Historię Polski datuje się wstecz do czasów Piastów, zapominając przy tym, że ziemie, które zostały opanowane przez Mieszka I i Bolesława Chrobrego nie pojawiły się znikąd i też mają swoją bogatą historię. Liczona jest ona nie w tysiącach, ale w miliardach lat, bo losy Europy możemy prześledzić na przestrzeni aż dwóch miliardów lat. Ten tekst poświęcony będzie najwcześniejszym dziejom naszego kontynentu, w tym także tych jego części, które dzisiaj znajdują się w granicach państwa polskiego. Cofniemy się aż do początków Europy.

Jak powstała Polska? Historia geologiczna Polski, część 1

Artykuł jest pierwszym z serii, która docelowo ma stać się e-bookiem prezentującym historię geologiczną Europy Środkowej, ze szczególnym uwzględnieniem terenu Polski. Istniejące książki są skierowane do studentów geologii i geografii, a więc nieco za trudne dla zwykłego odbiorcy. Poza tym skupiają się one na budowie naszego kontynentu oraz kraju, spychając na peryferia to, co najciekawsze – niesamowitą historię, która toczy się już od ponad dwóch miliardów lat.

Dwa miliardy lat temu świat wyglądał zupełnie inaczej. Choć minęła już ponad połowa dziejów Ziemi, to wciąż nie istniał żaden ze współczesnych kontynentów, a na oceanach znajdowało się prawdopodobnie kilkanaście lub kilkadziesiąt lądów przypominających wielkością dzisiejsze duże wyspy. Geolodzy nazywają je na kontynentami, a mniejsze z nich mikrokontynentami – niezależnie od definicji, to właśnie te fragmenty skorupy ziemskiej dały początek Europie oraz terytorium dzisiejszej Polski.

Świat znajdował się wówczas w momencie zwrotnym swoich dziejów. Po raz pierwszy organizmy żywe zaczęły mieć decydujący wpływ na warunki panujące na zamieszkiwanej przez nie planecie. Około 2,2 miliarda lat temu miało miejsce tak zwane Wielkie Zdarzenie Oksydacyjne (ang. Great Oxygenation Event). Organizmy fotosyntetyzujące wydzielały już wówczas olbrzymie ilości tlenu, który trafiał do wód oceanicznych, zmieniając panujące w nich warunki chemiczne. Nadmiar pierwiastka zasilał natomiast atmosferę; stopniowo, w skali wielu milionów lat, modyfikowało to jej skład. W ten sposób świat, w którym żyjemy dzisiaj, stał się produktem pracy miliardów pokoleń organizmów, początkowo bardzo prostych, jednokomórkowych, a stopniowo coraz bardziej zaawansowanych ewolucyjnie.

Mikroskamieniałości proterozoiku.

Te mikroskopijnej wielkości skamieniałości to jedne z niewielu śladów życia pochodzącego z czasów, gdy toczyła się opisywana tutaj historia. Zdjęcia (na licencji CC) pochodzą z pracy Cohen, P.A., Macdonald, F.A., 2015. The Proterozoic Record of Eukaryotes. Paleobiology, 41, 4, 610–632.

Pojawienie się wolnego tlenu miało trudne do przecenienia skutki. Mogła powstać warstwa ozonowa, dzięki której możliwe jest dzisiaj życie na lądach. Zmniejszenie się zawartości gazów cieplarnianych całkowicie przeobraziło klimat, dzięki czemu Ziemia przestała przypominać Wenus, a stała się przyjazną, niebieską planetą, którą znamy dzisiaj.

Obecność tlenu ma też znaczenie dla procesów związanych z niszczeniem skał. Stale przeobrażają one oblicze kontynentów sprawiając, że nasza Ziemia różni się od martwych i skalistych planet oraz satelitów układu słonecznego, na których wszelki ślad działalności ludzkiej, zwłaszcza śmieci pozostawione przez misje kosmiczne, pozostaną na tysiące, a nawet miliony lat, bez żadnych zmian.

O wędrówce kontynentów (kliknij aby zobaczyć więcej)

Powstaje Bałtyka: to początek Europy

W tych przełomowych czasach dochodziło też do kolizji wielu małych kontynentów, łączących się powoli w większe lądy. Jednymi z fragmentów biorących udział w tych zderzeniach były Fennoskandia, Sarmacja i Wołgouralia. Nazwy wszystkich tych dawnych kontynentów, nadane im przez współczesnych geologów, nawiązują do geografii dzisiejszej Europy. I nic dziwnego, gdyż były to lądy, które dały początek naszemu kontynentowi, a także pierwszym fragmentom terytorium Polski.

Dwa miliardy lat temu Fennoskandia obejmowała rejon dzisiejszej tarczy bałtyckiej, nazywanej też fennoskandzką. Tarcza ta znajduje się na terenie Finlandii, północnej części Szwecji oraz rosyjskiej Karelii i Półwyspu Kolskiego. Na powierzchni widoczne są tam bardzo stare skały, o wieku sięgającym nawet trzech miliardów lat. Dzięki nim geolodzy mogą dowiedzieć się, jak powstawała Fennoskandia i poznać jej losy sprzed wielkiej kolizji z Sarmacją i Wołgouralią.

Platforma wschodnioeuropejska w proterozoiku.

Niecałe dwa miliardy lat temu Europa obejmowała tylko północną i wschodnią część dzisiejszego kontynentu (czarny kontur) i kończyła się w rejonie Torunia. Ten pradawny kontynent, od którego zaczęły się dzieje Europy, geolodzy nazywają Bałtyką. Dzisiaj jego pozostałością jest tak zwana platforma wschodnioeuropejska. Bałtyka powstała w wyniku zderzenia się trzech małych kontynentów: Fennoskandii, Sarmacji i Wołgouralii.

Teren dzisiejszej Ukrainy (jej fragment stanowi tak zwaną tarczę ukraińską) ponad dwa miliardy lat temu był innym samodzielnym kontynentem, któremu geolodzy nadali nazwę Sarmacji. Około 2,1 miliarda lat temu Sarmacja połączyła się z Wołgouralią (widoczna na załączonej mapie).

Kolejne ważne wydarzenia miały miejsce nieco ponad 1,8 miliarda lat temu. Doszło wówczas do kolizji połączonych Sarmacji i Wołgouralii z trzecim z kontynentów biorących udział w tej historii – Fennoskandią. Powstał wówczas duży, przynajmniej jak na ówczesne standardy, fragment skorupy kontynentalnej, który dzisiaj znajduje się w podłożu Europy Wschodniej, tworząc dużą, zwartą jednostkę geologiczną. Nosi ona nazwę platformy wschodnioeuropejskiej. Jej powstanie można też uznać za początek istnienia kontynentu europejskiego, choć jeszcze w bardzo okrojonym kształcie, obejmującym zaledwie, i to nie w pełni, terytoria dzisiejszej Finlandii, europejskiej części Rosji, Ukrainy, Białorusi, a także fragment Szwecji.

Tarcze i platformy (kliknij aby zobaczyć więcej)

Wielkie kolizje małych kontynentów były przed niecałymi dwoma miliardami lat zjawiskiem bardziej powszechnym, a ślady tych wydarzeń znajdowane są nie tylko we wschodniej części Europy, ale na całym świecie. Szczególne znaczenie miały one również dla historii Ameryki Północnej. To właśnie wtedy, 1,8 miliarda lat temu, kilka, a nawet kilkanaście fragmentów skorupy kontynentalnej połączyło się w jedną całość, tworząc istniejącą do dzisiaj jednostkę geologiczną – platformę północnoamerykańską. Objęła ona większość terytorium współczesnej Ameryki Północnej.

Intensywność kolizji kontynentów sprzed dwóch miliardów lat powoduje, że geolodzy tradycyjnie łączyli ówczesne wydarzenia w wielki paroksyzm ruchów prowadzących do powstawania łańcuchów górskich, nazywając go na terenie Europy orogenezą swekofeńską. Badacze pracujący na innych współczesnych kontynentach nadawali swoje własne nazwy, do momentu gdy okazało się, że kolizje kontynentalne miały zasięg globalny i musiały mieć związek z jednym wielkim wydarzeniem, na skalę całego świata.

Wielki kontynent sprzed milionów lat

Tym wydarzeniem było powstanie ogromnego kontynentu, skupiającego w sobie niemal wszystkie ówczesne lądy. Liczne kolizje małych fragmentów skorupy doprowadziły do utworzenia się tego wielkiego mega- lub superkontynentu, określanego przez geologów różnymi nazwami: Kolumbia (nie należy mylić z dzisiejszym krajem Ameryki Południowej), Hudsonland oraz Nuna.

Mapy kontynentu Nuna (Kolumbia), który istniał około 1,8-1,3 miliarda lat temu.

Trzy rekonstrukcje kontynentu Nuna (Kolumbia). Na razie nie wiemy, która z nich jest najbliższa prawdzie. W każdej konfiguracji dzisiejsza Europa Wschodnia ze Skandynawią (zaznaczone na czerwono) znajdują się na krawędzi tego wielkiego megakontynentu i sąsiadują z Amazonią (AM), czyli dzisiejszą Brazylią. AP to Ameryka Północna, a AF – Afryka Zachodnia. To z tymi fragmentami skorupy sąsiadował nasz kontynent półtora miliarda lat temu. Grube czarne linie oznaczają strefy subdukcji, czyli miejsca, gdzie skorupa oceaniczna zanurza się pod kontynentalną, wypiętrzają się wysokie góry i tworzą się wulkany. Takie warunki panowały wówczas między innymi na terenie dzisiejszej północno-wschodniej Polski. Mapy (na licencji CC) pochodzą z pracy Roberts, N.M.W., 2013. The boring billion? e Lid tectonics, continental growth and environmental change associated with the Columbia supercontinent. Geoscience Frontiers 4, 681e691.

Ogromny kontynent, który powstał nieco ponad 1,8 miliarda lat temu, miał wydłużony kształt i prawdopodobnie rozciągał się poprzecznie w stosunku do równika, czyli z południa na północ. W jego centrum znajdowała się Ameryka Północna i sąsiadująca z nią platforma wschodnioeuropejska. Ten drugi fragment skorupy kontynentalnej jest często określany przez geologów mianem Bałtyki. Nazwa ta odnosi się do terenu dzisiejszej platformy wschodnioeuropejskiej na przestrzeni pomiędzy 1,8 miliarda lat a 400 milionami lat temu, czyli od proterozoiku do końca okresu sylurskiego ery paleozoicznej. (Więcej informacji o erach i okresach geologicznych znajduje się na stronie Tabela stratygraficzna.)

W wielkim kontynencie Kolumbia obok Bałtyki znajdowała się również Amazonia. Taką nazwą geolodzy określają obecnie fragment Ameryki Południowej, który istniał już 1,8 miliarda lat temu i obejmował obszar sąsiadujący obecnie z doliną Amazonki. To egzotyczne sąsiedztwo Europy i Ameryki Południowej miliony lat później okazało się brzemienne w skutkach dla naszego kontynentu.

Najstarsza część Polski

Choć 1,8 miliarda lat temu tworzyły się zręby dzisiejszej Europy, i był to zarazem moment powstania platformy wschodnioeuropejskiej, to nie miała ona zasięgu takiego jak współcześnie. Aktualnie platforma wschodnioeuropejska zajmuje północno-wschodnią część naszego kraju, kończąc się w przybliżeniu na tak zwanej linii Teisseyre’a-Tornquista, przebiegającej od Kołobrzegu, przez Toruń, aż po Zamość. Nie ma pewności, czy ówczesny kontynent Bałtyki kończył się na tej linii. Być może rozciągał się dalej ku wschodowi i północy. Rozstrzygnięcie tej kwestii jest trudne, ponieważ skały z tego czasu są ukryte na terenie Polski głęboko pod powierzchnią.

Wraz z połączeniem Fennoskandii z Sarmacją i Wołgouralią – a być może nawet jeszcze przed tą wielką kolizją oraz ruchami górotwórczymi – doszło też do innych wydarzeń, mniej istotnych dla kształtu całej Europy, ale ważnych z polskiego punktu widzenia. W rejonie dzisiejszej Litwy, Białorusi i północno-wschodniej Polski dobudowane zostały do Fennoskandii i tworzącej się Bałtyki mniejsze fragmenty skorupy kontynentalnej, nazywane często mikrokontynentami. Dwa z nich – kontynent białorusko-litewski oraz polsko-litewski – mają dla nas największe znaczenie. Utworzyły się one pomiędzy 1,9 a 1,85 miliarda lat temu, a następnie przyłączyły do Fennoskandii oraz powstającej Bałtyki. W ten sposób powstał pierwszy fragment skalnego podłoża dzisiejszej Polski, znajdujący się teraz w rejonie Mazur i Podlasia.

Kontynent, skorupa kontynentalna, ląd (kliknij aby zobaczyć więcej)
Ogniska trzęsień ziemi w rejonie strefy subdukcji.

Tak mógł wyglądać rejon północno-wschodniej Polski półtora miliarda lat temu. Dzisiejsza Wschodnia Europa znajdowała się wówczas na krawędzi wielkiego kontynentu. Dochodziło tam do pogrążania się gęstszej i cięższej skorupy oceanicznej pod kontynentalną, czemu towarzyszyły zjawiska sejsmiczne (trzęsienia ziemi) oraz wulkaniczne. Ogniska wstrząsów oznaczone są czerwonymi kołami. Rysunek: © Andrea Danti – Fotolia.com.

Oprócz stosunkowo dużych, to jest o rozmiarach dzisiejszego województwa lub większych, fragmentów skorupy kontynentalnej, 1800 milionów lat temu do tworzącej się Bałtyki dołączyły także niewielkie wyspy wulkaniczne. Przypominały one zapewne łańcuchy wysp otaczające dzisiejszy Pacyfik (tak zwany pacyficzny pierścień ognia). Teren północno-wschodniej Polski musiał więc wówczas przypominać rejon Japonii, a znajdował się on na wybrzeżach wielkiego oceanu. Europy Środkowej i Zachodniej jeszcze nie było! Było natomiast nieprzyjazne, górzyste wybrzeże, usiane wyspami oraz wulkanami. Skały wyrzucane przez te wulkany znaleziono między innymi w Szwecji, Polsce oraz na Litwie.

Wraz z połączeniem się wielu małych kontynentów oraz utworzeniem się Bałtyki powstały pierwsze fragmenty podłoża skalnego budującego dziś północno-wschodnią Polskę. Mieszkańcy tego rejonu stąpają po najstarszych polskich skałach, które jednak ukryte są głęboko pod powierzchnią, i są osiągane tylko w odwiertach geologicznych. Wiemy o nich stosunkowo niewiele, i dlatego możemy tylko domyślać się, jak duży fragment podłoża kontynentalnego dzisiejszej Polski powstał 1800 milionów lat temu, i z połączenia jakich wysp został on utworzony.

Wulkan Licancabur (Ameryka Południowa).

Krajobraz andyjskiej pustyni Atacama, z widocznym wulkanem. Tak mógł wyglądać półtora miliarda lat temu teren dzisiejszej północno-wschodniej Polski. Na lądach nie było jeszcze wówczas śladu życia, a w powietrzu znajdowały się znikome ślady tlenu. Zdjęcie: © lindrik – Fotolia.com.

Tajemnicze początki Europy: podsumowanie (kliknij aby zobaczyć więcej)

Ciąg dalszy?

1,8 miliarda lat temu istniała już Bałtyka – czyli dzisiejsza platforma wschodnioeuropejska. Utworzyły się też skały budujące współczesny północno-wschodni kraniec Polski. Był to wówczas skraj wielkiego kontynentu Kolumbia, usiany wulkanami i łańcuchami wysp, przypominającymi dzisiejsze wybrzeża Pacyfiku. Na takiej arenie rozegrały się kolejne wydarzenia, które doprowadziły do powstania lądu, po którym chodzimy na co dzień, nie domyślając się jego skomplikowanych i długich dziejów.