To nie lodowce wyrzeźbiły Tatry. Inna siła wykonała większość roboty

Jak czytamy na łamach portalu Nauka w Polsce, międzynarodowy zespół pod kierownictwem dr. hab. Jacka Szczygła z Uniwersytetu Śląskiego odtworzył tempo pogłębiania dolin po północnej stronie Tatr w ciągu ponad 5 mln lat. Wynik mocno zmienia proporcje między rolą rzek i lodowców w kształtowaniu najwyższych gór w Polsce.

Około 1,6 mln lat temu istniało już mniej więcej 80 proc. współczesnej głębokości badanych dolin. W analizowanym systemie oznacza to około 700 m reliefu. Najpotężniejsze cykle zlodowaceń plejstoceńskich, które zostawiły tak czytelne ślady w krajobrazie Tatr, przyszły później. Doliny nie czekały więc na wielkie masy lodu, aby zacząć wcinać się głęboko w góry.

Proces ten trwał długo. W pliocenie i początkach plejstocenu rzeki stopniowo wcinały się w podłoże, a szczególne przyspieszenie nastąpiło mniej więcej między 2,1 a 1,6 mln lat temu. To właśnie płynąca woda wykonała dużą część pionowej roboty.

Nie oznacza to jednak, że lodowce można całkowicie wykreślić z geologicznej historii Tatr. Gdy później wypełniły istniejące doliny, intensywnie ścierały ich ściany i dna, poszerzały je oraz pozostawiały moreny i inne formy, które do dziś kojarzymy z wysokogórskim krajobrazem polodowcowym. Krótko mówiąc: rzeki w dużej mierze wykopały doliny, lodowce je przemodelowały.

Problem z odtwarzaniem tak starej historii gór polega przede wszystkim na tym, że powierzchnia bez przerwy się zmienia. Skały wietrzeją, stoki się osuwają, kolejne rzeki wynoszą materiał, a lodowce ścierają ślady pozostawione przez wcześniejsze procesy. Naukowcy potrzebowali więc archiwum, do którego erozja nie miała łatwego dostępu. Znaleźli je w jaskiniach.

Miliony lat temu część tatrzańskich rzek przepływała przez podziemne korytarze. Woda wnosiła do nich piasek i żwir zawierające ziarna kwarcu. Gdy dolina na powierzchni pogłębiała się, poziom rzeki obniżał się razem z nią. Stare korytarze pozostawały wysoko nad nowym poziomem przepływu, a znajdujące się w nich osady zostawały odcięte i zamknięte pod ziemią.

Badacze pobrali próbki z 32 stanowisk w 20 jaskiniach po polskiej i słowackiej stronie Tatr. Dzięki wysokości korytarza oraz wiekowi pozostawionych w nim osadów mogli odtworzyć, gdzie znajdowało się dno doliny w różnych okresach jej historii. Podobny zapis geologiczny pozwala odczytywać również dawną aktywność tektoniczną regionu. W tym roku naukowcy znaleźli na Podhalu ślady wstrząsów sprzed dziesiątek tysięcy lat.

Samo znalezienie żwiru w starej jaskini oczywiście nie wystarcza. Trzeba jeszcze ustalić, kiedy rzeka go tam zostawiła. Do tego wykorzystano dwa izotopy kosmogeniczne: beryl-10 i glin-26.

Powstają one w ziarnach kwarcu wystawionych na działanie promieniowania kosmicznego przy powierzchni Ziemi. Dopóki skała lub piasek leżą na powierzchni, izotopy są produkowane. Gdy ziarna trafią głęboko do jaskini i zostaną odcięte od promieniowania, ich produkcja praktycznie ustaje, a istniejące izotopy zaczynają zanikać w przewidywalnym tempie. Porównanie ilości obu pozwala więc określić, jak długo materiał pozostawał zakopany.

W ten sposób kilka garści starego piasku może zdradzić moment, w którym podziemny korytarz przestał należeć do aktywnego systemu rzecznego. A zestaw takich dat z jaskiń leżących na różnych wysokościach zamienia się w chronologię pogłębiania całej doliny.

Wysokogórskie doliny o charakterystycznym przekroju od dawna traktujemy jako jeden z najbardziej czytelnych śladów działania lodowców. I słusznie – lód rzeczywiście potrafi potężnie zmieniać krajobraz. Problem zaczyna się wtedy, gdy z wyglądu dzisiejszej doliny próbujemy wywnioskować, kto stworzył większość jej głębokości. Tatrzański zapis sugeruje, że lodowiec może wejść do doliny już głęboko wyciętej przez rzekę, a następnie tak mocno ją przemodelować, że po jego zniknięciu cały krajobraz wygląda jak jego dzieło.

Przeczytaj także:

Autorzy nie uważają przy tym, że tak samo muszą wyglądać wszystkie góry na świecie. Wyniki dotyczą konkretnego fragmentu Karpat. Pokazują jednak, że warto podobną metodą sprawdzić inne pasma średnich szerokości geograficznych. Może się wtedy okazać, że w wielu miejscach przecenialiśmy rolę lodowców w tworzeniu samej wysokości reliefu.

Lód byłby wtedy nie tyle budowniczym górskich dolin od zera, ile niezwykle skutecznym architektem, który wszedł na plac budowy po rzekach i całkowicie zmienił wygląd tego, co już tam zastał.

*Źródło zdjęcia wprowadzającego: Photocreo, Canva Pro