Zajęcia dla szkół/przedszkoli

Żywa Planeta na Facebooku

Koszyk

Jak powstały polskie skały?

Polskie skały, choć najczęściej wyglądają niepozornie, to niemal zawsze mają za sobą miliony lat dziejów, a także niesamowitą historię związaną z ich powstaniem. Na tej strony znajdują się informacje o pochodzeniu niektórych polskich skał – i o tym, co można dzięki nim dowiedzieć się o przeszłości Ziemi.

Piaski i żwiry północnej/środkowej Polski

Rodzaj skały: osadowa okruchowa

Wiek: tysiące lat

Zjawiska i procesy, którym zawdzięczają powstanie: zlodowacenia, działanie wody, pradoliny

Nie są lite, lecz sypkie, ale to też są skały! Spotykamy je w całej Polsce, jednak w północnej i centralnej części naszego kraju są najczęściej spotykanymi skałami, budującymi razem z glinami oraz iłami niemal całe podłoże.

Większość polskich piasków i żwirów zawdzięcza swoje pochodzenie lądolodowi skandynawskiemu. Przed tysiącami lat wkroczył on na terytorium naszego kraju, przykrywając niemal całą dzisiejszą Polskę grubą (rzędu kilkuset metrów) warstwą lodu. Maksymalny zasięg wszystkich zlodowaceń oraz ostatniego z nich, najważniejszego dla ukształtowania rzeźby północy i centrum kraju, można obejrzeć na mapie załączonej poniżej.

Przesuwające się masy lodu oraz woda pochodząca z roztapiania lądolodu, a także późniejsza działalność wód rzecznych i morskich – to czynniki, które nadały kształt polskim piaskom i żwirom. Po ustąpieniu lodu, ale jeszcze przed pojawieniem się zwartej szaty roślinnej, piaski zalegające w szerokich pradolinach (dolinach, którymi spływały olbrzymie rzeki wody sprzed czoła lądolodu) zostały uformowane przez wiatr w wielkie wydmy, które dzisiaj można obserwować na terenie wielu borów, na przykład w Puszczy Noteckiej.

Jak odróżnić piasek od żwiru? Ten pierwszy składa się z drobnych ziaren, z których większość ma średnicę poniżej 2 milimetrów. Z kolei żwir to skała osadowa okruchowa o wiele grubszych ziarnach, w zdecydowanej większości o średnicy przekraczającej 2 mm.

Maksymalny zasięg zlodowaceń plejstoceńskich (i osadów, których powstanie jest z nimi związane) zostało zaznaczone przerywaną linią. Niebieskie tło: zasięg ostatniego zlodowacenia.

Żwir i głazy znajdujące się nad brzegiem morza to też skała osadowa.

Piaskowce Sudetów

Rodzaj skały: osadowa okruchowa

Wiek: różny, najczęściej 90 milionów lat

Zjawiska i procesy, którym zawdzięczają powstanie: płytkie morze, falowanie, sztormy, lityfikacja

Kolejne skały osadowe okruchowe – tak jak piaski i żwiry – ale tym razem już nie luźne, lecz lite. Nic dziwnego: w odróżnieniu od piasków polodowcowych, które tworzyły się w ostatnich tysiącach lat piaskowce Sudetów mają za sobą miliony lat historii!

Najbardziej znane z nich – piaskowce Gór Stołowych, tworzące charakterystyczne skałki oraz szerokie wzniesienia o płaskich wierzchołkach (czyli stoliwa) – liczą sobie około 90 milionów lat. W tym czasie do głosu doszły procesy lityfikacji, które zamieniają luźny osad (piasek) w twardą skałę (piaskowiec), zlepiając jej ziarenka spoiwem.

A jak powstał piasek, który po milionach lat stał się piaskowcem? Tworzył się w płytkim morzu, które w okresie kredowym zalewało niemal cały teren dzisiejszej Polski. Pamiątką po tym zbiorniku morskim są między innymi skamieniałości spotykane w piaskowcach – przede wszystkim małże, ale czasami również kraby i amonity.

Żeby obejrzeć piaskowce Sudetów nie musimy jechać w góry. Budynki z początku XX wieku znajdujące się w miastach dawnego zaboru pruskiego często posiadają fasady wyłożone właśnie tymi skałami.

Narożnik w Górach Stołowych (Dolny Śląsk, Sudety). Skałki Gór Stołowych zbudowane są z piaskowców kredowych.

Morze sprzed 90 milionów lat. Tak wyglądały wtedy Sudety. W wodach morza pływały amonity, a dno zasiedlały małże, ramienionogi i kraby.

Wapienie jurajskie

Rodzaj skały: osadowa chemiczna/organogeniczna

Wiek: około 160 milionów lat

Zjawiska i procesy, którym zawdzięczają powstanie: ciepłe morze

Wapienie są skałami osadowymi chemicznymi tworzącymi się niemal wyłącznie w ciepłych morzach. Przed 160 milionami lat (okres jurajski) taki zbiornik morski powstał na terenie dzisiejszej Polski. Ówczesny klimat był o wiele cieplejszy od panującego współcześnie. W wodach morza pływały dziwne, wymarłe już zwierzęta, na czele z amonitami i belemnitami. W wapieniach znajdowane są też skamieniałości innych zwierząt, w tym gąbek, małży oraz ramienionogów.

Skały okresu jurajskiego widział każdy. Wystarczy wybrać się na tereny Jury Krakowsko-Częstochowskiej. Na wapieniach sprzed 160 milionów lat zbudowane są zamki Szlaku Orlich Gniazd, a także – Wawel.

Wapienie jurajskie są częste również na obrzeżach Gór Świętokrzyskich. Pochodzą stamtąd piękne kamienie ozdobne stosowane jako posadzki w kościołach i reprezentacyjnych budynkach. Na płytkach widoczne są wtedy piękne przekroje muszli amonitów oraz „strzały”, czyli szkielety wymarłych belemnitów. (Zobacz wapienie jurajskie w zabytkach Poznania oraz Trójmiasta).

Przekroje przez skamieniałości wapieni jurajskich: amonita (z prawej), belemnita (z lewej u dołu) i gąbkę. Takie przekroje można zobaczyć w wypolerowanych płytach wapieni jurajskich w licznych reprezentacyjnych budynkach całej Polski.

Tak wyglądało morze, które w jurze (około 160 mln lat temu) zajmowało niemal cały obszar dzisiejszej
Polski. W jego ciepłych wodach pływały liczne amonity (zwinięte muszle) oraz belemnity (proste
muszle), a na dnie rosły liczne gąbki (rys. Edyta Felcyn).

Zlepieńce zygmuntowskie

Rodzaj skały: osadowa okruchowa

Wiek: około 260 milionów lat

Zjawiska i procesy, którym zawdzięczają powstanie: gorący i suchy klimat, niszczejące góry, wietrzenie i erozja

Czerwone skały zbudowane z wielu obtoczonych fragmentów starszych skał to zlepieńce. Jest to żwir (a więc skała osadowa okruchowa), którego ziarna zostały na przestrzeni milionów lat połączone spoiwem. Mówimy w takiej sytuacji, że żwir uległ lityfikacji i stał się litą skałą – zlepieńcem.

Zlepieńce zygmuntowskie są jedną z najbardziej charakterystycznych polskich skał i liczą sobie około 260 milionów lat. Ich czerwone spoiwo pozwala na stwierdzenie, że tworzyły się one w suchym i bardzo gorącym klimacie. Wielkie okruchy skalne tkwiące w zlepieńcu przypominają osad górskich dolin i rzek. Dzięki temu wiemy, że skały te powstawały w wysokich, niszczonych szybko górach, prawdopodobnie blisko wybrzeża morskiego. Ówczesny klimat przypominał dzisiejszą strefę zwrotnikową, ale był o wiele gorętszy! (Przeczytaj więcej o skrajnie gorącym klimacie z okresu permskiego – czasów gdy tworzyły się zlepieńce zygmuntowskie).

Dzięki skałom tym wiemy, że w przeszłości teren Polski musiał znajdować się dużo dalej na południe niż współcześnie. Takie skały nie mogłyby powstać w szerokościach geograficznych, które nasz kraj zajmuje obecnie!

Zlepieńce zygmuntowskie zawdzięczają swoją nazwę Kolumnie Zygmunta, której pierwszy trzon był wykonany właśnie z nich. Dzisiaj pozostałości tej pierwszej kolumny można oglądać obok Zamku w Warszawie.

Na górzystych brzegach morza, które 260 milionów lat temu znajdowało się w rejonie Gór Świętokrzyskich tworzyły się zlepieńce zygmuntowskie (rys. Edyta Felcyn).

Porfiry z agatami

Rodzaj skały: magmowa wulkaniczna

Wiek: około 270 milionów lat

Zjawiska i procesy, którym zawdzięczają powstanie: wulkanizm, gorące roztwory z krzemionką

Te brązowe, brunatne, a niekiedy zielonkawe skały są znane przede wszystkim dzięki temu, co się w nich znajduje – piękne kamienie ozdobne noszące nazwę agatów. Można je znaleźć w Sudetach (przede wszystkim w rejonie Świerzawy oraz Lwówka Śląskiego), a także w okolicach Krakowa. Stanowią obowiązkowy eksponat w niemal wszystkim polskich muzeach geologicznych, a także na giełdach minerałów i skamieniałości.

Choć to agaty znajdują się w centrum uwagi, to skała która je otacza też jest fascynującą pamiątką z dalekiej przeszłości. Jest to porfir (a konkretniej: jego odmiana nazywana riolitem), czyli skała magmowa wylewna. Skały takie tworzą się w pobliżu wulkanów. Riolity z Dolnego Śląska mają około 270 milionów lat (pochodzą więc z okresu permskiego). Dzięki nim wiemy, że na terenie dzisiejszych Sudetów oraz w okolicy Krakowa musiały wtedy istnieć wulkany!

I były to wulkany potężne. Mogły one wyrzucać rozżarzony popiół na odległość setek kilometrów. Gdyby takie wulkany istniały dzisiaj, nasz kraj byłby miejscem skrajnie niekorzystnym do zamieszkania.

W gorącej lawie wulkanicznej – która po milionach lat stała się riolitem – tworzyły się pustki wypełnione gazami. Z czasem gazy ulatywały, a do pustych przestrzeni wkraczały gorące roztwory, z których wytrącały się stopniowo różne związki chemiczne – przede wszystkim krzemionka. Tworzyły one kolejne pasy o zmieniających się stale barwach. I to właśnie są dzisiejsze agaty. W taki też sposób powstały również znajdujące się we wnętrzu niektórych z nich kryształy kwarcu. Gdyby nie wulkany sprzed milionów lat, nie moglibyśmy się dzisiaj cieszyć ich fantazyjnymi kształtami i rysunkiem.

Tak mógł wyglądać Dolny Śląsk blisko 300 mln lat temu. Krajobraz usiany był wieloma czynnymi wulkanami. W takich warunkach tworzyły się porfiry, w których znajdowane są agaty (rys. Edyta Felcyn).

Organy Wielisławskie to znajdujące się w okolicy Świerzawy (na północny-wschód od Jeleniej Góry) odsłonięcie riolitów z okresu permskiego. Podczas stygnięcia i w swej długiej dalszej historii skały spękały tworząc wieloboczne słupy przypominające nieco piszczałki organowe (zdjęcie: Wikimedia).

Granity z Dolnego Śląska i Tatr

Rodzaj skały: magmowa głębinowa

Wiek: ponad 300 milionów lat

Zjawiska i procesy, którym zawdzięczają powstanie: magma, zbiorniki magmowe, krystalizacja minerałów ze stopu skalnego

Jasne, często kremowe lub niemal białe, rzadko czerwone granity to jedne z najbardziej charakterystycznych skał południowej Polski. Budują Karkonosze w Sudetach, wzgórza w rejonie Strzegomia i Strzelina na Dolnym Śląsku, a także Tatry Wysokie. Białe granity wykorzystywane w roli kostki brukowej, płyt chodnikowych lub elewacyjnych pochodzą z Dolnego Śląska.

Niemal wszystkie granity południowej Polski mają nieco ponad 300 milionów lat i powstały w trakcie potężnych ruchów górotwórczych zwanych orogenezą waryscyjską (hercyńską). Te wydarzenia były skutkiem wielkich kolizji kontynentów, które doprowadziły do połączenia większości z nich i utworzenia jednego, dużego kontynentu określanego mianem Pangei.

Co ciekawe, granice zderzających się kontynentów przebiegały między innymi przez terytorium Polski, na terenie Dolnego Śląska. Sudety nie były kiedyś częścią Europy, a zostały do niej przyłączone dopiero w trakcie tworzenia Pangei, czyli ponad 300 milionów lat temu! Wcześniej Sudety wraz z terenem Czech były wyspami na wielkim oceanie, setki kilometrów od Europy. Dzięki tej skomplikowanej historii Dolny Śląsk jest najbardziej zróżnicowanym geologicznie rejonem Polski, bogatym w piękne – i różnorodne – minerały.

A jak konkretnie powstały granity? Są to skały magmowe głębinowe, czyli tworzące się pod powierzchnią Ziemi, na głębokościach rzędu kilku kilometrów. Krystalizują one z gorącego stopu skalnego nazywanego magmą, o początkowej temperaturze przekraczającej 1000 stopni C, stygnącego powoli, na przestrzeni milionów lat. Wraz ze spadkiem temperatury powstają kryształy kolejnych minerałów. Ostatnie z nich (głównie kwarc) tworzą nieregularne ziarna wciśnięte między inne minerały lub piękne kryształy, jeżeli narastają w pustkach powstających skał.

Tak powstały karbońskie granity Dolnego Śląska. Na schemacie widoczny podziemny zbiornik magmowy, w którym krystalizowały i stygły skały magmowe głębinowe. W zaznaczonych pustkach powstawały piękne kryształy kwarcu oraz innych minerałów (rys. Edyta Felcyn).

Świat 310 milionów lat temu, w karbonie. W wyniku kolizji Eurameryki i Gondwany powstał ogromny kontynent Pangea. Został też wypiętrzony ogromny łańcuch górski, którego część znajdowała się na terenie dzisiejszego Dolnego Śląska.

Węgiel kamienny i łupki z odciskami roślin

Rodzaj skały: osadowa

Wiek: około 320 milionów lat

Zjawiska i procesy, którym zawdzięczają powstanie: zapadliska śródgórskie i przedgórskie, torfowiska, rośliny karbońskie (skrzypy, widłaki, paprocie nasienne)

Okres karboński otrzymał swoją nazwę od węgla. Rzeczywiście, część polskich skał wieku karbońskiego, głównie liczących około 320 milionów lat, to złoża węgla kamiennego. Węgiel tworzył wiele warstw, pomiędzy którymi znajdują się inne skały osadowe: piaskowce oraz łupki mułowcowe, często ze szczątkami roślin.

Wszystkie te skały powstały w rozległych dolinach rzecznych, na torfowiskach i w okolicy delt, w obrębie i na przedpolu wysokich gór, które były wówczas wypiętrzane. Wielkie zapadliska tworzące się w rejonie olbrzymiego łańcucha górskiego, przecinającego dzisiejszą Europę i Amerykę Północną były porośnięte przez bujne lasy. Roślinność rozwijała się szybko, bo klimat był sprzyjający: równikowy. Europa i Polska znajdowały się bowiem wówczas na równiku! Było to możliwe dzięki wędrówce kontynentów, która spowodowała, że na przestrzeni 500 milionów lat Stary Kontynent przemieścił się z okolic Zwrotnika Koziorożca do dzisiejszej pozycji, przesuwając się w tempie kilku milimetrów rocznie.

Równikowe lasy karbonu nie przypominały dzisiejszych. Rolę drzew odgrywały w nim rośliny, które dzisiaj są niepozorne – widłaki, skrzypy i paprocie. Niektóre z nich dorastały 30 metrów wysokości (widłaki), a wszystkie razem tworzyły zwarty las na terenie zapadlisk i dolin rzecznych.

Szczątki tych roślin można dzisiaj łatwo znaleźć w węglu, piaskowcach oraz łupkach pochodzących z rejonu Wałbrzycha i Nowej Rudy (dawne Zagłębie Dolnośląskie) oraz z terenu Górnego Śląska. Roślinom tym zawdzięczamy też złoża polskiego węgla kamiennego. Aby uzmysłowić sobie ilość materii organicznej, która powstała i została zachowana w zapadliskach górskich wystarczy dowiedzieć się, że na terenie Górnego Śląska osady węglonośne miały kiedyś (przed ich częściowym zniszczeniem w wyniku erozji) ponad osiem kilometrów grubości!

Lasy, które porastały południową Polskę w karbonie. Szczątki widocznych tu roślin (widłaków, skrzypowych, paproci nasiennych) dały początek bogatym złożom węgla kamiennego (rys. Edyta Felcyn).

Fragment pnia kalamita – karbońskiego skrzypu, który dorastał kilku metrów wysokości. Dzisiejsze skrzypy są o wiele mniejsze, ale ich łodyga łudząco przypomina pień kalamita.

Wapienie dewońskie ze skamieniałościami

Rodzaj skały: osadowa chemiczna/organogeniczna

Wiek: około 375 milionów lat

Zjawiska i procesy, którym zawdzięczają powstanie: gorące morze, struktury przypominające rafy, wytworzone przez koralowce i gąbki

Skały, które budują duże fragmenty Gór Świętokrzyskich, a widoczne są na powierzchni także w rejonie Zawiercia i Krakowa. Nie trzeba się jednak tam wybierać, by je zobaczyć. Posadzki i ściany wielu polskich kościołów, na czele z katedrą na Wawelu, wyłożono właśnie tymi skałami.

Wapienie okresu dewońskiego mają około 375 milionów lat i wprost wypełnione są skamieniałościami zwierząt morskich: głównie koralowców, gąbek, ale także muszlami małży, ślimaków oraz ramienionogów. Niemal każda jasna plamka na szarej, brunatnej lub czarnej powierzchni tego wapienia to jakaś skamielina. W posadzce jednego budynku można znaleźć setki, lub raczej tysiące skamieniałości.

Skamielinom tym warto przyjrzeć się bliżej, bo choć należą one głównie do zwierząt, które już wyginęły, to ich krewnych można zobaczyć również dzisiaj – przede wszystkim na rafach koralowych. Oznacza to, że w okresie dewońskim, około 375 milionów lat temu, takie właśnie rafy powstawały w płytkim morzu, które znajdowało się wtedy na terenie Polski!

Dzięki temu możemy z kolei ustalić, że nasz kraj znajdował się wtedy w innym miejscu na kuli ziemskiej – gdzieś w okolicy Zwrotnika Koziorożca, czyli na południowej półkuli! Podobnie położona jest współcześnie północna Australia, i znajdująca się niedaleko od jej wybrzeża Wielka Rafa Barierowa. Przed milionami podobnie musiała wyglądać również Polska. Z tą różnicą, że na lądach było wtedy niewiele roślin. Pojawiły się też wówczas pierwsze lądowe zwierzęta kręgowe (czworonogi – tetrapody), a ślady najstarszych z nich znaleziono również w Górach Świętokrzyskich, w skałach nieco tylko starszych niż wapienie ze skamieniałościami!

Tak wyglądał świat 385 milionów lat temu. Dzisiejsza Europa wschodnia i północna (z dużym fragmentem Polski) była częścią kontynentu Eurameryka. Znajdował się on na półkuli południowej i przemieszczał się powoli w kierunku równika.

W gorącym morzu dewońskim rosły liczne koralowce i gąbki, tworzące struktury podobne do dzisiejszych raf koralowych (rys. Edyta Felcyn).

Łupki sylurskie z graptolitami i gazem łupkowym

Rodzaj skały: osadowa okruchowa

Wiek: ponad 400 milionów lat

Zjawiska i procesy, którym zawdzięczają powstanie: głębokie morze, wody ubogie w tlen, materia organiczna w osadzie

430 milionów lat temu większość terenu dzisiejszej Polski znajdowała się pod wodami bardzo głębokiego morza. W toni wodnej unosiły się lub aktywnie pływały dziwaczne, wymarłe zwierzęta: graptolity, łodzikowce oraz trylobity. Na głębokości kilku kilometrów znajdowało się dno, a nad nim – słup wody ubogiej w tlen, niesprzyjający życiu. Opadające na dno szczątki martwych zwierząt zachowywały się jako skamieniałości w skałach osadowych okruchowych – ciemnych, niekiedy niemal czarnych łupkach z dużą zawartością materii organicznej.

Dzisiaj te skały znajdują się kilometry pod powierzchnią, przykryte osadami młodszych okresów geologicznych. Można je obejrzeć między innymi w Górach Świętokrzyskich, w rejonie wsi Bardo koło Łagowa, a także w Różanej i Żdanowie w Sudetach.

Choć odsłonięte są w niewielu miejscach, to jednak są ważną częścią naszego geologicznego dziedzictwa. To te skały mogą stać się w przyszłości źródłem gazu łupkowego, którego eksploatacja przygotowywana jest od kilku lat. W odróżnieniu od złóż tego gazu w USA nasze łupki znajdują się nierzadko na głębokościach 1000-2000 metrów, dzięki czemu wydobycie węglowodorów miałoby w Polsce zdecydowanie mniejszy wpływ na środowisko naturalne.

Marmury sudeckie

Rodzaj skały: przeobrażona

Wiek: różny, ale ponad 400 milionów lat

Zjawiska i procesy, którym zawdzięczają powstanie: ciepłe morze, ruchy górotwórcze, przeobrażenie skał (metamorfizm)

Nasze jedyne marmury pochodzą z Sudetów. Tak zwane „marmury świętokrzyskie” to po prostu opisane powyżej wapienie z okresu dewońskiego.

Dlaczego skały te można zobaczyć akurat na Dolnym Śląsku? Marmury są skałami przeobrażonymi, a więc takimi, które powstają w wyniku oddziaływania na starsze skały podwyższonego ciśnienia i/lub temperatury. Aby temperatura lub ciśnienie mogło wystarczająco wzrosnąć potrzebne są wydarzenia, które spowodują na przykład pojawienie się gorącej magmy (i podwyższenie temperatury w jej otoczeniu) lub pogrążą skały głęboko pod powierzchnią (zwiększając tym samym temperaturę oraz ciśnienie).

Takie warunki mogą zaistnieć na przykład podczas wielkich kolizji kontynentów. Skały przeobrażone powstają więc obecnie na przykład w Himalajach, gdzie dochodzi do kolizji kry indyjskiej z wielką płytą eurazjatycką.

Podobna sytuacja panowała na terenie Sudetów ponad 300 milionów lat temu, gdy powstawał kontynent Pangea. Starsze skały (w przypadku marmurów są nimi wapienie) uległy przeobrażeniu w marmury. Kontynenty połączyły się tworząc Pangeę, a w Sudetach wypiętrzyły się wysokie góry. Potocznie mówi się, że właśnie wtedy powstały nasze dzisiejsze Sudety, ale to nieprawda! Tamte góry były zupełnie inne niż współczesne, przede wszystkim wyższe (mogły mieć kilka kilometrów wysokości). I nie pozostał po nich już żaden ślad, poza skałami, które je budowały. Dzisiejsze Sudety to zupełnie inne, o wiele młodsze góry, które uległy wypiętrzeniu w orogenezie alpejskiej, czyli wtedy, gdy powstawały Tatry oraz Beskidy.

Chcesz dowiedzieć się więcej?

Pobierz bezpłatny podręcznik "Minerały i skały"

Proszę o wpisanie adresu email, na który przysłany zostanie e-book, a w przyszłości jego nowe wersje oraz inne nasze książki!  

Wyrażam zgodę na przetwarzanie moich danych osobowych przez Pawła Wolniewicza wykonującego działalność gospodarczą pod firmą Żywa Planeta Paweł Wolniewicz - administratora danych osobowych - w celu przesyłania informacji handlowej w formie elektronicznej (newsletter).