Kamienne kule z doliny Strwiąża

Na FB trafiłem niedawno na zdjęcia pokazujące skupisko tajemniczych kamiennych kul w jarze niewielkiego potoku, gdzie w źródliskach Strwiąża. Oczywiście jak to zwykle bywa  domysły w komentarzach dotyczące genezy tych obiektów były różne. Jednak podobne twory określane jako konkrecje węglanowe były opisywane zarówno z Gór Słonnych w różnych utworach płaszczowiny skolskiej, jak też w Bieszczadach w warstwach płaszczowiny śląskiej gdzie określano je mianem konkrecji cementacyjnych. Ich geneza jest generalnie znana o czym za chwilę, ale wciąż  niejasna (moim zdaniem) pozostaje nadzwyczaj regularna forma większości obiektów.

W Karpatach spotyka się różne rodzaje konkrecji, przede wszystkim węglanowe, ale także krzemionkowe i krzemionkowo-węglanowe. Szczególnie interesujące są opisane w Bieszczadach przez prof. Haczewskiego duże konkrecje (niektóre nawet 1,7 m średnicy) z warstw hieroglifowych, zbudowane z piaskowca kwarcowo-muskowitowego spojonego cementem krzemionkowo-węglanowym. W potokach spływających z północnych stoków Laworty, w pobliżu Ustrzyk Dolnych, można natrafić na kamienne bryły o niemal kulistych kształtach. Niektóre osiągają 60–70 cm średnicy i na pierwszy rzut oka przypominają głazy, które zostały starannie obtoczone przez wodę. Ich regularność według współczesnych teorii to wynik dość skomplikowanych procesów geologicznych, które zachodziły w osadach morskich miliony lat temu. Konkrecje powstają wtedy, gdy w pewnej części osadu dochodzi do lokalnego nagromadzenia mineralnego spoiwa, które mocniej łączy ziarna piasku lub inne składniki skały, nadając jej większą twardość i odporność na erozję. 

Schemat wygenerowany za pomocą AI

Ogólny mechanizm powstawania konkrecji wiąże się z przemieszczaniem się substancji rozpuszczonych w wodzie krążącej w porach osadu i ich wytrącaniem w postaci mineralnego cementu. Nie oznacza to jednak, że znamy jeden uniwersalny sposób powstawania kulistych brył. Proponowano różne modele, próbujące wyjaśnić, dlaczego cementacja może postępować w sposób tak regularny, a granica między konkrecją i otaczającą skałą przybiera niekiedy niemal idealnie kulisty kształt. Jedną z interesujących hipotez przedstawili Yoshida i współautorzy w pracy opublikowanej w 2018 roku. Zakłada ona, że w osadzie wokół niewielkiego skupienia rozkładającej się materii organicznej powstaje szczególna strefa reakcji chemicznej. W wyniku rozkładu materii organicznej uwalniane są związki węgla, między innymi wodorowęglany (HCO₃⁻), które przemieszczają się na zewnątrz. Jednocześnie z otaczającej wody porowej do wnętrza docierają jony wapnia. W miejscu, w którym spotykają się w odpowiednich warunkach, może wytrącać się węglan wapnia, stopniowo spajający ziarna osadu. Według tego modelu, jeśli transport substancji zachodzi w podobny sposób we wszystkich kierunkach, a tempo reakcji i wytrącania minerałów pozostaje w odpowiedniej równowadze, strefa cementacji może przesuwać się promieniście, tworząc kulistą bryłę. Autorzy wskazują przy tym, że uzyskanie ostro odgraniczonej konkrecji wymaga odpowiednio dobranych warunków, między innymi związanych z przepuszczalnością osadu, dyfuzją reagentów i szybkością wytrącania węglanu wapnia. Model ten pokazuje więc jeden z możliwych mechanizmów powstawania regularnych konkrecji, ale nie musi wyjaśniać genezy wszystkich tego rodzaju form.

Konkrecje znalezione w dolinie Strwiąża występują w trzech niewielkich potokach-dopływach spływających z północnych stoków pasma Wielkiego Króla. W dwóch potokach spotyka się ich stosunkowo dużo, w trzecim występują pojedyncze okazy. W pobliskich ciekach, położonych dalej na wschód i zachód, dotychczas ich nie stwierdzono. 

Wyraźne ograniczenie przestrzenne sugeruje, że konkrecje mogą być związane z określonym poziomem skalnym albo lokalną strefą, w której warunki sprzyjały ich powstawaniu. Największe okazy mają około 60–70 cm średnicy, ale są też znacznie mniejsze o dymensji kilkunastocentymetrowej. 

Większość brył została już wypłukana z otaczającej skały i spoczywa na dnie paryj, ale w jednym miejscu udało mi się zaobserwować konkrecję zachowaną w ścianie  jaru, co może wskazywać, że przynajmniej część z nich powstała właśnie w tych utworach, a nie została przyniesiona z wyższych partii stoku. 

Zbliżenie przełamu

Pod względem wyglądu przypominają drobnoziarnisty piaskowiec, z jasnymi, błyszczącymi, płytkowymi ziarnami muskowitu oraz ciemniejszymi płytkami prawdopodobnie biotytu. Sama skała jest dość zwarta, ale można ją zarysować metalowym ostrzem. 

Przełam jednej z małych brył ujawnia ciekawą budowę: szaro-siną część centralną otacza jaśniejsza rdzawo-brunatna strefa "korowa" o grubości około 1–1,5 cm, wyraźnie oddzielona od wnętrza, choć jej granica jest nieregularna i lekko falista. Próba z kwasem solnym (4,5%) wykazała dość silną reakcję świeżych powierzchni, również w drobnoziarnistych fragmentach, co potwierdza obecność składników węglanowych. Zwietrzała powierzchnia reaguje słabiej, a sąsiednie, twarde piaskowce w korytach potoków nie wykazują podobnej reakcji. Można więc przypuszczać, że konkrecje są wyraźnie wzbogacone w cement węglanowy w porównaniu z otaczającą skałą.

Pozostaje jednak pytanie o ich wiek i przynależność geologiczną. Dostępna mapa wskazuje w rejonie Laworty dolnomioceńskie i oligoceńskie piaskowce i łupki, ale nie można wykluczyć, że lokalnie występują tu również starsze ogniwa fliszu, których zasięg nie został dokładnie przedstawiony. Jest to o tyle ważne, że podobne, duże konkrecje piaskowcowe opisano w bieszczadzkich warstwach hieroglifowych. Na razie nie ma jednak podstaw, by uznać, że kule ze Strwiąża należą do tych samych utworów. Pod względem tektonicznym rejon doliny Strwiąża w okolicach Ustrzyk Dolnych należy do szczególnie złożonej strefy Karpat zewnętrznych, położonej pomiędzy jednostką skolską i śląską. Ich południowa granica nie ma tutaj prostego charakteru nasunięcia, lecz przechodzi w system fałdów i struktur przejściowych, związanych między innymi z antykliną Ustianowej–Równi–Rabego. W starszych interpretacjach wyróżniano w tym obszarze antyklinorium skolskie, centralne synklinorium wiązane z jednostką śląską oraz pośrednią strefę o cechach facjalnych sukcesji podśląskiej. 

Kamienne kule z doliny Strwiąża pozostają zatem interesującą zagadką. Ich rozpoznanie wymagałoby dokładniejszego zbadania składu mineralnego, budowy wewnętrznej i kontaktu z otaczającą skałą, a także ustalenia, w jakim poziomie geologicznym występują. Z pewnością są kolejnym przykładem niezwykłych konkrecji znanych z karpackiego fliszu, a ich kulisty kształt jest świadectwem chemicznych procesów zachodzących w osadach dawnego morza na długo przed powstaniem dzisiejszych Bieszczadów.