Historia geologiczna – Jak powstały Karpaty fliszowe
Karpaty fliszowe powstały w trakcie orogenezy alpejskiej, w ostatniej jej fazie, około 16 mln lat temu w epoce zwanej miocenem. Orogeneza alpejska była skutkiem kolizji kontynentu afrykańskiego i Europy.
Karpaty fliszowe zwane są też zewnętrznymi, mają osobną historię geologiczną od starszych ukształtowanych na przełomie kredy i paleogenu (65 mln lat temu) Karpat wewnętrznych. Do Karpat wewnętrznych należą Tatry i Pieniny. Karpaty fliszowe zbudowane są głównie z piaskowców i łupków, w odróżnieniu od Karpat wewnętrznych głównie wapiennych. Te specyficzne piaskowce i łupki nazywane fliszowymi powstawały w morzu karpackim, który był częścią pradawnego oceanu Tetydy.
Paleogeografia
Paleogeografia to nauka zajmująca się odtwarzaniem geograficznego położenia mórz i lądów w dawnych epokach. Morze karpackie powstało na przełomie jury i kredy około 150 mln lat temu i trwało aż do miocenu, około 17 mln lat temu. Morze karpackie dzieliło się na części tzw. baseny często oddzielone od siebie łukami wysp zwanymi kordylierami. Erodowane lądy dostarczały piasek i muł a prądy zawiesinowe transportowały te osady w głąb morza. Z biegiem czasu luźne osady zmieniły się w lite piaskowce i łupki zwane fliszowymi.
Sedymentacja
Sedymentacja to ogół procesów transportu i osadzania się ziaren mineralnych prowadzących do powstania osadów. Diageneza to ogół procesów zamieniających osady w litą skałę. Otwartomorskie środowisko sedymentacji, w którym cząstki mineralne opadają swobodnie w toni wodnej nazywamy pelagicznym.
Fliszowe środowisko sedymentacji, charakteryzuje się dominującym udziałem grawitacyjnego podmorskiego transportu okruchów mineralnych głównie w zawiesinie.
Fliszem nazywamy zespół piaskowców i łupków powstałych przy udziale prądów zawiesinowych.
Prądy zawiesinowe to mieszanina piasku, mułu, iłu i wody, która spływa po pochyłym dnie w głębiny.
Prędkość prądów zawiesinowych mogła dochodzić nawet do 100 km na godzinę. Odległość, na jaką mogły być transportowane osady w prądach zawiesinowych to nawet 1000 km. Skały powstałe przy działaniu prądów zawiesinowych nazywamy turbidytami. Piaskowce gruboławicowe (1-100 m) i zlepieńce powstają z osadów gęstościowych spływów grawitacyjnych. Spływy gęstościowe to mieszanina piasku, żwiru i mułu, oraz często porwanych ławic skał. Skały powstałe przy działaniu spływów gęstościowych oraz zawiesinowych nazywamy fluksoturbidytami.
W Karpatach pojedyncza ławica skalna powstawała średnio raz na 10000 lat.
Innymi rodzajami ruchów grawitacyjnych w morzu karpackim były zsuwy i osuwiska podmorskie.
Zsuwy i osuwiska podmorskie powodowały przemieszczenie nawet kilkusetmetrowej grubości pakietów skał lub osadów w głąb morza.
W piaskowcach fliszowych możemy zaobserwować różne struktury sedymentacyjne. Wewnątrz ławic są to warstwowania, np. horyzontalne i zmarszczkowe (riplemarkowe) oraz konwolutne (pogrązy). Na spodnich ławicach piaskowca często występują hieroglify. Są to ślady zawirowań wody (jamki wirowe), toczenia przez prądy różnych przedmiotów po dnie, oraz ślady przemieszczania się organizmów dennych.
Paleontologia
Paleontologia to nauka o kopalnych organizmach.
W Karpatach fliszowych skały są ubogie w duże skamieniałości. Skamieniałości zachowują się głównie w łupkach. Najliczniejszymi skamieniałościami są mikroskopijne, jednokomórkowe, planktoniczne glony i pierwotniaki. W profilu skalnym występują ważne dla nauki, specyficzne skały składające się praktycznie wyłącznie z mikroskamieniałości. Są to kredowe łupki radiolariowe z pierwotniakami radiolariami, eoceńsko-oligoceńskie margle globigerynowe z otwornicami globigerynami, a także oligoceńskie wapienie jasielskie z kokolitami – osłonkami glonów wapiennych.
Sporadycznie zdarzają się skamieniałości większych organizmów. W czarnych łupkach wieku dolnokredowego sporadycznie występują amonity i małże. W skałach górnokredowych mogą występować małże (inoceramy) lecz są one bardzo rzadkie.
Najbogatsze w makroskamieniałości są łupki menilitowe wieku oligoceńskiego. Możemy tu znaleźć szkielety ryb, sporadycznie także wodorosty, rośliny zielne, fragmenty drewna, owady, obunogi, kraby, a nawet żółwie i ptaki. To nagromadzenie się szczątków, często delikatnych organizmów możliwe było dzięki utworzeniu się na dnie morskim trującej, beztlenowej warstwy. Te niekorzystne dla życia warunki, zapobiegły zgniciu i zjedzeniu szczątków przez padlinożerców. Podobne warunki panują dziś w Morzu Czarnym. Skamieniałości śladowe, to ślady bytowania organizmów na dnie i w osadzie. To różnego rodzaju norki i ślady przemieszczania się.
Tektonika
Tektonika to nauka zajmująca się naturalnymi odkształceniami skorupy ziemskiej. Dzielimy ją na tektonikę ciągłą (polegającą na wyginaniu skał) oraz nieciągłą (polegającą na pękaniu skały). Karpaty powstały dzięki działaniu olbrzymich sił, które spowodowały odkłucie, nasunięcie i sfałdowanie wszystkich skał znajdujących się w morzu karpackim. Pierwotnie w morzu karpackim warstwy leżały poziomo. Ich miąższość (grubość) miąższość przekraczała 2 km. Szerokość morza karpackiego z północy na południe była 2-3 razy większa niż Karpat obecnie, czyli 200-300 km. Około 16 mln lat temu skały morza karpackiego zostały nasunięte ku północy, sfałdowane i wypiętrzone. Obecne Karpaty fliszowe osiągają miejscami ponad 10 km grubości. Olbrzymie jednostki skalne przemieszczone w wyniku nasunięć nazywamy płaszczowinami. Płaszczowiny mogły się nasunąć ku północy nawet powyżej 50 km.