Polsko-czeska ekspedycja naukowa w ramach współpracy z Wydziałem Nauki Uniwersytetu im. Masaryka w Brnie

W 2022 r. Państwowy Instytut Geologiczny – PIB podpisał porozumienie o współpracy z Wydziałem Nauki (Faculty of Science) Uniwersytetu im. Masaryka w Brnie. Tradycja współpracy z czeskim uniwersytetem sięga już jednak wielu lat. Dzięki jego gościnności pracownicy mieli możność wykonywania zdjęć katodoluminescencyjnych preparatów petrograficznych, czy też ułatwiony dostęp do skał kambryjskich i prekambryjskich masywu Brna, których część ma swoje odpowiedniki na Górnym Śląsku, ale znajdują się one tam nie na powierzchni, jak na Morawach, lecz pod pokrywą młodszych osadów.

W ostatnim okresie efektem tej współpracy była publikacja w czasopiśmie Precambrian Research zatytułowana „Mid-Ediacaran bimodal magmatism and peri-Baltic affinity of the Brunovistulian terrane documented by the U-Pb isotope and palaeomagnetic data from the Brno Massif (Central Europe)„ (2021, vol. 358, str. 196-147, autorzy: J. Nawrocki, J. Leichman, M. Pańczyk).

Tegoroczna ekspedycja PIG-PIB w rejon Brna (w składzie: prof. dr hab. Jerzy Nawrocki i dr Krystian Wójcik) miała na celu zidentyfikowanie kolejnych odsłonięć i formacji skalnych, które mogłyby dostarczyć istotnych dla współczesnych nauk o Ziemi danych. Ze strony czeskiej główną osobą współpracującą wcześniej i na tym etapie jest prof. Jaromir Leichman, wicedziekan Wydziału Nauki Uniwersytetu im. Masaryka.

Do badań ostatecznie wybrano unikatowy profil głównie czerwonych i brunatnych skał klastycznych z pogranicza karbonu i permu, który odsłania się na odcinku kilkuset metrów w dolinie rzeki Oslavy w mieście Oslavany. Unikatowość tego profilu i całego szeregu kolejnych odsłonięć skał autunu w dolinie wspomnianej rzeki (które w sumie dostarczają około 5 km miąższości formacji skalnych) polega nie tylko na znajdującej się w jego obrębie granicy dwóch okresów geologicznych, lecz również na wyjątkowo szybkim tempie depozycji, umożliwiającym rekonstrukcję nawet subtelnych zmian pola geomagnetycznego we wczesnym permie. Jest to okres, gdy pole to miało niemal wyłącznie polarność odwrotną (tzw. epoka Kiaman, obejmująca czas od 318 do 265 mln lat). Co więcej, znajdujące się w profilu wkładki skał wulkanogenicznych powinny pozwolić na stworzenie precyzyjnych ram chronostratygraficznych dla tych zmian.

Megachron odwrotnej polarności pola geomagnetycznego Kiaman jest jednym z dwóch dobrze rozpoznanych okresów w historii Ziemi, kiedy przez kilkadziesiąt milionów lat dominowała jedna polarność pola geomagnetycznego. Drugi taki, ale o polarności normalnej, charakteryzuje wczesną kredę.

Pole magnetyczne chroni Ziemię przed promieniowaniem kosmicznym. Spadki jego natężenia, które zwykle towarzyszą jego inwersjom, są zagrożeniem dla organizmów żywych. W czwartorzędzie pole geomagnetyczne także ulegało krótkotrwałym (od kilkuset do kilku tysięcy lat) inwersjom, czyli tzw. wycieczkom lub zdarzeniom paleomagnetycznym. Stąd poznanie mechanizmów funkcjonowania pola geomagnetycznego w nietypowych epokach jego długotrwałej monopolarności ma duże znaczenie nie tylko dla nauki.

Profil z Moraw daje szansę na dokumentację takich wycieczek (jeśli były) sprzed około 300 – 295 mln lat, co byłoby istotnym osiągnięciem w badaniach dawnej struktury ziemskiego pola geomagnetycznego.

Dr Krystian Wójcik podczas pomiarów orientacji warstw skał najniższego permu w profilu Oslovany

Dr Krystian Wójcik podczas pomiarów orientacji warstw skał najniższego permu w profilu Oslavany



Poza badaniami magnetostratygraficznymi i izotopowymi skał z pogranicza karbonu i permu planuje się również kontynuację rozpoznania izotopowego skał krystalicznych morawskiego prekambru.

Prof. Jaromir Leichman  prezentuje profil Oslovany. Przy ścianie odsłonięcia  dr Krystian Wójcik

Prof. Jaromir Leichman prezentuje profil Oslavany. Przy ścianie odsłonięcia dr Krystian Wójcik

Aby zapoznać się z metodyką tych badań, obecnie w laboratorium mikrosondy jonowej SHRIMP IIe PIG-PIB staż odbywa doktorant z Uniwersytetu im. Masaryka.

Tekst i zdjęcia: Jerzy Nawrocki