PÓŹNOORDOWICKIE ZLODOWACENIE GONDWANY – ZAPIS ZMIAN ŚRODOWISKOWYCH W SUKCESJI OSADOWEJ OBNIŻENIA BAŁTYCKIEGO

Teresa PODHALAŃSKA

Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

   Abstrakt. Przeprowadzono badania litofacjalne, paleontologiczne i geochemiczne osadów ordowiku górnego i niższego landoweru, pochodzących ze wszystkich stref facjalnych polskiej części paleobasenu bałtyckiego. Strefy te, od skańskiej na zachodzie poprzez centralnobałtoskańską, do litewskiej na wschodzie, reprezentują przekrój środowisk sedymentacji od górnego skłonu i szelfu zewnętrznego do środowisk płytkonerytycznych szelfu wewnętrznego. Stwierdzono znaczące zmiany w środowisku abiotycznym i biotycznym związane z globalnymi zmianami paleośrodowiskowymi, wywołanymi ochłodzeniem klimatycznym i zlodowaceniem Gondwany w późnym ordowiku. Po globalnej destabilizacji ekosystemów nastąpiło ocieplenie klimatyczne, szybka transgresja i postępująca anoksja.
Badania litofacjalne potwierdziły regresywny charakter osadowej sukcesji od katu do niższego hirnantu. Maksimum regresji określono na wyższą część starszego hirnantu. Początek transgresji miał miejsce w późnym hirnancie. Stwierdzono spójność zmian litofacjalnych oraz krzywych względnego poziomu morza badanego obszaru z innymi obszarami Bałtoskandii. Spójność ta implikuje, podobnie jak to jest w innych obszarach tego rejonu, że zmiany poziomu morza w późnym ordowiku mają w dużej mierze charakter zmian eustatycznych.
Analiza paleontologiczna potwierdziła wpływ globalnych zmian klimatycznych i eustatycznych na przebudowę zespołów biotycznych w późnym ordowiku i wczesnym landowerze. Obecność fauny Hirnantia dokumentuje, podobnie jak w wielu innych rejonach świata, okres ochłodzenia klimatycznego i regresji; jednocześnie datując go na wczesny hirnant. Na podstawie zapisu kopalnego stwierdzono kryzys faunistyczny w późnym ordowiku oraz wyróżniono fazy ewolucyjne graptolitów, związane z późnoordowicko-wczesnosylurską przebudową zespołów. Udokumentowano współwystępowanie graptolitów i skamieniałości śladowych w strefie pogranicza ordowiku i syluru, wskazujące na stopniowo postępującą anoksję środowisk sedymentacji w okresie ocieplenia klimatycznego i transgresji w późnym hirnancie i najwcześniejszym rhuddanie.
Badania geochemiczne pozwoliły na określenie zmienności składu mineralnego i chemicznego (w zakresie składników głównych i śladowych) utworów wszystkich stref facjalnych na tle abiotycznych i biotycznych zmian środowiskowych. Do analizy paleośrodowiskowej wykorzystano geochemiczne wskaźniki produktywności, ilości i pochodzenia materiału detrytycznego oraz warunków redoks. Badania te pozwoliły na rekonstrukcje warunków środowiskowych i ich zmian w czasie i przestrzeni.
Przeanalizowano skład izotopowy węgla i tlenu w węglanach. Wyniki tych badań oraz porównania z obszarami sąsiednimi wykazały zgodne odchylenia wartości ?13C oraz przeważnie ?18O w kierunku wyższych wartości. Tym samym, potwierdzone zostały zmiany oceanograficzne i ekologiczne w hirnancie wiązane z okresem chłodnym i  zlodowaceniem Gondwany. Wykazano, że analogiczny trend zmian izotopowych występuje na całym obszarze basenu bałtyckiego, w zgodności z danymi biostratygraficznymi, co potwierdza chronostratygraficzny potencjał uzyskanych profili izotopowych.
Skorelowano wahania poziomu morza, krzywe składu izotopowego węgla i tlenu w węglanach oraz wydarzenia biotyczne w basenie bałtyckim z globalnymi zmianami środowiskowymi późnego ordowiku i wczesnego syluru. Przebudowa zespołów biotycznych i zjawiska abiotyczne zarejestrowane w osadach obniżenia bałtyckiego umożliwiają korelację z innymi obszarami Bałtyki i innych paleokontynentów. Zmiany litofacjalne, paleontologiczne i geochemiczne (w tym izotopowe), obserwowane w osadach z rozległego i zróżnicowanego facjalnie basenu bałtyckiego, stanowią ważne uzupełnienie zapisu zdarzeń późnego ordowiku i wczesnego landoweru. Przeprowadzone badania potwierdzają dużą skalę zmian środowiskowych na Bałtyce, które dobrze wiążą się z globalnymi wydarzeniami klimatycznymi, eustatycznymi i ekologicznymi. 

  Słowa kluczowe: zlodowacenie, facje, wymieranie, graptolity, fauna Hirnantia, analizy geochemiczne, skład izotopowy węgla i tlenu, hirnant, obniżenie bałtyckie, Polska.