Jeśli chcielibyście, aby potomni podziwiali wasz stary czajnik, kapelusz albo pluszowego misia jako „skamieniałość codzienności”, należałoby zawiesić go pod Studnią Petryfikacji w Knaresborough. Spływająca po skale woda stopniowo pokryje przedmiot twardą mineralną skorupą. Nie będzie to jednak prawdziwa skamieniałość, lecz niezwykle efektowny przykład wytrącania węglanu wapnia.
Gdzie znajduje się Studnia Petryfikacji?
Petrifying Well, nazywana również Dropping Well, znajduje się w Knaresborough w hrabstwie North Yorkshire, nad rzeką Nidd. Woda wypływa ze zbocza doliny, przepływa po skalnym progu, a następnie opada cienkimi strużkami do niewielkiego zbiornika.
Pod kapiącą wodą zawieszane są rozmaite przedmioty: pluszowe misie, kapelusze, buty, czajniki, parasole, a nawet fragmenty garderoby. Z czasem obrastają jasną, twardą skorupą i zaczynają wyglądać tak, jakby rzeczywiście zostały zamienione w kamień.
Wrażenie jest tym silniejsze, że w sąsiedztwie znajduje się niewielka jaskinia, w której według legendy przyszła na świat Mother Shipton – jedna z najbardziej znanych angielskich wieszczek. Geologia i opowieści o czarach otrzymały tu więc wyjątkowo fotogeniczną wspólną scenografię.
Najstarsza atrakcja turystyczna w Anglii?
Osobliwe źródło opisał w 1538 roku John Leland, antykwariusz i badacz podróżujący po Anglii na zlecenie króla Henryka VIII. Zwrócił uwagę, że przedmioty stykające się z wodą stopniowo pokrywają się kamienną warstwą.
Od 1630 roku miejsce było już udostępniane zwiedzającym. Z tego powodu Studnia Petryfikacji przedstawiana jest jako najstarsza płatna atrakcja turystyczna w Anglii. Ludzie przyjeżdżali tu nie tylko po to, aby oglądać „kamieniejące” przedmioty. Wodzie przypisywano również właściwości lecznicze.
Legendę dodatkowo wzmacniała pobliska jaskinia. Mother Shipton, znana też jako Ursula Southeil, miała się w niej urodzić pod koniec XV wieku. Opowieści o jej życiu i przepowiedniach rozpowszechniły się jednak dopiero znacznie później, a związek konkretnej groty z jej narodzinami jest elementem tradycji, nie potwierdzonym faktem historycznym. Część przypisywanych jej proroctw dopisywano już po wydarzeniach, które rzekomo miała przewidzieć.
Skąd w wodzie bierze się tyle minerałów?
Za „kamienną magią” odpowiada lokalna budowa geologiczna. Woda źródła przepływa przez permskie skały osadowe, powstałe ponad 250 mln lat temu.
Źródło związane jest z dolomitami formacji Cadeby oraz leżącymi wyżej osadami formacji Edlington. W tych drugich występuje gips, czyli uwodniony siarczan wapnia. Woda przepływająca przez podłoże rozpuszcza składniki skał i wzbogaca się przede wszystkim w związki wapnia, siarczany oraz wodorowęglany.
Badania składu wody wykazały także obecność niewielkich ilości strontu. Może on pochodzić z rozpuszczania celestynu – minerału będącego siarczanem strontu, występującego w permskich skałach regionu.
To jednak węglan wapnia tworzy widoczną powłokę na zawieszonych przedmiotach i buduje skalny próg źródła.
Dlaczego węglan wapnia osadza się na przedmiotach?
W wodzie podziemnej wapń i wodorowęglany mogą pozostawać w roztworze dzięki obecności dwutlenku węgla. Kiedy woda wypływa na powierzchnię, zmieniają się jej temperatura, ciśnienie i kontakt z powietrzem. Intensywne rozpryskiwanie na skalnym progu ułatwia uwalnianie rozpuszczonego dwutlenku węgla.
Zmiana równowagi chemicznej sprawia, że część rozpuszczonych związków wytrąca się jako węglan wapnia – przede wszystkim kalcyt. Jego mikroskopijne kryształy osadzają się na skale, roślinach oraz przedmiotach zawieszonych pod strumieniami wody.
Każda kolejna kropla może pozostawić odrobinę minerału. Pojedyncza warstwa jest niemal niezauważalna, lecz po tygodniach i miesiącach powstaje wyraźna, twarda skorupa.
Podobny mechanizm odpowiada za tworzenie stalaktytów i stalagmitów w jaskiniach. W Knaresborough proces przebiega jednak na powierzchni i jest wyjątkowo szybki.
Czym jest tuf wapienny?
Wytrącający się węglan wapnia buduje w Knaresborough rozległą zasłonę tufu wapiennego. Ma ona około 5 m wysokości i 10 m szerokości, a jej kształt powoli zmienia się wraz z przepływem wody.
Tuf wapienny to porowata skała powstająca wskutek wytrącania węglanu wapnia ze źródeł, strumieni i płytkich zbiorników. Często osadza się na mchach, liściach, gałązkach i innych szczątkach organicznych. Gdy rośliny ulegają rozkładowi, w skale pozostają puste przestrzenie, które nadają jej charakterystyczną gąbczastą strukturę.
W tworzeniu tufu mogą uczestniczyć również organizmy, zwłaszcza glony, mchy i mikroorganizmy. Wychwytują one dwutlenek węgla, spowalniają przepływ wody i tworzą powierzchnie, na których łatwo rozwijają się kryształy kalcytu.
Pobliska jaskinia Mother Shipton również znajduje się pod starszą zasłoną tufową. Nie jest więc typową jaskinią krasową wydrążoną we wnętrzu wapiennego masywu. Powstała wraz z narastaniem osadu źródlanego i zmianami położenia głównego wypływu wody.
Ile czasu potrzebuje pluszowy miś?
Tempo narastania skorupy zależy od wielkości przedmiotu, rodzaju materiału, położenia pod strugami wody oraz intensywności przepływu.
Niewielki pluszowy miś potrzebuje zwykle około 3–5 miesięcy, aby pokryć się wyraźną mineralną powłoką. Porowata tkanina chłonie wodę i zapewnia dużą powierzchnię, na której może osadzać się kalcyt.
Większe lub mniej porowate przedmioty pozostają pod źródłem znacznie dłużej – niekiedy przez kilka lat. W muzeum oraz na terenie atrakcji można oglądać obiekty znajdujące się na różnych etapach procesu.
Określenie „kamienna patyna” nie jest tutaj najtrafniejsze. Patyna to zazwyczaj stosunkowo cienka warstwa produktów przemian chemicznych powstająca na powierzchni materiału. W Knaresborough tworzy się natomiast coraz grubsza mineralna inkrustacja.
Czy miś naprawdę zmienia się w kamień?
Choć miejsce nosi nazwę Studni Petryfikacji, zawieszone w niej przedmioty nie ulegają właściwej petryfikacji. Ich materiał nie zostaje zastąpiony minerałami i nie przekształca się w skałę. Powierzchnia jest jedynie pokrywana narastającym osadem węglanu wapnia.
Proces ten nazywamy inkrustacją. Mineralna skorupa może bardzo dokładnie odwzorować kształt przedmiotu, ale jego pierwotny materiał nadal znajduje się w środku. Z czasem tkanina, drewno lub inna substancja organiczna może ulec rozkładowi, pozostawiając mineralną formę przypominającą odlew.
Prawdziwe skamienienie organizmu jest zazwyczaj znacznie bardziej złożone. Może obejmować wypełnianie porów minerałami, nazywane permineralizacją, albo zastępowanie pierwotnego materiału innymi substancjami. Procesy te zachodzą zwykle w osadzie i wymagają odpowiednich warunków chemicznych oraz bardzo długiego czasu.
Studnia Petryfikacji pokazuje zatem proces przypominający niektóre etapy powstawania skamieniałości, ale nie produkuje ich w paleontologicznym znaczeniu.
Torebka Agathy Christie i but królowej
Przez stulecia pod strugami wody umieszczano tysiące przedmiotów. Niektóre z nich trafiły później do miejscowego muzeum.
Jednym z najsłynniejszych eksponatów jest torebka Agathy Christie. Pisarka nie zawiesiła jej jednak osobiście pod źródłem. Przedmiot został przekazany przez Agatha Christie Society jako pamiątka nawiązująca do jej zagadkowego zniknięcia w 1926 roku. Po jedenastu dniach odnaleziono ją w hotelu w pobliskim Harrogate.
W kolekcji znajduje się również but pozostawiony przez królową Marię w 1923 roku oraz kapelusze należące do aktora Davida Sucheta, znanego z roli Herkulesa Poirota, i prezentera Chrisa Tarranta.
Codzienne przedmioty pokryte kamienną skorupą są dziś jednocześnie eksponatami geologicznymi, pamiątkami historycznymi i bardzo osobliwymi kapsułami czasu.
Inne „petryfikujące” źródła
Knaresborough nie ma monopolu na szybkie pokrywanie przedmiotów węglanem wapnia. Podobne procesy zachodzą w innych wodach źródlanych bogatych w rozpuszczone związki wapnia.
W Matlock Bath w angielskim Derbyshire funkcjonowały studnie petryfikujące związane z ciepłymi źródłami wypływającymi ze skał wapiennych. Pozostawione w nich przedmioty również obrastały kalcytem.
We francuskim Saint-Nectaire w Owernii wody termomineralne są od około dwóch stuleci wykorzystywane do wytwarzania wapiennych płaskorzeźb i przedmiotów dekoracyjnych. Woda kierowana jest na formy, na których stopniowo osadza bardzo drobne kryształy węglanu wapnia. Podobny zakład działał w dzielnicy Saint-Alyre w Clermont-Ferrand.
Źródła tworzące tuf występują również na irlandzkim półwyspie Howth Head. Tam ich znaczenie jest przede wszystkim przyrodnicze: są chronionymi siedliskami rozwijającymi się w miejscach stałego wysięku wód bogatych w węglan wapnia.
