{"id":5075,"date":"2016-04-10T00:13:29","date_gmt":"2016-04-09T22:13:29","guid":{"rendered":"http:\/\/naukowy.blog.polityka.pl\/?p=5075"},"modified":"2016-04-11T17:50:44","modified_gmt":"2016-04-11T15:50:44","slug":"wykopywanie-polskiej-zmarzliny","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/2016\/04\/10\/wykopywanie-polskiej-zmarzliny\/","title":{"rendered":"Wykopywanie polskiej zmarzliny"},"content":{"rendered":"

\"maszt_g_olesiuk\"Z miesi\u0105c temu paru moich znajomych poruszy\u0142 nius podany przez jeden z wortali pogodowych o dokopaniu si\u0119 do polskiej wiecznej zmarzliny. Mnie ten nius zdziwi\u0142 nie samym meritum, bo wydawa\u0142o mi si\u0119, \u017ce sprawa jest stara i znana. I tak jest – portal odgrzeba\u0142 nius sprzed 6 lat. Zanim si\u0119 jednak o tym przekona\u0142em, odszuka\u0142em jeszcze papierowy artyku\u0142 o tej sprawie. Skoro za\u015b nie jest ona – jak wida\u0107 – powszechnie znana, to uzna\u0142em, \u017ce te\u017c mog\u0119 j\u0105 – nomen omen – odkopa\u0107.
\n
\nTo, \u017ce co\u015b dziwnego dzieje si\u0119 pod polskim biegunem zimna, wiadomo ju\u017c od kilkudziesi\u0119ciu lat. Jest to teren nie\u017ale eksplorowany przez geolog\u00f3w, zw\u0142aszcza pod k\u0105tem wyst\u0119powania rud. W tamtych okolicach \u017celazo jest powszechne na powierzchni. Kiedy b\u0119d\u0105c w Puszczy Rominckiej, bra\u0142em wod\u0119 ze studni, mog\u0142em w kubku obserwowa\u0107 warstw\u0119 rdzy zbieraj\u0105c\u0105 si\u0119 na powierzchni wody. W por\u00f3wnaniu z ni\u0105 woda oligoce\u0144ska zostawiaj\u0105ca osad w baniaku, co z kolei znam z czas\u00f3w, gdy warszawska woda z kranu mo\u017ce i by\u0142a zdatna do picia, ale z powodu uzdatniania zwi\u0105zkami chloru niesmaczna, to ma\u0142y piku\u015b.<\/p>\n

No dobra, zwi\u0105zek mi\u0119dzy \u017celazem kilkadziesi\u0105t centymetr\u00f3w pod powierzchni\u0105 z tym kilkaset metr\u00f3w g\u0142\u0119biej chyba jest \u017caden. W ko\u0144cu rudy darniowe s\u0105 w wielu miejscach Polski, ale w niewielu s\u0105 r\u00f3wnocze\u015bnie rudy w g\u0142\u0119bszych warstwach bogate na tyle, by je eksplorowa\u0107.<\/p>\n

Ostatecznie z plan\u00f3w wydobycia rud \u017celaza, a tak\u017ce tytanu i wanadu, zrezygnowano. Szacunkowy zysk wydaje si\u0119 zbyt ma\u0142y w por\u00f3wnaniu z szacowanym kosztem, i tak by\u0142o nawet w czasach, gdy nie uwzgl\u0119dniano koszt\u00f3w zniszczenia \u015brodowiska. Kr\u0105\u017cy\u0142y te\u017c pog\u0142oski, \u017ce prawdziwy pow\u00f3d to naciski ZSRR, kt\u00f3remu nie na r\u0119k\u0119 by\u0142by taki przemys\u0142 pod sam\u0105 granic\u0105. Jednak odwierty pozosta\u0142y i pozosta\u0142y dane z tych poszukiwa\u0144.<\/p>\n

A dane te s\u0105 zadziwiaj\u0105ce. Jak wiadomo, im dalej w g\u0142\u0105b Ziemi, tym cieplej. Rozgrzane j\u0105dro emituje ciep\u0142o ku powierzchni, a powierzchnia je wypromieniowuje. Od drugiej strony temperatur\u0119 ziemi kszta\u0142tuje atmosfera. Temperatura gleby jest bardziej sta\u0142a ni\u017c powietrza. Kiedy np. wiosn\u0105 w Polsce dobowa amplituda temperatury powietrza \u0142atwo osi\u0105ga kilkana\u015bcie stopni, ju\u017c na g\u0142\u0119boko\u015bci 10 cm ma kilka stopni, a na g\u0142\u0119boko\u015bci p\u00f3\u0142 metra praktycznie jest sta\u0142a, nie licz\u0105c trendu ocieplaj\u0105cego wiosn\u0105 i och\u0142adzaj\u0105cego jesieni\u0105. Poza tym jest nieco op\u00f3\u017aniona, tak \u017ce wiosn\u0105 nadal ro\u015bnie, mimo kilkudniowych przymrozk\u00f3w, a jesieni\u0105 spada – mimo nawrot\u00f3w babiego lata. Na g\u0142\u0119boko\u015bci kilku metr\u00f3w temperatura gleby jest zbli\u017cona do \u015bredniej rocznej temperatury powietrza (podobnie jak w jaskiniach czy g\u0142\u0119bokich piwnicach), co w Polsce oznacza ok. 8 \u00b0C.<\/p>\n

Tak jest te\u017c ko\u0142o Suwa\u0142k. Gdy bada si\u0119 temperatur\u0119 w odwiertach, zaczyna si\u0119 ona oko\u0142o 7-8 \u00b0C. W jednym z otwor\u00f3w wiertniczych, ko\u0142o Filipowa, niemal liniowo ro\u015bnie. Na g\u0142\u0119boko\u015bci ok. 400 m, gdzie s\u0105 utwory kredowe, osi\u0105ga 13 \u00b0C i dalej ro\u015bnie z g\u0142\u0119boko\u015bci\u0105. Kredowe tutaj oznacza wiek, niekoniecznie sk\u0142ad, kt\u00f3ry na tej g\u0142\u0119boko\u015bci to g\u0142\u00f3wnie piaski. Ciekawszy jest sk\u0142ad g\u0142\u0119biej. Rudy metali znajduj\u0105 si\u0119 na g\u0142\u0119boko\u015bci ponad 850 m w obr\u0119bie masywu zbudowanego z anortozytu. Jest to ska\u0142a z\u0142o\u017cona g\u0142\u00f3wnie z glinokrzemianu wapnia. Nie wiem, czy to cecha wszystkich anortozyt\u00f3w, czy tylko tego suwalskiego, ale ma on bardzo ma\u0142o izotop\u00f3w radioaktywnych. A to w\u0142a\u015bnie wsp\u00f3\u0142czesny rozpad promieniotw\u00f3rczych izotop\u00f3w jest odpowiedzialny za 80 proc. strumienia energii cieplnej wn\u0119trza Ziemi.<\/p>\n

W Pa\u0144stwowym Instytucie Geologicznym w 2004 r. powsta\u0142a mapa g\u0119sto\u015bci ziemskiego strumienia ciep\u0142a. S\u0105 miejsca, g\u0142\u00f3wnie mi\u0119dzy Wart\u0105 a Odr\u0105, gdzie strumie\u0144 ten przekracza 100 mW\/m2<\/sup>, a s\u0105 takie, gdzie jest on ni\u017cszy ni\u017c 50 mW\/m2<\/sup> (np. ko\u0142o Bydgoszczy czy Olsztyna). Najs\u0142abszy strumie\u0144 wydaje si\u0119 znajdowa\u0107 w\u0142a\u015bnie kolo Suwa\u0142k (cho\u0107 w skali p\u00f3\u0142kuli p\u00f3\u0142nocnej jest do\u015b\u0107 przeci\u0119tny).<\/p>\n

Filip\u00f3w le\u017cy na skraju masywu anortozytowego. W otworach wiertniczych bli\u017cej jego centrum temperatura jest prawie sta\u0142a mimo wzrostu g\u0142\u0119boko\u015bci, a\u017c do utwor\u00f3w kredowych. Po ich przekroczeniu zaczyna wzrasta\u0107 z podobnym tempem jak w Filipowie (przez co temperatur\u0119 tak\u0105, jak pod Filipowem na 400 metrach, osi\u0105ga na g\u0142\u0119boko\u015bci kilometra). S\u0105 jednak jeszcze bardziej centralnie po\u0142o\u017cone otwory, np. Wygorzel, gdzie temperatura od razu spada i na g\u0142\u0119boko\u015bci ponad 200 m osi\u0105ga niespe\u0142na 4 \u00b0C. W tych miejscach jednak nie dr\u0105\u017cono g\u0142\u0119bszych otwor\u00f3w.<\/p>\n

W zwi\u0105zku z tym PIG podj\u0105\u0142 starania o wykonanie kolejnego wiercenia, tym razem zaprojektowanego nie na poszukiwanie kopalin, a na pomiar temperatury. W por\u00f3wnaniu z rekordowymi odwiertami otw\u00f3r Udry\u0144\u00a0 PIG-1 wiercono kr\u00f3tko i p\u0142ytko. Zako\u0144czono go 24 lipca 2010 r. na g\u0142\u0119boko\u015bci 450 m, przy czym dok\u0142adny pomiar temperatury (+0,07 o<\/sup>C)\u00a0uda\u0142o si\u0119 wykona\u0107 3 sierpnia na g\u0142\u0119boko\u015bci 356, gdy\u017c sonda nie mog\u0142a przedosta\u0107 si\u0119 g\u0142\u0119biej – prawdopodobnie z powodu zamarzni\u0119cia otworu poni\u017cej (wcze\u015bniej z ni\u017cszej warstwy wypompowano wod\u0119 o temperaturze 1,9 o<\/sup>C). Zatem potwierdzi\u0142o si\u0119 to, co przypuszczano ju\u017c w latach 80. – pod Suwalszczyzn\u0105 jest warstwa wiecznej zmarzliny pami\u0119taj\u0105ca ostatnie zlodowacenie (ju\u017c wtedy wypompowywana woda przypomina\u0142a wod\u0119 ze zmarzliny syberyjskiej). Obecnie zak\u0142ada si\u0119 wi\u0119c, \u017ce wieczna zmarzlina ma strop na g\u0142\u0119boko\u015bci 357 m, a sp\u0105g co najmniej na 450 m (bo tylko tyle obejmuje odwiert).<\/p>\n

Sk\u0105d ten relikt? Wieczna zmarzlina powstaje jako zjawisko peryglacjalne. Ziemia zamarza i odmarza w prawie ca\u0142ej Europie i na du\u017cym obszarze Azji i Ameryki P\u00f3\u0142nocnej, ale \u017ceby m\u00f3wi\u0107 o wiecznej czy wed\u0142ug niekt\u00f3rych wieloletniej zmarzlinie, musi nie rozmarza\u0107 co najmniej przez dwa lata z rz\u0119du. Jak pisa\u0142em wy\u017cej, wierzchnia warstwa ziemi bardziej reaguje na temperatur\u0119 powietrza. Dlatego wieczna zmarzlina zalega te\u017c pod rozmarzaj\u0105c\u0105 co lato cienk\u0105 warstw\u0105 gleby w Arktyce, na Syberii czy Dalekim Wschodzie. O nieoczywistych zjawiskach zwi\u0105zanych tajaniem zmarzliny pisa\u0142em p\u00f3\u0142tora roku temu<\/a>. Jeszcze z bada\u0144 sprzed odwiertu wiadomo, \u017ce w czasie gdy wieczna zmarzlina powstawa\u0142a w p\u00f3\u0142nocno-wschodniej Polsce, \u015brednia temperatura w tym rejonie wynosi\u0142a ok. -10 o<\/sup>C (czyli by\u0142a kilkana\u015bcie stopni ni\u017csza ni\u017c dzi\u015b). To oznacza, \u017ce ziemia mog\u0142a zamarza\u0107 coraz g\u0142\u0119biej i g\u0142\u0119biej, i nie taja\u0107, nawet gdyby chwilowo na powierzchni robi\u0142o si\u0119 cieplej. Przyrost zmarzliny trwa\u0142 w\u0142a\u015bciwie do 14-13 tysi\u0119cy lat wstecz, a nale\u017cy pami\u0119ta\u0107, \u017ce w ci\u0105gu ostatnich kilkuset tysi\u0119cy lat na tym obszarze d\u0142u\u017cej panowa\u0142 klimat arktyczny lub subarktyczny ni\u017c umiarkowany.<\/p>\n

L\u00f3d z definicji jest zimny. Paradoksalnie jednak pod samym l\u0105dolodem warunki do powstania g\u0142\u0119bokiej zmarzliny niekoniecznie s\u0105 najlepsze, bo jego czapa ma w\u0142a\u015bciwo\u015bci izoluj\u0105ce. Nie jest to \u015bwietna izolacja, ale w por\u00f3wnaniu z go\u0142\u0105 ziemi\u0105, kt\u00f3ra \u0142atwo wypromieniowuje ciep\u0142o, zauwa\u017calna. Przypominam, \u017ce z g\u0142\u0119bi Ziemi wci\u0105\u017c p\u0142ynie s\u0142abszy czy silniejszy strumie\u0144 ciep\u0142a. Im grubsza czapa, tym silniejsza izolacja, a w dodatku wi\u0119ksze ci\u015bnienie i pod l\u0105dolodem woda mo\u017ce po prostu topnie\u0107, tworz\u0105c podlodowe jeziora i strumienie (co jest dobrze znane osobom interesuj\u0105cym si\u0119 prognozami topnienia lodowc\u00f3w). L\u0105dol\u00f3d ostatniego zlodowacenia by\u0142 stosunkowo cienki, a na jego przedpolu by\u0142o bardzo zimno. Warstwa osad\u00f3w w okolicach Suwa\u0142k sprawia\u0142a, \u017ce ch\u0142\u00f3d wnika\u0142 powoli, ale po ociepleniu klimatu, r\u00f3wnie powoli wnika ciep\u0142o.<\/p>\n

Ostatecznie kilkana\u015bcie tysi\u0119cy lat temu ziemia w tym rejonie by\u0142a przemarzni\u0119ta na co najmniej p\u00f3\u0142 kilometra. Nie jest to, w por\u00f3wnaniu z niekt\u00f3rymi rejonami Syberii, wcale tak du\u017co. Przez nast\u0119pne tysi\u0105clecia od g\u00f3ry wnika\u0142o ciep\u0142o atmosferyczne, a od spodu ciep\u0142o g\u0142\u0119binowe. W ten spos\u00f3b warstwa zmarzliny chud\u0142a i chud\u0142a, a\u017c do dzisiejszej postaci, kt\u00f3ra zachowa\u0142a si\u0119 na poziomie jurajsko-kredowym.<\/p>\n

Odkrycie takiej reliktowej, g\u0142\u0119bokiej warstwy zmarzliny jest wyj\u0105tkowe. Z jednej strony na jej zachowanie wp\u0142yn\u0119\u0142y do\u015b\u0107 unikatowe warunki (d\u0142ugie po\u0142o\u017cenie na obrze\u017cu zlodowace\u0144, s\u0142aby strumie\u0144 cieplny), z drugiej – podobnych soczewek zmarzliny w Europie na p\u00f3\u0142noc od Alpid\u00f3w mo\u017ce by\u0107 wi\u0119cej, tylko jeszcze ich nie odkryto. Badacze z PIG-u podejrzewaj\u0105, \u017ce podobna mo\u017ce le\u017ce\u0107 na masywie anortozytowym pod K\u0119trzynem.<\/p>\n

Jak na razie jednak wygl\u0105da na to, \u017ce Suwalszczyzna to nie tylko epicentrum polskiego ch\u0142odu (nie licz\u0105c g\u00f3r), ale jego hipocentrum.<\/p>\n

Piotr Panek<\/strong><\/p>\n

fot. G. Olesiuk, Pa\u0144stwowy Instytut Geologiczny – Pa\u0144stwowy Instytut Badawczy, licencja<\/a><\/em>
\n\"ResearchBlogging.org\"<\/a><\/span><\/p>\n

Jan Szewczyk (2007). Suwalskie okno w glacjaln\u0105 przysz\u0142o\u015b\u0107 \u015awiat Nauki, 9<\/span> (193), 42-49<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Z miesi\u0105c temu paru moich znajomych poruszy\u0142 nius podany przez jeden z wortali pogodowych o dokopaniu si\u0119 do polskiej wiecznej zmarzliny. Mnie ten nius zdziwi\u0142 nie samym meritum, bo wydawa\u0142o mi si\u0119, \u017ce sprawa jest stara i znana. I tak jest – portal odgrzeba\u0142 nius sprzed 6 lat. Zanim si\u0119 jednak o tym przekona\u0142em, odszuka\u0142em […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[58,5,6,65],"tags":[212,73,70],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5075"}],"collection":[{"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=5075"}],"version-history":[{"count":9,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5075\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":5108,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5075\/revisions\/5108"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=5075"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=5075"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=5075"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}