Tropami dawnych kręgowców i jurajskich krajobrazów to podróż do niezwykłego świata sprzed setek milionów lat, gdy obszar dzisiejszego województwa świętokrzyskiego był miejscem wielkich przemian w historii życia na Ziemi. Około 390 mln lat temu (środkowy dewon, eifel), w płytkich, tropikalnych lagunach dewońskich pojawiały się pierwsze czworonogi, zdolne do poruszania się na lądzie, a 190 milionów lat później bagnistymi dolinami rzecznymi wędrowały już wczesnojurajskie dinozaury. Skały regionu świętokrzyskiego zachowały wyjątkowy zapis dawnych środowisk: od okresowo wysychających lagun dewońskich, przez bagienne doliny z początków jury, po nadmorskie wybrzeża wczesnojurajskiego morza.

Z tego artykułu dowiesz się:

  • gdzie odkryto jedne z najstarszych na świecie śladów czworonogów (tetrapodów) i dlaczego zmieniły one wiedzę o wyjściu kręgowców na ląd,
  • jak wyglądały tropikalne laguny dewońskie sprzed około 390 milionów lat,
  • gdzie dziś można zobaczyć oryginalne tropy tetrapoda z Zachełmia,
  • jak wyglądało środowisko życia pierwszych jurajskich dinozaurów,
  • ślady jakich dinozaurów zachowały się w rezerwacie Gagaty Sołtykowskie i skąd wiemy, że część z nich mogła poruszać się stadnie,
  • czym jest gagat i dlaczego dawniej były poszukiwanym kamieniem dekoracyjnym,
  • w jakim środowisku powstały skały budujące Skałki „Piekło” pod Niekłaniem.

Wędrując przez Kamieniołom Zachełmie oraz rezerwaty Gagaty Sołtykowskie i Skałki „Piekło” pod Niekłaniem, można prześledzić fascynującą historię ewolucji kręgowców oraz zobaczyć miejsca, gdzie zachowały się ich ślady i poznać środowiska, w których żyły. To wyjątkowa podróż w czasie, pokazująca, że skały regionu świętokrzyskiego są nie tylko świadectwem dawnych krajobrazów, ale także niezwykłą kroniką rozwoju życia na Ziemi.

Kamieniołom Zachełmie – śladami najstarszych czworonogów świata

Kamieniołom dolomitów Zachełmie koło Zagnańska należy do najważniejszych stanowisk paleontologicznych na świecie i jest jednym z najbardziej niezwykłych geostanowisk Gór Świętokrzyskich. To właśnie tutaj odkryto tropy jednych z najstarszych znanych czworonogów (tetrapodów) – zwierząt będących przodkami wszystkich późniejszych kręgowców lądowych, w tym płazów, gadów, ptaków i ssaków.

Odkrycie to całkowicie zmieniło poglądy naukowców na temat momentu wyjścia kręgowców na ląd i sprawiło, że Zachełmie stało się miejscem o światowym znaczeniu naukowym. Za wyjątkową wartość geologiczną stanowisko znalazło się również na prestiżowej liście „First 100 IUGS Geological Heritage Sites”, obejmującej sto najważniejszych miejsc dziedzictwa geologicznego świata, objętej patronatem UNESCO.

Widok na wschodnią część kamieniołomu Zachełmie. Na drugim planie widoczna Góra Chełm, od której kamieniołom wziął swa nazwę. Fot. S. Salwa

Położony na zachodnim zboczu Góry Chełm kamieniołom był miejscem wielowiekowej eksploatacji dolomitów dewońskich, wykorzystywanych głównie jako kamień budowlany i surowiec na kruszywo drogowe. Początki wydobycia przypadają prawdopodobnie już na XVII wiek, co mogło mieć związek z budową pobliskiego kościoła św. Rozalii i św. Marcina w Zagnańsku. Intensywniejsza eksploatacja rozpoczęła się jednak dopiero w XIX wieku, kiedy do urabiania skał zaczęto stosować materiały wybuchowe. W 1987 roku wydobycie zakończono ze względu na ochronę pobliskiego ujęcia wód podziemnych oraz bezpieczeństwo infrastruktury i zabytkowego kościoła. W 2010 r. na terenie kamieniołomu utworzono rezerwat przyrody nieożywionej Zachełmie.

Skały odsłaniające się w ścianach wyrobiska powstały około 390 milionów lat temu, w środkowym dewonie, na dnie bardzo płytkiego, ciepłego morza położonego w strefie tropikalnej. Okresowo morze ulegało spłycaniu i wówczas jego dno pokrywały maty mikrobialne, o charakterystycznym, kopułkowatym kształcie, nazywane stromatolitami. Grube warstwy stromatolitów są dobrze widoczne w północnej ścianie kamieniołomu. Tworzyły je głównie kolonie sinic, które wychwytywały cząstki osadu i wiązały węglan wapnia rozpuszczony w wodzie, budując warstwowaną strukturę skalną. Można dodać, że stromatolity należą do jednych z pierwszych struktur biogenicznych, które pojawiły się na Ziemi. Najstarsze z nich liczą 3,5 mld lat.

Powierzchnia warstwy stromatolitowej w północnej ścianie kamieniołomu z charakterystycznymi kopułkami. Fot. Z. Złonkiewicz

Największą sławę Zachełmiu przyniosło odkrycie śladów wędrówki najstarszych zwierząt czworonożnych – tetrapodów. W 2010 roku opisano tutaj tropy pozostawione przez tetrapoda około 390 milionów lat temu. Były one o blisko 18 milionów lat starsze niż wcześniej znane ślady i szczątki tych pierwszych czworonogów. Co więcej, ślady te powstały nie w środowisku rzecznym czy jeziornym, lecz w płytkim morzu.

Odkrycie tropów, opisane na łamach prestiżowego czasopisma Nature, wywołało szeroką dyskusję w świecie nauki, dotyczącą ewolucji kręgowców i momentu wyjścia zwierząt na ląd. Ślady z Zachełmia okazały się znacznie starsze niż wcześniej znane pozostałości pierwszych czworonogów, co zmieniło dotychczasowe poglądy na temat czasu i środowiska pojawienia się kręgowców lądowych. Wskazały one, że proces przystosowywania się do życia poza wodą mógł rozpocząć się wcześniej i przebiegać w płytkim środowisku morskim, z okresowymi wynurzeniami, a nie – jak wcześniej sądzono – wyłącznie w rzekach i jeziorach słodkowodnych.

Powierzchnia skalna ze ścieżką najstarszego kręgowca lądowego

Obecnie oryginalnej powierzchni ze śladami tetrapodów nie można oglądać w kamieniołomie Zachełmie. Została ona z niego zabrana w celu zabezpieczenia przed ewentualnym zniszczeniem i umieszczona w lapidarium Muzeum Geologicznego w Oddziale Świętokrzyskim Państwowego Instytutu Geologicznego – Państwowego Instytut Badawczego (PIG-PIB) w Kielcach, gdzie jest udostępniona zwiedzającym. Okaz z tropami z Zachełmia można zobaczyć także w Muzeum Geologicznym Państwowego Instytutu Geologicznego w Warszawie. W muzeach tych znajdują się również dioramy z modelami tetrapodów.

Diorama z modelami tetrapodów znajdująca się w Muzeum Geologicznym Oddziału Świętokrzyskiego PIG-PIB. Fot. E. Bąk

W samym kamieniołomie zachowały się natomiast inne, równie intrygujące ślady dawnego życia, mianowicie ślady żerowania ryb, widoczne na powierzchniach ławic dolomitów w pobliżu tablicy edukacyjnej. W poszukiwaniu pokarmu ryby rozdmuchiwały osad zalegający na dnie morza, pozostawiając zagłębienia, które zachowały się do dziś.

Kamieniołom Zachełmie jest również jednym z najlepszych miejsc w regionie do obserwacji niezgodności kątowej pomiędzy dwoma piętrami strukturalnymi: waryscyjskim, reprezentowanym przez dolomity środkowego dewonu i alpejskim, reprezentowanym przez brekcję z Zachełmia wieku permskiego oraz iłowce, mułowce i piaskowce wieku wczesnotriasowego. Przy wejściu do wyrobiska dobrze widoczny jest kontakt stromo nachylonych dolomitów dewońskich z niemal poziomo zalegającymi czerwonymi piaskowcami i mułowcami. Zawiera on lukę stratygraficzną, obejmującą późny dewon i wczesny karbon, czyli ponad 100 mln lat. Ze względu na wyjątkową czytelność odsłonięcia fragment północnej ściany objęto ochroną jako pomnik przyrody nieożywionej.

Niezgodność kątowa między dolomitami środkowego dewonu i nadległymi skałami permu i triasu. Fot. G. Pieńkowski

W północno-wschodniej ścianie kamieniołomu znajduje się strefa uskokowa, biegnąca poprzecznie do osi wyrobiska. Z ta strefą związana jest mineralizacja związkami żelaza, głównie hematytem (Fe2O3) o wiśniowej barwie, który występuje w postaci drobnokrystalicznej oraz tzw. śmietany hematytowej, stanowiącej mieszaninę iłowca i hematytu. Hematytowi towarzyszą: kalcyt (CaCO3), baryt (BaO4), kwarc (SiO2), dolomit (CaMg[CO3]2) syderyt (FeCO3), ankeryt CaFe[CO3]2) tlenki manganu, wspólnie określone jako „mineralizacja typu Zachełmia”. W latach przedwojennych hematyt był tu przedmiotem ubocznej eksploatacji.

Podsumowując, skały Zachełmia są nie tylko ważnym zapisem historii życia, ale również świadectwem skomplikowanych procesów geologicznych, jakie przez setki milionów lat kształtowały Góry Świętokrzyskie.

Rezerwat Gagaty Sołtykowskie – tropami jurajskich dinozaurów i dawnych bagien

Rezerwat przyrody nieożywionej Gagaty Sołtykowskie należy do najważniejszych stanowisk paleontologicznych Polski i jednego z najciekawszych miejsc, pozwalających poznać świat wymarłych kręgowców w Górach Świętokrzyskich. Położone w pobliżu Sołtykowa dawne wyrobisko gliny ceramicznej zawiera wyjątkowy zapis środowiska sprzed około 201 milionów lat, czyli początków jury. To właśnie tutaj zachowały się jedne z najstarszych w Europie śladów dinozaurów, a także skamieniałości roślin i osadów dokumentujących krajobraz wczesnojurajskej, bagiennej doliny rzecznej.

Widok ogólny na odsłonięcie geologiczne rezerwatu „Gagaty Sołtykowskie”. Fot. W. Wesołowski

Rezerwat utworzono w 1997 roku na miejscu dawnej odkrywki gliny ceramicznej, wykorzystywanej wcześniej przez pobliską cegielnię. Nazwa stanowiska pochodzi od występujących tutaj gagatów, czyli czarnej, błyszczącej odmiany węgla brunatnego, powstającej z drewna roślin iglastych. Dzięki wysokiemu połyskowi, głębokiej czerni i miękkości, ułatwiającej obróbkę, gagat był i jest nadal pożądanym kamień ozdobnym. Skały odsłaniające się w ścianach dawnego wyrobiska powstały na samym początku jury, niedługo po jednym z największych wymierań w dziejach Ziemi – wymieraniu na granicy triasu i jury. W tym czasie obszar dzisiejszego Sołtykowa stanowił fragment szerokiej doliny rzecznej z bagnistymi starorzeczami. Ciemnoszare mułowce i iłowce, które stanowiły przedmiot eksploatacji, tworzyły się na podmokłych równiach zalewowych i w płytkich jeziorach, natomiast żółtawo-brązowe piaskowce powstawały w korytach rzecznych oraz podczas gwałtownych powodzi. Krajobraz ten przypominał miejscami współczesne rozlewiska Biebrzy i Narwi, pełne mokradeł i zarastających zbiorników wodnych. Spacerując po rezerwacie łatwo zauważyć liczne ślady dawnej roślinności. W miękkich mułowcach zachowały się pionowe, zwęglone struktury, będące śladami korzeni jurajskich roślin, świadczące o dawnych poziomach glebowych. Bardzo częste są również odciski łodyg, gałęzi i fragmentów drewna transportowanych przez wodę podczas powodzi (fig. 7). Szczególnie interesujące są szczątki skrzypów, rozpoznawalne po charakterystycznych węzłach i międzywęźlach. Choć współczesne skrzypy są znacznie mniejsze, ich budowa przez ponad 200 milionów lat zmieniła się zaskakująco niewiele, dlatego bywają określane mianem „żywych skamieniałości”. W skałach można znaleźć również odciski paproci (fig. 8) i roślin nagonasiennych, które porastały brzegi rzek.

Odciski roślin jurajskich naniesionych przez prąd rzeki. Fot. G. Pieńkowski
Zwęglone liście paproci na powierzchni warstwy mułowców z Sołtykowa (średnica monety 1;5 cm). Fot. G. Pieńkowski

W górnych partiach odsłonięcia dobrze widoczne są soczewkowate piaskowce o wyraźnym warstwowaniu rynnowym, będące zapisem dawnych koryt rzecznych i kanałów powodziowych. Powstawały one podczas gwałtownych wezbrań, gdy rzeka przerywała naturalne wały brzegowe i rozlewała się na podmokłą równię zalewową. Razem z piaskiem transportowane były pnie drzew, gałęzie i fragmenty roślin, których odciski można dziś obserwować na powierzchniach skał. Na niektórych piaskowcach widoczne są również charakterystyczne wypukłości – to naturalne odlewy zagłębień pozostawionych przez słodkowodne małże, żyjące na dnie dawnych jezior i bagien.

Największą sławę Gagatom Sołtykowskim przyniosły jednak tropy dinozaurów, zachowane na specjalnie zabezpieczonej powierzchni skalnej pod drewnianą wiatą. Stanowisko dokumentuje jeden z najstarszych znanych zapisów stadnego zachowania zauropodów – wielkich, roślinożernych dinozaurów, do których należały później największe zwierzęta lądowe w dziejach Ziemi. Widoczne są tutaj równoległe szlaki mniejszych tropów młodocianych osobników, poruszających się wspólnie, a także większe ślady dorosłych zauropodów. Towarzyszą im trójpalczaste tropy drapieżnych teropodów, prawdopodobnie należących do dinozaurów przypominających dylofozaury, wyposażonych w charakterystyczne grzebienie na czaszce. Znaleziono tu również niezwykle rzadkie ślady pływającego teropoda, zachowane jako zadrapania pazurów o miękkie dno zbiornika wodnego – jeden z najbardziej niezwykłych typów tropów dinozaurów znanych z Polski.

Płyta piaskowca z tropami dinozaurów. Fot. A. Mader

Dziś Gagaty Sołtykowskie należą do najważniejszych stanowisk dokumentujących początki ery dinozaurów w Polsce i Europie.

Skałki „Piekło” pod Niekłaniem – spacer po jurajskiej plaży sprzed 200 milionów lat

Rezerwat przyrody nieożywionej Skałki „Piekło” pod Niekłaniem należy do najbardziej malowniczych geostanowisk północnej części województwa świętokrzyskiego. Ukryte w sosnowym lesie grupy piaskowcowych skałek tworzą niezwykły krajobraz, przypominający kamienne grzyby, stoły i skalne ambony. Ich fantazyjne kształty od wieków pobudzały wyobraźnię mieszkańców, stając się źródłem licznych legend i nadając temu miejscu tajemniczą nazwę „Piekło”. Dziś jest to jednak przede wszystkim wyjątkowe miejsce, pozwalające przenieść się w czasie do świata sprzed niemal 200 milionów lat, gdy okolice Niekłania znajdowały się nad brzegiem płytkiego morza wczesnojurajskiego.

Skałki piaskowcowe w rezerwacie Skałki „Piekło” pod Niekłaniem. Fot. S. Salwa

Rezerwat utworzono w 1959 roku dla ochrony zespołu skałek piaskowcowych, ciągnących się na długości około jednego kilometra. Najwyższe formy osiągają nawet 8 metrów wysokości, a ochroną objęto nie tylko skały, ale także cenne gatunki porostów i roślinności związanej z ubogimi siedliskami piaszczystymi. Skałki zbudowane są z piaskowców dolnojurajskich, które powstały około 198 milionów lat temu z piasków odkładanych przy brzegu płytkiego morza o obniżonym zasoleniu, przypominającego współczesny Bałtyk. W czasie wczesnej jury obszar dzisiejszego Niekłania był rozległą strefą przybrzeżną, gdzie fale, prądy morskie i sztormy nieustannie przesypywały piasek, tworząc plaże, podwodne łachy i przybrzeżne odsypy. Z czasem luźny piasek został sprasowany i scementowany, przekształcając się w twardy piaskowiec. Proces ten geolodzy nazywają lityfikacją.

Jedną z najciekawszych cech skałek są doskonale widoczne warstwowania przekątne, najlepiej obserwowane w dolnych partiach skał.

Nachylone warstwy piaskowców są zapisem ruchu dawnych fal i prądów morskich, przesuwających piasek po dnie zbiornika. Podobne struktury można dziś zobaczyć na współczesnych plażach i płyciznach morskich, gdzie fale nieustannie modelują osad. Szczególnie interesujące są tutaj kopułowe warstwowania przekątne, powstałe pod wpływem falowania sztormowego. Ich obecność pokazuje, że jurajskie morze było środowiskiem dynamicznym, regularnie przekształcanym przez silne sztormy. Obok nich występują także warstwowania poziome, świadczące o okresach wyjątkowo silnych prądów lub spokojniejszego osadzania piasku.

Warstwowanie kopułowe utworzone przez sztorm w niewielkiej skałce na południowy zachód od głównej grupy skałek. Fot. G. Pieńkowski

W górnych partiach skałek piaskowce mają nieco inną budowę – są ciemniejsze, bardziej gruboziarniste i wyraźnie odporniejsze na wietrzenie. To właśnie dzięki tej większej odporności skałki mogły przetrwać setki tysięcy lat, nie ulegając całkowitemu zniszczeniu.. Spacerując po skałkach można więc dosłownie przechadzać się po dawnej jurajskiej plaży sprzed niemal 200 milionów lat. W kilku miejscach zachowały się także odciski i naturalne odlewy pni jurajskich drzew iglastych, przypominające o roślinności porastającej dawne wybrzeże.

Dzisiejsze, fantazyjne kształty skałek są jednak znacznie młodsze od samych piaskowców. Powstały głównie podczas plejstocenu, w czasie epok lodowcowych, gdy klimat był chłodny i suchy. Silny wiatr, transportujący ziarna piasku oraz intensywne wietrzenie mrozowe stopniowo niszczyły mniej odporne fragmenty skał. Ponieważ poszczególne warstwy piaskowca różniły się odpornością, jedne niszczały szybciej, a inne pozostawały niemal nienaruszone. W ten sposób ukształtowały się charakterystyczne gzymsy, przewieszenia i grzyby skalne, które dziś nadają temu miejscu wyjątkowy charakter.

Grzyb skalny w rezerwacie Skałki „Piekło” pod Niekłaniem. Fot. W. Wesołowski

W pobliżu skałek znajduje się również wywierzysko Biały Stok, uznawane za początek rzeki Kamiennej, jednej z najważniejszych rzek północnej części Gór Świętokrzyskich.

Po przeczytaniu tego tekstu wiesz, że:

  • pierwsze czworonogi mogły pojawić się znacznie wcześniej niż powszechnie sądzono, a ich ślady odkryto w Kamieniołomie Zachełmie,
  • tropy z Zachełmia powstały na dnie płytkiego morza, a nie w środowisku rzecznym lub jeziornym,
  • tropy występujące w rezerwacie Gagaty Sołtykowskie należą do najstarszych znanych w Europie dinozaurów, które prowadziły już stadny tryb życia,
  • piaskowce, budujące Skałki „Piekło” pod Niekłaniem, powstały w strefie przybrzeżnej wczesnojurajskiego morza i dokumentują procesy sedymentacji na plaży sprzed niemal 200 milionów lat.

Opracowano na podstawie treści serwisu internetowego „Zrozumieć Ziemię” (red. G. Pieńkowski, S. Cwojdziński, A. Fijałkowska–Mader, M. Krzeczyńska, T. Krzywicki, J. Malec, J. Pacuła, K. Pochocka–Szwarc, J. Rychel, S. Salwa, Z. Szczepanik, P. Szrek, A. Wierzbowski, P. Woźniak, Z. Złonkiewicz).

Aktualizacja i adaptacja w ramach zadania psg pn. „Ochrona georóżnorodności, geoedukacja i geoturystyka”, finansowanego ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej: E. Bąk, A. Fijałkowska-Mader, A. Milianowicz, W. Wesołowski.