A+ A A-

W środku upalnego lata 2010 r. geolodzy z Państwowego Instytutu Geologicznego odkryli w Polsce prawdziwą wieczną zmarzlinę, taką samą jak na Syberii czy na Alasce. Niestety, zamarznięte skały zobaczyć będzie trudno – zalegają 357 metrów pod ziemią!

 

Powszechnie wiadomo, że im głębiej wwiercamy się w skorupę ziemską tym skały są bardziej gorące. Są jednak takie niezwykłe miejsca na kuli ziemskiej, gdzie ta zasada nie obowiązuje. Taki fenomen przyrodniczy, unikatowy w skali europejskiej, mamy na Suwalszczyźnie, w okolicach Udrynia i Szypliszek. W latach siedemdziesiątych zeszłego stulecia zauważono, że we wszystkich odwiertach w tym rejonie temperatura zamiast rosnąć wraz z głębokością – paradoksalnie maleje!

Dr Jan Szewczyk z Państwowego Instytutu Geologicznego postawił w 2002 r. hipotezę, że bezpośrednią przyczyną tego zjawiska jest długotrwałe oddziaływanie zlodowaceń, zwłaszcza ostatniego – zlodowacenia wisły, które rozpoczęło się 115 tys. lat temu, a zakończyło 13 tys. lat temu. Według badacza efekt nie wystąpił by jednak w takiej skali, gdyby nie budowa podłoża geologicznego. Stosunkowo płytko pod powierzchnią terenu występują tu bowiem skały magmowe zwane anortozytami, które cechuje wyjątkowo niska zawartość izotopów promieniotwórczych, stąd strumień ciepła geotermicznego docierający do powierzchni ziemi jest w tym rejonie wyjątkowo niski. Dr Szewczyk nie wykluczył nawet przetrwania aż do naszych czasów wiecznej zmarzliny, która w czasie zlodowacenia sięgała do powierzchni terenu, a obecnie po długim okresie ocieplenia przetrwała ok. 300–400 m pod ziemią.

Aby dokładniej zbadać to zjawisko, Państwowy Instytut Geologiczny zaproponował wykonanie specjalnego otworu badawczego w obrębie anomalii. W lipcu 2010 r. otwór taki odwiercono. Wykonawcą odwiertu było Śląskie Towarzystwo Wiertnicze „Dalbis” z Radzionkowa. Nadzór geologiczny sprawował mgr Marcin Honczaruk z Państwowego Instytutu Geologicznego.

Wiercenie, o głębokości całkowitej 450 m, ukończono 24 lipca 2010 r. Po przerwie w pracach, koniecznej dla częściowego ustabilizowania temperatury skał, 26 lipca specjaliści z przedsiębiorstwa „Geofizyka Kraków – BGW w Zielonej Górze” przeprowadzili badania geofizyczne – przede wszystkim dokładne pomiary temperatury. Wyniki przerosły najśmielsze oczekiwania naukowców: na głębokości 357 m temperatura skokowo spadła do wartości +1,2°C! Biorąc pod uwagę, że otwór wciąż nie był stabilny termicznie, można było już wtedy przypuszczać, że mamy do czynienia z wieczną zmarzliną.

Na głębokości 398 metrów założono filtr, umożliwiający opróbowanie warstwy wodonośnej piaskowców kredy dolnej. Podczas próbnego pompowania uzyskano krystalicznie czystą, bardzo nisko zmineralizowaną wodę o temperaturze na wypływie zaledwie 1,9°C.

3 sierpnia, po dalszym termicznym ustabilizowaniu otworu, ponownie przeprowadzono badania geofizyczne. Tym razem na głębokości 356 metrów odnotowano niewiarygodnie niską temperaturę +0,07°C. Tego nikt w Instytucie się nie spodziewał – z całą pewnością można teraz stwierdzić, że na Suwalszczyźnie odkryto kopalną wieczną zmarzlinę sprzed 13 tysięcy lat – najzimniejsze skały w Europie! Co więcej, mimo wielokrotnych prób nie udało się opuścić sondy niżej – na ścianach rury wiertniczej prawdopodobnie narósł korek lodowy – otwór po prostu zamarzł...


rdzeń wiertniczy ze zmarzlinąTak wyglądają skały zamarznięte od 13 tysięcy lat. Fot. M. Rutkowski, Państwowy Instytut Geologiczny

Badania będą kontynuowane. Odwiert przekazano jako element stałego monitoringu wód podziemnych Państwowej Służbie Hydrogeologicznej. Wody podziemne poddane tak długiemu reżimowi niskich temperatur są obiektem szczególnego zainteresowania hydrogeologów, ponieważ wykazują wiele niezwykłych cech geochemicznych, określanych jako metamorfizm kriogeniczny.

Odkrycie paleozmarzliny na Suwalszczyźnie ma istotne znaczenie dla nauki. Jest to jedyne miejsce w Europie Środkowej, gdzie można obserwować głęboką wieczną zmarzlinę sprzed 13 tysięcy lat. Badania pozwolą na dokładniejsze modelowanie przyszłych zmian klimatycznych. Prace mają również ważki aspekt praktyczny – umożliwiają wprowadzenie poprawki paleoklimatycznej do map geotermicznych Polski, jak również pozwalają na określenie wielu parametrów związanych z przepływem wód podziemnych i szczelnością skał, co ma kluczowe znaczenie dla wierceń poszukiwawczych i podziemnego składowania CO2.

Mirosław Rutkowski
Państwowy Instytut Geologiczny

Wieczna zmarzlina nie musi być wieczna Gazeta Uniwersytecka 2012/1 - oprac. Agnieszka Sikora

 

contentmap_plugin

Wulkanizm

Wulkany kompleksowe

Do form złożonych zalicza się tzw. wulkany kompleksowe, czyli wulkany z sylwetką zniekształconą przez pasożytnicze stożki lub kopuły dobudowane na...

Typy i lokalizacja

Zgodnie z modelem tektoniki płyt litosfery współczesny i dawny wulkanizm reprezentuje następujące typy regionalne

Ile jest czynnych wulkanów na świecie?

W holocenie, czyli w czasie ostatnich 10 tys. lat, na obszarach lądowych było czynnych ok. 1500 wulkanów, podczas gdy najprawdopodobniej...

Wskaźnik eksplozywności

W 1982 r. wprowadzono podział erupcji na podstawie wskaźnika eksplozywności (VEI – volcanic explosivity index).

Wulkany podmorskie

Wulkany podmorskie powstają w wyniku erupcji freatomagmowych, które przy ciśnieniu słupa wody o wysokości co najmniej 500–1000 m produkują lawy...

Erupcje głębokomorskie

W warunkach głębokomorskich ciśnienie wody przeciwdziała odgazowaniu magm i wypływających law, uniemożliwiając ich eksplozywną fragmentację, jednakże do fragmentacji law dochodzi...

Trzęsienia ziemi

Gdzie ziemia trzęsie się najczęściej…

Geograficzne rozmieszczenie epicentrów trzęsień ziemi pozwala na wydzielenie obszarów o różnej aktywności sejsmicznej: sejsmicznych, asejsmicznych i pensejsmicznych.

17-08-2012 Wyświetleń:5569 Trzęsienia ziemi Grzegorz Wróbel

Anatomia trzęsienia ziemi

Powierzchnię Ziemi przywykliśmy traktować jak stabilną opokę, której możemy w pełnić zaufać - wznosić na niej wielkie budynki, mosty, drogi...

17-08-2012 Wyświetleń:2532 Trzęsienia ziemi Grzegorz Wróbel

Dlaczego ziemia się trzęsie?

Wszystko przez te płyty! Ziemia składa się z kilku warstw, które charakteryzują się różnymi właściwościami fizycznymi i chemicznymi. Zewnętrzna, sztywna warstwa...

17-08-2012 Wyświetleń:7080 Trzęsienia ziemi Grzegorz Wróbel

Magnetyzm

Ziemskie pole magnetyczne

Uproszczony model ziemskiego pola magnetycznego  Nasza planeta zachowuje się jak wielki magnes - wytwarza wokół siebie pole magnetyczne. Pole to oddziałuje...

03-07-2013 Wyświetleń:8913 Ziemski magnetyzm Joanna Roszkowska-Remin

O magnetosferze i zorzy polarnej

Artystyczna wizja ziemskiej magnetosfery w zderzeniu z wiatrem słonecznym. Źródło: NASA

03-07-2013 Wyświetleń:4394 Ziemski magnetyzm Joanna Roszkowska-Remin

Zmiany pola i wędrówka biegunów

Ziemskie pole magnetyczne nie jest jednorodne na całym globie. Są miejsca, gdzie jego natężenie jest większe, i takie, w którym...

03-07-2013 Wyświetleń:8305 Ziemski magnetyzm Joanna Roszkowska-Remin