Nowy czas, nowy superkontynent
Następne kilkaset milionów lat po uformowaniu Kolumbii minęło na Lubelszczyźnie jak z bicza trzasł. Niezmordowana erozja obaliła i starła do mórz Góry Sfekofeńskie a potem nie działo się cokolwiek wartego odnotowania. Ziemia jednak nie byłaby sobą, aby na długo pozostawić konfiguracje lądów i oceanów bez zmian. Niczym znudzona gospodyni domowa, której nie odpowiada już wygląd salonu, ponownie zaczęła przestawiać szafki, stół i kanapy. Koniec Kolumbii zwiastowało powstawanie nowych stref ryftowych w mezoproterozoicznej epoce ektasu (ok. 1400 MYA). Takie naprężenie rozciągające dotknęło też wnętrze Bałtyki z Lubelszczyzną, ale nie zakończyło się rozerwaniem kontynentu. W części dawnego szwu sfekofeńskiego (takie miejsca zawsze są trochę słabsze niż stara skorupa) powstał tylko wielki rów tektoniczny sięgający do Polski w okolicach Włodawy. Zsypane do niego z wyższych części Bałtyki osady są raczej lądowe i świadczą, że jeśli wkroczyło tu morze to było dość płytkie.
Bałtyka pozostawała prawdopodobnie nadal połączona z innymi kratonami. Wygląda na to, że najbliższym Lubelszczyzny elementem, który rozciągał się na obecny południowy wschód od nas a może nawet stanowił jej ówczesną część, był paleokontynent Amazonii (sic!). Wydaje się to dziś niewiarygodne, ale odpowiada on większej, północnej części Ameryki południowej i znajduje niemal 10 tysięcy kilometrów od Lublina. Amazonia była do nas odwrócony niejako tyłem, więc turyści polscy odwiedzający Ekwador mogą argumentować, że przyjeżdżają na dawną Lubelszczyznę.
Około 1100 MYA cykl geologiczny ponownie zaczął się zamykać. Niemal wszystkie kontynenty znowu zgromadziły się w pobliżu równika tworząc nowe wysokie góry (tak zwana orogeneza Grenville), a kraton Laurencji stał się jądrem nowego superkontynentu! Nowo uformowany ląd nazwano Rodinią i kto wyczuł tutaj słowiańskie brzmienie ma rację. Nazwa pochodzi od rosyjskiego słowa rodina – ojczyzna. Nie przypadkiem także nowo utworzony wszechocean otaczający Rodinię to Mirowia (oczywiście od słowa mirowoi czyli światowy). Dzięki badaniom magnetyzmu skał możemy próbować odpowiedzieć na pytanie - gdzie na powierzchni Ziemi rozciągała się ta lądowa już Pralubelszczyzna? Rekonstrukcje Rodinii są ciągle bardzo różne, ale zwykle leży ona po obu stronach równika. Rozmieszczenie innych mas lądowych wokół Laurencji była całkowitym pomieszaniem dzisiejszych położeń. Indie z Madagaskarem, Antarktyda i Australia leżały na półkuli północnej przytulone do obecnego zachodniego brzegu Ameryki północnej położonej nieco „na prawym boku”. Bałtyka z Amazonią i Zachodnią Afryką leżały z kolei na południe od równika. Przez większość czasu istnienia Rodinii oba bieguny były oceaniczne, ale superkontynent wędrował najpierw z południa ku północy a potem powoli w stronę bieguna południowego. Tam też przemieszczała się razem z nim i Pralubelszczyzna, by z okolic zwrotnikowych z czasem dostać się do podbiegunowych.
Ziemia na początku neoprterozoiku ok. 800 MYA
Jedna z tradycyjnych wersji rekonstrukcji Rodinii (na podstawie Dalziel 1997, zmienione). Zaznaczono wbudowane w niego starsze formacje skalne pochodzące z wcześniejszych paleokontynentów. Nad nazwami formacji wpisano nazwy współczesnych kontynentów, w których tkwią obecnie. Czerwony okrąg na granicy Amazonii i Baltiki wskazuje Lubelszczyznę, tutaj leży dość blisko równika. Nowsze rekonstrukcje przenoszą jednak całą Rodinię w czasie całego jej istnienia dalej na południe a Lubelszczyznę bliżej bieguna.
Więcej niż antarktyczne zimno
Z rozpoczęciem neoproterozoiku następuje jeszcze jedno ważne zjawisko. Dzięki niezmordowanej pracy sinic i innych glonów, następuje drugi, szybki wzrost stężenia tlenu w oceanie i atmosferze. Aktywny chemicznie tlen reaguje ze wszystkim co się da w oceanie i skałach a ponieważ ilości tych reagentów są ograniczone gromadzi się jako wolny gaz w atmosferze. W tonie, pierwszym okresie neoproterozoicznym tlen stanowił 5% składu powietrza, w następnym kriogenie stężenie przekroczło 10% by w kończącym proterozoik ediakarza wynieść już kilkanaście procent – w takiej atmosferze mógłby oddychać zaadoptowany himalaista. Spada również dalej stężenie wiązanego przez sinice dwutlenku węgla, jak już zapewne wiecie kojarzy się z tym ponowne schłodzenie Ziemi. Średnia temperatura roczna jej powierzchni spadła 700 MY temu nawet do -50°C - jest to mniej więcej średnia roczna temperatura wnętrza Antarktydy. Było tak zimno, że od greckiego kryos – mróz utworzono nazwę najzimniejszego neoproterozoicznego okresu.
Bez najmniejszej przesady, Ziemia znalazła się w okowach mrozu. Ślady zlodowaceń są tak rozpowszechnione, że prawdopodobne jest zamrożenie całej Rodinii nawet w jej północnej części sięgającej równika. Mamy też poważne argumenty za pokryciem przez lód pływający wszystkich oceanów! Jest to wersja popularna wśród uczonych jako tzw. hipoteza Ziemi-śnieżki. Kiedyś sądzono, że było jedno bardzo długie zlodowacenie (tzw. zlodowacenie Varanger) ale prawdopodobnie były przynajmniej trzy i trwały, do początku ostatniego okresu proterozoicznego – ediakaru. Lubelszczyzna leżąca blisko bieguna południowego nie mogła uniknąć pokrycia grubym lodem, mamy na to dowody w postaci nawierconych i u nas lodowcowych osadów. Wygląd naszego regionu z przygnębiającej kamienistej równicy zmienił się na równie monotonny i przygnębiający krajobraz lodowy. Przy małych różnicach wysokości względnych na Lubelszczyźnie raczej nie było spektakularnych, łamiących się jęzorów lodowcowych, lecz gruby i jednorodny lodowiec kontynentalny, po którego powierzchni huraganowe wiatry zamiatały lodowy pył. Dopiero 635 MY temu nastąpiło dość nagłe ocieplenie a po nim bardzo duży wzrost stężenia dwutlenku węgla potwierdzony w wapiennych osadach morskich. Lodowce na długo stopniały.
Prawdopodobnie takie skrajne globalne zmiany temperatur i powszechne zlodzenie musiały wpłynąć żywe organizmy. Przez miliardy lat wcześniejszych dziejów Ziemi pozostawało ono w postaci jednokomórkowych bakterii i sinic, potem jednokomórkowych, lecz bardziej złożonych eukariontów. Nikłe i niepewne ślady sugerują, że w tonie (800 MYA) mogły pojawić się pierwsze wielokomórkowe zwierzęta w postaci gąbek, ale dopiero po ustąpieniu zlodowaceń neoproteroozoiku znajdujemy skamieniałości dużych, złożonych zwierząt. Jak wkrótce opowiem tak też było i u nas.
Obrazy z ediakarskiej Lubelszczyzny
Tak mogła wyglądać Lubelszczyzna w ediakarze. Erupcja wulkanu Fagradasfjall, i bazaltowe kolumny kanionu Studlagil oraz termalne pole Hverir doskonale naśladują efekty ediakarskiej aktywności ryftowej. Czarne wulkaniczne skały i piaski plaży Reynisfjara świetnie mogą ilustrować brzeg nowego Oceanu Tornquista (fot. własne).
Lubelszczyzna jak Islandia
Z rozpoczęciem neoproterozoiku następuje jeszcze jedno ważne zjawisko. Dzięki niezmordowanej pracy sinic i innych glonów, następuje drugi, szybki wzrost stężenia tlenu w oceanie i atmosferze. Aktywny chemicznie tlen reaguje ze wszystkim co się da w oceanie i skałach a ponieważ ilości tych reagentów są ograniczone gromadzi się jako wolny gaz w atmosferze. W tonie, pierwszym okresie neoproterozoicznym tlen stanowił 5% składu powietrza, w następnym kriogenie stężenie przekroczło 10% by w kończącym proterozoik ediakarza wynieść już kilkanaście procent – w takiej atmosferze mógłby oddychać zaadoptowany himalaista. Spada również dalej stężenie wiązanego przez sinice dwutlenku węgla, jak już zapewne wiecie kojarzy się z tym ponowne schłodzenie Ziemi. Średnia temperatura roczna jej powierzchni spadła 700 MY temu nawet do -50°C - jest to mniej więcej średnia roczna temperatura wnętrza Antarktydy. Było tak zimno, że od greckiego kryos – mróz utworzono nazwę najzimniejszego neoproterozoicznego okresu.
Bez najmniejszej przesady, Ziemia znalazła się w okowach mrozu. Ślady zlodowaceń są tak rozpowszechnione, że prawdopodobne jest zamrożenie całej Rodinii nawet w jej północnej części sięgającej równika. Mamy też poważne argumenty za pokryciem przez lód pływający wszystkich oceanów! Jest to wersja popularna wśród uczonych jako tzw. hipoteza Ziemi-śnieżki. Kiedyś sądzono, że było jedno bardzo długie zlodowacenie (tzw. zlodowacenie Varanger) ale prawdopodobnie były przynajmniej trzy i trwały, do początku ostatniego okresu proterozoicznego – ediakaru. Lubelszczyzna leżąca blisko bieguna południowego nie mogła uniknąć pokrycia grubym lodem, mamy na to dowody w postaci nawierconych i u nas lodowcowych osadów. Wygląd naszego regionu z przygnębiającej kamienistej równicy zmienił się na równie monotonny i przygnębiający krajobraz lodowy. Przy małych różnicach wysokości względnych na Lubelszczyźnie raczej nie było spektakularnych, łamiących się jęzorów lodowcowych, lecz gruby i jednorodny lodowiec kontynentalny, po którego powierzchni huraganowe wiatry zamiatały lodowy pył. Dopiero 635 MY temu nastąpiło dość nagłe ocieplenie a po nim bardzo duży wzrost stężenia dwutlenku węgla potwierdzony w wapiennych osadach morskich. Lodowce na długo stopniały.
Prawdopodobnie takie skrajne globalne zmiany temperatur i powszechne zlodzenie musiały wpłynąć żywe organizmy. Przez miliardy lat wcześniejszych dziejów Ziemi pozostawało ono w postaci jednokomórkowych bakterii i sinic, potem jednokomórkowych, lecz bardziej złożonych eukariontów. Nikłe i niepewne ślady sugerują, że w tonie (800 MYA) mogły pojawić się pierwsze wielokomórkowe zwierzęta w postaci gąbek, ale dopiero po ustąpieniu zlodowaceń neoproteroozoiku znajdujemy skamieniałości dużych, złożonych zwierząt. Jak wkrótce opowiem tak też było i u nas.
Najstarsze lubelskie ślady życia
Wraz z osadami morskimi basenu podlasko-lubelskiego na obszar ten wkracza wreszcie życie, które zostawiło jakieś widoczne gołym okiem ślady w naszych skałach. Być może, oprócz lodowych chłodów kriogenu, przyczyniła się to tego globalna katastrofa spowodowana upadkiem meteorytu Acraman, który wybił 90-kilometrowy krater w Australii. Tak czy inaczej na dnie ediakarskich mórz, na matach mikroorganizmów żerowały już liczne gatunki dość dziwnych zwierząt, które trudno porównać do dzisiejszych. Odciski ich delikatnych ciał znaleziono w ediakarskich warstwach Australii, Namibii i Ameryki Północnej - były to wtedy ciepłe, podzwrotnikowe okolice. Chłodne, lubelskie warunki nie sprzyjały zachowaniu takich szczątków, ale znajdujemy nie odciski zwłok zwierzęcych, ale ślady ich działalności za życia. Konkretnie są to efekty rycia w osadzie dennym i pełzania po samej powierzchni dna, skałach z otworów wiertniczych na Lubelszczyźnie zauważono takie ślady już w ubiegłym wieku. Opisy ich można znaleźć w internecie, ale aby zobaczyć je na własne oczy trzeba by zagłębić się w przepastne magazyny państwowego Instytutu Geologicznego.
Ślady pochodzą z wierceń Terebiń i Długopole w Kotlinie Hrubieszowskiej oraz Parczew na Równinie Łęczyńsko-włodawskiej. Według autorów są dość powszechne w wywierconych tam zapiaszczonych iłowcach, które kiedyś tworzyły mulisty osad na dnie ediakarskiego morza a dzisiaj spoczywają ponad 2km pod ziemią. Pozostawiły je małe, wydłużone stworzenia bez twardego szkieletu – prawdopodobnie robaki, ślimaki lub pierścienice. Ponieważ nie znamy i prawdopodobnie nie będziemy nigdy znali wyglądu tych „robaków”, uczeni na podstawie odrębnych obyczajów pełzania, nadali własne nazwy samym śladom. W lubelskich odwiertach zidentyfikowano 3 „rodzaje” śladów. Torrovangea – drążyła nieregularne kanały w osadzie, wyglądające jakby przez jej ciało przebiegały fale skurczów, za zwierzęciem kanał wypełniał się odchodami i osadem o nieco innej gęstości, dzięki czemu zachował się w skale. W odwiercie ślady licznych osobników wyglądają jak kłębowisko splątanych, kilkumilimetrowych rurek. Gordia – jej gładki, prosty lub wygięty ślad wygląda, jakby zwierzę leniwie leżało na powierzchni osadu lub banalnie prosto pełzało po dnie żywiąc się zapewne tym na co przypadkiem natrafiło. Wreszcie Paleopascichnus – dzisiaj raczej uważany nie za ślad pełzania, lecz raczej odcisk jakiegoś nieruchomego członowanego organizmu.
Prócz takich odcisków, skamieniałości ciał większych ediakarskich zwierząt na Lubelszczyźnie nie znaleziono i musimy się zadowolić czymś mniejszym. Najstarsze lubelskie skamieniałości (mogą mieć około 546 mln lat) znaleziono z kolei 3 km pod ziemią w czarnym iłowcu powstałym w owym wspomnianym morskim estuarium - to wendotenidy i akritarchy. Wendotenidy wyglądają w skale jak nici, czy tasiemki (stąd nazwa „wendyjskie tasiemkowce”) koloru czarnego, brunatnego czy czerwonego czasem rozgałęziające się. Wendotenidy okupowały (porastały?) morskie dno, ale tak naprawdę nie wiemy czym były. Niektórzy uważają, że to już wczesne morskie rośliny mające prawdziwe tkanki - brunatnice lub krasnorosty. Inni twierdzą, że to raczej plechy z komórek sinic, czy też innych bezjądrowych mikroorganizmów np. bakterii siarkowych, połączone wspólną otoczką. Znudzony sinicami wolę pierwszą wersję. Wydobyte na Lubelszczyźnie okazy rodzaju Vendotaenia mają tasiemki grubości kilku milimetrów i długości kilku centymetrów, nie są zbyt imponujące.
Vendotaenia
Pierwszy wielokomórkowy, tasiemkowy twór znaleziony w proterozoicznych skałach Lubelszczyzny. Ten fragment rdzenia wiertniczego (stąd okrągły kształt fragmentu skały) ma ok 10 cm średnicy. Fot.za J. Pacześna 1985 zmienione.
Leiosphaeridium
Zdjęcie tego akritarcha nie pochodzi z lubelskich odwiertów, ale obrazowanie mikroskopem skaningowym doskonale oddaje wygląd pustej pomarszczonej osłonki (po czym?). Twór ten ma nie więcej niż 50 mikrometrów (czyli milionowych części metra)
Najstarsze lubelskie ślady życia
Z kolei Akritarchy (greckie „niewiadomo z czego pochodzące” - dobra nazwa, nie?) to już prawdziwie mikroskopijny drobiazg, który unosił się w wodnej toni. Są to kuliste lub wielościenne twory, zwykle maleńkie (nie większe niż 5mm), wyposażone czasem w liczne promieniste wypustki czy kolce. Prawdopodobnie nie jest to jedna grupa organizmów, lecz cysty i zarodniki różnych glonów (może bruzdnic), pierwotniaków, czy nawet zwierząt wielokomórkowych. Lubelskie akritarchy z rodzaju Leiosphaeridium wyglądają jak okrągłe, organiczne osłonki, z których coś właśnie się wydostało niczym z jajeczka. Akritarchowy drobiazg z Lubelskiego trudno porównywać ze słynną fauną z Ediacara w Australii, która dała nazwę całemu okresowi neoproterozoiku. Są jednak tak powszechne w skałach i tak różne w różnych ich piętrach, że stanowią dobrą skamieniałość do określania wieku osadów - to tak zwane skamieniałości przewodnie. W każdym razie rozpoczyna się nowy ważny etap w dziejach Ziemi i jej lubelskiego fragmentu – obfitość i różnorodność nowych form życia skłoni geologów do wyróżnienia ostatniego osobnego eonu w dziejach planety – fanerozoiku.