Planeta Ziemia

Litosfera to zewnętrzna część globu, po której chodzimy i którą w najróżniejszy sposób wykorzystujemy. Kontakt nasz z litosferą jest tak samo powszechny jak z atmosferą, choć równie mało postrzegany. Zainteresowanie budzą dopiero katastroficzne przejawy procesów litosferycznych: wybuchy wulkanów, trzęsienia ziemi. Polska jest szczególnym miejscem w Europie (Fig. 1, 2). W naszym kraju znajduje się granica pomiędzy prekambryjskim kratonem wschodnieuropejskim a znacznie młodszą paleozoiczną platformą zachodnieuropejską, fragmentami dwóch dawnych kontynentów - Baltiki i Gondwany. W neoproterozoiku po wczesny kambr brzeg Baltiki pokrywał się z linią biegnącą przez Polskę od NW Pomorza po SE Karpaty (linia Teisseyre'a-Tornquista) i geologicznie był podobny do tzw. pasywnego typu dzisiejszych atlantyckich wybrzeży obu Ameryk (Fig. 3, 4). Ocean dzielił go od drugiego kontynentu, Gondwany, której brzeg był tektonicznie aktywny, podobny do dzisiejszego zachodniego Pacyfiku z charakterystycznymi łukami wysp. Brzeg ten poddany był jednocześnie rozrywaniu na mniejsze bloki, które w różnym czasie zderzały się z Baltiką. W obrębie Polski pochodzące z Gondwany bloki litosfery tworzą podłoże Górnego Śląska, NW Pomorza oraz Dolnego Śląska (Fig. 5). Po ostatnich kolizjach z Baltiką w karbonie utworzyła się znana nam podstawowa struktura litosfery Polski. Była ona częścią superkontynentu zwanego Pangeą, który rozpadł się w mezozoiku. Linia Teisseyre'a-Tornquista, stanowiła wtedy strefę poważnego osłabienia wewnątrz kontynentu europejskiego, a wzdłuż niej, w tzw. basenie środkowopolskim, doszło do nagromadzenia osadów o znacznej miąższości. Zamykanie odnogi oceanu Tetydy między Europą i Afryką doprowadziło w późnej kredzie i w miocenie do powstania łańcucha alpejskiego. Jego wschodnią kontynuacją są Karpaty, nasunięte w SE Polsce na swój basen przedgórski. W ostatnich 950 tys. lat ziemie Polski przeszły kilka zlodowaceń rozdzielonych okresami międzylodowcowymi, z których najmłodszy trwa przypuszczalnie do dzisiaj.

W formującej się litosferze istnieją warunki do tworzenia się koncentracji użytecznych minerałów lub skał, używanych po ich wydobyciu do zaspokojenia różnych potrzeb człowieka. Zadaniem geologii jest odkrycie takich koncentracji, także płynnych i lotnych węglowodorów. Badania geologiczne sprawiły, że już ~ 1/3 zapotrzebowania na gaz ziemny oraz ~ 1/10 krajowego zapotrzebowania na ropę naftową zostaje pokryta polskim surowcem. Coraz cenniejszym surowcem jest też woda, a więc i rozpoznanie skał pod ziemią ją gromadzących (woda słodka to tylko 2.5 % ogólnej ilości wody na Ziemi, z czego niezbędna do życia woda pitna to zaledwie 0.5 % tych zasobów). Badania geologiczne doprowadziły w Polsce do odkrycia i eksploatacji złóż siarki, miedzi, gazu ziemnego, ropy naftowej, węgla brunatnego, soli, metali żelaznych i metali nieżelaznych, oraz surowców skalnych. Poszukuje się surowców II generacji - rozproszonych w litosferze pierwiastków śladowych, niezbędnych dla przemysłu elektronicznego i syntezy kryształów.

Klasyczny obraz geologa z młotkiem, jak i dewiza geologów mente et malleo - "myślą i młotem", są nadal aktualne. Pod pojęciem "młot" kryję się dziś skomplikowane urządzeni analityczne o wartości setek tysięcy a nawet milionów złotych. Zyski z wyników badań nauk o ziemi w różnych krajach średnio 1000-krotnie przekraczają roczne wydatki tych krajów przeznaczane na utrzymanie ich służb geologicznych. Koszty badań nauk o ziemi przekładają się zatem w racjonalny sposób korzyści uzyskiwane przez społeczeństwo, choć nie jest właściwie dostrzegane.

Istnieją liczne obszary, na których badacze litosfery zapewniają społeczeństwu bezpośrednie korzyści ze swych działań. Geologia to nie tylko odkrywanie surowców. To także odczytywanie w skałach zapisu oscylacji klimatycznych i zmian linii brzegowej zbiorników wodnych, pomagające planować rozwój rejonów nadbrzeżnych, czy też rekonstrukcje dawniejszych wydarzeń katastroficznych umożliwiających trafną ocenę i prognozę zagrożeń w przyszłości. Dane geologiczne są też niezbędne dla długo- i krótkookresowych strategii gospodarczych.

Intensywna eksploatacja złóż doprowadziła do degradacji wielu obszarów, skażeń metalami ciężkimi gleb i wód i do zagrożeń zdrowia mieszkańców. Działania podejmowane ostatnio dla ochrony litosfery są równie ważne jak dla ochrony biosfery. Geologia środowiskowa, nieodzowny element naukowych podstaw zrównoważonego rozwoju społeczeństwa, zajmuje się m.in. monitorowaniem zanieczyszczeń gruntów i wód, rozpoznawaniem i typowaniem miejsc do składowania szkodliwych odpadów. Geologia (geotermia) umożliwia też wykorzystanie ciepła pochodzącego z wnętrza Ziemi (Podhale, Górny Śląsk, Pomorze).

Klucze do zrozumienia, w jaki sposób działa cała Ziemia jako system, znajdują się dziś głównie w skałach z den oceanów, ale ciągle także na kontynentach. Klucz do zagadki przeszłości kosmosu i tworzenia się naszego Układu Słonecznego znajduje się w minerałach i skałach pochodzenia pozaziemskiego - w meteorytach, w skałach Księżyca i Marsa. Tego typu badania mogą się włączać w międzynarodowe programy. W Polsce źródłem pieniędzy na badania naukowe obok budżetu powinny być także prywatne fundacje, niezależne od agend rządowych.

Andrzej Żelaźniewicz

Wiecej informacji na ten temat można znaleźć w pliku PDF “Litosfera Polski” »»