Zaznacz stronę

Jak powstały Góry Świętokrzyskie?

…czyli o budowie i historii geologicznej Gór Świętokrzyskich

Góry Świętokrzyskie są unikalnym obszarem na geologicznej mapie Polski. To jedyny tak duży obszar na terenie naszego kraju, gdzie na powierzchni widoczne są stare skały osadowe, pochodzące z ery paleozoicznej (a więc mające od 250 do 550 milionów lat). Skały te nie zostały przeobrażone w swojej późniejszej historii (nie stały się skałami metamorficznymi), dzięki czemu możemy obecnie stosunkowo łatwo odtworzyć warunki panujące na terenie dzisiejszego świętokrzyskiego w paleozoiku – okresy wkraczania i wycofywania się mórz, fazy ruchów górotwórczych. Nie ma innych takich miejsc w Polsce: w Sudetach i Tatrach skały tego wieku są w dużej mierze przeobrażone, a poza tym tereny te leżą w pobliżu granic i mogą powiedzieć o wiele mniej o dziejach centralnych części naszego kraju.

Mimo tej uprzywilejowanej pozycji Gór Świętokrzyskich w ich historii wciąż znajduje się wiele poważnych znaków zapytania, o czym przekonamy się za chwilę. Najpierw spójrzmy na zakrytą mapę geologiczną tej części Polski:

Uproszczona mapa geologiczna Gór Świętokrzyskich.

Uproszczona mapa geologiczna Gór Świętokrzyskich.

Mapa zakryta przedstawia skały znajdujące się na powierzchni. Więcej takich map – oraz tak zwanych map odkrytych – można obejrzeć w artykule poświęconym budowie geologicznej Polski. Na mapie zakrytej widoczne są skały ery paleozoicznej (ale tylko w miejscach, w których rzeczywiście są one widoczne na powierzchni), a także młodsze od nich skały mezozoiku oraz osady ery kenozoicznej, zwłaszcza pozostawione przez lądolód plejstoceński. Młodsze skały leżą ponad starszymi – to jedno z podstawowych praw geologii, a ściślej tej jej gałęzi, która zajmuje się badaniem wieku skał (czyli stratygrafii). Prawo to nazywane jest regułą superpozycji.

Jak możemy zaobserwować na mapie, najstarsze skały widoczne są w centrum Gór Świętokrzyskich, w grzbietach i rozdzielających je południkowych dolinach, które razem stanowią coś w rodzaju „okna” na erę paleozoiczną, otoczonego ramami z młodszych skał. To wiekowe centrum gór nosi nazwę paleozoicznego trzonu Gór Świętokrzyskich. Obejrzyjmy go jeszcze raz, na kolejnej mapie geologicznej:

Uproszczona mapa geologiczna paleozoicznego trzonu Gór Świętokrzyskich.

Uproszczona mapa geologiczna paleozoicznego trzonu Gór Świętokrzyskich, z zaznaczoną dyslokacją świętokrzyską.

Wokół paleozoicznego trzonu pojawiają się młodsze skały osadowe, powstałe w erze mezozoicznej, głównie okresach triasowym oraz jurajskim. Tworzą one tak zwane mezozoiczne obrzeżenie Gór Świętokrzyskich, dzięki któremu możemy poznać dzieje tego obszaru w przedziale od 65 do 250 milionów lat. Na to mezozoiczne obrzeżenie składają się następujące skały:

Uproszczona mapa geologiczna mezozoicznego obrzeżenia Gór Świętokrzyskich.

Uproszczona mapa geologiczna mezozoicznego obrzeżenia Gór Świętokrzyskich.

Całości obrazu dopełniają widoczne na pierwszej mapie geologicznej dużo młodsze osady miocenu (powstałe kilkanaście milionów lat temu), widoczne głównie na południe od Gór Świętokrzyskich oraz zalegające płatami gliny, żwiry i piaski pozostawione przez lądolód skandynawski. Ostatnie zlodowacenia szczęśliwie oparły się o brzeg gór, dzięki czemu osadów tych jest stosunkowo niewiele i nie blokują nam dostępu do paleozoicznego trzonu, pozwalając na studiowanie jego historii.

Era paleozoiczna

Choć skały ery paleozoicznej są łatwo dostępne, widoczne na powierzchni na dużych obszarach i szczegółowo badane przez geologów na przestrzeni ostatnich stu pięćdziesięciu lat, to jednak wciąż wiemy stosunkowo niewiele o tym etapie historii. Powodów jest wiele: jeden z nich wynika z faktu, że choć geograficznie Góry Świętokrzyskie stanowią jedną jedną jednostkę, to geologicznie już nie. Składają się one z co najmniej dwóch bardzo istotnych i odrębnych stref, nazywanych blokami łysogórskim oraz kieleckim. Są one oddzielone potężnym uskokiem, noszącym nazwę dyslokacji świętokrzyskiej. Położenie obu jednostek oraz dyslokacji zostało zaznaczone na zaprezentowanej wcześniej mapie geologicznej trzonu paleozoicznego.

Choć obecnie bloki łysogórski oraz kielecki sąsiadują ze sobą, to na początku ery paleozoicznej znajdowały się w dużej odległości od siebie. Odległość ta nie jest znana, ale należy brać pod uwagę raczej tysiące, a nie setki kilometrów. To dlatego skały budujące najstarsze części paleozoicznego trzonu, powstałe w okresach kambryjskim i ordowickim, różnią się znacznie. Z czasem pojawiało się coraz więcej podobieństw, ale dopiero około 400 milionów lat temu oba bloki zaczęły żyć wspólną historią.

Gdzie wcześniej znajdowały się obie części dzisiejszych Gór Świętokrzyskich? Tego nie wiemy. Nie ma pewności nawet do tego, czy stanowiły one część kontynentu europejskiego! Około 500 milionów lat temu Europa obejmowała tylko dzisiejszą północno-wschodnią część kontynentu (ta okrojona wersja naszego kontynentu określana jest przez geologów mianem Bałtyki) i być może kończyła się na strefie szwu Teisseyre’a-Tornquista, nieco na północny-wschód od Gór Świętokrzyskich:

Jednostki tektoniczne platformy wschodnioeuropejskiej.

Jednostki tektoniczne platformy wschodnioeuropejskiej, a zarazem prawdopodobny zasięg kontynentu europejskiego (Bałtyki) w początkach ery paleozoicznej..

Analizując skład mineralny najstarszych skał osadowych Gór Świętokrzyskich niektórzy badacze doszli do wniosku, że w początkach ery paleozoicznej przynajmniej południowa ich część (blok kielecki) nie była częścią Europy, ale nieistniejącego obecnie kontynentu Gondwany, na który składały się współczesne: Ameryka Południowa, Afryka, Indie, Australia, Antarktyda. Nieco później fragment tego kontynentu odłączył się od niego, powoli przewędrował przez Ocean Tornquista jako samodzielny, niewielki mikrokontynent nazywany Masywem Małopolskim, i został przyłączony do Europy.

Według innych naukowców obie części Gór Świętokrzyskich od samego początku ery paleozoicznej były częścią kontynentu europejskiego (nazywanego przez geologów Bałtyką), ale znajdującymi się na jego absolutnych peryferiach, z blokami łysogórskim i kieleckim przesuniętymi względem siebie o setki lub tysiące kilometrów. Obie koncepcje, choć tak różniące się, akcentują niejednorodność geologiczną Gór Świętokrzyskich oraz przemieszczenia na duże odległości, którym podlegały dwa najważniejsze bloki. Tylko tak można zresztą wytłumaczyć duże różnice w wykształceniu skał osadowych tego samego wieku.

Najstarsze skały Gór Świętokrzyskich pochodzą ze strefy kieleckiej (bloku kieleckiego). Powstały one w początkach okresu kambryjskiego, czyli około 530-540 milionów lat temu. Są to skały osadowe okruchowe, głównie piaskowce, mułowce oraz łupki ilaste. Jest ich całkiem sporo, bo ta część profilu liczy ponad tysiąc metrów grubości (czyli miąższości). Skały te powstały w płytkim morzu, w warunkach klimatu umiarkowanego (podobnego do dzisiejszego). Teren Gór Świętokrzyskich znajdował się więc wówczas w średnich szerokościach geograficznych, tak jak obecnie Polska, ale wszyscy geolodzy zgadzają się co do tego, że były to szerokości półkuli południowej, a nie północnej! Wyraźnie widzimy więc, jak dużą drogę pokonał teren Polski na przestrzeni ostatniego pół miliarda lat, przesuwając się w kierunku północnym w średnim tempie kilku centymetrów rocznie.

Co ciekawe, skał tego wieku nie ma w północnej strefie Gór Świętokrzyskich – bloku łysogórskim. Pojawiają się tam skały młodszej części okresu kambryjskiego, wraz z najstarszym fragmentem okresu ordowickiego. Są to również skały osadowe okruchowe, od zbudowanych z grubych (o dużych średnicach) ziaren piaskowców aż po drobnoziarniste łupki. Szczególnie charakterystyczne są bardzo twarde piaskowce kwarcowe, nazywane mylnie „kwarcytami świętokrzyskimi” (kwarcyty to skały przeobrażone, a nie osadowe). Budują one gołoborza głównego grzbietu Gór Świętokrzyskich. Z tego fragmentu dziejów nie mamy dla odmiany żadnego zapisu skalnego z bloku kieleckiego. Możemy więc dzięki temu zaobserwować, że obie strefy miały przez pół miliardem lat inną historię, a więc musiały tez znajdować się w miejscach znacznie od siebie oddalonych.

Piaskowce kwarcowe górnego kambru budują główne pasmo Gór Świętokrzyskich, a także tworzą gołoborza.

Piaskowce kwarcowe górnego kambru budują główne pasmo Gór Świętokrzyskich, a także tworzą gołoborza.

Cechą charakterystyczną obu bloków jest brak części skał wczesnego (dolnego) ordowiku. W tym czasie musiało więc dochodzić do wypiętrzania i niszczenia (erozji) skał powstałych wcześniej. Ten okres ruchów tektonicznych określano w literaturze mianem tak zwanej fazy sandomierskiej. Według niektórych badaczy właśnie wtedy mogło dojść do przyłączenia bloku kieleckiego do kontynentu europejskiego. Koncepcja ta nie została jednak powszechnie przyjęta. Faktem jest, że w dalszej części okresu ordowickiego obie strefy rozwijały się nadal samodzielnie, ponieważ ich osady różnią się znacząco. W bloku kieleckim sporo jest wapieni (skał osadowych chemicznych). Na przestrzeni 30 milionów lat powstało tam zaledwie ponad 100 metrów skał. Zjawisko tak powolnego powstawania skał osadowych określane jest przez geologów mianem kondensacji stratygraficznej. Co ciekawe, nie jest już ona widoczna w skałach ordowiku strefy łysogórskiej. Tam luka (brak skał) po ruchach fazy sandomierskiej jest znacznie dłuższa, a w profilu jest znacznie więcej skał osadowych okruchowych, w tym łupków ilastych.

Wszystkie osady ordowiku obu bloków powstały w środowisku morskim. Obecność luki rozdzielającej osady morskie kambru i ordowiku mówi nam, że doszło wtedy do wynurzenia, erozji w środowisku lądowym, a następnie do ponownego wkroczenia morza. Wciąż było to morze stosunkowo chłodne, a więc Polska nadal znajdowała się w umiarkowanych szerokościach geograficznych południowej półkuli.

W odróżnieniu od skał ordowiku, które są słabo widoczne na terenie Gór Świętokrzyskich (dobrze odsłonięcia ulegają coraz szybszemu zarastaniu i zanikowi) lepiej dostrzegalne są skały syluru. Choć różnią się one w strefie łysogórskiej oraz kieleckiej, to w obu blokach widoczny jest generalny trend polegający na pogłębianiu się morza. Zanikają skały osadowe chemiczne (wapienie), które nie mogą powstawać na głębokościach większych niż 4-5 tysięcy metrów. Bardzo rozpowszechnione są natomiast ciemne skały osadowe okruchowe zbudowane z ziarenek o średnicach ułamków milimetra oraz z minerałów ilastych – łupki ilaste. Ich cechą charakterystyczną jest obecność licznych skamieniałości graptolitów, a także łodzikowców, małży oraz trylobitów. Skały te, nazywane łupkami graptolitowymi, powstały w bardzo głębokim morzu, które obejmowało oba bloki.

Z końcem okresu sylurskiego na terenie dzisiejszych Gór Świętokrzyskich doszło do ważnych, ale wciąż niejednoznacznie interpretowanych wydarzeń. Morze uległo spłyceniu (w strefie łysogórskiej), a w strefie kieleckiej ustąpiło nawet chwilowo. W obu blokach zanikają głębokomorskie łupki graptolitowe, a pojawiają się skały osadowe okruchowe zbudowane z ziaren o większych średnicach (tak zwane szarogłazy, będące odmianą piaskowca zbudowaną nie tylko z ziaren kwarcu, ale także z okruchów innych minerałów oraz fragmentów skał). Luka pojawiająca się w górnej części profilu syluru strefy kieleckiej jest dowodem na to, że doszło wówczas do wynurzenia i erozji starszych skał. Geolodzy znaleźli również datowane na ten sam moment sprzed około 410-420 milionów lat temu (schyłek syluru) ślady działalności wulkanicznej.

Co doprowadziło do spłycenia i ustąpienia morza oraz pojawienia się wulkanów? Geolodzy wciąż nie są są co do tego zgodni. Schyłek syluru to czas najważniejszych faz ruchów górotwórczych tak zwanej orogenezy kaledońskiej, w trakcie których do kontynentu europejskiego przyłączony został teren dzisiejszej Wielkiej Brytanii, Holandii, Belgii, a także fragmenty Danii i Niemiec. Europa (czyli Bałtyka) łączyła się wówczas z Laurencją (czyli Ameryką Północną). Jakieś dalekie echo tych wydarzeń było również odczuwane w Górach Świętokrzyskich. Nie wiemy natomiast, czy wynurzenia i spłycenia były związane wyłącznie z tymi wydarzeniami, zachodzącymi przecież stosunkowo daleko, bo na terenie Skandynawii oraz Szkocji. Według niektórych badaczy także na terenie Polski, w tym dzisiejszych Gór Świętokrzyskich, doszło wtedy do jakichś niesprecyzowanych wydarzeń prowadzących do wypiętrzenia skał. Nie mamy na to jednak żadnych konkretnych dowodów, niewiele jest też potwierdzeń tych koncepcji w najnowszych pracach. Być może doszło wtedy do przyłączenia jakiejś części Gór Świętokrzyskich do kontynentu europejskiego?

Faktem jest, że od początku okresu dewońskiego, czyli od około 400 milionów lat temu, oba główne bloki – kielecki i łysogórski – mają już z grubsza wspólną historię. Początkowo powstają w nich skały osadowe okruchowe (między innymi piaskowce ze szczątkami ryb), a później skały osadowe chemiczne (wapienie i dolomity). Powstawały one w o wiele płytszym morzu niż łupki graptolitowe syluru. Morze to było też o wiele cieplejsze, o czym świadczą grube warstwy wapieni oraz dolomitów. Nic dziwnego: Polska znajdowała się wtedy już na północ od zwrotnika Koziorożca i kontynuowała swój marsz ku równikowi.

Skały dewonu mają większą grubość (czyli tak zwaną miąższość) w strefie kieleckiej. Tam znajdowało się bowiem płytsze morze, w którym osady węglanowe tworzyły się szybciej. Strefa łysogórska reprezentowała głębszą część zbiornika morskiego – więcej jest w niej skał osadowych okruchowych, w tym bardzo drobnoziarnistych łupków, tworzących się w obniżeniach na dnie morza.

Wapienie i dolomity dewonu Gór Świętokrzyskich to najbardziej znane skały tego rejonu Polski. Zawierają one bardzo liczne skamieniałości i są przecięte żyłami minerału kalcytu, dzięki czemu ich wypolerowane płyty wyglądają bardzo oryginalnie i na przestrzeni setek lat były cenionym kamieniem ozdobnym. (Przeczytaj więcej o dewońskich wapieniach okolic Kielc). Są one często, ale niepoprawnie określane mianem „marmurów świętokrzyskich”. Nie należą one jednak do skał przeobrażonych, ale osadowych chemicznych – ich poprawna nazwa to zatem wapienie oraz dolomity.

Wapień dewoński z Bolechowic koło Kielc, z koralowcami i amfiporami.

Wapień dewoński z Bolechowic koło Kielc. Skały takie, wypełnione licznymi skamieniałościami gąbek oraz koralowców, są po wypolerowaniu pięknym kamienie dekoracyjnym, zastosowanym do tej pory w wielu budynkach użyteczności publicznej całej Polski.

Najstarsze z dewońskich dolomitów są znane na całym świecie dzięki znalezionym w nich odciskom stóp pierwszych lądowych zwierząt kręgowych (tak zwanych tetrapodów). Można je obejrzeć w kamieniołomie Zachełmie na północ od Kielc. Tropy zachowane są w dolomitach, które powstawały w bardzo płytkich lagunach gorącego morza, których dno okresowo było odsłaniane. Później morze uległo pogłębieniu i zaczęły w nim powstawać budowle organiczne przypominające trochę współczesną rafę barierową w rejonie Australii, tworzone przez koralowce i gąbki. Skały dokumentujące tamten okres dziejów Gór Świętokrzyskich można oglądać w rezerwacie Kadzielnia w Kielcach.

Polska w dewonie, 370 mln lat temu (rys. Edyta Felcyn).

375 milionów lat temu w gorącym morzu znajdującym się na terenie dzisiejszych Gór Świętokrzyskich rosły liczne koralowce i gąbki, tworzące struktury podobne do dzisiejszych raf koralowych (rys. Edyta Felcyn).

Skały następującego po dewonie okresu karbońskiego są w Górach Świętokrzyskich rzadkie. Pojawiają się one w bloku kieleckim i dokumentują okres zaczynającego się niepokoju tektonicznego (ruchów wypiętrzających) związanych z orogenezą waryscyjską. Miała ona ogromny wpływ na budowę dzisiejszych Gór Świętokrzyskich.

Orogeneza waryscyjska

Mianem orogenezy waryscyjskiej określamy wydarzenia prowadzące do powstania wielkiego kontynentu Pangea, polegające na przyłączaniu do Europy niewielkich fragmentów skorupy (tak zwanej Armoryki) tworzących dzisiaj Francję, część Hiszpanii, środkowe Niemcy, Czechy, a także Dolny Śląsk. Jednocześnie do Europy i Ameryki Północnej (określanych przez geologów zbiorczym mianem Eurameryki) dołączył kontynent Gondwana. W ten sposób pojawiła się Pangea, a pamiątki po tamtych wielkich wydarzeniach są czytelne także na terenie Gór Świętokrzyskich.

Postępujące ruchy górotwórcze orogenezy waryscyjskiej doprowadziły do ustąpienia morza z obu bloków: zarówno kieleckiego, jak i łysogórskiego. Od tego momentu obie strefy mają dokładnie tę samą historię, a więc wydzielanie ich podczas opisywania młodszych skał nie ma już sensu. Powstający na dzisiejszy południowy-zachód od Gór Świętokrzyskich górotwór (orogen) spowodował wypiętrzenie rozległych obszarów. W centrum tego górotworu, w tak zwanych internidach, doszło do przeobrażenia starszych skał. W ten sposób powstały skały przeobrażone (metamorficzne) Sudetów. W strefie dalszej od jądra górotworu, czyli w tak zwanych eksternidach, procesy przeobrażenia starszych skał nie miały już miejsca. To dlatego na terenie Gór Świętokrzyskich nie spotykamy skał przeobrażonych. Miało natomiast miejsce fałdowanie skał oraz pocięcie ich uskokami. Procesy te wiązały się z wypiętrzaniem skał i powstaniem gór.

Jak wysokie były góry, które powstały w karbonie na terenie dzisiejszych Gór Świętokrzyskich? Tego nie wiemy. Na pewno nie były one tak wysokie jak główny łańcuch gór waryscyjskich, ciągnący się przez Sudety ku zachodowi Europy, gdzie wysokości bezwzględne mogły sięgać kilku kilometrów. Niemniej były to jednak wzniesienia bardzo wyraźne, które po swoim wypiętrzeniu zaczęły ulegać powolnemu niszczeniu, ale jeszcze około 60 milionów lat później (czyli w schyłku okresu permskiego) stawiły czoła wkraczającemu na ten teren gorącemu morzu cechsztyńskiemu. Oparło się ono o północno-zachodnią krawędź dzisiejszych Gór Świętokrzyskich, nie sięgając na ich teren.

Wybrzeże morza cechsztyńskiego (perm) w rejonie Gór Świętokrzyskich.

Tak mogło wyglądać wybrzeże morza cechsztyńskiego (perm) w rejonie Gór Świętokrzyskich. Brak roślinności i zwierząt kręgowych związany był ze skrajnie niesprzyjającymi warunkami środowiska – ogromnymi upałami i brakiem słodkiej wody (rys. Edyta Felcyn).

Morze dotarło w permie do górskich dolin na zachodnim skraju ówczesnych wzniesień. W dolinach tych osadzany był bardzo gruboziarnisty materiał, składający się z pokruszonych i obtoczonych fragmentów starszych skał, głównie wapieni oraz dolomitów dewonu. To one znajdowały się bowiem na powierzchni w trakcie powstawania gór waryscyjskich. To niszczenie starszych skał zachodziło w bardzo gorącym i okresowo suchym klimacie, o czym świadczy czerwone spoiwo skał osadowych okruchowych – zlepieńców oraz piaskowców – będące efektem utleniania związków żelaza. Te czerwone skały złożone z okruchów skał węglanowych okresu dewońskiego są jedną z najbardziej widowiskowych polskich skał, posiadających duże walory ozdobne i nazywaną zlepieńcem zygmuntowskim. Nazwa pochodzi od pierwszego trzonu Kolumny Zygmunta III Wazy na Placu Zamkowym w Warszawie, wykonanym właśnie z tego materiału. Podziwiając go (trzon leży do dziś obok południowej ściany zamku) oraz inne pomniki, posadzki i wykładziny ścienne wykonane ze zlepieńca zygmuntowskiego warto uświadomić sobie, że powstawał on ponad 250 milionów lat temu, w bardzo gorącym i suchym klimacie, w dolinach gór znajdujących się na terenie dzisiejszego województwa świętokrzyskiego.

Zlepieniec zygmuntowski.

Zlepieniec zygmuntowski – dekoracyjny kamień, eksploatowany do początku lat 90-tych XX wieku, powstały 250 mln lat temu w wysokich górach, które znajdowały się wówczas na terenie dzisiejszych Gór Świętokrzyskich.

Niezgodność kątowa - trias spoczywa niezgodnie na dewonie (Zachełmie koło Kielc).

Skutki orogenezy waryscyjskiej widoczne w kamieniołomie Zachełmie na północ od Kielc. U dołu widoczne silnie wychylone ze swojego pierwotnego, poziomego położenia warstwy dolomitów dewońskich, które ulegały erozji w górach waryscyjskich, a następnie zostały przykryte czerwonym, zalegającym niemal poziomu osadem triasowym w postaci skały osadowej okruchowej. Czerwona barwa jest skutkiem gorącego i suchego klimatu panującego na terenie dzisiejszej Polski w okresie triasowym.

Era mezozoiczna

Niszczenie gór waryscyjskich trwało dalej, także w początkach ery mezozoicznej, we wczesnym triasie. Klimat w dalszym ciągu pozostawał co najmniej okresowo suchy i ekstremalnie gorący. Nie zmieniło tego nawet przesunięcie się terenu Polski dalej na północ, w okolice zwrotnika Raka. Na Ziemi panował jednak wówczas najgorętszy klimat w ciągu ostatniego pół miliarda lat, a lądy położone pomiędzy zwrotnikami były tak gorące, że niemal uniemożliwiały życie zwierzętom kręgowym. Tym cenniejsze są znaleziska słabo zachowanych tropów gadów i płazów znajdowane w skałach powstałych we wczesnym triasie, stanowiących obecnie część mezozoicznego obrzeżenia Gór Świętokrzyskich.

Większość skał powstałych w początkach triasu należy do grupy skał osadowych okruchowych. Ciekawą ich odmianę stanowią piaskowce tumlińskie, eksploatowane w rejonie miejscowości Tumlin na północny-zachód od Kielc. Stanowią one ciekawy kamień ozdobny, a wykonane z nich czerwone płyty elewacyjne można obserwować w wielu miejscach w Warszawie oraz w Kielcach. Piaskowce tumlińskie powstały jako osad wydm na gorących pustyniach, o czym świadczy ich czerwony kolor oraz widoczne wyraźnie warstwowania przekątne (o takich piaskowcach z dawnych wydm mówimy, że są one pochodzenia eolicznego, czyli wiatrowego). Poza tym w początkach triasu powstało wiele innych skał osadowych, określanych wspólnym mianem pstrego piaskowca, ze względu na rdzawe, czerwone i pomarańczowo-brunatne barwy, które zawdzięczają suchemu klimatowi.

Przekątne warstwowanie w piaskowcach tumlińskich - skale powstałej w środowisku pustynnym.

Przekątne warstwowanie w piaskowcach tumlińskich – skale powstałej w okresie triasowym w środowisku pustynnym.

Nieco później, ale jeszcze w okresie triasowym, na teren Gór Świętokrzyskich wkroczyło morze. Oznacza to, że już wtedy po górach powstałych w orogenezie waryscyjskiej, niecałe 100 milionów lat wcześniej, nie było śladu. Prawdopodobnie nie istniały one zresztą dużo wcześniej, gdyż materiał budujący czerwone piaskowce dolnego triasu przewiewany był w poprzek dzisiejszych Gór Świętokrzyskich i zarazem dawnych gór. Nie stanowiły one więc już wtedy żadnej przeszkody dla wiatrów, a także rzek okresowych.

W morzu, które wkroczyło w środkowym triasie na teren Gór Świętokrzyskich tworzyły się skały osadowe chemiczne, głównie wapienie. Zawierają one wiele skamieniałości małży, ramienionogów, amonitowatych, liliowców oraz innych grup zwierząt, stąd też nazywane są one tradycyjnie wapieniem muszlowym. Wśród wapieni pojawiają się też dolomity, anhydryty, a także nieco soli kamiennej – to efekt gorącego klimatu, związanego z tym szybkiego parowania i słabego połączenia tego morza ze znajdującym się dalej na południe oceanem Tetyda.

W schyłku triasu morze ustąpiło – powstawały wówczas skały osadowe okruchowe zawierające niewielkie ilości rud żelaza i węgla brunatnego, nazywane dawniej kajprem. Większość z nich powstała w środowisku rzecznym i jeziornym, generalnie wilgotnym, ale okresowo ulegającym przesuszeniom.

Skały tworzące się w początkach kolejnego okresu ery mezozoicznej – jury – również miało swój początek na lądzie. Tak jak kajper, tak i dolną jurę budują głównie skały osadowe okruchowe z rudami żelaza oraz węglem brunatnym. Ciekawą odmianę stanowią jasne piaskowce szydłowieckie (nazwa pochodzi d miejscowości Szydłowiec), które są jednym z bardziej znanych polskich kamieni dekoracyjnych, a w XIX wieku budowle z nich wykonane powstawały na terenie całego imperium rosyjskiego. Ze skał dolnej jury znane są też odciski stóp dinozaurów (warte uwagi jest zwłaszcza stanowisko z okolic Sołtykowa). W powstałych wtedy piaskowcach znaleziono między innymi tropy zauropodów (dinozaurów roślinożernych) oraz drapieżnych teropodów.

Środkowa część okresu jurajskiego zaczęła się od wkroczenia (czyli transgresji) morza. Nadal powstawały jednak skały osadowe okruchowe, głównie piaskowce oraz mułowce z iłowcami, zawierające rudy żelaza. Konkrecje zbudowane ze związków żelaza były niegdyś eksploatowane na zachodnim krańcu mezozoicznego obrzeżenia Gór Świętokrzyskich, pod Częstochową. W schyłku środkowej jury zaczęły się tworzyć skały osadowe chemiczne, głównie wapienie i margle. Początkowo powstawały one bardzo powoli, tworząc znane nam już z ordowiku kondensacje stratygraficzne.

Późna jura to czas, gdy ogromne obszary dzisiejszej Polski pokryte były stosunkowo głębokim (do kilkuset metrów), ciepłym morzem posiadającym szerokie połączenie ze znajdującym się dalej na południu oceanem Tetyda (jego część stanowiły między innymi dzisiejsze Tatry oraz Pieniny). Powstały wtedy grube pakiety wapieni z licznymi skamieniałościami gąbek, amonitów, ramienionogów, małży, koralowców, a także innych grup zwierząt bezkręgowych. Wapienie gąbkowe budują między innymi skałki Jury Krakowsko-Częstochowskiej. Z kolei wapienie amonitowo-gąbkowe z Morawicy na południe od Kielc są jednym z najbardziej znanych kamieni dekoracyjnych pochodzących z terenu Polski. Posadzki z nich wykonane można znaleźć w budynkach użyteczności publicznej na terenie całego kraju.

Polska w późnej jurze, 160 mln lat temu (rys. Edyta Felcyn).

Tak wyglądało morze, które w jurze (około 160 mln lat temu) znajdowało się na terenie dzisiejszych Gór Świętokrzyskich. W jego ciepłych wodach pływały liczne amonity (zwinięte muszle) oraz belemnity (proste muszle), a na dnie rosły liczne gąbki (rys. Edyta Felcyn).

Z końcem okresu jurajskiego morze ustąpiło. We wczesnej kredzie powstało stosunkowo niewiele skał – zaczęły one tworzyć się na większą skalę na przełomie kredy wczesnej i późnej, kiedy morze wkroczyło ponownie. W okresie od około 90 do 65 milionów lat temu okolice Gór Świętokrzyskich znów stanowiły dno morskie. W tym ciepłym morzu powstawały głównie skały osadowe chemiczne i organogeniczne – przede wszystkim wapienie, margle, opoki, kreda pisząca, a także gezy, czasami z licznymi krzemieniami. Mniejsze znaczenie mają skały osadowe okruchowe, zwłaszcza piaskowce – tworzyły się one głównie w początkowych etapach wkraczania kredowego morza.

Ogromny zasięg kredowego morza związany był z bardzo wysokim ówcześnie poziomem oceanu światowego, prawdopodobnie co najmniej 200 metrów wyższym niż obecnie. Ponieważ skały górnej kredy (tak jak górnej jury) powstały w środowisku morskim, stąd też na terenie Polski brakuje pochodzących z tamtych czasów skamieniałości dinozaurów – gadów, które wbrew informacjom z wielu książek były wyłącznie zwierzętami lądowymi. W skałach kredy znajdowane są natomiast zęby rekinów, skamieliny plezjozaurów, mozazaurów, a także wielu zwierząt bezkręgowych, na czele z amonitami, belemnitami, małżami i ramienionogami.

Orogeneza alpejska i era kenozoiczna

W schyłku kredy, około 66 milionów lat temu, morze opuściło niemal cały rejon Gór Świętokrzyskich. Był to efekt postępujących ruchów górotwórczych orogenezy alpejskiej, które dalej na południe doprowadziły do wypiętrzenia Alp oraz Karpat, a w środkowej i południowo-zachodniej Polsce doprowadziły do odmłodzenia i ponownego wyniesienia obszarów, które były już górami, ale około 250 milionów lat wcześniej.

Ruchy górotwórcze z pogranicza kredy i paleogenu (a więc er mezozoicznej i kenozoicznej), które doprowadziły do ustąpienia morza określane są mianem tak zwanej fazy laramijskiej, należącej do orogenezy alpejskiej (fazy są tradycyjnie używane do opisu paroksyzmów niepokoju tektonicznego lub ruchów górotwórczych wchodzących w skład większych wydarzeń, z większości przypadków kolizji kontynentów, nazywanych całościowo orogenezami). Zaczęła się era kenozoiczna, w trakcie której teren Gór Świętokrzyskich został ponownie wypiętrzony i pocięty uskokami. Skały znajdujące się wówczas na powierzchni (czyli kredowe, jako ówcześnie najmłodsze) podlegały niszczeniu (procesom wietrzenia oraz erozji) w pierwszej kolejności. Następne były skały jurajskie, usunięte tam, gdzie ruchy wypiętrzające wykazały się większą intensywnością.

Im dalej w kierunku centrum wypiętrzających się współczesnych Gór Świętokrzyskich, tym głębiej sięgała erozja, usuwając kolejno skały triasowe, permskie, a nawet dewońskie i sylurskie. W efekcie najważniejsze pasma Gór Świętokrzyskich zbudowane są ze skał najstarszych (głównie kambryjskich oraz dewońskich, jako najbardziej odpornych), które otaczają skały coraz młodsze. W ten sposób powstał paleozoiczny trzon gór (głównie kambryjski i dewoński) oraz otaczające go, zbudowane z młodszych skał, mezozoiczne obrzeżenie. Obie te struktury oglądaliśmy na mapie załączonej w pierwszej części tego artykułu.

Swój obecny kształt Góry Świętokrzyskie zawdzięczają zatem głównie orogenezie alpejskiej. Przeczy to tezie pojawiającej się w wielu podręcznikach, głoszących, że są to góry bardzo stare (najstarsze w Polsce), powstałe w erze paleozoicznej, w orogenezie kaledońskiej. Niestety, nie mamy żadnych przekonujących dowodów, że w trakcie opisanych wcześniej ruchów kaledońskich w ogóle powstały jakieś góry. Niewątpliwie pojawiły się one niecałe 100 milionów lat później, w wyniku orogenezy waryscyjskiej. Te góry uległy jednak zupełnemu zniszczeniu już w okresie triasowym, kiedy po całkowitym zrównaniu stanowiły dno morza. Dzisiejsze Góry Świętokrzyskie muszą więc być o wiele młodsze, a jedyną możliwość ich wypiętrzenia stanowiła orogeneza alpejska – ta, która odpowiada za wyniesienie wszystkich innych polskich gór. A zatem to nie Góry Świętokrzyskie są stare, ale odsłaniające się w ich centrum skały są górotworem, czyli pamiątką po dawno nieistniejących już górach – w tym przypadku powstałych podczas orogenezy waryscyjskiej. (Więcej o różnicach między górami i górotworem można przeczytać tutaj).

Wypiętrzone wskutek ruchów orogenezy alpejskiej góry stawiły opór kolejnej transgresji morskiej. W miocenie, niecałe 20 milionów lat temu, morze (tak zwany zbiornik Paratetydy) ponownie wkroczyło od południowego-wschodu, ale tym razem sięgnęło jedynie południowego skraju Gór Świętokrzyskich. Na południe od nich można do dziś oglądać pamiątki po linii brzegowej z tamtych czasów, a także skały powstałe w tym płytkim, ciepłym i szybko parującym morzu – w tym wapienie (także mające znaczenie dekoracyjne wapienie pińczowskie), piaskowce, a także eksploatowane w Dolinie Nidy gipsy.

Fauna z Korytnicy - miocen (baden).

Tak zwana fauna z Korytnicy (na południe od Gór Świętokrzyskich) składa się z wypreparowanych muszli ślimaków, małży, ramienionogów, a także skamieniałości innych zwierząt (w tym kolonii mszywiołów), które żyły w ciepłym morzu (Paratetydzie) znajdującym się na przedpolu Karpat kilkanaście milionów lat temu, w miocenie (a dokładniej: badenie).

Gips szablasty z miocenu.

Gips szablasty (nazwany tak ze względu na widoczne na fotografii charakterystyczne kształty kryształów minerału gipsu) powstały w morzu mioceńskim, które sięgało południowych skłonów Gór Świętokrzyskich).

Choć główną rolę w ukształtowaniu Gór Świętokrzyskich odegrała orogeneza alpejska i następujące później, w okresie kenozoicznym, niszczenie wypiętrzonych skał na skutek procesów wietrzenia oraz erozji, to ostateczny rys nadały zlodowacenia plejstoceńskie. Najważniejsze, a zarazem ostatnie z nich zatrzymały się na północno-zachodnich przedpolach gór lub w ogóle do nich nie dotarły. Dzięki temu skały mezozoiczne i paleozoiczne nie zostały przykryte w całości osadami polodowcowymi i wciąż znajdują się na powierzchni, umożliwiając nam szczegółowe badania historii Gór Świętokrzyskich. Mimo to spore obszary zbudowane ze starych skał ukryte są pod osadami mającymi związek z działalnością lądolodu. Osady te to tak zwane pokrywy lessowe, powstałe w wyniku przewiewania bardzo drobnych ziaren minerałów oraz skał na przedpolu lądolodu. Lessy występują szczególnie powszechnie we wschodniej części Gór Świętokrzyskich.

Inną pamiątką po czasach ochłodzeń plejstoceńskich są gołoborza świętokrzyskie. Powstały one w surowym, zimnym klimacie (tak zwanym klimacie peryglacjalnym) panującym na przedpolu lądolodu, powodującym rozsadzanie skał na skutek powtarzającego się zamarzania i rozmarzania wody w ich szczelinach. Takie zjawisko określamy mianem wietrzenia mrozowego. Dzisiejsze gołoborza są pamiątką właśnie po czasach zlodowaceń epoki plejstoceńskiej.

Gołoborze świętokrzyskie.

Gołoborze świętokrzyskie zbudowane z piaskowców kambryjskich. Fot. Joanna Jaworska.

Podsumowanie

Najważniejsze etapy historii Gór Świętokrzyskich przedstawione w tym artykule można streścić następująco:

  • od około 550 do 330 milionów lat temu: powstawanie skał osadowych w morzach o różnej głębokości i temperaturze wód, przerywane epizodami wynurzeń i erozji lub niepokoju tektonicznego związanego z zachodzącą dalej na północny-zachód (zgodnie ze współczesnymi kierunkami) orogenezą kaledońską, a być może także przyłączaniem terenu Gór Świętokrzyskich do kontynentu europejskiego,
  • około 330-300 milionów lat temu: wypiętrzenie i sfałdowanie skał powstałych w poprzednim etapie, będące skutkiem przyłączania Dolnego Śląska do Europy i powstawania Pangei; uformowanie gór w miejscu dzisiejszych Gór Świętokrzyskich,
  • od około 300 do 240 milionów lat temu: niszczenie gór w bardzo gorącym i okresowo suchym, zwrotnikowym klimacie; z końcem tego etapu gór waryscyjskie przestały istnieć,
  • od około 240 do 65 milionów lat temu: powstawanie skał osadowych w morzach wkraczających kilkakrotnie na teren dzisiejszych Gór Świętokrzyskich, a także na lądach, które wynurzały się spod wód tych mórz,
  • od 65 milionów lat temu do dziś: wynurzenie i ponowne wypiętrzenie gór – obecnych Gór Świętokrzyskich, będące echem zachodzących dalej na południe ruchów górotwórczych orogenezy alpejskiej,
  • ostatni milion lat: działalność lądolodu oraz zimny, surowy klimat panujący na jego przedpolu nadają ostatni rys dzisiejszym Górom Świętokrzyskim.