Gipsy
Gips jest minerałem z gromady siarczanów. Jego nazwa pochodzi od greckiego słowa gypsos oznaczającego czynność gipsowania, a także kredę lub cement. Najstarszym odnotowanym w Polsce zastosowaniem gipsu jako spoiwa są resztki muru pierwszej katedry w Gnieźnie datowane na IX w. n.e.,
Gipsy tworzą kryształy o pokroju tabliczkowym, słupkowym, igiełkowym, soczewkowym lub płytkowym, ale to temat na inny EC. ;)
Powstają jako produkt:
- Ewaporacji, czyli odparowywania wód słonych jezior lub mórz w temperaturze poniżej 42 st. C.
- Hydratacji, czyli uwodnienia. Hydratacja to procesy chemiczne lub fizyczne, w których do jakiejś substancji, w naszym przypadku minerałów bezwodnych przyłączana jest woda. Co ważne, woda ta jest przyłączana w całości (nie powstają produkty uboczne). Hydratacja jest jednym z procesów wietrzenia chemicznego. Przykładem jest przejście anhydrytu CaSO4 w gips, czyli uwodniony siarczan wapnia CaSO4 2H2O.
- Wietrzenia minerałów siarczkowych. Dzięki procesom wietrzenia można znaleźć kryształki gipsu np. w hałdach pokopalnianych. W wyniku wietrzenia (co prawda w skałach osadowych jakimi są iły) powstały maleńkie kryształy gipsu w kopalni iłów w Zesławicach w Krakowie.
Co ciekawe w wyniku wietrzenia biologicznego (organicznego), czyli spowodowanego przez organizmy żywe jak np. bakterie beztlenowe, gips zamienia się w siarkę.
- Działalności ekshalacji wulkanicznej, czyli w wyniku wyziewów gazów wydobywających się z wulkanów. Gazy te reagując ze sobą oraz ze skałami, osadzają w szczelinach i na ścianach krateru chlorki, siarczki i inne minerały.
- Roztworów hydrotermalnych, czyli wysokozmineralizowanych roztworów wodnych, które mają związek z ostatnią fazą krystalizacji magmy, czyli tego czegoś co powstaje w głębi Ziemi, a gdy wypłynie na wierzch nazywane jest lawą. ;) Przykładowo jeśli w takich roztworach było bardzo duże stężenie minerałów, temperatura była niemalże stała, to anhydryt mógł się uwodnić i w ten sposób powstał gips.
Skąd wzięły się gipsy w Wiślicy?
W Wiślicy występują gipsy mioceńskie. Gipsy te powstały na dnie ciepłego morza mioceńskiego jako produkt ewaporacji. W neogenie, czyli okresie geologicznym wchodzącym w skład trzeciorzędu w erze zwanej kenozoikiem (neogen mniej więcej trwał od 22,5 do 1,7 mln lat temu) na przedpolu Karpat Zewnętrznych powstało zapadlisko przedkarpackie, które znajdowało się w rejonie dzisiejszego Krakowa, sięgając po południowy skłon (czyli powiedzmy, że ich stoki południowe) dzisiejszych Gór Świętokrzyskich. Zapadlisko to obszar, który jest ograniczony uskokami, wzdłuż których się zapadł.
Zapadlisko przedkarpackie powstało wskutek ugięcia się fragmentu skorupy ziemskiej, które nastąpiło na skutek dużego nacisku nasuwających się z południa płaszczowin w trakcie fałdowania Karpat. Płaszczowina to masa skał, które zostały wypchnięte ze swojego dotychczasowego położenia pod wpływem silnych nacisków bocznych i przesunięte. Mi osobiście najbardziej kojarzy się to z obrusem leżącym na stole, gdy próbujemy przesunąć talerz i powstają "zmarszczki" na powierzchni materiału. Zmarszczki w miarę przesuwania będą się powiększać i fałdować, pochylać, obalać... itd.
Obniżenie to zajęły wody ciepłego morza Paratetydy (początkowo morze to było częścią Oceanu Tetydy, lecz w wyniku wypiętrzenia Karpat zostało odcięte od oceanu tworząc morze śródlądowe). Pod koniec miocenu (około 5 mln lat temu) na skutek kolejnych wypiętrzeń (czyli wznoszenia warstw skalnych) , zamulenia i odparowywania, Paratetyda na tych terenach zanikła. Utwory siarczanowe środkowobadeńskiej formacji ewaporatowej ciągną się pasem o szerokości do 80 km wzdłuż północnego brzegu Karpat na obszarze Czech, Polski, Ukrainy i Rumunii.
Kopuła gipsowa w wale grodziska
W wale grodziska, po prawej stronie drogi prowadzącej od rynku w Wiślicy, znajduje się ładnie odsłonięta kopuła. Warstwy ułożone są koncentrycznie, budują je gipsy szablaste ułożone w przybliżeniu prostopadle do powierzchni ławic gipsowych (ławica to część warstwy skalnej wyraźnie oddzielona od góry i dołu). Gipsy szablaste zawdzięczają swoją nazwę charakterystycznemu kształtowi upodabniającemu je do szabli. Ich kryształy są długie i zakrzywione, wygięte w lekki łuk.
Ciekawostką w przypadku gipsów szablastych, które powstały w basenie ewaporacyjnym zapadliska przedkarpackiego jest to, że pozwalają na odczytanie kierunku i zwrotu paleoprądów solanek. Wierzchołki kryształów są zorientowane horyzontalnie i skierowane przeważnie w jedną stronę, która jest interpretowana jako kierunek skąd napływała solanka. Stały denny prąd solanek, które były przesycone siarczanami wapnia, wpływał na rozwój kryształów gipsu rosnących na dnie. Zgodna orientacja kryształów szablastych wynika z przyspieszonego wzrostu kryształów w stronę doprądową, potwierdzonego eksperymentalnie i teoretycznie.
Struktury kopułowe
Struktury kopułowe powstały prawdopodobnie na dnie morza mioceńskiego podczas tworzenia się skał gipsowych, lecz występują też hipotezy, zgodnie z którymi kopuły gipsowe są produktem przeobrażeń utworów gipsowych. Podobno kopuła w wale grodziska rośnie przez wieki przyłączając cząsteczki wody, lecz jaka jest prawda, tego nie wiem. Wiadomo za to, że nie jest to jedyna tego typu forma w Wiślicy, lecz z pewnością jest ona najlepiej czytelna i łatwo dostępna.
Zadanie:
1. W kopule gipsowej, która wbudowana jest w wały grodziska wypatrzysz gipsy szablaste. Czy "szable" są wygięte ku górze czy ku dołowi? Jak myślisz czy gipsy szablaste w tym miejscu tworzyły się w ciągu długiego czy stosunkowo krótkiego okresu czasu?
2. Czy na podstawie kierunku ułożenia "szabli" możesz określić, w którą stronę geograficzną świata przepływał paleoprąd dzięki któremu powstały?
3. Przyjrzyj się kopułom w punkcie lokalizacji EC oraz w punkcie Psia Górka. Czy kopuły te są podobnej wielkości, czy zbudowane są z tego samego rodzaju gipsów?
4. Do czego współcześnie używany jest gips? Podaj chociaż 1 przykład.
Źródła i więcej:
J. Żaba, Ilustrowana encyklopedia skał i minerałów, Videograf II, Katowice 2010
I. I. Turchinov, Litologiczne uwarunkowania rozwoju procesów krasowych w badeńskich gipsach Przedkarpacia, Przegląd Geologiczny, vol. 45, nr 8, 1997
J. Niemczyk, Zarys tektoniki grawitacyjnej gipsów mioceńskich na przedgórzu Karpat w Polsce, GEOLOGIA, Tom 31, Zeszyt 1, 2005
M. Bąbel, A. Bogucki, A. Jacyszyn, S. Wizna, Rekonstrukcja paleoprądów solanek w badeńskim basenie ewaporacyjnym zapadliska przedkarpackiego (poster), Przegląd Geologiczny, vol. 50, nr 9, 2002