ŚLAD PO METEORYCIE
Struktura ma średnicę blisko 200 km i jest jedną z największych na Ziemi. Do uderzenia, które zmieniło całą planetę, a dzisiejszej Polsce zostawiło bliznę, doszło prawdopodobnie 1,6-1,8 mld lat temu.
Grawitacyjnie rzecz biorąc, Ziemia nie tylko nie jest idealną kulą ani nie jest nawet elipsoidą. Kształtem przypomina bardziej bajaderkę – obłą, nierówno ugniecioną bryłę. Nazywamy ją geoidą. Tam, gdzie siła ciężkości jest mniejsza, geoida jest wklęśnięta. A tam, gdzie grawitacja rośnie, pojawiają się guzy. Dlaczego więc w szkole uczą, że przyspieszenie ziemskie ma stałą wartość? Dla uproszczenia rachunków. W rzeczywistości jednak to przyspieszenie maleje wraz z wysokością nad poziomem morza, a także wraz z malejącą szerokością geograficzną.
To nie wszystko. Generalnie rzecz biorąc, na kontynentach siła ciężkości jest mniejsza niż na oceanie. A to dlatego, że kontynentalna skorupa ziemska jest zbudowana głównie z relatywnie lekkich skał granitowo-gnejsowych, których gęstość wynosi 2,6-2,7 g/cm sześc. Natomiast pod dnem oceanu spoczywa skorupa bazaltowa – jej gęstość przekracza 3 g/cm sześc.
Poza tym Ziemia jest pełna anomalii grawitacyjnych.
Np. Himalaje, choć zbudowane z relatywnie lekkich skał, grawitacyjnie mocno oddziałują, bo skał jest tam po prostu bardzo dużo. Rozmiar ma znaczenie.
W mniejszej skali także Polska jest naznaczona anomaliami grawitacyjnymi.
Jedną z nich jest znany od niemal 100 lat tzw. grawimetryczny niż pomorski, rozległy obszar znajdujący się w rejonie Świecia i Grudziądza.
GRAWITACYJNE WKLĘŚNIĘCIE
Niż pomorski jest ujemną anomalią grawitacyjną. Występujące w tamtejszej skorupie ziemskiej skały są lżejsze od tych znajdujących się naokoło.
Na mapie geofizycznej dodatnie anomalie grawitacyjne oznacza się kolorem czerwonym, a ujemne – niebieskim. Podobnie jak wyżyny i niziny na mapach fizycznych.
Oczywiście, dla zmysłów człowieka taka anomalia – wynosząca maksymalnie -60 mgali (gal to jednostka przyspieszenia, która zapożyczyła nazwę od Galileusza) – jest kompletnie nieodczuwalna. Ale instrumenty mierzące pole grawitacyjne widzą ją bardzo wyraźnie.
Grawimetryczny niż pomorski znajduje się w dość ciekawym miejscu – na brzegu jednostki geologicznej nazywanej platformą wschodnioeuropejską, zaczynającej się na wschód od linii biegnącej od Koszalina do Przemyśla. Jest to miejsce, w którym skorupa ziemska ma bardzo stary, liczący blisko dwa miliardy lat fundament zbudowany ze skał metamorficznych i magmowych.
Jest on przykryty młodszymi skałami osadowymi mającymi maksymalnie pół miliarda lat.
To grawitacyjne „wklęśnięcie” znajduje się na głębokości od ośmiu kilometrów w zachodniej części do czterech kilometrów w części wschodniej. Ma eliptyczny zarys, którego średnica (dłuższy wymiar) wynosi ok. 200 km.
Nasuwa się oczywiste pytanie: skąd ta ujemna i tak rozległa (jedna z największych w tej części Europy) anomalia siły ciężkości?
GLOBALNA KATASTROFA
W niedawnej publikacji w piśmie „Geological Quarterly” razem z dr. Zdzisławem Peteckim z PIG przekonujemy, że grawimetryczny niż pomorski jest pozostałością po uderzeniu olbrzymiego meteorytu – a nie wynikiem lekkości pokrywających go skał osadowych (tę drugą hipotezę obaliły zresztą badania geologiczne) czy lokalnym zgrubieniem lekkiej skorupy krystalicznej, tzw. kilem.
Taki kil może być skutkiem dawnego zetknięcia się i wybrzuszenia krańców dwóch płyt tektonicznych.
Jednak anomalia grawimetrycznego niżu pomorskiego nijak nie przypomina liniowej struktury!
Co więcej, zwolennicy hipotezy kilu postulowali, że pochodzi on sprzed miliarda lat. A w tym miejscu skorupa krystaliczna ma aż 1,8-1,9 mld lat.
Z kolei od góry grawimetryczny niż pomorski jest przecięty przez młodsze struktury geologiczne, tzw. magmowy kompleks mazurski mający nieco więcej niż 1,5 mld lat.
Stąd nasza hipoteza, że tę potężną anomalię zostawił po sobie meteoryt, który uderzył w Ziemię 1,6-1,8 mld lat temu. Uderzenie dało efekt „rozpulchnienia” skorupy ziemskiej i stąd jej gęstość jest w tym miejscu mniejsza – to cecha wszystkich struktur impaktowych.
Patrząc na wielkość anomalii, można oszacować, że meteoryt miał blisko 10 km średnicy.
Był więc zbliżony rozmiarami do tego, który ok. 65 mln lat temu spadł na Jukatan i spowodował planetarną katastrofę, w wyniku której wymarły m.in. dinozaury.
Pozostały po tamtym uderzeniu krater meksykański Chicxculub należy do największych na świecie. Jest zbliżony rozmiarami do krateru Vredefort w RPA – pozostawionego przez uderzenie meteorytu sprzed ponad dwóch miliardów lat
– i Sudbury w Kanadzie, wybitego 1,85 mld lat temu oraz słynącego z ogromnych złóż miedzi i niklu.
Znamy zresztą tylko część podobnych struktur impaktowych. Reszta zagubiła się w czasie.
Nasza struktura – jeśli jej istnienie w grawimetrycznym niżu pomorskim potwierdzą inne badania – będzie więc należała
Jest geologiem, specjalistą od stratygrafii, czyli rozmieszczenia i wieku skał w skorupie ziemskiej, oraz geologii regionalnej Polski i Europy. Od zrobienia doktoratu w 1977 r. do przejścia w ub. roku na emeryturę pracował w Państwowym Instytucie Geologicznym (PIG). W 2003 r. otrzymał tytuł profesora nauk o Ziemi. W 2020 r. ukazała się jego „Geologiczna historia Polski” do elitarnego grona największych odkrytych kraterów uderzeniowych.
CZY MOŻEMY DO NIEJ SIĘ DOWIERCIĆ?
Na razie możliwość istnienia krateru potwierdziły badania sejsmiczne, które przeprowadzono w tym rejonie przy okazji poszukiwań złóż gazu łupkowego. Struktury geologiczne rozmieszczone wokół „naszego” niżu dają ładne odbicia, natomiast wypełniające go skały są dla fal sejsmicznych przezroczyste.
Dodatkowych argumentów dostarczyły wyniki pomiarów pola magnetycznego – a więc namagnesowania skał. Również one wskazują na ogólnie obniżone wartości w rejonie przypuszczalnego krateru, co jest cechą charakterystyczną struktur impaktowych.
Rozkład anomalii w centrum struktury może świadczyć o istnieniu tzw. wypiętrzenia centralnego, wybrzuszenia skał charakterystycznego dla dużych kraterów uderzeniowych.
Na wyraźne miskowate zagłębienie wskazuje też pomiar przewodności elektrycznej skał. Te w grawimetrycznym niżu pomorskim lepiej przewodzą prąd niż skały znajdujące się naokoło.
To kolejna cecha charakterystyczna kraterów uderzeniowych.
Na bezpośrednie badania – związane z odwiertami do głębokości 7-8 km – raczej bym nie liczył. Technicznie są wykonalne, ale kosztowałyby ponad 100 mln zł.
Jest jednak jeszcze inna możliwość potwierdzenia naszej hipotezy. Upadek meteorytu o średnicy 10 km uwolniłby do atmosfery tyle pyłów, że razem z wiatrem musiałyby one zawędrować na najdalsze krańce świata. I zachowałyby się w osadach geologicznych – podobnie jak zachowała się warstwa wzbogacona w iryd i pochodząca z meteorytu, który doprowadził do zagłady dinozaurów.
Dzisiaj wyznacza ona w osadach geologicznych koniec ery mezozoicznej i początek trwającej do dziś ery kenozoicznej.
Ziemia jest pełna anomalii grawitacyjnych
*Prof. Marek Narkiewicz