Podlesie - największy polski krater meteorytowy?

Jak na tak duży kraj kolekcja kraterów meteorytowych na terenie Polski wygląda dość skromnie - jedno zgrupowanie blisko położonych kraterów w rezerwacie Morasko koło Poznania i to w zasadzie tyle. Jest to głównie kwestia specyficznych warunków na tym terenie - uderzenia meteorytowe zdarzają się rzadko, ze sporymi odstępami czasowymi. W terenie o łaskawie małej erozji nagromadzić się nam mogą kratery z różnego okresu. W Polsce ciężej o to, teren ten był bowiem kilka razy przeorany przez lądolody, każdy zostawiał po sobie nagromadzenia osadów, większość struktur została więc albo zniszczona albo zasypana i dziś odnaleźć je mogą już tylko badania geologiczne.
Lepiej więc szukać bardziej na południe, gdzie skały podłoża wychodzą bliżej powierzchni. Z drugiej strony bardzo stare kratery zostały naruszone przez erozję, te o małych rozmiarach mogą być trudne do uchwycenia. Lepiej więc szukać nietypowych struktur o większych rozmiarach, które mogły jeszcze nie zostać całkowicie zasypane i rozmyte.

Taki przypadek podejrzanie wyglądającej struktury na mało zniszczonym kawałku terenu przytrafił się przypadkiem panu Wiesławowi Czajce, który przeglądał w pracy numeryczny model terenu, szukając możliwych artefaktów i błędów przetwarzania danych. Zauważył wówczas na obszarze Roztocza, w województwie Lubelskim, szczególną sytuację - na stoku wyżyny, głęboko pociętym siatką pierzasto rozprzestrzenionych wąwozów, pojawiało się okrągłe zagłębienie, zupełnie nie pasujące do okolicy. Czyżby bug? A jednak kontrola z innymi mapami pokazała, że struktura istnieje realnie, więc nie ma błędu.[1]
Jeśli nie jest więc to błąd, to skąd to się wzięło? Idealnie okrąglutka kotlinka, otwarta tylko z jednej strony wąskim prześwitem, wewnątrz nieco zerodowana lecz raczej wydająca się brać z ukształtowania głębszego podłoża:

Morfologia okolicy, hipsometria i cieniowanie, Geoportal

Coś musiało usunąć z tego miejsca kawał skały, dopiero po tym zagłębienie zasypały osady. Może więc jednak krater uderzeniowy? Gdyby tak było, to mielibyśmy do czynienia z dość poważnym kraterem - średnica najbardziej kolistej części to 4 kilometry. Wewnątrz mieszczą się wsie Podlesie Małe i Podlesie Duże, w gminie Radecznica. Dno łagodnie opada w stronę wylotu kotliny, jest pocięte płytkimi wąwozami, które tylko podkreślają od wewnątrz okrągły kształt. W południowej części znajduje się jezioro, będące jednym z nielicznych naturalnych jezior okolicy. Wnętrze leży średnio 45 metrów niżej niż otaczający z wszystkich stron teren.  

Kotlina Podlesia nie była wcześniej nieznana geologom. Nietypowy kształt struktury już wcześniej wzbudził zainteresowanie, w centrum wykonano odwiert geologiczny. Wysuniętym przypuszczeniem na temat pochodzenia była lokalizacja na przecięciu uskoków dzielących różne bloki kredowego podłoża budującego masyw Roztocza, wciąż ulegające ruchom neotektonicznym. Miałaby to być zatem po prostu dziura między rozsuwającymi się częściami podłoża, małe zapadlisko. Podobne znajdować się ma w okolicy Majdanu Sopockiego i też zawierać kopalne osady jeziorne. Tego jednak nie widać tak wyraźnie w terenie. [k] 

Przyglądając się układowi wąwozów wokół kotliny da się zauważyć struktury liniowe nakładające się w kolejnych kilku, będące zapewne liniami uskoków aktywnych przed nałożeniem na teren warstwy lessu i powstałej na nim gleby. Gdyby jednak struktura była z nimi powiązana, byłaby bardziej kanciasta, bo prawdopodobne uskoki tworzą wokół niemal równy kwadrat.

Czajka zwraca jednak uwagę w późniejszej publikacji [2], że w badaniach terenowych znalazł osady jeziorne na rzędnej terenowej sporo powyżej wylotu kotliny. Wychodzi więc na to, że w pewnym okresie miejsce to musiało być całkowicie zamkniętą misą

W zaproponowanym przez Czajkę przebiegu wydarzeń, w obszar około 50 milionów lat temu ten uderzył meteoryt o średnicy 50 metrów, który utworzył krater o średnicy 3,5 km i głębokości 150-200 metrów. Opadłe na dno szczątki rozbitych skał utworzyły cienką warstwę, którą późniejsze wiercenie zinterpretowały jako brekcję z mastrychtu. Podczas kolejnych zlodowaceń działała erozja, która usunęła ślady po wale na brzegu krateru, zaś zagłębienie zostało zasypane osadami, kolejno: piaskami i żwirami peryglacjalnymi zlodowacenia południowopolskiego, mułkami ilastymi zlodowacenia środkowopolskiego, iły jeziorne w późniejszej fazie, w końcu less z okresu zlodowacenia północnopolskiego, który pokrył wcześniejszą rzeźbę terenową. Strop osadów jeziornych sięga powyżej dna wylotu kotliny, więc sądząc po jego wieku jeszcze 250 tysięcy lat temu zagłębienie było zamknięte, a wylot powstał później. 

Pozostaje to teraz tylko udowodnić. Ślady brekcji pouderzeniowej, wraz ze szczątkami meteorytu powinny być na dnie zagłębienia, jakieś 100 metrów pod powierzchnią. Być może w wapieniach podłoża była domieszka ziaren kwarcu i uda się znaleźć minerały szokowe. Od kiedy po raz pierwszy Czajka ogłosił swoją hipotezę, minęło 20 lat i jak na razie nie było nowych badań geologicznych w kotlinie.

Kilka kilometrów od kotliny, znaleziony został w 1998 roku meteoryt Zakłodzie, który jednak na podstawie izotopów w zewnętrznej skorupce oceniono jako mody, młodszy niż 200 lat, prawdopodobnie związany z dużym bolidem z 1897 roku.[3]

-------
[1] Astroblemy.pl, Struktura Podlesie, wersja zarchiwizowana.
[2] Wiesław Czajka, "Struktura Podlesie — czy w Polsce znajduje się wielki krater uderzeniowy?" Przegląd Geologiczny, vol. 52, nr 3, 2004 www.pgi.gov.pl/images/stories/przeglad/pdf/pg_2004_03_05a.pdf
* badania terenowe,
* nowe hipotezy,
[k] Objaśnienia do szczegółowej mapy geologicznej Polski, Arkusz Szczebrzeszyn (860) http://bazadata.pgi.gov.pl/data/smgp/arkusze_txt/smgp0860.pdf

[3] http://wiki.meteoritica.pl/index.php5/Zak%C5%82odzie

Aż zatrzęsło się pół Ziemi

 25 maja 2013 roku pod Morzem Ochockim (morze między wybrzeżem wschodniej Azji a półwyspem Kamczatka) doszło do niezwykłego trzęsienia ziemi. Miało siłę 8,3 M, czyli było jednym z tych największych, notowanych średnio raz rocznie. Równocześnie jednak miało bardzo dużą głębokość - hipocentrum wyliczono na 609 km. W efekcie intensywność powierzchniowa nigdzie nie przekroczyła IV w skali Mercallego, zaś fale przybyły do powierzchni już nieco rozciągnięte, mając niższą częstotliwość niż zazwyczaj.
Mimo to ze względu na bardzo duża całkowitą energię wstrząsu i dużą długość zerwania uskoku (180 km) fale sejsmiczne dotarły na bardzo dużą odległość. Mogła w tym pomóc większa gęstość dolnych warstw płaszcza. Dodatkowo, ze względu na kulistość ziemi, pewne punkty miały po linii prostej mniejszą odległość niż to wynika z mapy. Energia wstrząsu w przypadku ognisk płytkich rozprasza się szybciej, bo znacząca część emitowanej dookoła energii dociera szybko do powierzchni i jest zużywana na deformacje. Tu większość energii dotarła do powierzchni w znacznej odległości od epicentrum.
 Ostatecznie powstały powierzchniowe fale sejsmiczne o przeważającym ruchu poziomym, które miały sporą amplitudę ale bardzo niską częstotliwość i mogły być odczute tam, gdzie zaistniał jakiś rezonans, wzmacniający oddziaływanie.

Zasięg odczuwania wstrząsu był fenomenalny - zrozumiałe są doniesienia z samej Kamczatki, o pionowych wstrząsach, od których wibrował cały dom. Zrozumiałe są też doniesienia o wyraźnym kołysaniu z Magdanu i Ochocka, na kontynentalnym wybrzeżu morza, 600 km od epicentrum. Ale o odczuwaniu kołysania budynków, które zbudziło ludzi, huśtało żyrandolami i ruszało krzesłami na kółkach donoszono też z Tomska, w odległości 4100 km. W Nowosybirsku (4300 km) odczuwano na wyższych piętrach kołysanie, przez które osoby czuły zawroty głowy, widziano kołyszące się żyrandole. W stolicy Kazahstanu, Astanie (5100 km) odczuwano poziome kołysanie gruntu trwające kilka minut.
Jeden z obserwatorów donosił z Pemberton w Kanadzie (5300 km) że w czasie zgodnym z oczekiwanym zauważył, że rozechwiało się wahadło starego zegara szafkowego oraz jeden z żyrandoli, wiszący na metrowym sznurze, choć sam wstrząsu nie poczuł. Oznacza to, że rozciągnięte fale sejsmiczne musiały mieć w tym miejscu częstotliwość około 2 sekund (sekunda ruchu w jedną i sekunda powrotu), bo wahadła w starych zegarach miały długość wahadła sekundowego, które co sekundę mija najniższy punkt. Wahadło sekundowe ma długość 98 cm i początkowo planowano wykorzystać je jako podstawę wyznaczania długości metra.

Kołysanie, wyraźne zwłaszcza na wyższych piętrach, odczuto w Moskwie, w odległości 6400 km. Wywołało to zaniepokojenie mieszkańców wysokich bloków. Pojawiły się telefony do straży, niektóre osoby ewakuowały się myśląc, że to oznaka uszkodzenia budynku. Są także pojedyncze doniesienia z Talina (6500 km), Atyrau w Kazahstanie (6500 km). W Stawropolu (7200 km) zauważono chwiejące się żyrandole i kołyszącą się wodę w akwariach. Nie do końca pewne są zgłoszenia krótkich wibracji z Noworosyjska (7400 km) i Ferrary we Włoszech (8100 km).  W pracy podsumowującej obserwacje makrosejsmiczne, zbierającej doniesienia intensywności z różnych źródeł, w tym ankiet prowadzonych przez lokalne ośrodki, znalazły się te informacje o odczuciu wstrząsu w Gdańsku (7200 km). W USA dwa raporty podają odczucie z Rock Islandd, w odległości 8700 km.

Raporty z jeszcze bardziej oddalonych miejsc wydają się mało prawdopodobne, może w zauważeniu pomogło położenie w bardzo wysokich budynkach Jeden raport pochodzi z Dubaju, w odległości 9 tysięcy kilometrów, inny z Australii (10 300), dwa ze stolicy Meksyku (10 300) a dwa z Sao Paulo w Brazylii (19 104 km). Dokładne antypody miejsca wstrząsu wypadają na oceanie koło wysp Sandwich.

Jeśli te relacje nie są błędnym powiązaniem słabszych, lokalnych wstrząsów, to trzęsienie to mogło być zauważalne na ponad połowie globu.

-------
https://www.emsc-csem.org/Earthquake/earthquake.php?id=318696#map
https://www.researchgate.net/publication/281478550_The_Impacts_of_the_M-W_83_Sea_of_Okhotsk_Earthquake_of_May_24_2013_in_Kamchatka_and_Worldwide

Jaka jest największa depresja w Polsce?

 Przecież to oczywiste - Raczki Elbląskie, co nie? A no wcale nie tak bardzo oczywiste, bo zarówno do lokalizacji jak i wielkości zagłębienia terenu pod poziom morza są wysuwane różne wątpliwości.

Depresja to po prostu obszar, w którym powierzchnia ziemi leży poniżej średniego poziomu morza. W obszarach suchych depresją staje się każde odpowiednio głębokie zagłębienie terenowe na dostatecznie niskim terenie, oddzielone od morza nieprzepuszczalną barierą, bo przy takim klimacie nie zostaje wypełnione wodą aż do przelewu. Stąd bierze się bardzo niski poziom Morza Martwego, ale też odciętego od oceanów Morza Kaspijskiego. 

W krajach o bardziej wilgotnym klimacie depresje powstają wskutek działalności człowieka, ale dopóki powierzchnia nie stanowi wykopu, depresja jest uznawana ze element geografii terenu. W Holandii i Danii depresjami są dawne zatoki morskie, które odcięto groblami i odpompowano wodę. W niektórych częściach świata do powstania lub pogłębienia depresji doprowadza osiadanie gruntu związane z pracami górniczymi, wysysaniem wody z porowatych złóż czy degradacją torfowisk. Efekty mogą być wzmocnione osiadaniem tektonicznym, jak to ma miejsce również w Holandii. 

W Polsce największe obszary depresyjne rozciągają się na Żuławach, czyli płaskiej równinie zajętym przez deltę Wisły. Większość tego terenu leży poniżej 10 m nad poziom morza i jest bardzo płaska, dlatego niewiele trzeba aby jakiś obszar znalazł się poniżej poziomu morza. Na podstawie pomiarów geodezyjnych pod koniec lat 40. wyznaczono, że największa głębia znajduje się wokół jeziora Druzno, na otoczonych groblami polach i łąkach i tutaj też wyznaczono punkt leżący w Raczkach Elbląskich na wysokości -1,8 m p.p.m. Informacja ta znalazła się we wszystkich podręcznikach, a do Raczek zaczęli przyjeżdżać turyści, dlatego aby ich zadowolić wyznaczono we wsi symboliczny punkt z zaznaczeniem poziomu, aby mieli gdzie się zatrzymywać i robić pamiątkowe zdjęcia.

Ale w ostatnich kilkunastu latach zaczęły się pojawiać co do tego wątpliwości. Z bardziej precyzyjnych map wynikało, że na szerokim terenie wokół sporo miejsc ma podobny lub nawet niższy poziom, więc faktyczny punkt największej depresji może leżeć gdzie indziej. Ostatnia informacja sprzed roku podawała, że odnaleziono takie jeszcze niżej położone miejsce w Marzęcinie, bliżej morza niż Raczki. Ale to może nie być wcale ostatnie takie udokładnienie, na co wskazują wyniki moich przeszukiwań.

Wędrówki myszką po mapie

Zainteresowałem się ostatnio przeglądaniem map udostępnianych na Geoportalu, gdzie dostępne są różne warstwy, w tym stare mapy kartograficzne, mapy z naniesionymi lokalnymi nazwami terenu, mapy geologiczne i układy różnych dodatkowych danych. Jednymi z ciekawszych warstw są modele ukształtowania terenu oparte o mapowanie laserowe. Obszar przeskanowano z samolotów krótkimi impulsami laserowymi, po czym program usunął z danych punkty związane z roślinnością i zabudowaniami, zostawiając samo tylko ukształtowanie gruntu. Dzięki wersji z modelem cieniowanym daje się znaleźć subtelne cechy ukształtowania, jak wąwozy, wykopy, ślady orki czy pozostałości grodzisk i już nieistniejących zabudowań, ukryte pod cienką warstwą ziemi i zadrzewień. 

Model terenu na Żuławach. Obszary brązowe leżą powyżej poziomu morza, żółte i zielone to już depresje. Widoczne koryta dawnych rzek z leżącymi wyżej namuliskami przybrzeżnymi oraz nasypy pod domami.

 

Niemniej ciekawą warstwą jest model wysokości terenu, nie tylko wizualizujący bezwzględną wysokość terenu, ale też pozwalający je odczytać dla wybranych punktów po kliknięciu (Numeryczny Model Terenu 1m x 1m). Program wizualizujący nadaje danemu fragmentowi maksymalną skalę kolorystyczną - obszary najwyżej położone są niemal białe, jak ośnieżone szczyty; dalej kolor przechodzi przez brązowy, czerwony, żółty po różne odcienie zieleni aż po białą zieleń dla największych zagłębień. Dla wybranych punktów można odczytać wysokość nad poziom morza. Wartość jest podawana z dokładnością centymetrową, ale błąd wyznaczenia dla bardzo oddalonych punktów to około 10 cm.

W świetle wcześniejszych opisów łatwo się domyśleć co takiego przyszło mi do głowy - przepatrzeć całe Żuławy i zobaczyć, czy są tam jakieś jeszcze niższe obszary, będące naturalną depresją. A skoro artykuł powstał, to możecie zgadnąć, że takie miejsca odnalazłem.

Skąd depresja?

Ale dlaczego w ogóle na Żuławach pojawiają się depresje? Zapadanie się całego tego obszaru w związku z ruchami podłoża nie ma jakiegoś istotnego znaczenia - analizy GPS sugerują niewielki ruch w dół, związany z izostatyką, ale trudno tu odfiltrować wpływ innych, bardziej znaczących efektów. Główna przyczyna to nasza gospodarka i sposób zarządzania terenem. Żuławy są dość żyzne, ale bardzo mokre, dlatego od dawna je odwadniamy. Pocięliśmy teren gęstą siatką rowów, z których odpompowujemy wodę. Ponieważ zaś teren ten to w większości równina torfowa, to po osuszeniu gruntu dochodzą do głosu zjawiska rozpadu materii organicznej, która przestaje być chroniona beztlenowym i kwaśnym środowiskiem wód bagiennych. Próchnica stanowiąca znaczną część objętości gleby na delcie ulega rozkładowi, następuje stopniowy proces murszenia torfu, a jego nieodłącznym skutkiem jest... obniżanie się terenu. Wraz z rozkładem torfu zmniejsza się objętość gleby, więc powierzchnia musi opaść. 

W szczególnych warunkach proces ten może być dosyć szybki - przesuszone torfowiska na Mazowszu, zaczęły opadać z prędkością 2 cm rocznie.[1] Opadnięcie o centymetr terenu obejmującego wiele hektarów wiąże się z uwolnieniem do środowiska tysięcy ton prostych produktów rozkładu. To jedno z ukrytych, bo nie dymiących, źródeł antropogenicznego dwutlenku węgla w atmosferze. 

Inny efekt jest bardziej oczywisty - podczas odwadniania terenu wysychają istniejące wcześniej naturalne zbiorniki wodne. Żuławy miały dawniej dużo mniejszych lub większych jezior, oraz pocięte były gęstą siatką odnóg rzecznych. Wisła dzieliła się dość daleko od morza na Nogat, uchodzący do zalewu wiślanego i rzekę właściwą; ta dalej oddzielała od siebie Szkarpawę, płynącą też w stronę zalewu. Dalsza Wisła, znacznie uszczuplona o wodę i zwężona, uchodziła do morza w Gdańsku. W XIX wieku więcej wody spływało Nogatem niż zamulonym korytem przy Gdańsku, więc formalnie rzecz biorąc należałoby uznać Nogat za główne koryto. Ale Nogat też miał swoje mniejsze koryta boczne, niektóre faktycznie płynące podczas podwyższonych stanów, stąd wiele drobnych koryt i starorzeczy, które podczas osuszania terenu stały się zagłębieniami a ich dna depresją. 

W 1840 roku duży zator lodowy powyżej Gdańska wywołał rozległą powódź, kiedy to spiętrzona Wisła przerżnęła się ostatecznie przez wał wydmowy tworząc nową główną odnogę - Wisłę Śmiałą, która skracała nurt i omijała Gdańsk. Nowe koryto było głębsze i wpadało do niewypłyconego osadami basenu morskiego, dlatego od tego miejsca zaczęła się erozja wsteczna, pogłębiająca zamulone koryto, aż po kilku latach odnoga ta przejęła wody Nogatu i stała się główną. Powodzie nanoszące muł przestały następować w tej części delty, i wtedy nic nie przeszkadzało osiadaniu terenu. W 1895 roku ujście skrócono jeszcze bardziej przekopem.

Efekt ten zachodzi w wielu podobnych miejscach, dlatego wbrew temu, co pisze wiele podręczników, Żuławy wcale nie są jedynym w Polsce obszarem występowania depresji. Gdy przeglądałem mapy to wychodziło mi, że właściwie każdy powiat nadmorski mógłby u siebie postawić turystyczny punkt z lokalną największą depresją. Wystarczyło, że w miejscu leżącym centymetry nad średnim poziomem morza postawiono wały, aby nie dochodziło do podtopień przy sztormach, po czym wykopano na podmokłych łąkach rowy i zaczęto odpompowywać wody gruntowe...

Co to znaczy "naturalna depresja"?

Najniżej leżący teren, aby był przez kogoś uznawany, nie może być sztuczny. Dno osuszonego wykopu się nie liczy, choć może formalnie być depresją. Dlatego szukając największej depresji trzeba szukać miejsc, które wyglądają na "naturalną" powierzchnię terenu. Z drugiej strony w świetle powyższych rozważań właściwie wszystkie te depresje są nienaturalne, bo bez człowieka by ich nie było. Dlatego na potrzeby tych poszukiwań przyjmuję, że nie jest depresją, która się liczy, dno wykopu, dno rowu odwadniającego i innych takich obszarów, które na pewno są wykopane. Liczy się łąka, brzeg nad zbiornikiem wodnym czy suche dno zagłębienia, które wydaje się być starorzeczem czy jeziorem. 

Raczki Elbląskie i sam Elbląg

Niedaleko Elbląga, w Raczkach, znajduje się popularny i często fotografowany punkt, zaznaczający oficjalnie największą depresję w Polsce -1,8 m p.p.m. Tę rozsławioną w książkach i odwiedzaną przez szkolne wycieczki. Ale to nie jest dokładnie to miejsce. Punkt postawiono pod turystów po to, aby nie łazili po polach szukając faktycznie najniższego miejsca, które znajduje się nieco bardziej zachód w obszarze tuneli foliowych. Placyk przy drodze faktycznie jest na wysokości około -1,6 m, zaś słupek z oznaczeniem poziomu, przy którym można się fotografować, jest w jeszcze nieco mniejszym dołku.

Dno rowu odwadniającego między tym placykiem a drogą jest na wysokości -2,2 m, ale to się nie liczy, bo to kopane było. Obszary na wysokości -1,7/-1,9 pojawiają się na wielu polach po obu stronach drogi i bardziej na północ w stronę drogi na Gdańsk.

Obszar depresyjny jest jednak znacznie rozleglejszy. W zasadzie wystarczy pojechać w dowolne miejsce za zachód od Elbląga, a po minięciu rzeki pojawiają się depresje.  Depresją są tereny zachodniej dzielnicy Elbląga Zawodzie, Adamowo i dalej aż do Nogatu; i bardziej na północ, przecinając wskroś Kanał Jagielloński. Podchodzą pod groble przy Zatoce Elbląskiej, zarówno od Rubna jak i Nowakowa, docierają prawie do Zalewu Wiślanego w ogroblowanym obszarze koło Nowego Batorowa, między rzekami Elbląg i Polny Rów.

Depresją nie jest jednak rozciągające się opodal jezioro Druzno, będące pozostałością jednej z zatok morskich. Wokół niego rozciąga się podmokły, niemeliorowany teren leżący podobnie jak ono na wysokości bliskiej poziomu morza. Z jeziora wypływa rzeka Elbląg. Gdyby zdarzyło się kiedyś takie nieszczęście, że przy silnych wiatrach wschodnich spiętrzone cofką wody przerwą w tym miejscu obwałowania i nikt z tym nic nie zrobi... to o budowaniu własnego portu morskiego będą mogły myśleć Pasłęk i Dzierzgoń, bo aż tak daleko na południe sięga depresja. 

Patrząc jednak po mapie wokół Raczek można zobaczyć nie tak odległe obszary, które mogłyby pretendować do tego, aby jednak to tam ustawić słupek z oznaczeniem. Turystyczny punkt znajduje się na północ od pasa tuneli foliowych. Na południe od nich kilka łąk znajduje się na wysokości -1,9/-2 m.

Wikrowo

Kilkanaście lat temu zastrzeżenia do rekordu zgłosił sołtys wsi Wikrowo, nieco na północny-zachód od Raczek, gdzie pewien obszar pól jest na wysokości -2,5 m p.p.m. Było to nawet potwierdzone badaniami. Sprawą zainteresowali się geografowie. Zagłębienie na zachód od wsi było dość wyraźne i miało podejrzanie kwadratowy kształt, dobrze widoczny też na mapach, których używałem. Sprawdzono więc stare mapy i zapisy historyczne i okazało się, że przed wojną kopano w tym miejscu torf. Jest to więc sztuczna depresja i za bardzo się nie liczy jako cecha geograficzna. Gdyby jednak ktoś był ciekawy okolicy - punkt na wysokości -2,5 m: 54° 8' 16.342" N  19° 18' 12.423" E

Podobne miejsce koło Nowego Dworu Gdańskiego schodzące do -2,4 m też wygląda na wykopane.

 

Marzęcino

Jednak dyskusja nad prawidłowym rekordem nie ustała - kilka lat temu geograf  Jacek Gross i historyk Edmund Łabieniec po przebadaniu map ustalili miejsce zdecydowanie niżej położone. Chodzi o obszary na północny zachód od Mierzęcina, będące półkolem łąk ograniczonych Kanałem Drzewnym. Teren ten kiedyś, jeszcze w latach 30. był zalany i miał połączenie z Zalewem Wiślanym. Połączenie to było jednak dość wąskie, toteż w latach 40. praktyczni Niemcy postanowili zatoczkę osuszyć, tworząc polder. Pod koniec wojny zaniedbano meliorację i wody zalewu przerwały ogroblowanie, ponownie zalewając miejsce. W latach 50. zdecydowano się jednak wykorzystać pozostałości niemieckich melioracji i po dokończeniu wałów osuszono polder, odzyskując wiele hektarów. W  tym jednak czasie pozycja Raczek Elbląskich jako najniższego punktu kraju była dobrze rozgłoszona w pierwszych wersjach podręczników szkolnych i nikogo nie interesowało specjalnie zbadanie tej nowej depresji w kwestii tego, czy nie jest ona aby depresją bardziej niż rozpropagowany punkt.

Od wschodu obszar ogranicza kanał Izbowa Łacha, nad którym odrobinę wznoszą się aluwia z dawnej lokalnej delty. Na północy Kanał Drzewny. Z południa leżące wyżej pola Mierzęcina i Gozdawy, oddzielone teraz groblą, mniej więcej na średnim poziomie morza, z wyraźną krawędzią. Natomiast poniżej...

Większość teremu leży około -1,8/-1,9 m p.p.m. Najniższy punkt jaki znalazłem leży na około -2,1 m, co zgadza się z podawaną w prasie wysokością. Współrzędne tego miejsca: 54° 14' 46.924" N 19° 12' 47.011" E. Sądząc po zdjęciach satelitarnych da się tam dojść z Mierzęcina, ale trzeba wiedzieć który konkretnie prostokąt to ten punkt. Niedawno pojawiły się informacje, że oficjalnie zatwierdzono depresję koło Mierzęcina jako najniższy punkt kraju. Uznanie odkrycia trochę trwało, bo generalnie dla geografów takie ekstrema nie są czymś mocno interesującym i ważnym, a w sumie chodzi tylko o to, że jakieś pole leży pół metra niżej niż jakieś inne pole. Toteż nie nastawiam się na to, aby moje wędrówki myszką po mapach wywołały jakiś żywy oddźwięk. 

Może jednak... Gdańsk?

Pas depresji rozciąga się od Elbląga na zachód, wzdłuż Szkarpawy, osiągając minima przed przybrzeżnym pasem wydmowym. Dociera dzięki temu do niezbyt kojarzonego z takim terenem Gdańska, koło którego także znaleźć można pokaźną (jak na polskie warunki) depresję.

Około metr poniżej morza rozciągają się rozległe tereny na zachód od głównego koryta Wisły, koło Cedr Małych, Trzciniska, Koszwał, Bystrej, Mokrego Dworu w zasadzie aż po krawędź wysoczyzny przy stacji Orunia. Teren jeszcze bardziej opada w okolicach południowej obwodnicy i tam, nieco na północ od rzeki Oruni, na zachód od drogi na Olszynkę, można znaleźć punkty sięgające do -2 m. Ot na przykład pole w widłach między estakadą a drogą o punkcie -2,1 m:  54° 18' 39.592" N 18° 39' 28.453" E. Czy zaraz obok łąki koło jakiegoś galimatiasu toru motocrossowego (zgaduję po wyglądzie) na poziomie - 2,0.

A może jednak Nowakowo?

Blisko południowego końca Zatoki Elbląskiej pojawia się interesująca sytuacja. Przy brzegu rzeki Elbląg na mapach zaznaczone są dwa podmokłe pasy połączone rowem, które wydają się być odciętymi obwałowaniem starorzeczami. Na mapie topograficznej zaznaczony jest rów biegnący środkiem obu tych pasów, wokół zaznaczony jest teren podmokły. Pierwsze znajduje się przy zabudowaniach Nowakowa Trzeciego; drugie trochę bardziej na północ. Na zdjęciach satelitarnych oba starorzecza są wypełnione roślinnością trawiastą o brązowym kolorze i nie udało mi się stwierdzić dokąd w tym miejscu mamy do czynienia z terenem podtopionym, czy częściowo zalanym i tylko porośniętym szuwarem zakrywającym wodę, a do którego momentu jest to jednak grunt - może grząski i podmokły, ale ostatecznie gleba przez większą część roku bez wody. 

 

Ustalenie tego byłoby bardzo interesujące, bowiem dna tych starorzeczy są w większości położone poniżej -2,2 m a w pewnych miejscach sięgają -2,5/-2,6 m p.p.m., natomiast powierzchnia wody w rowie w okresie wykonywania mapy była na wysokości -2,7/-2,6 m. Zależnie więc od tego w którym miejscu kończy się stojąca woda a zaczyna grunt nie zalany przez większą część roku, w starorzeczach znajdują się miejsca rekordowo niskie lub bliskie rekordowi, a już na pewno położone głębiej niż punkt turystyczny w Raczkach. Zagłębienia wyglądają na starorzecza osuszone melioracją a nie wyrobiska torfu, byłyby to więc depresje "naturalne". 

Punkt -2,5 m w południowym starorzeczu: 54° 12' 51.199" N 19° 21' 0.267" E

Punkt -2,5 m w północnym starorzeczu 54° 13' 33.49" N 19° 21' 4.279" E

Na zachód od jeziora

Depresja ciągnie się dalej od Raczek i gdzieniegdzie staje się bardziej znacząca. Na przykład obszar w zakolu rzeczki Tiny, koło Żurawca, w większości leżący około -1,9, ale w kilku miejscach dochodzący do -2,1 m p.p.m. Jeden  takich punktów: 54° 5' 4.334" N 19° 22' 35.449" E

Bardziej na południe

Obszary depresyjne rozciągają się też po południowej stronie jeziora. Najdalej w dolinie Dzierzgoni, na wysokości Świętego Gaju. Jeszcze niedaleko Brudzęd spory teren leży poniżej -1,7 m, schodząc miejscami poniżej -1,8.

Niedaleko wału przy południowej części jeziora Druzno rozciąga się obszar łąk i pól będący miejscami wyraźną depresją. Koło Topólna Małego namierzyłem teren sięgający do poniżej -1,6 m p.p.m., obniżający się w kierunku rzeczki i samego jeziora. Tuż przy samym wale kilka prostokątów pól sięga głębokości -2 m.. Nie wyglądają na przekopane, teren opada bez ostrych krawędzi; w rzeźbie terenu są ślady dawnych cieków. Trzy pola znajdują się w całości na głębokości -2,2 a nawet -2,3 m. Punkt pośrodku, o wysokości -2,3 m: 54° 2' 3.465" N 19° 30' 6.489" E

Niedaleko, w pobliżu Dłużyny, łąki wypełniają trójkątny kąt w załamaniu wałów wokół jeziora. Południową granicą jest Kanał Elbląski. Cały ten spory obszar leży poniżej -1,9 m, opadając blisko jeziora do -2,2, miejscami -2,3 m. Na jednym z pól uprawnych pojawiają się miejsca schodzące do -2,4 m. Punkt na tym polu:  54° 3' 28.415" N 19° 30' 3.553" E

A sztuczna?

Co jeśli nie będziemy się tak ściśle trzymać zasady brania pod uwagę tylko naturalnych zagłębień? Jaki jest najniższy w ogóle punkt w Polsce, w którym można stanąć i ponapawać się głębią kraju? Niechybnie w jakiejś kopalni odkrywkowej. Kilka odkrywek koło Konina sięga do +20 m, kopalnia Turoszów jest już bliska morza, z najniższym punktem jaki znalazłem +4 m n.p.m. Mała odkrywka koło Pakości sięga -6 m, ale najmocniej wgłąb wkopała się ostatecznie kopalnia w Bełchatowie. Najniższy punkt odkrywki koło Kleszczowa jaki wskazał model terenu to -110 m poniżej poziomu morza. Całkiem sporo. Jakieś 300 metrów poniżej krawędzi odkrywki. 

Niedaleko znajduje się gigantyczna hałda nadkładu, Góra Kamieńska, o wysokości względnej 200 metrów i wierzchołku 400 m n.p.m będącym najwyższym wzniesieniem na niżu środkowopolskim. W efekcie daje to pół kilometra różnicy wysokościowej między odkrywką a hałdą, co daje jakieś pojęcie o skali wydobycia.

A o innych obszarach depresji w Polsce napiszę innym razem.

---------

[1] http://acta.urk.edu.pl/WPLYW-PROCESOW-OSIADANIA-I-ZANIKANIA-GLEB-ORGANICZNYCH-MURSZOWYCH-NA-PROFILE-PODLUZNE,102531,0,2.html

Lawina na Hawajach

Wulkaniczne wyspy cechuje pewna niestabilność - ponieważ lawa szybko zastyga w kontakcie z wodą, ich brzegi często wchodzą pod wodę dość stromo, tworząc wręcz podwodne klify. Wyspa zbudowana jest też z naprzemiennych wylewów lawowych i materiału piroklastycznego. Dlatego na każdej z większych oceanicznych wysp wulkanicznych zdarzały się osuwiska, podczas których ogromny kawał lądu wpadał do morza.
Coś takiego zdarzyło się półtora miliona lat temu na Hawajach, po północnej stronie wyspy Molokai. Zapadnięciu uległ cały półwysep. Pęknięcie dotarło aż do podstawy tej wznoszącej się na kilka kilometrów od dna oceanu wyspy, dlatego łączna objętość osuniętego materiału przekroczyła 7000 km3.

Osuwisko widać doskonale na mapach dna morskiego w okolicy Hawajów - szczątki są porozrzucane na długości 100 km. Największy kawałek jest znany jako góra podwodna Tuscualoosa, wysoka na 2 kilometry i długa na 30. Zdarzenie wywołało też tsunami, które uderzyło w wybrzeża Pacyfiku.

Aktualnie na największej wyspie archipelagu obserwowane jest osunięcie Hilina, obejmujące cały południowy stok wulkanu Kiluea, które jak na razie dość powoli pełza w dół, z szybkością miejscami do 10 cm rocznie. Blok skalny podlega obrotowi - partie bliżej wybrzeża są lekko wypiętrzane, zaś w miejscu załamania stoku opadają. Uskok oddzielający masę sięga do głębokości kilku kilometrów, kilkakrotnie już był źródłem trzęsień ziemi. Podczas jednego z nich, w 1975 roku, wstrząs o sile 7 w skali Richtera został wywołany raptownym opadnięciem części osuwiska o trzy metry. Ostatni duży wstrząs w 2018 roku wiązał się z osunięciem o 60 cm. Siłą rzeczy więc naukowcy zastanawiają się, czy możliwe jest tutaj gwałtowne osunięcie całej masy osuwiska.

Ruchowi podlega obecnie około 10 000 km3 skał. Wpadnięcie czegoś takiego do oceanu wywołałoby tsunami, które na obszarze Hawajów osiągnęłoby kilkaset metrów wysokości, a jeszcze u wybrzeży obu Ameryk osiągałoby co najmniej kilkanaście. Oceny geologów są różne. W raptownej zapaści przeszkadzają w tym miejscu podwodne góry oraz wybrzuszenie osadów u czoła osunięcia, o które cała ta bryła się zapiera, stąd dominująca jest uspokajająca opinia, że jak na razie nic nie wskazuje na katastrofalny scenariusz. Z drugiej strony inne wyliczenia pokazują, że już przyspieszenie gruntu odpowiadające wstrząsam około 8 R wystarczy aby na płaszczyźnie uskoku pojawił się poślizg. Wychodzi więc na to że sam uskok jest zdolny wygenerować wstrząsy bliskie krytycznej wartości.

Co porwał lodowiec

Trochę się już oswoiliśmy z wiedzą o tym, że większość piasków, żwirów glin i kamieni na sporej części kraju, to pozostałość po lodowcach sprzed tysięcy lat. Wielkie masy lodu, nagromadzone w górach Skandynawii, spełzywały dookoła i prąc z ogromną siłą przeorały niziny u podstawy i wypchnęły na wielką odległość przemielone osady i kawały skał, zasypując wszystko grubą warstwą. Przy okazji wyryły w lądzie misę, wypełnioną ostatecznie przez Morze Bałtyckie. Do dziś w wielu regionach odnajdujemy eratyki, ocalałe z glacjalnego młyna kawałki skał granitowych czy gnejsowych hen z gór Szwecji i Norwegii. Niektóre są nawet całkiem spore - największy w naszym kraju to prawdopodobnie Trygław, na Pomorzu, o wymiarach 16/11 m i wystający jeszcze trzy metry nad ziemię.

W północnej Europie największym głazem narzutowym jest zapewne Kukkarokivi z Finlandii, wystający z wód zatoki opodal Turku, o wymiarach 27/17 m i wysokości jeszcze 12 metrów.

A jakie są największe skały, przetransportowane przez lodowiec w jednym kawałku? Tak duże, że w zasadzie nie mówi się już wtedy o kamieniach.

Kry lodowcowe, nazywane też porwakami, to olbrzymich rozmiarów odłamy skał osadowych, najczęściej częściowo lub całkowicie zagrzebane w osadach polodowcowych. W literaturze anglojęzycznej nie odróżnia się ich specjalnie od małych głazów, jedynie z racji rozmiarów są nazywane magablokami.
Taka zachowująca integralność kra może osiągać rozmiary setek metrów a nawet kilometrów. W niektórych przypadkach takie odłamy stają się miejscem eksploatacji, będąc jedynymi w okolicy kopalinami innymi niż piasek i glina.  Ich powstawanie wiąże się z kilkoma możliwymi mechanizmami - może to być płat podłoża lodowca, który przymarzł do samego lodu i został przeciągnięty aż do miejsca właściwego. Inna opcja, to blok skał, które znalazły się na drodze lądolodu i zostały przez wielkie siły oderwane. Często luźniejsze osady przybierają w miejscu moreny czołowej formę nasuwających się na siebie, ukośnych łusek. Jedna z nich może zostać wypchnięta po płaszczyźnie poślizgu na wierzch i być transportowana dalej.

Jednym z najbardziej znanych i często wspominanych w światowej literaturze przypadków, jest Kra Łukowska. To płat morskich iłów pochodzących z epoki Jurajskiej, około 165 mln lat temu, o grubości ponad 20 metrów, położony płytko pod piaskiem na przedmieściach Łukowa, w związku z lokalną kulminacją moreny dennej. Osady te zostały przywleczone prawdopodobnie jako wyrwany płat wiecznej zmarzliny, pochodzący z wybrzeża Litwy koło Kłajpedy, a zatem pokonały ponad 300 kilometrów.
Odkryte w XIX wieku złoże przez długi czas było wykorzystywane przez cegielnie i dopiero w latach 20. zorientowano się, że nie jest to zwykła glina narzutowa.
Kra ma formę kilku kawałków osadzonych w młodszych osadach. Fragment w okolicach wsi Gołaszyn ma formę prostokątnej płyty, o wymiarach około 1500/600 m i grubość do 28 m. Mniejsze, kilkusetmetrowe fragmenty, znaleziono w okolicach Zimnej Wody. Eksploatacja na potrzeby cegielni dotyczyła fragmentu w rejonie Łapiguz, o średnicy 600 metrów i grubości do 12 metrów. Opisano i potwierdzono wierceniami 12 fragmentów, może być ich zresztą jeszcze więcej, ale tu potrzebne by były dokładniejsze badania na większej powierzchni. Ciemne iły jurajskie znajdowano podczas głębszych wykopów także w obrębie samego Łukowa.
 Teren nad największą krą, gdzie warstwa nadkładu jest najcieńsza, objęto ochroną rezerwatową, aby zapobiec odkrywkom i wykopom.

Powodem, dzięki któremu przypadek ten stał się znany, są skamieliny. Iły gromadziły się na dnie płytkiego, jurajskiego morza, zagrzebując w sobie szczątki drobnych organizmów. W późniejszym czasie stężony roztwór wapienia w porach osadu zaczął krystalizować wokół twardych kawałków, formując konkrecje kuliste, nieraz słusznych rozmiarów, zachowujące wewnątrz idealnie zabezpieczone jądro ze skamieliną. A tymi skamielinami były najczęściej amonity.
Podczas pracy cegielni odnajdywano tutaj okazy amonitów o średnicy nawet pół metra. Wiele zachowało jeszcze oryginalną muszlę, częściowo nasyconą związkami żelaza i manganu, i o pięknym, perłowym blasku. Niestety w latach 50. mało kto przejmował się tymi znaleziskami. Utworzono tu państwowy zakład, w którym kamienie z muszlami traktowano jako odpad, przeszkadzający w wydobyciu. Mówiło się o tym, że największe skamieliny są bez informowania geologów mielone i dodawane do masy na cegły, żeby nie było kłopotu.

Blok jasnego piaskowca w osadach nad Old Man River, Kanada

Znanych jest jeszcze wiele innych porwaków, zawierających inny rodzaj skał. W krze kredowej zostawionej na wyspie Wolin powstał kamieniołom, w którym dziś znajduje się Jezioro Turkusowe. Podobna sytuacja dotyczy leżącego koło Szczecina Jeziora Szmaragdowego, gdzie kopalnia przebiła się przez całą grubość 50-metrowego porwaka margli, aż z uwodnionych piasków pod spodem trysnęła woda, gwałtownie zalewając wyrobisko.
Dużą krę lodowcową rozpoznano w rejonie Edmonton, w Kanadzie, znana jest jako megablok Cooking Lake, gdzie 10-metrowej grubości warstwa skały zajmuje obszar 10 kilometrów kwadratowych. Gigantyczną krę lodowcową znaleziono w rejonie Saskatchewan, w pobliżu doliny Qu'Apelle, koło miasta Esterhazy. Jest to blok iłów o pochyleniu warstw pod kątem 30 stopni, leżący na krystalicznym podłożu i nakryty moreną. Odsłania się w dolinach rzek i na odcinku przecinającym warstwę, bardzo łatwo ulega osuwiskom.
Kra Esterhazy ma grubość od 50 do 100 metrów, i rozciąga się na przestrzeni 1000 km2.

Dlaczego wulkan wybucha?

Proste pytanie i nieco bardziej skomplikowana odpowiedź.

   Ziemia jest czasem porównywana do jabłka - ma w środku jądro, dalej płaszcz rozgrzanej materii stanowiący większość objętości, a na wierzchu cienką skórkę skał, budujących powierzchnię. Skorupka ta ma zależnie od miejsca od 5 do 40 km grubości, punktowo pod dużymi masywami górskimi więcej, co w porównaniu ze średnicą planety wynoszącą ponad 5 tysięcy kilometrów, nie jest zbyt dużą wartością. Lubimy sobie także wyobrażać, że to co znajduje się pod tą skorupką to już od razu płynna lawa, na której pływają kontynenty. A wulkany to po prostu otwory, przez które wylewa się lawa, potem zastyga, tworzy wokół małą górkę i voila, mamy wulkan.
   No dobrze, pójdźmy w stronę tego wyobrażenia. Wyobraźmy sobie kontynent jako tratwę na morzu. Wywierćmy w niej dziurę. Woda zacznie się wlewać. Jak wysoko dotrze? Raczej nie utworzy małej fontanny, jak to się rysuje w kreskówkach. Może wypływać tylko pod takim ciśnieniem, jakie panuje na głębokości, na jakiej zaczyna się na dnie otwór, w związku z czym strumień może dotrzeć tylko do wysokości, na jakiej znajduje się lustro wody. To w zasadzie inna wersja prawa naczyń połączonych. Jeśli to nie łódź, w której pustą objętość utrzymuje cienki kadłub, tylko tratwa z materiału lżejszego od wody, który pływa dzięki wyporowi samego siebie, to woda może przez otwór wcale nie wpływać, bo górna krawędź otworu kończy się nad lustrem wody.

   Odnieśmy to teraz do planety - kontynenty, które "pływają" na powierzchni, mają średnią gęstość 2,7-2,8 g/cm3, płaszcz pod spodem ma gęstość 3,0-3,1 g/cm3. Zachowują się więc jak korek, i powierzchnia lądów znajduje się powyżej linii równowagi hydrostatycznej płaszcza. Jeśli na lądach dany obszar jest złożony z gęstszych skał i wznosi się bardziej w górę, to pod spodem musi być mocniej wciśnięty w podłoże, jak góra lodowa, która tym głębiej sięga im wyższy jest jej wierzchołek. Zmiany obciążenia danego obszaru, czy to związane z szybką erozją, zmianami rozmieszczenia wód czy topnieniem lodowców, powodują więc odpowiednie wciskanie lub wypiętrzanie lądów, co obserwujemy choćby w Skandynawii, która wciąż jeszcze wypiętrza się po epoce lodowcowej, a w wielu miejscach w odległości kilku kilometrów od morza znajdujemy pozostałości średniowiecznych portów.

 Skoro tak, to wszelkie otwory w skorupie powinny się łatwo zasklepiać, bo magma dojdzie tylko do wysokości równowagowej.

   Z tym wyobrażeniem jest jeszcze drugi problem - płaszcz ziemski, ten pod skorupą, jest nie za bardzo płynny. Co prawda panują tam temperatury rzędu 1000-1200 st. C ale też bardzo wysokie ciśnienie, więc w zasadzie wykazuje sporo własności ciała stałego, między innymi przewodzi poprzeczne fale sejsmiczne. W fali takiej ośrodek podlega ruchom na boki względem kierunku rozchodzenia się fali. Aby po wychyleniu w jedną stronę przez działanie mechaniczne, materiał odpowiedział przez powrót do wcześniejszego położenia, musi on przenosić naprężenia ścinające. A to jest właśnie podstawowa różnica między cieczami a ciałami stałymi. Poprzeczny charakter mają fale na powierzchni wody, gdzie rolę siły przywracającej wodę do pierwotnego położenia pełni grawitacja, jednak w głębi morza nie mogą być przenoszone.
   Skoro więc płaszcz tuż pod skorupą ziemską przenosi fale poprzeczne, to powinien być on ciałem stałym. Z drugiej jednak strony są pewne cechy ruchów tektonicznych, które wskazują na własności płynów, jak choćby wspomniana izostazja. Uznaje się więc, że skały płaszcza choć są ciałem stałym, posiadają dużą plastyczność, czyli pod wpływem stale działającej siły mogą się odkształcać i "przepływać". Z bliższych nam przykładów plastycznym ciałem stałym jest choćby plastelina - jeśli przyłożymy do niej odpowiednią siłę i poczekamy, to zostanie wyciśnięta do miejsca, w którym siła nie działa.

Pofałdowane skały metamorficzne - świadectwo ich plastyczności

   Stosunkowo znanym przypadkiem ciała "w zasadzie stałego ale jednak trochę płynnego" jest pak węglowy, o konsystencji asfaltu drogowego, i zresztą często będący do niego domieszką. Uderzony młotkiem kruszy się na fragmenty o szklistym przełomie. Jednak bryłka pozostawiona w spokojnym miejscu stopniowo deformuje się pod wpływem sił wywoływanych własnym ciężarem i zaczyna się rozpływać. Pokazano to  w doświadczeniu rozpoczętym w 1927 roku w Australii przez Thomasa Parnella, w którym próbka paku umieszczona w lejku zaczęła po upływie kilku lat spływać i formować krople. Uformowanie i oderwanie jednej zajmuje mu średnio 8 lat.
   Podobnie rzecz się ma ze skałami - względnie plastyczny jest choćby lód, który w grubej warstwie spływa od miejsca nagromadzenia jako lodowiec. Całkiem niezłą plastycznością przy wysokich ciśnieniach wykazuje się też sól kamienna, która może być dosłownie wyciskana ze złóż, w miejscach lokalnego osłabienia skał formując kolumny podchodzące pod powierzchnię ziemi.

   Miarą mogącą służyć do oceny stopnia plastyczności i "płynności" materiałów, jest lepkość, czyli opór wykazywany przeciwko sile poruszającej porcje cieczy względem innych (tarcie wewnętrzne). Podaje się ją zwykle w jednostkach paskal*sekunda. Dla gazów są to wartości rzędu mikro Pa s, woda ma 0,8 mPa s; ciecze oleiste mają lepkość rzędu kilkudziesięciu milijednostek; ciecze "syropowate" rzędu kilkuset mili- do jednej jednostki (np. Gliceryna ok. 0,93 Pa s). Miody mają zwykle lepkość 2-10 Pa s. Z gęstych, dających duży opór cieczy, smoła węglowa ma lepkość rzędu 10⁷ Pa·s , a wspomniany wcześniej pak węglowy jeszcze większą 10¹¹ Pa s.
   W porównaniu z tymi substancjami skały płaszcza ziemskiego są dużo bardziej sztywne - lepkość najpłytszych warstw płaszcza, astenosfery, oszacowana na podstawie szybkości ruchów izostatycznych, wynosi 3 × 10¹⁸ Pa s [p].

   No dobra. Skoro pod lądami nie ma płynnego materiału, a jednak jest on wyrzucany przez wulkany, i to pod całkiem sporym ciśnieniem, to skąd on się bierze? Jest wytwarzany dopiero pod wulkanami, w ogniskach magmowych.
   Ogniska magmowe formują się w trzech zasadniczych sytuacjach, wszystkie one mają związek z podejściem wysokiej temperatury do skał skorupy: gdy skorupa jest wciskana w głąb ziemi w strefach subdukcji i zaczyna się topić, gdy skorupa zaczyna się topić w obszarze ryftowym, oraz gdy pod skorupę podpływa strumień związany z pióropuszem gorąca.
   W związku z ruchem kontynentów powstają obszary subdukcji, w których ze zderzających się płyt jedna z nich, zwykle ta oceaniczna, jest wpychana pod drugą i stopniowo zanurza się w dużo gorętszym materiale płaszcza, który plastyczności powoli ustępuje, jak masło pod nożem. Może się zagłębić na znaczną głębokość - najgłębsze trzęsienia ziemi, powstałe w pękającej pod wpływem naprężeń wepchniętej wgłąb skorupie, sięgają do 600 km pod powierzchnię.
   Temperatura topnienia skał skorupy jest niższa, niż temperatura panująca głębiej w płaszczu. Ułatwiają to minerały działające jak topniki, w tym sól kamienna i wapienie, oraz woda na różne sposoby związana w skałach. Dodatkowe substancje powodują, że nawet plastyczna skała płaszcza zaczyna się upłynniać. W efekcie pojawia się przestrzeń wypełniona płynną magmą. Ta zwykle ma gęstość wyraźnie niższą od skał płaszcza (ok. 2,8-2,1 g cm3) toteż zaczyna unosić się w stronę powierzchni.

   Na granicy między płaszczem a skorupą magma natrafia na opór, gromadzi się więc w wytapianej stopniowo komorze magmowej. Wypychana siłą wyporu zaczyna też unosić skorupę ziemską i próbować wciskać się w różne szczeliny. Większość materiału kończy ostatecznie jako dajka lub lakkolit, wypełnienie wciśnięte w jakąś osłabioną partię skał, które zdołało rozepchnąć lub wytopić trochę przestrzeni, ale ostatecznie pozostaje w całości pod ziemią. Czasem jednak taka dajka dochodzi na tyle płytko, że wydostaje się na powierzchnię.

   Druga sytuacja to wytapianie skał w strefie ryftowej. Wiąże się to z ruchami konwekcyjnymi w płaszczu, które zresztą napędzają ruch kontynentu. Może to być trudne do wyobrażenia, ale opisana wcześniej plastyczna skała, złożona głównie z oliwinu, spinelu i perowskitu żelazowego, podlega konwekcji - porcje nagrzanie bliżej półpłynnego jądra unoszą się do góry, za sprawą niższej gęstości. W pewnych więc miejscach następuje ruch opadający i skały płaszcza mieszają się. Następuje to oczywiście niezwykle powoli, pod wpływem ustępowania w wyniku niezbyt dużej, ale działającej miliony lat siły. Ruch ten przenosi się na kontynenty, sterując ich ruchami.
   Tam, gdzie następuje unoszenie i rozchodzenie się na boki strumieni, skorupa podlega rozciąganiu aż do pęknięcia. Równocześnie w tych miejscach dużo płycej pod powierzchnię podchodzi gorętsza niż zazwyczaj skała płaszcza. W strefie wzdłuż pęknięcia następuje przetopienie materiału, wynikające głównie ze spadku ciśnienia, które utrzymywało w formie stałej bardzo gorące minerały. Trochę do efektów dorzuca wpływ wody infiltrującej uskoki. Powstająca magma wypełnia pęknięcie, tworząc nową porcję skorupy oceanicznej. Tym sposobem oceany rozszerzają się.

   Gdy taka szczelina przechodzi przez kontynent, powstaje dolina ryftowa, otoczona wianuszkiem wulkanów, rozwijających się, gdy magma powstała pod ryftem wydostaje się przez towarzyszące mu uskoki. W pobliżu afrykańskiej doliny ryftowej znajdują się tak znane wulkany, jak Kilimandżaro, Mt. Kenia czy ciągle aktywny Erta Ale, znany z trwałego jeziora lawowego.

    Trzecia okazja do wytopienia magmy, to gorący punkt, powstający prawdopodobnie w wyniku dotarcia płytko pióropusza płaszcza. Jest to twór, jaki miałby tworzyć się głęboko w płaszczu, możliwe nawet, że w pobliżu jądra, i unosić się ku powierzchni jako skoncentrowany strumień o mniejszej lepkości i wyższej temperaturze. Jego uderzenie wybrzusza skorupę ziemską, oraz podgrzewa do wyższych niż zazwyczaj temperatur. Powstaje magma zawierająca stosunkowo sporo komponentów z warstw głębokich, może też z samego pióropusza.

   Wulkany związane z pióropuszami płaszcza mogą pojawić się pośrodku płyt, najwyraźniejszym przypadkiem są wulkany Hawajów. Obserwuje się tam charakterystyczny efekt nieruchomości pióropusza - wyspy wraz z płytą oceaniczną poruszają się na północny-zachód, nowe wulkany formujące wyspy tworzą się w tym samym miejscu, co w ciągu milionów lat zaowocowało powstaniem długiego łańcucha wysp i gór podwodnych.
Pióropusz odpowiada też za cykliczne erupcje w rejonie Yellowstone. Dość skomplikowana sytuacja panuje na Islandii, gdzie pióropusz działa aktywnie w strefie ryftowej.

   Dobra. Odnaleźliśmy źródło magmy. Czemu więc wypływa ona na powierzchnię i ponad nią, nieraz z ładnym ciśnieniem? Jak to było wspomniane, magma zwykle jest lżejsza od skał płaszcza, jest więc wypychana ku górze. To jedna z przyczyn gromadzenia się jej w komorach w skorupie. Jest jednak jeszcze inna - magma zawiera w sobie stosunkowo dużo rozpuszczonych gazów, które podczas wędrówki w górę zaczynają się uwalniać. Gazy uwalniają się bądź pod wpływem spadku ciśnienia, bądź z powodu częściowej krystalizacji niektórych minerałów. Bąbelki rozpychają magmę, przez co jej ciśnienie jest podtrzymywane. Ruch w stronę wylotu wulkanu zaczyna więc nieco przypominać otwartą butelkę szampana - wprawdzie im wyżej, tym niższe ciśnienie hydrostatyczne, ale znaczenia nabiera ciśnienie gazów uwalnianych.
   W efekcie na powierzchni ziemi magma nie wyhamowuje, i płynie kominem aż do szczytu wulkanu, mogącego osiągać wysokość nawet pięciu-sześciu kilometrów nad poziom morza. Tu następuje pełne odgazowanie, a magma zamienia się w lawę. Spada temperatura krzepnięcia, lawa formuje wokół otworu górę, i tak oto powstaje nam wulkan.

Między wulkanami tych trzech typów pojawiają się różnice w składzie lawy i gazów erupcyjnych. Te wytworzone ze stref subdukcji, zawierają materiał skorupy poddany "recyklingowi". Głównymi gazami z ich erupcji są para wodna i dwutlenek węgla pochodzący częściowo z rozkładu termicznego wapieni, zauważalnie dużo jest chlorowodoru, powstającego zapewne z rozkładu soli kamiennej, najczęstszym typem lawy jest obojętna lub lekko kwaśna lawa andezytowa.
Wulkany związane z gorącymi plamami zawierają głównie materiał pochodzący z płaszcza, największy udział w ich gazach ma para wodna i dwutlenek siarki, dalej dwutlenek węgla, stosunkowo obficie pojawia się fluorowodór.

Czasem powstają rzadsze typy wulkanów nie zasilanych bezpośrednio magmą, ta jedynie podgrzewa płytko leżące warstwy skalne, dodając od siebie nieco gazów. Tak powstają wulkany karbonatytowe, wyrzucające z siebie stopiony węglan sodu, błotne, freatyczne typu maar, czy wreszcie gejzery.

-------
* [p] https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2008JB006077

Niezwykłe osuwisko

Osuwisko wywołane przez człowieka, fala tsunami na jeziorze i powstanie nowej wyspy - a to wszystko w Polsce równo 40 lat temu.

Jedną z często stosowanych metod badań geofizycznych, jest profilowanie sejsmiczne polegające na badaniu odbić fali sejsmicznej od struktur podziemnych. Czas odbicia od granic struktur różnej gęstości pozwala zobrazować ich głębokość i rozkład, w pewnym stopniu też gęstość pozwalającą na rozpoznanie warstwy. Jeśli chodzi o źródło fal sejsmicznych, można oczywiście korzystać ze wstrząsów naturalnych, zwłaszcza gdy bada się warstwy leżące bardzo głęboko, ale trudno czekać aż w okolicy samo się zatrzęsie, dlatego geolodzy samo wzbudzają odpowiednie impulsy.
Dla badań bardzo lokalnych i płytkich wystarczyć mogą uderzenia młotem w płytę na powierzchni ziemi, lub spuszczanie jakiegoś ciężaru z pewnej wysokości, dla mocniejszych sygnałów możliwe jest wystrzelenie ze specjalnej strzelby w dołek w ziemi, w innych sytuacjach używa się urządzeń wibracyjnych, w tym nawet samochodów ciężarowych z wibratorami przenoszącymi drgania na ziemię, jednak sposobem, który najbardziej kojarzy się z badaniami sejsmicznymi, jest eksplozja ładunku wybuchowego.

Zwykle używa się w tym celu górniczych środków kruszących, takich jak amonit (azotan amonu+trotyl+pył aluminium) czy dynamit, w niewielkiej ilości, zakopanych na dnie płytkiego odwiertu. Po eksplozji powstaje silny impuls fal o różnej częstotliwości, pozwalający "prześwietlić" duży obszar wokół. Sposób ten jest jednak kłopotliwy w użyciu, nie tylko ze względu na użycie niebezpiecznego materiału czy pewną uciążliwość dla najbliższych mieszkańców, ale też niszczące działanie w miejscu eksplozji. Trudno w tym przypadku mówić o nieinwazyjnym badaniu po którym łatwo posprzątać.
Jak jednak przekonali się polscy geolodzy w pewnym przypadku w połowie lat 70., czasem do tych niedogodności może dołożyć się jeszcze jeden nieoczekiwany efekt.

Badania sejsmiczne wykonywano w październiku 1976 roku w pobliżu Brzeźna, powiat Lipno, w województwie Kujawsko-Pomorskim. Jako miejsce wybrano interesującą okolicę w pobliżu niewielkiego jeziora Brzeźno, leżącego na wysoczyźnie morenowej ale w pobliżu terasy zalewowej doliny Wisły. Prawdopodobnie chciano wyłapać jak najwięcej zróżnicowanych utworów w obrębie rejestrowania sygnałów.

Dwa wozy ze sprzętem i wiertnię ustawiono w gęstym lesie w pobliżu drogi, blisko południowego brzegu jeziora. Do wywołania sygnału sejsmicznego użyto ładunku 10 kg amonitu. Gdy już wszystko podłączono, technicy i geolodzy oddalili się na bezpieczną odległość i odpalili ładunek. Jednak to co nastąpiło potem, nie było zwyczajnym skutkiem eksplozji. Wzbudzone początkowo drżenie gruntu nie ustało. Ziemia zaczęła zapadać się, pękać i coraz wyraźniej opadać w dół, w stronę jeziora, porywając ze sobą kilkuhektarowy kawał lasu, wozy i ludzi.
Geolodzy zdążyli się na szczęście ewakuować, ale porwane z ziemią wozy zostały wtłoczone do jeziora i przysypane tak, że podczas późniejszej akcji zdołano wydobyć tylko jeden. Osuwisko szerokie na ponad dwieście metrów, o powierzchni 4,1 ha, wpadło do wód jeziora z takim impetem, że wypchnęło z dna luźne osady, które wypiętrzone utworzyły pośrodku wyspę o powierzchni 1,5 hektara. Na jeziorze powstała fala podobna do tsunami, która dotarła do przeciwnego końca i wdarła się w porastający brzegi las, docierając do wysokości 1,5-2 metrów.

Na szczęście nad jeziorem nikt nie mieszkał, dlatego katastrofa nie przyniosła tragicznych skutków, a sami geolodzy zdążyli uciec bez obrażeń, niemniej interesujące było aby dowiedzieć się, dlaczego reakcja gruntu była aż tak gwałtowna.

Jezioro leżało w zagłębieniu wysoczyczny morenowej, łagodnie opadającej w stronę doliny Wisły, stanowiło jednak jedynie pozostałość dawniej większego zbiornika, po upływie kilku tysięcy lat jakie minęły od ostatniego zlodowacenia w dużym stopniu zasypanego luźnymi osadami, iłami, piaskiem i kredą jeziorną. Słabo związane utwory ilaste i osady organiczne zostały jednak w późniejszym czasie przysypane piaskiem z wydm utworzonych wokoło. Miejsce w którym usadowili się geolodzy znajdowało się na krawędzi misi jeziornej, i było właśnie wysokim stokiem dawnej wydmy, opartej na luźnych, dobrze nawodnionych osadach jeziornych.
Wstrząs wywołany wybuchem amonitu upłynnił te osady które pod ciężarem dawnej wydmy wypłynęły, a wierzchnia warstwa piasków zjechała do jeziora.. Ruchowi podlegała warstwa o miąższości 5-7 metrów i łącznej objętości 0,25 mln m3, w dużym stopniu zachowująca integralność. Las porastający teren został wepchnięty do jeziora gdzie został do dziś, odcięto jedynie części pni sięgające nad powierzchnią ziemi. Ponieważ u podnóża osuwiska głębia sięga do 4 metrów, podejrzewam że może to ciekawie wyglądać pod wodą. Nad brzegiem utworzyła się płaska przestrzeń częściowo powalonego, powykrzywianego lasu, który później wycięto. Sam brzeg osuwiska to niezbyt głęboka nisza z obniżającymi się schodkowato progami, wyraźnymi jeszcze do dziś.
Podczas powtórnych badań terenowych w 2003 roku stwierdzono ustabilizowanie osuwiska, obsadzonego na nowo lasem. Wysepka na jeziorze, mimo zbudowania z luźnych, wzruszonych osadów, przetrwała i porosła trawami a nawet drzewami. Jej powierzchnia zmniejszyła się o połowę, ale wciąż jak na takie jezioro jest to dość duża wyspa.

Za przyczynę osuwiska oprócz szczególnych, nie rozpoznanych warunków geologicznych, uznano także zbyt bliską lokalizację - otwór w którym nastąpiła eksplozja leżał tylko 30 metrów od brzegu jeziora, co wraz z dość stromym stokiem powinno już wcześniej budzić obawy.
--------
* https://pl.wikipedia.org/wiki/Sejsmika_refleksyjna

* Mieczysław Banach, Zmiany jeziora Brzeźno po katastrofie z 1976 roku, Pomorska Akademia Pedagogiczna (PDF)
* Karta ewidencyjna osuwiska (PDF)

Bardarbunga i jej diabły

Eksplozja islandzkiego wulkanu Bardarbunga ze zrozumiałych względów budzi moje zainteresowanie - wulkany to ciekawy temat a ja lubię ciekawe tematy. Nieoczekiwanie jednak stwierdziłem, że ten przypadek może łączyć się z innym katastroficznym tematem, jaki opisuję na tym blogu - z trąbami powietrznymi.

Oglądając dziś przed południem wulkan na kamerze internetowej zauważyłem, że z terenu pokrytego gorącym popiołem niedaleko szczeliny erupcyjnej podrywają się wirujące kolumny pyłu, cienkie i gnące się pod wpływem wiatru, na tyle jednak wysokie aby sięgnąć podstawy chmur, tak że musiały osiągać wysokość kilkuset metrów:

 

 

Podgląd wulkanu na żywo możecie zobaczyć tutaj: http://www.livefromiceland.is/webcams/bardarbunga-2/

Te pyłowe trąby, czyli dust devils (a może raczej w tym przypadku ash devils) utrzymywały się do dwóch minut, w każdym razie tyle utrzymywały się w polu widzenia kamery. Pojawiały się co chwila, czasem nawet po pięć czy sześć w różnym stopniu rozwinięcia, tworząc piękny (i ciekawy) widok.

Teraz pogoda w tamtej okolicy się zmieniła - przeszły chmury, wiatr stał się silniejszy a słońce przesunęło się, prześwietlając dym. Trudno to teraz ocenić, ale wulkan dymi chyba mocniej:

Popioły ostygły i trąby pyłowe już się nie pojawiają.

Tego typu zjawiska są stosunkowo często obserwowane w pobliżu wulkanów, w związku z potężnym kontrastem temperatur. Nawet niewielki skręt unoszącej się warstwy gorącego powietrza może formować wir zasysający pył i dzięki temu dobrze widoczny. Podobne widzi się na popieliskach po potężnych pożarach. Jeszcze gwałtowniejsza forma, czyli trąba ogniowa nie jest tu możliwa, ze względu na brak otwartego ognia - rozgrzana do czerwoności skała jest zbyt ciężka aby "wkręcić" się w taki wir. Efektowny przypadek z wulkanu Santiaguito:

Potężne wiry pyłowe obserwowano po spływie piroklastycznym wulkanu Sinabug:

Inny ciekawy przypadek to trąby parowo-wodne, obserwowane w miejscach gdzie lawa hawajskich wulkanów wpada do morza. Znad rozgrzanej wody unoszą się wtedy wiry znacznych rozmiarów:

Mniejsze i szybsze wiry, przypominające węże utworzone z samej pary wodnej, to steam devils (lub steam snakes).

Największe kryształy na świecie

Jako że mamy obecnie międzynarodowy rok krystalografii, dobrze by było napisać coś o kryształach.
(artykuł bierze udział w akcji blogowej Sto Lat Kryształu)

Stan krystaliczny charakteryzuje się uporządkowaną budową wewnętrzną w formie sieci w której w nieskończoność powtarza się w trzech wymiarach pewien stały układ atomów. Pociąga to za sobą charakterystyczne właściwości fizyczne a często też regularną postać zewnętrzną - choć nie zawsze kształt regularnej bryły świadczy o krystalicznej budowie, czego przykładem bazalt dzielący się na słupy o przekroju sześciokątnym, choć jest skałą złożoną z różnych minerałów.

Kryształy powstają spontanicznie z nasyconych roztworów lub z ochładzanego stopu, czasem też przez resublimację par. Początkowo tworzy się niewielki zarodek, który przy wejściu w obszar o mniejszym stężeniu może znów się rozpuścić, jeśli jednak warunki będą sprzyjające, będą się do niego dobudowywały kolejne cząsteczki substancji, wpasowując się w zapoczątkowany wzór. Krystalizacja po zapoczątkowaniu może trwać tak długo, aż stężenie substancji w roztworze za bardzo nie spadnie lub dopóki nie ograniczy go jakaś przeszkoda. Przy szybkiej krystalizacji w nagle schłodzonym roztworze tym ograniczeniem są często inne kryształy, które pojawiają się w dużej ilości i zbijają razem w wielokrystaliczną masę. Jeśli jednak warunki będą sprzyjające, a więc dostępne będzie dobre miejsce, mała ilość kryształków konkurencyjnych i powolna zmiana warunków, kryształy mogą osiągać znaczne rozmiary. Jak znaczne?
Gigantyczne.

Każdy minerał ma swój rekord wielkości, niektóre rzadkie i rozproszone nie przekraczają ułamków milimetra, dla innych już kilkucentymetrowe okazy mogą być uważane za niezwykle duże, inne zaś w sprzyjających warunkach potrafią osiągać rozmiary kilkumetrowe.

Najmniejsze największe
Niektóre minerały są tak rzadkie i drobne, że kryształek wielkości ziarenka piasku może być największym opisanym. Tak jest w przypadku Schwartzembergitu, czyli chlorano-jodanu ołowiu powstającego w wyniku wietrzenia rud ołowiu w warunkach zasadowych. Zwykle tworzy skupienia zbite, skorupiaste. Największy opisany kryształ miał kształt bipiramidy o wielkości 6 mm. W przypadku Whewellitu, czyli uwodnionego szczawianu wapnia, rekord to 3 cm.

Pierwiastki rodzime
Istnieje tylko kilka minerałów tworzonych przez czyste pierwiastki, i nie tworzą one dużych kryształów. Formą krystaliczną węgla jest diament - przezroczysty, silnie załamujący światło, bardzo twardy minerał. Największym znalezionym pojedynczym okazem był Cullinan, znaleziony w 1905 roku w Południowej Afryce. Ważył 3106 karatów, czyli 621 gramów. Był więc niewątpliwie gigantem. Miał niezbyt regularny kształt, co u diamentów jest częste, i prawdopodobnie po uformowaniu odłamała się od niego część. Ogółem opisano go jako zdeformowany ośmiościan:

Najdłuższa przekątna miała długość 10,5 cm. Został podzielony na kilka dużych i kilkadziesiąt mniejszych brylantów.

Złoto wprawdzie bardzo chętnie występuje w formie pierwiastkowej, ale trudno jest znaleźć regularne kryształy. Największy opisany miał postać płyty o ośmiobocznym kształcie i średnicy 30 cm, nie bardzo jednak wiadomo co się z nim stało i jaką miał masę. Całkiem niedawno odkryto kryształ ważący 200 g i mający w miarę regularną postać - mimo nieco dendrytycznej powierzchni wyglądającej jak zbitek płatków, badania rentgenowskie potwierdziły, że jest to monokryształ:

 Kolejnym pierwiastkiem jest Siarka, tworząca nieprzezroczyste, żółte kryształy. Rickwood w swojej pracy z lat 80. podaje że największy kryształ ma 22 cm długości i 16 szerokości, ważąc 5 kg, jednak znany jest dziś większy, bo 25 centymetrowy kryształ, wystawiany w muzeum z mieście Milan:

Minerały siarczkowe
Piryt, nazywany też złotem głupców, chętnie tworzy kryształy w kształcie regularnej sześciennej kostki o metalicznym, złotym połysku. Inne możliwe formy to ośmiościan lub dodekaedr o dziesięciu pięciokątnych bokach. Nie mam konkretnej informacji o tym jaki był największy, ale spośród opisów wyłowiłem kryształy o boku 20 cm wydobywane w Navajún w Hiszpanii i do 25 cm w Fuente Valoria tamże(1). Jeszcze większe kryształy znajdowano w Kazachstanie, jeden o wymiarach 25/18/15 wydobyto w Aqshataü. Prawdopodobnie największy wydobyto w Grecji w złożach koło Xanthi(2) były to zrośnięte sześcienne kostki o krawędzi do 60 cm. Natomiast zdjęcie przedstawia mniejszy okaz kryształów zbliźniaczonych do 8 cm krawędzi znaleziony w Logrono

Antymonit tworzy kryształy w formie grubych igieł i grafitowym połysku. Sproszkowany był dawniej używany jako cień do oczu. Zwykle jako największy opisuje się kryształ o grubości 5 cm i długości 60 cm:

Ale w kolekcjach znane są już większe. Ten metrowej długości wystawiano na targach minerałów w Monachium:

W przypadku ciężkiej Galeny największe opisane kryształy miały 25 cm krawędzi.

Halogenki
Piękne kryształy potrafi utworzyć Halit czyli krystaliczna forma soli kamiennej. W odkrytej w XIX wieku w Wieliczce Kryształowej Jaskini znajdowano kryształy w formie sześciennych kostek do 50 cm krawędzi, przez długi czas uważane za największe. Jeszcze bogatszą jamę znaleziono jednak w kopalni soli potasowych w Merkers, w Niemczech. Największe kryształy miały krawędź do 1,1 metra. Kopalnia jest dziś atrakcją turystyczną i grota z kryształami jest dostępna dla zwiedzających (relacja).

Piękne kryształy tworzy też Fluoryt, czyli fluorek wapnia. Kolor jest bardzo zmienny, zwykle waha się między fioletem a zielenią. Największy opisany monokryształ miał średnicę 2 metry i 13 centymetrów, znaleziono go w Dyke w Meksyku.
Poniżej zdjęcie zdecydowanie mniejszego ale także pięknego fluorytu znalezionego pod Strzegomiem:

Azotany i borany
Najpospolitszym minerałem azotanowym jest saletra potasowa i saletra sodowa, tworzące zazwyczaj kryształy włókniste lub w postaci nie zbyt grubych igieł. Dla tej drugiej opisuje się skupienia igiełkowatych kryształów o długości 18 cm.
Kernit to krystaliczna forma czteroboranu sodu, znanego pospolicie jako boraks. W formie dużych kryształów występuje rzadko z powodu dużej rozpuszczalności. Największe opisane pochodziły ze skupiska w starej kopalni w Kramer Deposit, gdzie badacz był w stanie zmierzyć kryształy o wymiarach do 8 stóp na 3, to jest 2,5 metra na 0,9. Ściana z kryształami została sfotografowana, ale fotografia jest niewyraźna i nie widać na niej skali:

Minerały krzemianowe
Granaty występują w formie wielokątnych kryształów o kształcie z grubsza okrągłym. Największy znaleziony w Norwegii, miał średnicę 2,3 metra, masę szacowano na 23 tony choć nie wydobyto go w całości. Mniejsze o średnicach 0,9-1 metrów także znajdowano w Norwegii. Zdjęcie jakie zamieszczam pokazuje jednak zdecydowanie mniejszy, bo 15 centymetrowy okaz z USA:

Największy opisany Topaz miał długość 91 cm.

Odnośnie Turmalinów, będących skomplikowanych glino-boro-krzemianami, nie mam konkretnej informacji. Jedno źródło wspomina o największym turmalinie z kopalni Mica Mine o długości 15,5 cala, co daje 13 cm, ale w innym miejscu wspomina o raportowanych przez innych badacz turmalinach długich na cztery stopy, czyli 120 cm.[4]
Tymczasem na zdjęciu prawdopodobnie największy fioletowy turmalin (374 000 karatów):

Ósemka gigantów:

Kalcyt
Kalcyt, czyli węglan wapnia, tworzy przezroczyste kryształy w formie grubych słupków lub pryzmatów. Szczególną formą jest Szpat Islandzki, charakteryzujący się dużą przezroczystością i dwójłomnością. Znany jest z pustek w skałach bazaltowych, szczególnie ze złóż na Islandii, gdzie osiągał duże rozmiary.
Za największy uważa się kryształ z Helgustadir, mający postać rombową i bok o długości 7 metrów. W złożu znaleziono też nieco mniejszy okaz 5m/5m i kilka o średnicy 2 m. Niestety nie mam żadnych zdjęć, toteż pokażę zdecydowanie mniejszy kryształ:

Amblygonit
Jest to fluoro-fosforan sodu i litu. Tworzy słupkowane, bezbarwne kryształy. Największy udokumentowany ze złoża Hugo Mine miał 7,5 metra długości i 2,5 m szerokości, masę szacowano na 102 tony.

Flogopit
Jest to minerał należący do grupy mik, charakteryzujący się zawartością magnezu. Tworzy płaskie, cienkie tabliczki rozsiane w skale. Największy opisany ze złoża Lacey Mine w Kanadzie miał wymiary 10 metrów na 4 metry i masę około 330 ton. Podobnych rozmiarów kryształy znajdowano w Karelii.
Tu zdecydowanie mniejszy:

Gips
Gips zazwyczaj tworzy skupienia zbite, skrytokrystaliczne, lecz niekiedy pojawia się w formie pięknych, przezroczystych kryształów, nazywanych selenitem. Kryształy tworzą niekiedy zwarte złoża, chętnie przyjmując postać zbliźniaczonych - dwa, mieczowate kryształy zrośnięte pod kątem czubkami tworzą wówczas "jaskółcze ogony", które nałożone jeden na drugi formują w skale wyraźne pióra. Z takiej formy znane są złoża gipsu na Ponidziu:

Takie pióra gipsowe osiągają do kilku metrów długości, jednak pojedyncze kryształy to odchodzące od rdzenia pojedyncze promienie, osiągające przy takim zagęszczeniu długość do metra. Podejrzewam że dałoby się je. odseparować
Przez długi czas za największe monokryształy uważano te z kopalni Braden Mine w Meksyku, mające postać słupków o długości 3 metrów. Z półtorametrowych kryształów znana była też Jaskinia Mieczy znaleziona przy kopaniu kopalni w Naica w tymże kraju.
Kilka lat temu dokonano tam odkrycia, które zadziwiło wszystkich - na innym poziomie kopalni znaleziono grotę z gigantycznymi kryształami selenitu:

Zdjęcia wyglądają fantasmagorycznie.

Największy kryształ w tej jaskini ma długość 12 metrów i grubość 4 metry, zaś masę szacuje się na 55 ton.

Kwarc
Kwarc to dosyć pospolity minerał. W pustkach skalnych tworzy "szczoty" słupkowatych kryształów, które potrafią osiągać duże rozmiary. W Sudetach znajdowano okazy do metra długości, ale na świecie znajdowano większe:

Największy opisany znaleziono w Brazylii, w Mancho Felipe, miał długość 6 metrów i masę 44 ton.

Skaleń
Skaleń to najbardziej po kwarcu rozpowszechniony minerał. Jest składnikiem granitów, zwykle występując w formie różowych lub białych ziaren, w niektórych miejscach może osiągać znaczne rozmiary. O olbrzymich skaleniach krążą legendy, jak na przykład często powtarzana opowieść o kopalni założonej w jednym krysztale gdzieś w północnej Rosji, czy wzmianki o klifach ze skalenia gdzieś w Norwegii. Takie historie często są nieweryfikowalne. Wyobraźnię pobudza informacja o skaleniu z kopalni Devils Hole Beryl Mine w USA, gdzie po odstrzeleniu ściany wyrobiska znaleziono bardzo regularną masę o wymiarach 50/36/14 metrów i masie 15 tysięcy ton, niestety w kawałkach. Nie zbadano jej wtedy na tyle dokładnie aby upewnić się czy był to monokryształ czy może skupisko wielu zbliźniaczonych kryształów, bowiem skaleń bardzo chętnie tworzy takie zbite skupienia. Zatem albo było to największe skupisko skalenia albo największy kryształ kiedykolwiek znaleziony. Pewności jednak brak.
Największy potwierdzony i zmierzony skaleń potasowy z Uralu miał postać tablicy i rozmiary 10 m/10m/0.4m. Masę szacowano na 100 ton. Takie same rozmiary miał Ortoklaz znaleziony w Norwegii, mniejszych kryształów od 6 do 8 metrów znanych jest więcej.
Oprócz tych dobrze zbadano 10,5 metrowy perytyt z Hugo Mine.

Spodumen
Spodumeny są podobne do skaleni, lecz zalicza się je do grupy  piroksenu. Także występują pospolicie w skałach magmowych.
W złożu Etta Mine znaleziono dwa duże kryształy, jeden o długości 12,5 metra i masie 66 ton, drugi o długości 14,3 metra i masie 28 ton. W tym ostatnim przypadku zachowało się zdjęcie:

 

Może nie zbyt wyraźne, ale lepszy rydz niż nic. Z tego samego złoża pochodzi zdjęcie pięcio może sześciometrowych kryształów:

Beryl
Największe znane kryształy tworzył beryl.
W kamieniołomie Bumps Quarry w stanie Maine, USA znaleziono kryształ o długości 10 metrów i 2 metry średnicy. Nieco mniejszy, bo czterometrowy okaz z tego samego złoża przedstawia fotografia:

Ale to jeszcze nic. W kopalni Malakialina na Madagaskarze, odnaleziono prawdziwego giganta - kryształ berylu o długości 18 metrów i 3,5 metra średnicy. Masę szacuje się na 380 ton. Niestety brak zdjęć.

Największe syntetyczne
A jakie sztuczne kryształy potrafi stworzyć człowiek?
Duże monokryształy otrzymuje się zwykle metodą Czochralskiego, w ten sposób powstaje między innymi krzem do mikroprocesorów. Mają postać gładkich walców o długości 2 metrów i średnicy 45 cm

W optyce zastosowanie mają też kryształy wodorofosforanu potasu (KDP), produkowane w dużych ilościach. Największy waży 315 kg i ma wymiary 65 cm/52cm/58cm.[4] Na zdjęciu niewiele mniejszy:

Oprócz tego miłośnicy ciekawostek czasem hodują sobie w domach mniejsze lub większe kryształy. Najpopularniejszy siarczan miedzi daje błękitne kryształy do kilkunastu centymetrów.

-------
Większość danych pochodzi z tych dwóch prac:
*Peter C. Rickwood, The Largest Crystals, American Mineralogist, 66, 885-908, 1981  http://www.minsocam.org/msa/collectors_corner/arc/large_crystals.htm
* Large Crystal List

[1] M Font-Altaba,  A study of distorted pyrire crystals from Spain, Mineralogical Society Of America Special Paper 1, 1962
[2] http://gems.minsoc.ru/eng/articles/pyrite/
[3]  Geology of the Pegmatites and Associated Rocks of Maine: Including Feldspar, Quartz, Mica and Gem Deposits, U.S. Government Printing Office, 1911 - 152
[4] http://chemistry.nus.edu.sg/_file/events/ncgc/2nd-circular2014.pdf