Niespokojnie na granicy fran/famen EarthCache

NIESPOKOJNIE NA GRANICY FRAN/FAMEN

RESTLESSLY ON THE FRASNIAN/FAMENNIAN BORDER

DEWON: 416 – 360 MILIONÓW LAT TEMU...
Uważa się, że najważniejsze wydarzenia rozegrały się w dewonie na lądach. Z wody wyszły wreszcie kręgowce, w głębi kontynentów żyły stawonogi, a rośliny osiągały coraz większe rozmiary – na Ziemi wyrosły pierwsze lasy. Jednak okres ten – nie bez powodu, nazywany jest powszechnie „wiekiem ryb” (fig. 1). To morza i oceny stały się miejscem dla wielu spektakli przyrody, zarówno tych dobrych i pomyślnych, jak i dramatycznych. Jeden z nich zapisany został w ścianie wyrobiska przed którą właśnie stoisz...

Fig. 1. Dewon, „wiek ryby” (źródło: GEOsfera Jaworzno)
 

Fig. 2. Kamieniołom Wietrznia – profil wapieni i skał wapienno-marglistych dewonu górnego (fot. P. Woźniak)
Fig. 3. Schemat platformy węglanowej z zaznaczonym miejscem sedymentacji wapieni – początek późnego dewonu, fran (źródło: GeoTrop „Tropikalne morze i wielkie wymieranie”, tekst – M. Poros, zdjęcia i rysunki – J. Urban i Z. Złonkiewicz)
Fig. 4. Schemat platformy węglanowej z zaznaczonym miejscem sedymentacji skał wapienno-marglistych koniec późnego dewonu, famen (źródło: GeoTrop „Tropikalne morze i wielkie wymieranie”, tekst – M. Poros, zdjęcia i rysunki – J. Urban i Z. Złonkiewicz)
 

TAJEMNICA DEWOŃSKIEGO MORZA
Już na pierwszy rzut oka widać, że coś tu jest nie tak... Bez problemów da się zauważyć wyraźną różnicę między dwoma seriami skalnymi odsłoniętymi w ścianie dawnego kamieniołomu (fig. 2). W jej dolnej części zalegają jasne, masywne wapienie, które formowały się na początku późnego dewonu (fran) około 385 – 375 mln lat temu. Zawierają one liczne szczątki różnych organizmów – głównie koralowców, gąbek, liliowców i ramienionogów, które w ciepłych i płytkich wodach tropikalnego wówczas morza (fig. 3) budowały struktury organiczne przypominające dzisiejsze rafy. Skały w górnej części odsłonięcia są jednak zupełnie inne. W tym przypadku, te cienkie warstwy wapieni i margli powstały pod koniec późnego dewonu (famen) około 375 – 360 mln lat temu. Co ciekawe, budujący je osad gromadził się w znacznie głębszych partiach morza (fig. 4), o czym świadczą skamieniałości – m.in. głowonogi i trylobity. Skąd te zmiany? Co się stało z nie tak dawno jeszcze wyrastającymi ponad powierzchnię dna rafami? Jaką tajemnicę skrywają obserwowane przez nas ławice skalne? Oto cała prawda o niespokojnej granicy fran/famen.
 

UPADEK KORALOWEGO KRÓLESTWA
U schyłku dewonu nastąpił nagły kryzys świata organicznego – wielkie wymieranie. Objęło ono przede wszystkim organizmy morskie (fig. 5). Istnieje kilka teorii próbujących wyjaśnić przyczyny tego zjawiska: od upadku meteorytu, ponadprzeciętną aktywność wulkaniczną (ekshalacje gazowe z wielkich wylewów law), poprzez niedotlenienie oceanów, po niekorzystny wpływ nowo powstałej roślinności na lądzie. Jakie by one jednak nie były, nastąpiła wówczas całkowita zagłada około 70 – 75% gatunków ówczesnej fauny, a zwłaszcza organizmów rafowych (fig. 6). Cios był na tyle potężny, że równie bujne i tętniące różnorodnymi formami życia rafy pojawiły się dopiero w erze mezozoicznej, ponad 110 mln lat później.

Fig. 5. Główne grupy organizmów morskich objęte dewońskim wymieraniem (źródło: GeoTrop „Tropikalne morze i wielkie wymieranie”, tekst – M. Poros, zdjęcia i rysunki – J. Urban i Z. Złonkiewicz)
Fig. 6. Skamieniały szkielet czteropromiennego koralowca kolonijnego, dewon górny (fot. M. Poros)
 

SŁOWNIK „GEOLOGICZNO-POLSKI”:

EKSHALACJE GAZOWE
Wyziewy składników lotnych magmy – gazów i par.

FAMEN
Wyższe piętro dewonu górnego.

FRAN
Niższe piętro dewonu górnego.

GŁOWONOGI
Gromada mięczaków morskich o zróżnicowanej wielkości (od 1 cm do 20 m), obejmująca setki gatunków współczesnych oraz wiele kopalnych. Charakterystyczne cechy głowonogów: ciało dwubocznie symetryczne, wyodrębniona głowa z dużymi oczami, poruszanie tzw. ruchem odrzutowym dzięki wodzie wypychanej przez lejek z jamy płaszcza.

LILIOWCE
Przypominająca kwiaty grupa zwierząt morskich należących do szkarłupni. W ich budowie wyróżnić można trzy charakterystyczne elementy: łodygę, ramiona i kielich.

MARGIEL
Skała osadowa składająca się z węglanów (wapnia lub magnezu) i minerałów ilastych. Dobrze reaguje z kwasem solnym (HCl), pozostawiając błotnistą plamkę.

RAMIENIONOGI
Typ drobnych, morskich bezkręgowców, podobnych z wyglądu do małży. Ramienionogi są osiadłymi, dennymi filtratorami. Ich ciało składa się z części miękkiej otoczonej dwiema skorupkami o różnej wielkości: brzuszną i grzbietową.

TRYLOBITY
Gromada wymarłych morskich stawonogów o owalnym i spłaszczonym grzbietobrzusznie ciele, z wyraźnie wyróżnioną częścią głowową, tułowiową i ogonową.

WAPIEŃ
Skała osadowa (pochodzenia chemicznego lub organicznego) zbudowana z węglanu wapnia, głównie kalcytu (CaCO₃).
 

Aby zalogować EC musisz odwiedzić miejsce i przesłać odpowiedzi na pytania: 

1. Jednym krótkim zdaniem scharakteryzuj akwen morski w którym formowały się, widoczne w ścianie kamieniołomu masywne wapienie franu.

2. Tym razem proponujemy mały eksperyment. Dzięki niemu poczujesz się jak prawdziwy geolog. Różnica w wykształceniu skał zaliczanych odpowiednio do franu i famenu jest tu widoczna nawet z daleka. Jak jednak rozdzielająca je granica wygląda z bliska? Czy frańskie masywne wapienie i fameńskie skały wapienno-margliste leżą na sobie bez zaburzeń? A może wręcz przeciwnie – oddzielająca je powierzchnia tworzy jeden z rodzajów dyskordancji, czyli niezgodności? Jeżeli tak, to który? Oczywiście, nie musisz wspinać się po ścianie kamieniołomu (ani nawet do niej podchodzić), aby rozwiązać to zadanie. Wystarczy, że popatrzysz uważnie na zamieszczone poniżej zdjęcie – powiększenie miejsca zaznaczonego czerwoną strzałką (fig. 7) i skorzystasz ewentualnie ze schematu dyskordancji (fig. 8).​​​​
   
   
   Fig. 7. Granica fran / famen (fot. M. Poros)
   Fig. 8. Niezgodności (Dyskordancje) – schemat (źródło: http://igs.polsl.pl)

3. Której części profilu dewonu górnego – masywnych wapieni franu, czy cienkich warstw skał wapienno-marglistych famenu, nie zobaczysz w odsłonięciu znajdującym się za Twoimi plecami w przeciwległej ścianie wyrobiska?

4. To jedyna okazja, żeby całkiem spokojnie zrobić sobie zdjęcie na tle niespokojnej granicy fran/famen... Fotografię wstaw do komentarza.

UWAGA! Do zalogowania tej skrytki EarthCache wymagane jest wysłanie odpowiedzi do zadań przez profil PIG_PIB. Logować można po wysłaniu rozwiązań, nie czekając na wiadomość z naszej strony. Logi bez wysłanych odpowiedzi będą kasowane w ciągu 14 dni.
 

DEVONIAN (419 – 359 MLN YEARS AGO)
It is believed that the most important events during the Devonian took place on land. Vertebrates emerged from the water, arthropods lived in the continents interiors, and plants grew in size - the first forests appeared on Earth. However, this period is commonly called - for a good reason - the "age of fishes" (fig. 1). It is the seas and oceans that have become the scene for many acts of nature spectacle, both good and successful, as well as dramatic. The record of one of them is written in the wall of the quarry you are standing in front of...
 

THE MYSTERY OF THE DEVONIAN SEA
At first glance you can see that there is something wrong here... You can easily notice a clear difference between two rock series exposed in the wall of a former quarry (fig. 2). In its lower part you can see light, massive limestones, which formed at the beginning of the late Devonian (Frasnian) around 382 - 372 million years ago. They contain numerous fossils of various organisms - mainly corals, sponges, crinoids and brachiopods. In the warm and shallow waters of the then tropical sea (fig. 3) they were the main builders of organic structures resembling today's reefs. The rocks in the upper part of the exposure are completely different. They consist of thin layers of limestones and marls which were formed at the end of the late Devonian (Famennian) about 372 - 359 million years ago. Interestingly, the sedimentation process occurred in much deeper sea (fig. 4). We know this because of the fossils that include cephalopods and trilobites. What changed? What happened to the reefs? What secrets do the rocks observed by us hide? This is the whole truth about the what happened during troubled times at the Frasnian/Famennian boundary.
 

THE FALL OF THE CORAL KINGDOM
At the end of the Devonian, there was a sudden crisis in the living world - a great extinction. It mainly affected marine organisms (fig. 5). There are several theories trying to explain this phenomenon: from the fall of the meteorite, above average volcanic activity (gas exhalations from large lava flows), anoxia in the oceans, to the adverse impact of newly formed vegetation on land. Whatever they were, about 70-75% of the fauna and flora species at that time, especially reef organisms, went extinct (fig. 6). The blow was so powerful that reefs, equally lush and vibrant with various life forms, appeared only in the Mesozoic era, over 110 million years later.
 

DICTIONARY

VOLCANIC GAS
Gasses (including vapor) emanating from the depths of the Earth in locations with active or dormant volcanic activity.

FRASNIAN
Lower stage of the Upper Devonian

FAMENNIAN
Upper stage of the Upper Devonian

CEPHALOPODS
A class of marine molluscs of various sizes (from 1 cm to 20 m). There are hundreds of modern species and many fossil species. Characteristic features of cephalopods: bilateral body symmetry, a prominent head with large eyes, moving by so-called jet propulsion thanks to the water ejected through the hyponome (siphon) from the mantle cavity.

CRINOIDS
A flower-like group of marine animals belonging to the echinoderms. Three distinctive parts of their body can be distinguished: the stem, the cup-like theca and a set of arms

MARL
Sedimentary rock consisting of carbonates (calcium or magnesium) and clay minerals. Reacts well with hydrochloric acid (HCl), leaving a muddy smear.

BRACHIOPODS
A group of small, marine invertebrates, similar in appearance to mussels. Brachiopods are benthic filter-feeders. Their body consists of a soft part surrounded by two valves of different sizes: smaller brachial and bigger pedicle (with an opening for stalk-like pedicle).

TRILOBITES
A class of extinct sea arthropods with an oval and flattened body and with a clearly distinguishable head (cephalon), torso (thorax) and caudal part (pygidium).

LIMESTONE
Sedimentary rock of chemical or organic origin, made of calcium carbonate - mainly calcite (CaCO₃).
 

To log the EC you need to visit the place and send answers to the questions:

1. In one short sentence, characterize the sea basin in which massive limestones, visible in the quarry wall, formed.

2. This time we propose a small experiment. You will feel like a true geologist. The difference between the rocks formed during  Frasnian and Famennian is visible even from afar. But how does the boundary separating them look when you observe it carefully? Are the Famennian calcareous and marly rocks laying simply over the Frasnian massive limestones undisturbed? Or on the contrary - the surface separating them is one of the types of discordance or unconformity? If so, which one? Of course, you don't have to climb the quarry wall (or even approach it) to solve this task. All you have to do is look carefully at the photo below - enlarging the place marked with the red arrow (fig. 7)  and possibly use the discordance diagram (fig. 8).
   [Discordance diagram: A - angular discordance (angular unconformity); B - erosional discordance (erosional unconformity); C - paraconformity; D - nonconformity]

3. Which part of the upper Devonian profile - massive limestones, or thin layers of Famennian calcareous and marly rocks - is missing in the wall behind your back, in the opposite side of the quarry?

4. This is the only opportunity to calmly take a picture with the turbulent Frasnian / Famennian boundary ... Upload the photo in the comment section.

    

WARNING! To log this EC you have to send the answers to PIG_PIB profile. You can log after sending the answers, without waiting for our reply. Logs without answers will be deleted within 14 days!
 

Literatura / References:

1. BALIŃSKI A., RACKI G., 1999: Wymieranie i odradzanie się faun ramienionogowych a kryzys na granicy fran-famen. Przegląd Geologiczny, T. 47, nr 4, str. 373 – 378, Warszawa.

2. JAROSZEWSKI W., MARKS L., RADOMSKI A., 1985: Słownik geologii dynamicznej. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa.

3. MIZERSKI W., ORŁOWSKI S., 2001: Geologia historyczna dla geografów. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa

4. STANLEY S., 2002: Historia Ziemi. PWN Warszawa.

    

Grafika w tle / Background graphics: Granica fran / famen (fot. M. Poros) / Frasnian / Famennian boundary (fot. M. Poros)

Masz pytania? Napisz do nas! Kontakt: geocaching@pgi.gov.pl