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...
Tak 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
