Plaża Waikiki.

Przed milionami lat warunki takie, jak na plaży Waikiki na Hawajach (na zdjęciu) panowały na terenie dzisiejszej południowej Polski (źródło: Wikimedia Commons).

Miliony lat temu obszar dzisiejszej Polski znajdował się w rejonie równika. Po tropikalnych upałach nie ma już śladu – nie licząc tego, co uważne oko geologa dostrzeże w skałach.

Ślady minionych klimatów – w tym równikowego i zwrotnikowego – można odnaleźć w tych miejscach naszego kraju, gdzie odsłaniają się skały datowane na późny paleozoik. Obszar dzisiejszej Polski znajdował się wówczas w rejonie równika (dewon i karbon), a później w zwrotnikowych szerokościach geograficznych.

Jednym z najbardziej oczywistych pozostałości dawnych, ciepłych klimatów, są ogromne złoża węgla kamiennego. W osadach węglowych znajdujemy liczne pozostałości karbońskich roślin rosnących niegdyś w wilgotnych lasach strefy tropikalnej – między innymi widłakowate (na czele z rodzajem Lepidodendron), skrzypowe (kalamity), a także nagonasienne (w tym kordaity).

Tropiki pod Krakowem

To jednak nie wszystkie ślady dawnych, gorących czasów. Pamiątki po klimacie tropikalnym są niekiedy trudne do zauważenia dla przechodzących obok nich osób. W tym artykule poznamy niemych świadków dawno minionych tropików, znalezionych przed geologów w rejonie Krakowa (okolice Krzeszowic).

Na terenie tym odsłaniają się skały środkowego i późnego dewonu, a także wczesnego karbonu. Jednym z najbardziej znanych stanowisk jest kamieniołom w Dębniku.

Kamieniołom karmelicki w Dębniku.

Widok na kamieniołom karmelicki w Dębniku, w którym można znaleźć ślady dawnych, gorących klimatów.

Wydobywano w nim tak zwane wapienie dębnickie, nazywane też niepoprawnie marmurami. Są to jedyne w Polsce czarne wapienie, których piękno doceniono już przed wiekami. Wapienie dębnickie zdobią między innymi wejście do katedry na Wawelu.

W kamieniołomie we wsi Dębnik możemy podziwiać nie tylko słynny, ozdobny kamień. Znajdziemy tam również wyraźne pozostałości dawnych, gorących klimatów.

Ślady morza okołorównikowego

Spójrzmy najpierw na same wapienie. Są one przeważnie szare, natomiast po rozbiciu (na świeżym przełamie) mają barwę zbliżoną do czerni. Jest to główna, najbardziej znana odmiana wapienia dębnickiego.

Wapień dębnicki.

Bryła wapienia dębnickiego. Po wypolerowaniu skała ta przybiera niemal czarną barwę, będąc niegdyś cenionym kamieniem ozdobnym.

W wapieniu można niekiedy dostrzec pozostałości organizmów szkieletowych. Początkowo trudno je zauważyć. Jednak w rzeczywistości niektóre partie wapieni dębnickich są wprost wypełnione skamieniałościami.

Pozostałości organiczne to przede wszystkim szkielety paleozoicznych gąbek oraz koralowców. Zwierzęta te – podobnie jak spokrewnione z nimi współczesne grupy organizmów morskich – żyły w ciepłych wodach strefy okołorównikowej.

Oznacza to, że wapienie z Dębnika musiały powstać w gorącym morzu. Woda była bardzo płytka, a fale niszczyły leżące na dnie szczątki gąbek i koralowców.

Wapień dębnicki pod mikroskopem.

Wapień dębnicki pod mikroskopem. Jasne zarysy widoczne w skale to szczątki paleozoicznych gąbek z grupy stromatoporoidów, żyjących w płytkich, ciepłych morzach tropikalnych.

Wapienie dębnickie powstały na przełomie środkowego i późnego dewonu, a więc około 390 mln lat temu. Oznacza to, że terytorium dzisiejszej Polski musiało znajdować się wówczas w okolicach równika. Co więcej, stanowiło ono dno płytkiego zbiornika morskiego.

Jak nad Morzem Śródziemnym

To nie wszystko, czego możemy dowiedzieć się o dawnych klimatach. Oglądając w szczegółach skały z Dębnika warto zwrócić też uwagę na ogólny widok kamieniołomu. Oprócz różnych odcieni szarości (to barwa zwietrzałych wapieni) łatwo zauważyć też rdzawo-czerwone plamy. Choć znajdują się one pomiędzy blokami skał wapiennych, to jednak mają one zupełnie inną genezę oraz wiek.

Czerwień widoczna w kamieniołomie to efekt wietrzenia wapieni w ciepłym klimacie. W podobny sposób niszczone są dzisiaj skały w strefie klimatu śródziemnomorskiego. Powstaje wówczas terra rosa – osad będący efektem wietrzenia wapieni w ciepłych warunkach klimatycznych.

Czerwona ziemia w Dębniku.

Czerwona ziemia w kamieniołomie w Dębniku. Wskazuje nam ona, że w przeszłości geologicznej tutejsze wapienie ulegały wietrzeniu w gorącym klimacie.

Nazwa terra rosa pochodzi z języka włoskiego i oznacza „czerwoną ziemię”. Za charakterystyczną barwę osadu odpowiedzialne są obecne w nim wodorotlenki żelaza.

Współcześnie terra rosa powstaje tylko w najbardziej południowej części kontynentu europejskiego. Osady tego rodzaju nie mogą natomiast tworzyć się w umiarkowanych szerokościach geograficznych, w których leży Polska. Dlatego też „czerwona ziemia”, tak dobrze widoczna w Dębniku, musiała powstać w zamierzchłej przeszłości geologicznej, gdy obszar dzisiejszej Polski znajdował się w rejonie zwrotnika.

Jak stara jest terra rosa z okolic Krakowa? Musiała ona powstać po sfałdowaniu i wypiętrzeniu dewońskich wapieni, a przed osadzeniem skał spoczywających powyżej – brunatnych, różowawych i białych piaskowców widocznych w lasku ponad kamieniołomem w Dębniku.

Historię pokrywy terra rosa można więc odtworzyć w następujący sposób:

  1. zaczęło się od powstania wapieni dębnickich – w ciepłym, płytkim morzu dewońskim (około 390 mln lat temu),
  2. osad węglanowy uległ lityfikacji i powstał z niego twardy wapień; skała ta została sfałdowana, wypiętrzona i odsłonięta na powierzchni ziemi; procesy te miały miejsce w trakcie orogenezy waryscyjskiej w karbonie, około 320 mln lat temu,
  3. odsłonięte w ciepłym klimacie wapienie wietrzały, powstawała na nich „czerwona ziemia”,
  4. rejon Dębnika uległ zrównaniu i wkroczyło na niego morze; miało to miejsce na przełomie środkowej i późnej jury, czyli około 165 mln lat temu.

Spoglądając na tę sekwencję zdarzeń możemy ustalić wiek czerwonego osadu z Dębnika. Musiał on powstać pomiędzy orogenezą waryscyjską 320 mln lat temu) a późną jurą (160 mln lat). Czyli w późnym karbonie, permie, triasie lub wczesnej jurze.

Piaskowce jurajskie z Dębnika.

Brunatne piaskowce jurajskie powyżej kamieniołomu karmelickiego w Dębniku. Powstały one, gdy po etapie wietrzenia wapieni na tereny te zaczęło ponownie wkraczać morze.

A dokładniej? Dobrym kandydatem jest perm (od 300 do 250 mln lat temu). Na obszarze dzisiejszej Polski panował wówczas gorący, stosunkowo suchy klimat. Oprócz czerwonej ziemi powstawały wtedy także bogate złoża soli kamiennej, gipsów i anhydrytów.

Skały te tworzą się w efekcie wytrącania z szybko parującej wody morskiej uwięzionej w lagunach. Tego rodzaju złoża powstają, podobnie jak terra rosa, w klimacie gorącym.

Podsumowanie

Niepozorny na pierwszy rzut oka kamieniołom z okolic Krakowa stał się dla nas bramą do dawnego świata, zupełnie odmiennego od tego, jaki znamy dzisiaj. Świata, w którym spora część terytorium dzisiejszej Polski zalana była płytkim, tropikalnym morzem.

A także do świata, w którym panowały warunki zbliżone do tych, jakie dzisiaj można obserwować (i odczuwać) we Włoszech. Gdybyśmy mogli cofnąć się do tych czasów, to wyjazdy wakacyjne w rejon śródziemnomorski utraciłyby sens; wszystkie te atrakcje byłyby dla nas wówczas codziennością.

Warto przeczytać:

O kamieniołomie wapieni dębnickich w Dębniku koło Krzeszowic (Geotyda)

O zjawiskach krasowych w Dębniku (Geotyda)