W ostatnich latach swój renesans przeżywają „rosyjskie kamienie zdrowia”, czyli szungity. Stosowane są do filtrowania wody, co ma swoje uzasadnienie, ale także w innych celach zdrowotnych, niepotwierdzonych naukowo. Czym jednak tak naprawdę jest szungit, i w jaki sposób powstał?

Czym są szungity?

Pochodzące z Rosji szungity, składające się niemal wyłącznie z pierwiastka węgla, są znane co najmniej od XVIII stulecia, i już od wtedy stosowane w celach zdrowotnych. Swoją dzisiejszą nazwę uzyskały o wiele później. Warto zainteresować się nie tylko zdrowotnymi aspektami rosyjskiego kamienia, ale także jego historią i pochodzeniem. Tak się bowiem składa, że szungit jest jedną z najciekawszych substancji odkrytych przez geologów w całej historii tej dziedziny.

Szungit z Rosji - Karelii.

Niewielka bryłka szungitu z rosyjskiej Karelii, o średnicy około 4 cm.

Ciekawe problemy pojawiają się już podczas próby określenia, czym jest szungit. Początkowo terminu tego użyto do określenia bezpostaciowej odmiany węgla, której – ze względu na brak struktury krystalicznej – nie można zaliczyć do minerałów, tak jak innej odmiany węgla – diamentu. Szungit w tym ujęciu jest więc mineraloidem – substancją pochodzenia naturalnego, pozbawioną postaci krystalicznej. Innym znanym mineraloidem jest opal – ceniony kamień szlachetny.

Obecnie terminem szungit określa się raczej całą skałę zbudowaną w większości z mineraloidu szungitu. To właśnie cała skała jest najczęściej sprzedawana jako szungit, to skała pojawia się też najczęściej na zdjęciach spotykanych w internecie, w tym również zamieszczonych na tej stronie.

Fragmenty szungitu - skały - znad Onegi.

Fragmenty szungitu – skały – znad Onegi.

W uproszczeniu można więc szungit określić jako skałę, która zbudowana jest niemal wyłącznie z mineraloidu zawierającego ponad 90 procent pierwiastkowego węgla, w tym znikomy odsetek w postaci cząsteczek fulerenów. Ta ostatnia cecha stanowi o unikalności szungitu.

W ostatnich latach mianem szungitu zaczęto określać również skały, w których szungit-mineraloid ma o wiele mniejszy udział, w skrajnych przypadkach nawet poniżej 20 procent! Produkty znajdujące się w sprzedaży nie składają się więc niemal wyłącznie z węgla (tak jak szungit-mineraloid), ale w dużej mierze także z różnych minerałów, zdecydowanie mniej unikalnych niż sam szungit-mineraloid (i oczywiście wykazujących odpowiednio mniejsze oddziaływanie na jakość wody). Warto zwrócić uwagę zwłaszcza na reklamy odwołującej się do zdrowotnego działania fulerenów. W wielu produktach sprzedawanych jako szungit jest ich tak mało, że trudno spodziewać się, by miały one jakieś znaczenie dla jakości wody czy zdrowia człowieka.

Nazwa „szungit” pochodzi od miejscowości Szunga w rosyjskiej Karelii. To w tamtym rejonie, położonym w okolicach jeziora Onega, po raz pierwszy znaleziono szungity, i do dzisiaj niemal wszystkie produkty dostępne na rynku pochodzą właśnie stamtąd. Szungit został znaleziony także na Kamczatce, w Kazachstanie oraz środkowej Afryce.

Kiedy powstały szungity?

Szungit z Rosji oraz innych lokalizacji jest bardzo starą skałą, o wieku nieporównywalnym z innymi skałami bogatymi w pierwiastkowy węgiel, chociażby złożami węgla kamiennego. Powstał on nieco ponad dwa miliardy lat temu, prawdopodobnie około 2050 milionów lat. Jest więc około siedem razy starszy niż polski węgiel kamienny!

Z polskim węglem szungity łączy jednak coś innego – olbrzymia wielkość złóż. Tylko w rejonie jeziora Onega szungity występują na powierzchni 9000 kilometrów kwadratowych i zawierają 250 miliardów ton pierwiastkowego węgla!

Jak szungity wyglądają „w terenie”?

Geolog pracujący w terenie zwraca uwagę na przestrzenne relacje zachodzące pomiędzy skałami. Skały osadowe – w tym zaliczane do nich węgle kamienne oraz brunatne – tworzą zazwyczaj pakiety kolejnych, leżących jedna nad drugą warstw, natomiast z zasady nie pojawiają się w postaci żył przecinających inne skały. Ten ostatni sposób występowania jest charakterystyczny dla skał magmowych, szczególnie wulkanicznych.

Szungity – skały zbudowane w dużej mierze z pierwiastkowego węgla – instynktownie zaliczylibyśmy do skał osadowych, lub do skał przeobrażonych powstających ze skał osadowych. I rzeczywiście, na dużych obszarach Karelii szungit tworzy warstwy i pokłady. Znane są jednak miejsca, w których wciska się on w postaci żył w leżące powyżej (a więc młodsze) skały. Takie żyły są typowe dla skał wulkanicznych, nie osadowych.

Z czego wynika takie nietypowe zachowanie szungitów? Geolodzy przypuszczają, że żyły i soczewki szungitu spotykane w młodszych skałach mogą być… skamieniałymi złożami węglowodorów, głównie ropy naftowej. Rzeczywiście, węglowodory migrują w skałach i tworzą swoje złoża ponad skałami macierzystymi. To jednak oznacza, że już dwa miliardy lat temu – to przecież wiek szungitów – powstawały złoża ropy i gazu. Ich tworzenie się wymaga obecności skał zawierających duże ilości materii organicznej, a to z kolei związane jest z istnieniem bogatego życia. Jak powiązać to z faktem, że organizmy żywe rozpoczęły swój gwałtowny i burzliwy rozwój miliony lat później, od około 700 milionów lat temu?

Niepotwierdzone na razie koncepcje zakładają, że życie zaczęło na dużą skalę zasiedlać Ziemię o wiele wcześniej niż sądziliśmy do tej pory, ponad dwa miliardy lat temu. Ten pogląd ma swoje uzasadnienie. Już co najmniej 2,2 miliarda lat temu w atmosferze pojawił się tlen (to tak zwane wielkie zdarzenie oksydacyjne). Jego obecność zawdzięczamy z pewnością organizmom fotosyntetyzującym. Później rozwój życia uległ jednak spowolnieniu. Częściowo był to z pewnością efekt wielkich zlodowaceń z około 2,4-2,2 miliarda lat temu, a potem 800-700 milionów lat temu. Nie wyjaśnia to jednak wszystkiego, zwłaszcza że starsze zlodowacenia poprzedzały częściowo pojawienie się większych ilości tlenu w atmosferze.

Szungity pamiątką po jednej z największych katastrof w historii?

I tu pojawia się kolejna koncepcja, która zakłada, że gwałtowny rozwój życia zaczął się półtora miliarda lat wcześniej niż uważaliśmy dotychczas, ale został przerwany przez katastrofę, która spowodowała wymieranie organizmów na gigantyczną skalę, o wiele większą niż w przypadku wszystkich wielkich wymierań znanych nam z późniejszej historii Ziemi. Jedyną pamiątką po nieznanych nam organizmach, które zakończyły swoje dzieje dwa miliardy lat temu, byłyby właśnie złoża szungitu oraz pozostałości po ropie naftowej tworzącej się z nagromadzeń materii organicznej.

Jakie zdarzenie mogłoby wywołać katastrofę na globalną skalę i zatrzymać rozwój życia na półtora miliarda lat? Naukowcy spoglądają szczególnie uważnie na gigantyczny krater Vredefort z południowej Afryki. Liczy on trzysta kilometrów średnicy i powstał 2023 miliony lat temu – mniej więcej wtedy, gdy tworzyły się warstwy bogate w materię organiczną, źródło dzisiejszych szungitów. Dla porównania: krater Chicxulub, którego powstanie wiązane jest z wielkim wymieraniem na granicy kredy i paleogenu oraz wyginięciem dinozaurów, ma „tylko” 180 kilometrów średnicy.

Krater Vredefort w RPA.

Krater Vredefort w RPA ma około 300 km średnicy i wypełnia niemal całą fotografię. Jego powierzchnia to niemal 1/4 terytorium Polski! Fotografia satelitarna, źródło: NASA.

Upadek planetoidy, która doprowadziła do powstania krateru Vredefort, może mieć związek z ciekawym fenomenem geologicznym zarejestrowanym w Ameryce Północnej, która przed dwoma miliardami znajdowała się po przeciwnej stronie globu niż południowa część Afryki. Brakuje tam skał z przedziału 2,2-1,85 miliarda lat, a więc z około trzystu milionów lat historii. To tak, jak gdyby w Polsce nie było żadnych skał młodszych od węgla kamiennego, a więc między innymi wapieni budujących Jurę i Tatry Zachodnie, piaskowców i łupków tworzących pasma Beskidów oraz piaskowców Gór Stołowych.

Tajemnicza Wielka Luka Stratygraficzna (ang. Great Stratigraphic Gap) z Ameryki Północnej wskazuje, że jakieś zdarzenie na gigantyczną skalę musiało zapobiec powstawaniu nowych osadów i zniszczyć gigantyczne pakiety starszych skał. Wyjaśnienia tego zjawiska można szukać w katastrofie, która doprowadziła do powstania krateru Vredefort. Na innych planetach układu słonecznego upadki planetoid powodowały prawdopodobnie silne odkształcenia, mierzone w kilometrach, po stronie przeciwnej niż miejsce upadku i powstania krateru. Do podobnej sytuacji mogło dojść po zdarzeniu Vredefort. Teren dzisiejszej Ameryki Północnej został prawdopodobnie wyniesiony, co w warunkach działających na Ziemi procesów wietrzenia oraz erozji doprowadziło do zniszczenia setek metrów skał oraz skutecznie zapobiegało odkładaniu się nowych osadów.

Kolista struktura w centrum krateru Vredefort.

Kolista struktura w centrum krateru Vredefort. Ma ona około 50 km średnicy i jest widoczna na zdjęciu tylko częściowo. Fotografia satelitarna, źródło: NASA.

Tak wielka katastrofa kosmiczna mogła rzeczywiście doprowadzić do niemal całkowitego wyginięcia życia na Ziemi, a przynajmniej skutecznie spowolnić jego rozwój podczas kolejnych półtora miliarda lat. Po dawnym, bujnym życiu zostałyby tylko złoża bogatych w węgiel szungitów. Obecność w nich fulerenów też może stanowić istotną wskazówkę. Fulereny pojawiają się też między innymi w skałach tworzących się w czasach kolejnej wielkiej katastrofy kosmicznej, około 1850 milionów lat temu. Powstał wtedy wielki krater Sudbury, którego ślady obecne są do dzisiaj na terenie południowo-wschodniej Kanady. Chociaż nie wiemy, dlaczego w tych skałach pojawiają się fulereny, to jednak zbieżność czasowa z wielkimi kolizjami kosmicznymi jest uderzająca.

Niezależnie od dalszych ustaleń geologów, szungity warte są zainteresowania nie tylko ze względu na korzyści dla zdrowia, ale także z powodu swojej unikalnej historii, którą nie mogą się poszczycić żadne inne skały na Ziemi. A także z uwagi na swój niebagatelny wiek, wynoszący ponad dwa miliardy lat. Tak starych skał nie znajdziemy na powierzchni nigdzie w Polsce.

Wykorzystany artykuł:

Young, G. M., 2013. Precambrian supercontinents, glaciations, atmospheric oxygenation, metazoan evolution and an impact that may have changed the second half of Earth history. Geoscience Frontiers 4, 3, 247-261.