameryki.
O ile ląd był jałowy i martwy, na przybrzeżnych płyciznach można było zobaczyć w wodzie szeregi tajemniczych bulwiastych kopuł wznoszących się z dna. To pierwszy widoczny znak życia na Lubelszczyźnie. Twory takie to właśnie stromatolity – budowle sinicowe. Jak wspomniałem wapienne skały zawierające stromatolity pojawiły się już w Archaiku a w skałach Proterozoiku różnych kontynentów są powszechne. Nie mamy paleoproterozoicznych śladów stromatolitów z Lubelszczyzny, ale z popularności tego typu skamielin możemy pospekulować, że sinice i u nas żyły tylko przeobrażenie skał zatarło ich szczątki. Dzisiejsze stromatolitowe kopuły formują się tylko tam, gdzie liczni drapieżcy nie mogą ze smakiem zjadać sinicowych mat. Kiedyś wystarczyło stabilne podłoże i w miarę płytka prześwietlona woda, aby - wobec braku zjadaczy - kopuły stromatolitowe osiągały do 2m średnicy i kilka metrów wysokości. Możemy sobie wyobrazić noc, gdy nad zatokami pełnymi sinicowych konstrukcji unosił się wielki Księżyc, znacznie wtedy bliższy Ziemi niż dzisiaj. A ponieważ planeta obracała się wtedy szybciej, Księżyc pojawiał się na niebie Paleoproterozoiku co mniej więcej 18 godzin.
Muszę tutaj poruszyć mały problem geologiczny, który dotąd nie został rozwikłany. Wszystko o czym dotąd mówiłem dotyczy tylko wschodniej połowy Lubelszczyzny, do linii wyznaczonej przez mniej więcej środkowy bieg rzeki Wieprz. Na zachód od niej skały proterozoiczne są ucięte przez wielki uskok, tak zwany uskok Kocka i pogrążyły się na 5-7 km pod powierzchnię (patrz „Z czego zbudowana jest Lubelszczyzna”). Na tej głębokości jeszcze możemy badać charakter skał metodami geofizycznymi, lecz dalej na południowy-zachód w okolicach Kraśnika skały proterozoiczne zapadają się jeszcze głębiej i nawet te metody zawodzą, więcej – nie jesteśmy pewni nawet, czy w ogóle tam są! Będziemy jeszcze o tym mówić w innym rozdziale, ale jest duże prawdopodobieństwo, że ta brakująca część proterozoicznej skorupy Lubelszczyzny oderwała się w procesach ryftowych i zawędrowała na inny koniec świata, nie możemy więc traktować jej jako części dzisiejszej Lubelszczyzny. Wobec tych kontrowersji wnoszę, aby czytelnik traktował lewe strony wszelkich przedstawionych tu mapek Lubelszczyzny, aż do eonu fanerozoiku jako spekulacje.
Schematyczne wyobrażenie geografii lubelskiego orosiru
Holeszowski odwiert i najstarsze skały w Polsce
Wróćmy więc do postawionego wcześniej pytania gdzie są nasze najstarsze lubelskie skały? Oczywiście nie leżą na powierzchni lecz zostały wyciągnięte z głębi ziemi przez wiercenie geologiczne. Główną przyczyną wykonywania takich odwiertów nie jest odtwarzanie historii Ziemi, ale poszukiwanie złóż surowcowych. Wiercenia, szczególnie te głębokie są przedsięwzięciami kosztownymi – stać na nie tylko bogate firmy poszukiwawcze, surowcowe lub mecenasa państwowego. Tak było także w Polsce, szczególnie, gdy w czasach stalinizmu radzieccy specjaliści pilnowali, aby Wielki Brat dobrze wiedział jakie zasoby geologiczne mają jego wasale jak i w czasach Gierka, gdy polityków napędzała płonna nadzieja znalezienia w Polsce wielkiej ropy. Na szczęście także wiercenia z zamierzenia poszukiwawcze przynoszą nieoczekiwanie cenne informacje co do historii geologicznej. Tak też było w początku lat 80-tych gdy wiertło zagłębiło się w ziemię w pobliżu wioski Kruk na naszym Lubelskim Polesiu, szukano tam rud metali, węgla, ropy i gazu a nie najstarszego podłoża Polski. Otwór wywiercony na polach, pośród jeziorek, między Włodawą i Parczewem sięgnął ponad 1100m do proterozoicznych skał podobnych do granitów (obecnie mówi się na ten typ skał ogólniej granitoidy). Skały te - niewątpliwie bardzo stare - nie były jednak właściwym odkryciem, znaleziono w grannitoidzie fragmenty innej skały, która była tak zwanym protolitem, czyli pierwotym materiałem do przetopienia na granitoid. Zmierzono, że ocalałe w tej skale kryształy cyrkonu skrystalizowały 1973 MYA (tak, 1 miliard 973 miliony) lat temu, co zmierzono z błędem „jedynie” 15 mln lat. Jest to nie tylko najstarsza skała na Lubelszczyźnie, ale też najstarsza dotąd znaleziona skała w Polsce.
Niestety, z tego co wiem nie zobaczycie tej skały w żadnym muzeum w Polsce. Rdzeń wiertniczy wydobyty z otworu oznaczonego kryptonimem Holeszów IG2 spoczywa zapewne w magazynach Państwowego Instytutu Geologicznego – szacownej instytucji, która niedawno skończyła 100 lat (utworzono ją w 1919 roku). Ale w nieodległym chełmskim muzeum regionalnym, jest eksponowana całkiem podobna skała wydobyta z wiercenia w pobliskim do Holeszowa IG2 wierceniu Orzechów. To także niewielki biało-szary kamień w kształcie cylindra, który zdradza jego wiertnicze pochodzenie. Samo miejsce wiercenia Holeszów IG2 nie zdradza nawet śladów po stojącej tu kiedyś wiertni – to po prostu zwykłe pole na zupełnie płaskiej poleskiej równinie z niewielkimi laskami i stawami. Pobliski Staw Mosty jest mi szczególnie bliski, bo wiążą się z nim moje wspomnienia z dzieciństwa, kiedy to z nieżyjącym już wujem i jego synem nocowaliśmy tutaj pod namiotem w czasie wędkarskiej eskapady właśnie w latach 80-tych. Ryby łowił przede wszystkim wuj, siedząc całą noc na pontoniku a my przy ognisku właściwie tylko konsumowaliśmy efekty jego wodnych polowań. Do dzisiaj zapamiętałem szczególnie smak wspaniałego, świeżego szczupaka.
Ale dość już tych nostalgicznych rybackich wspominków, bo przyszła mi do głowy ważna sprawa do wyjaśnienia. Określenie „najstarsza skała w Polsce” jest bowiem bardzo nieprecyzyjne i trochę przypomina hasło z podręcznika szkolnego lub turystycznego foldera. Zacznę od tego, że wciąż w wielu podręcznikach pokutuje twierdzenie, że najstarsze skały w Polsce to gnejsy sowiogórskie, które miałyby mieć 2500 MY, ale nowe badania już dawno znacznie odmłodziły ich wiek – protolit gnejsów nie ma więcej niż 600 MY, a sama skała przeobrażona powstawała około 350 MYA. Podobnie jest z innymi skałami Sudetów uważanymi kiedyś za strasznie stare – gnejsami masywu Śnieżnika, ich protolit uformował się jakieś 550 MYA. Nowe badania i datowania zdyskwalifikowały zatem starych czempionów, ale kto został nowym rekordzistą? Aby na to pytanie odpowiedzieć, należy zrobić kilka ważnych założeń.
- Czy chodzi o starą skałę w ogóle będącą w Polsce, czy też będącą „in situ”, czyli w swoim pierwotnym łożu skalnym? W tym wypadku najstarsze w ogóle skały jakie możemy znaleźć w Polsce to… meteoryty, które mają wiek powstawania układu słonecznego, a więc ponad 4000 MY. W tym wypadku na Lubelszczyźnie do obejrzenia najstarszej skały trzeba się udać do Guciowa na Roztoczu, gdzie jest piękna kolekcja meteorytowa z fragmentem lubelskiego meteorytu Zakłodzie. Jeśli jednak chodzi o skałę ziemską to nawet w pobliżu odwiertu Holeszów jest w czym wybierać, chodzi o eratyki czyli tułaczy zaciągniętych do Polski przez lądolód w okresach zlodowaceń. Skały te zawędrowały do nas z Europy północnej, gdzie bardzo starych kamieni jest dosyć. Najstarsze z nich mogą mieć 1500 MY lub więcej
- Czy mówimy o skałach in situ w ogóle, czy też odsłaniających się na powierzchni, za którymi nie trzeba kopać ani wiercić? Jako skała z wiercenia nasze granitoidy holeszowskie ze swoim niemal 2000 MY protolitem biją całą stawkę na głowę. Jeśli widoczna na powierzchni to wracamy znowu do Sudetów, gdzie według nowych datowań najstarsze są obecnie 700 MY liczące gnejsy strzelińskie, chodzi oczywiście o wiek ich protolitu, ponieważ są to skały przeobrażone. Wspomniane wcześniej inne skały sudeckie nie sięgają wiekiem protolitu do 550-600 MYA
- A może nie chodzi o wiek krystalizacji najstarszych elementów skały, lecz o wiek jej uformowania się? Tutaj prym będą wiodły nieprzeobrażone skały osadowe lub magmowe, a w przypadku skał przeobrażonych uwzględnimy dopiero wiek ich przeobrażenia. Wśród przeobrażonych/magmowych dominują granodioryty łużyckie, które przekrystalizowały 550 MYA, ale dorównują im wiekiem osadowe skały zwane szarogłazami także łużyckimi, które odkładały się w oceanie w tym samym czasie gdy te pierwsze krystalizowały.
Jak widzicie to skomplikowane i jeśli Lubelszczyzna ma najstarszą skałę z wiercenia, to jej leżące na powierzchni in situ 150 MY liczące skałki w przełomie Wisły są wobec sudeckich właściwie przedszkolakami. Gdybyście jednak byli kiedyś w okolicy wioski Kruk na Pojezierzu Łęczyńsko-Włodawskim, możecie zajrzeć na pole nad stawem Mosty i w poleskim krajobrazie wyobrazić sobie, że stoicie nad najstarszą skałą w Polsce.
