Pompy ciepła | Oświetlenie LED, żarówki LED | Kolektory słoneczne | Certyfikat energetyczny | Podłogówka
Zamrożony czas - im głębiej tym zimniej cz2.... ZAMROŻONY CZAS Jan Szewczyk, 6 kwietnia 2005 Nie tylko badanie rdzeni lodowych z Antarktydy, czy Grenlandii może być źródłem cennych informacji na temat klimatu jaki panował na Ziemi przed setkami tysięcy lat. Całkiem niedawno okazało się, że unikalna w skali naszego kontynentu anomalia geotermiczno-hydrogeochemiczna, jaka występuje w północnowschodniej części Polski, w rejonie tzw. suwalskiego masywu anortozytowego, może w istotny sposób poszerzyć naszą wiedzę o paleoklimacie. Wyniki tych badań pomogą również w poznaniu czynników wpływających na współczesny reżim termiczny Ziemi. Zmiany klimatu i związane z nimi zmiany temperatur powierzchni Ziemi, pozostawiają ślady w postaci zmian temperatury litosfery - i to zarówno w obrębie warstw przypowierzchniowych, jak i w zalegających na głębokości nawet kilku kilometrów skałach osadowych i krystalicznych. Głębokościowa inwersja temperatury w profilach otworów wiertniczych na obszarze masywu suwalskiego Wysunięto wówczas hipotezę, że zjawisko mogło być związane z ostatnim zlodowaceniem. Uznano, że przyczyną inwersji temperatury była głęboka infiltracja wychłodzonych wód poglacjalnych, pochodzących z topniejącego lądolodu (Majorowicz,1976, 1982). Rozważania, związane z analizą typów wód poziemnych w utworach mezozoiku, pozwoliły na wysunięcie nowatorskiej, jak na ówczesne czasy, hipotezy o istnieniu w tym rejonie bardzo głębokiej wieloletniej zmarzliny (Michalski, 1985). Uznano, że obserwowane typy wód wgłębnych są efektem przemian kriogenicznch. Oceniano, że wieloletnia zmarzlina sięgała do głębokości bliskiej 600 metrów. Całkiem niedawno na podstawie analiz zmienności strumienia cieplnego stwierdzono, że w profilach głębokich otworów wiertniczych praktycznie na obszarze całej Polski widoczne są zaburzenia termiczne związane ze zmianami klimatycznymi okresu plejstocen-holocen. Powtórne badania w rejonie suwalskiej anomalii geotermiczno-hydrochemicznej, prowadzone wspólnie z Instytutem Geofizyki Czeskiej Akademii Nauk z Pragi, doprowadziły do potwierdzenia związków anomalii z głęboką wieloletnią zmarzliną, jaka istniała tu w przeszłości. Jak dotychczas jest to jedyne miejsce w Europie Centralnej, w którym stwierdzono bezpośrednio istnienie śladów tak głębokiej wieloletniej zmarzliny. Jest to jednocześnie dowód na istnienie bardzo niskich średnich rocznych temperatur powietrza, na tym obszarze Europy, w przeważającym okresie trwania późnego plejstocenu. Modelowania geotermiczne przeprowadzone na podstawie najnowszych danych z rejonu anomalii suwalskiej wykazały, że gwałtowny wzrost temperatur w okresie ustępowania zlodowacenia wyniósł na obszarze północnowschodniej Polski ponad 18 stopni Celsjusza! (Šafanda, Szewczyk, Majorowicz, 2004, Geophysical Research Letters, no.31). Należy podkreślić, że w odróżnieniu od obszarów biegunowych, w których zmianom klimatycznym w okresie zlodowacenia wisły towarzyszył znaczny przyrost miąższości lądolodu (np. dla centralnej części Antarktydy ponad 1500 metrów - Petit i in. Nature 1999, vol. 399) zmianom klimatycznym w ciągu tego samego okresu na obszarze masywu suwalskiego nie towarzyszyła istotna zmiana miąższości utworów Analiza czynników mogących wpłynąć na powstanie, a następnie przetrwanie tak głębokiej zmarzliny na Suwalszczyźnie, wskazuje, że przyczynę należy widzieć w równoczesnym i niezależnym wystąpienie dwóch czynników tj. niskiej wartości strumienia cieplnego oraz bardzo porowatych i zawodnionych utworów nadkładu osadowego. Niska wartość strumienia cieplnego, uwarunkowana bardzo niską radioaktywnością naturalną anortozytów, tworzących masyw suwalski, stała się przyczyną występowania w okresie ostatniego zlodowacenia ujemnych temperatur do głębokości blisko 600 metrów. Nadkład osadowy pełnił tu rolę warstwy izolującej, której obecność wydłużyła proces powstania zmarzliny, ale równocześnie znacznie opóźniła proces jej degradacji, jaki zapoczątkowany został w chwili gwałtownego ocieplenia klimatu. W najnowszej, opracowanej w roku 2004 w Państwowym Instytucie Geologicznym mapie strumienia cieplnego dla obszaru Niżu Polskiego (jeszcze nieopublikowanej), m.in. dzięki wynikom analiz danych geotermicznych z obszaru masyw suwalskiego, po raz pierwszy został uwzględniony wpływ czynnika paleoklimatycznego. Otwór wiertniczy zostanie wykonany w ramach tematu badawczego Państwowego Instytutu Geologicznego ?Zintegrowany program płytkich wieceń badawczych dla rozwiązania istotnych problemów geologicznych Polski?. Program kierowany jest przez doc. dr hab. Jerzego Nawrockiego, a finansowany przez Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Podstawowym zadaniem otworu wiertniczego będzie określenia stopnia zachowania pozostałości wieloletniej zmarzliny w centralnej części masywu suwalskiego. W szczególności zbadany zostanie profil temperatury w warunkach ustalonego reżimu termicznego, typ wód wgłębnych, ich skład chemiczny, stopień przeobrażeń, a także ich wiek, zachowanie struktur mrozowych w rdzeniach wiertniczych, parametry petrofizyczne w tym termiczne skał. Wyniki tych badań będą stanowiły podstawę m.in. dla wykonania modelowań paleoklimatycznych pozwalających na odtworzenie warunków klimatycznych dla okresu późnego plejstocenu. Przewiduje się, że odwiercony do głębokości 450 metrów otwór będzie obejmował w całości utwory kredy dolnej, w której spodziewane są najlepiej zachowane pozostałości wieloletniej zmarzliny. Skały podłoża krystalicznego w miejscu projektowanego otworu badawczego znajdują się na głębokości około 840 metrów poniżej powierzchni terenu, natomiast strop utworów kredy dolnej, będącej głównym celem badawczym znajduje się na głębokości około 391 metrów. Istnieją uzasadnione przesłanki, że ślady wieloletniej zmarzliny mogły zachować się tutaj w formie mniej zaburzonej ociepleniem holoceńskim, a nawet lokalnie, fragmentarycznie zmarzlina mogła przetrwać do czasów współczesnych. Projektowany otwór wiertniczy będzie bezpośrednią weryfikacją hipotezy badawczej. Badania geofizyczne, litologiczne, hydrogeologiczne wyjaśnią stopień zaawansowania procesów zaniku wieloletniej zmarzliny, a także pozwolą na dokładniejsze określenie średniej efektywnej wielkości temperatury dla okresu późnego plejstocenu. Wynik naukowy badań tego unikalnego obiektu będzie miał istotne znaczenia dla poznania warunków klimatycznych tego okresu nie tylko dla obszaru Europy. |
Strona główna
Roczniki:
Kontakt: |
