Sól kamienna

Sole kamienne to skały osadowe pochodzenia chemicznego powstające wskutek silnego parowania wody morskiej (zatok, lagun, zamkniętych mórz) lub słonych jezior w suchym i gorącym klimacie. Istniejące dzisiaj na obszarze Polski pokłady soli kamiennej tworzyły się przede wszystkim w permie i w miocenie. Współcześnie proces ten można obserwować na przykładzie wytrącania się soli np. na wybrzeżach szybko kurczącego się Morza Martwego oraz wielu słonych jezior na terenach pustynnych, np. Wielkiego Jeziora Słonego w stanie Utah w USA.

 

Występowanie soli kamiennych w Polsce

Sole kamienne występują w Polsce w trzech zasadniczych formacjach skalnych, z czego dwie mają istotne znaczenie gospodarcze i dzięki temu są dobrze zbadane.

Najstarszą formacją solną jest formacja późnopermska (cechsztyńska), pochodząca sprzed 257-251 mln lat. Występuje ona na znacznym obszarze kraju (ok. 2/3 powierzchni) w obrębie zespołu osadów zwanych cechsztynem. Formacja ta jest pozostałością po rozległym, dość płytkim i ciepłym morzu, pokrywającym w permie znaczną część współczesnej Europy i ograniczonym od południa masywami kaledońsko-hercyńskimi. W rejonie Niżu Polskiego, czyli w centralnej części basenu sedymentacyjnego, formacja zalega na głębokości kilku tysięcy metrów osiągając miąższość dochodzącą do 1000 m. W strefach peryferyjnych zbiornika (np. rejon monokliny przedsudeckiej czy wyniesienia Łeby) osady podnoszą się osiągając głębokość od 2000 do 500 m. Na obszarze od Łodzi do Szczecina w wielu miejscach cechsztyńskie utwory solne występują miejscowo na znacznie mniejszych głębokościach w postaci wysadów solnych – struktur diapirowych powstałych w wyniku wyciśnięcia plastycznych ewaporatów przez cięższe, nadległe warstwy skalne.

Drugą formacją solną o znaczeniu gospodarczym jest mioceńska formacja ewaporatowa powstała w środkowym miocenie (badenie) około 12-13 mln lat temu. W wąskim rowie przedgórskim na przedpolu formujących się Karpat powstał płytki zbiornik, częściowo odizolowany od otwartego morza, w którym gromadziły się osady ewaporatów o pierwotnie niewielkiej miąższości dochodzącej do 100 m. Ze względu na dużą aktywność tektoniczną w regionie, związaną z wypiętrzaniem się masywów górskich, historia tych osadów jest bardzo burzliwa. Na ich ostateczną postać miały wpływ podmorskie ruchy masowe znoszące materiał z płytszych części basenu, lecz przede wszystkim ruchy górotwórcze powodujące fałdowanie, rozerwanie i nasunięcie jednego kompleksu osadów na drugi. W wyniku tych procesów złoże ma nietypową strukturę – dwudzielną z częścią autochtoniczną (znajdującą się w miejscu powstania) i allochtoniczną (przeniesioną), a jego miąższość została zwielokrotniona w stosunku do pierwotnej. Formacja ta obejmuje swym zasięgiem obszar od Górnego Śląska na zachodzie po wschodnią granicę Polski.

Triasowe utwory ewaporatowe występują na obszarze centralnej i południowo–zachodniej części Polski w postaci głęboko zalegających (poniżej 1100 m) pokładów o niewielkiej miąższości (do 25 m), będących prawdopodobnie wynikiem epizodycznego wydarzenia ewaporatowego. Nie mają one znaczenia gospodarczego dlatego są stosunkowo słabo rozpoznane.

 

Cykl ewaporatowy

Sól powstaje w warunkach suchego i gorącego klimatu w wyniku ewaporacji, czyli parowania wody z płytkich mórz, lagun lub jezior. Proces taki zachodzi na ogół w zbiornikach wodnych, które zostały odcięte od oceanu i przestały być zasilane przez rzeki. Wówczas to, w miarę postępu parowania, wzrasta zasolenie wód w zbiorniku, a na jego brzegach i dnie w postaci minerałów, zaczynają krystalizować rozpuszczone w wodzie związki chemiczne.

Związki te wytrącają się z solanek zawsze w tej samej, ściśle określonej kolejności, z intensywnością zależną od ich stężenia w wodzie. Jako pierwsze z roztworu wypadają węglany wapnia i magnezu (kalcyt, aragonit i dolomit), tworzące skały węglanowe: wapienie i dolomity. Skały te powstają również, choć znacznie wolniej, na dnie mórz i oceanów o normalnym zasoleniu. Następnie, gdy solanka zaczyna się zagęszczać, wytrącają się gips i anhydryt (siarczany wapnia), po nich sól kamienna (halit – chlorek sodu), a na samym końcu, zależnie od pierwotnego składu jonowego solanek – chlorkowe i siarczanowe sole potasowo-magnezowe, m.in. karnalit i sylwin. Ich pojawienie się oznacza zwykle całkowite wyschnięcie zbiornika.

Powstałe w wyniku tego procesu serie osadów skalnych, zwane cyklotemami, reprezentują pojedynczy ewaporacyjny cykl depozycyjny. Gdy do zbiornika nastąpi powtórna dostawa wody morskiej, wówczas cykl ewaporyzacyjny rozpoczyna się od nowa. W utworach cechsztyńskich na terenie Polski zarejestrowano cztery cyklotemy, natomiast w obrębie utworów mioceńskich – pięć. Cyklotemy ewaporatowe osiągają często miąższość rzędu setek metrów i budują formacje skalne grubości od kilkuset metrów do kilku kilometrów. Czas ich powstawania zależy od wielu czynników, m.in. klimatu oraz od dostarczania nowych porcji wody; np. szacuje się, że badeńska aktywność ewaporacyjna trwała około 400 tysięcy lat. Najbardziej istotnym surowcem chemicznym w tych formacjach są sole kamienne (dominujący minerał to halit, NaCl) i potasowo-magnezowe.

 

Sól w historii i kulturze

Sól kamienna towarzyszy ludziom już od trzeciego tysiąclecia p.n.e. Najstarsze wzmianki na jej temat pochodzą z egipskich dokumentów. Już w starożytności była uznawana za doskonały środek leczniczy oraz konserwujący. Grecy wykorzystywali ją do zabezpieczania żywności, natomiast Hebrajczycy składali ją w ofierze w trakcie ceremonii religijnych.

Sól była tak cenna, że już od starożytności pełniła rolę środka płatniczego. Stanowiła także wynagrodzenie za wykonaną pracę – w Rzymie wypłacano nią pensje żołnierzom, stąd od łacińskiego słowa salarium powstało angielskie słowo salary, czyli pensja. W Tybecie i Etiopii stosowano ją nawet do wybijania monet. W średniowieczu sól doczekała się godnego miana „białego złota”. W Polsce jej wartość była tak wysoka, że sądy nakładały grzywny mierzone w kruszcach soli. Prawdopodobnie stąd pochodzi powiedzenie „słono za coś zapłacić”.

Niewykluczone, że sól była przyczyną różnych konfliktów, nawet zbrojnych. Niektórzy historycy sądzą, że niesprawiedliwy podatek solny, wprowadzony jeszcze w 1340 r., mógł być jedną z przyczyn wybuchu rewolucji francuskiej. W XIX wieku sól po raz pierwszy użyto w przemyśle. Odtąd jej zastosowanie jest coraz szersze – obecnie jest wykorzystywana w ponad 14 tys. produktów.