W Polsce, gdzie znaczenie bursztynu w kulturze i sztuce ma wspaniałe i odległe tradycje, stwierdzenie, że bursztyn jest kopalną żywicą, jednocześnie określające jego organiczne pochodzenie, nie budzi już wątpliwości. Bursztyn bałtycki, znany od pradziejów, po raz pierwszy włączony do wykazów mineralogicznych przez Breithaupta w XIX wieku, inaczej zwany jest sukcynitem. Wielu autorów piszących o bursztynie chętnie sięga po dane z klasycznej literatury przełomu wieków, nie dodając nowych danych, które wzbogacają wiedzę o bursztynie. W określaniu twardości posługujemy się skalą Mohsa, chociaż mikrotwardość obliczona w megapaskalach (megapaskal: Kg/cm2x10) w obrębie czarnych żywic wykazuje rożnice od 60 do 280 Mpa, co może stanowić podstawę w podziale choćby na żywice "miękkie" i "twarde".
Można jeszcze znaleźć w literaturze wzór chemiczny bursztynu, nic dziś nie znaczący wobec odkrytych metodami chemiczno-fizycznymi 70 związków chemicznych wchodzących w skład żywic kopalnych. Bogata liczba tych związków (34 w przypadku sukcynitu ze zbiorów paryskich, STOUT et all 1995)jest niewątpliwie wynikiem złożonego procesu przemiany żywicy w bursztyn. Znamy wprawdzie schematy tłumaczące pozbywanie się ze świeżej żywicy składników lotnych (czego wynikiem jest jej twardnienie), wiemy o procesach izo- i polimeryzacji czy utleniania, wiemy, że pewien udział w tych procesach mają bakterie, ale nauka stale jeszcze nie może znaleźć jednoznacznego modelu chemizmu powstawania bursztynu.
Poza sukcynitem na świecie znanych jest około 150 innych żywic kopalnych w osadach różnego wieku i w różnym stopniu sfosylizowanych - o różnych nazwach. Nazwy np. symetyt, rumenit, walchowit itd. nadane zostały żywicom przez kreatorów. Jeśli odkrywca nie nadał nazwy, żywica określana jest z reguły nazwą bursztyn ze wskazaniem pochodzenia, np. bursztyn dominikański, meksykański, bursztyn z Borneo czy z Alavy.
Naukowe badania kolejnych odkryć, a także ukazujące się publikacje i popularyzacja, zwiększają krąg miłośników i, jak się okazuje, pośrednio wpływają na zainteresowanie nie tylko nowo odkrytą żywicą kopalną, ale także ... bursztynem bałtyckim.
Chińscy twórcy zanim sięgnęli po łatwiejszy w obróbce, ale odległy bursztyn bałtycki, już w XVIII wieku rzeźbili swoje słynne figurki Buddy, zwierzęta czy naszyjniki mandarynów w nowoodkrytym birmicie, bursztynie dostępnmym w sąsiadującej z Chinami Górnej Birmie. Rzeźby o podobnym orientalnym charakterze były na wyspie Bali najpierw wykonywane z tzw. bursztynu z Borneo, który został odkryty na pobliskiej wyspie w 1990 r., a obecnie również z bursztynu bałtyckiego sprowadzanego z Sambii. Również Hiszpanie, poprzez odkrycie w 1995 r. złoża w miejscowości Peniacerrada (tak zwany "bursztyn z Alavy"), zaczęli interesować się bursztynem bałtyckim (sukcynitem).
Geneza bursztynu bałtyckiego
Pytanie o genezę bursztynu jest pytaniem złożonym. Aby przekonać się, że bursztyn jest kopalną żywicą, wystarczy dokładnie przyjrzeć się zachowanym do dziś naturalnym formom bursztynu, i w lesie porównywać je z formami żywicy na żywicujacych pniach, albo w ich wnętrzu.
Dyskusje o tym, czym jest bursztyn, aktualne od czasów starożytnych, kiedy to obok żywicującej sosny, topoli i cedru jako surowiec wyjściowy wymieniano nieczystości zwierząt lub tłusty pot morza, trwały jeszcze w wieku siedemnastym. Jeszcze HARTKNOCH (1684) wątpił w pochodzenie bursztynu z żywicy, upatrując jego powstanie w ziemi: z lepkiej łykowatej materii, z łaciny bituminem nazwanej, którą to materię utwardza zimne i słone morze.
Następny człon pytania o genezę bursztynu, najtrudniejszy i bez jednoznacznej odpowiedzi, to kwestia gatunku drzewa, które produkowało żywicę w szczególnym nadmiarze. XIX-wieczne bardzo trudne porównawcze badania botaniczne, w oparciu o morfologię i systematykę zachowanych w bursztynie szczątków, jako macierzyste drzewo sukcynitu ostatecznie określiły Pinus succinifera. XX wiek przyniósł nowe odkrycia. Badania inkluzji roślinnych zaczęły ustępować badaniom chemicznym.
Zestawione w tabeli dane podlegają nadal dyskusji. Nadana przez CONWENTZA nazwa Pinus succinifera obowiązywała przez ponad 80 lat jako nazwa wspólna dla dwóch gatunków drzew Pinuxylon succiniferum (GOEPP.) KRÄUSEL i Pinuxylon stroboides (GOEPP.) KRÄUSEL. Dopiero SCHUBERT opisał gatunek sosny bursztynodajnej Pinus succinifera jako jedno drzewo macierzyste sukcynitu. Odrzucił diagnozę CONWENTZA, opierając się na cechach morfologicznych kory i badaniach chemicznych. Stwierdzenie występowania kryształów szczawianu wapniowego w komórkach parenchymy uznał za typowe dla tego gatunku. Dziś dowód ten jest podważany, bowiem wiadomo, że podobne kryształy są również związane z innymi drzewami.
Określenia drzewostanu eoceńskiego lasu na podstawie zachowanych w bursztynie bałtyckim fragmentów roślin opisanych w około 80 pracach, na podstawie analizy i weryfikacji (spośród blisko 750 nazw gatunkowych i rodzajowych pozostało tylko 216) dokonała znana polska botaniczka Hanna CZECZOTT. Spośród rodzin drzew szpilkowych pozostawiła następujące:
(1) Pinaceae - 11 gatunków, w tym 8 gatunków sosny w 3 rodzajach (Pinus, Larix, Abies);
(2) Taxodiaceae — 4 gatunki w 2 rodzajach (Glyptostrobus, Sequoia);
(3) Cupresaceae - 18 gatunków w 5 rodzajach (Widringtonia, Thuja, Libocedrus, Chamaecyparis)
To szczególne zestawienie inkluzji roślinnych CZECZOTTOWEJ (szeroko cytowane w literaturze światowej) obok nowszych opracowań, po ponad 30 latach posłużyło do opracowania przez A. KOHLMAN-ADAMSKĄ (1997) naukowej rekonstrukcji zbiorowisk leśnych we wczesnym trzeciorzędzie. Autorka ta wydzieliła trzy zbiorowiska: las szpilkowy wyższych partii gór z Sequoia, Abies (jodła), Picea (świerk), Larix (modrzew), Sciadopitys (sośnica), Cupresaceae (Libocedrus, Thujopsis, Chamaecyparis, Thuja); lasostep sosnowo-palmowo-dębowy niższych partii gór, gdzie obok Pinus (sosna), Palmae (palma) i Quercus (dąb) rosły Lauraceae (wawrzynowate), Magnolia (magnolia), Castanea (kasztan), Fagus (buk), Ilex (ostrokrzew), Pittosporaceae, Zamia i in. oraz licznymi trawami oraz wilgotny las dolin rzecznych z Glyptostrobus z krzewami Clethraceae, Myricaceae, Salicaceae (wierzbowate) i z wielkimi bylinami Connaraceae.
Sugerowane przez KOSTYNIUKA w 1960 r., a po wielu latach przez BECKA (1993), dziś rozpowszechnione w literaturze uznanie Agathis jako drzewa macierzystego bursztynu nie uzyskuje pełnej akceptacji w dalszych badaniach. Za przyjęciem Agathis były badania polegające na usunięciu kwasu bursztynowego z sukcynitu co dało produkt podobny do żywicy Agatis australis i odwrotnie żywica Agatis wzbogacona kwasem bursztynowym dała sukcynit (GOUGH & MILLS 1972). Wg innych (ANDERSON & LEPAGE 1995) uzyskanie takich wyników polega tylko na podobieństwie struktury tych żywic. Przeciw przemawia również fakt (z czego zdają sobie sprawę zwolennicy Agathis), że drzewa te z rodziny Araucariaceae są związane jedynie z półkulą południową, a ich szczątki nie zostały stwierdzone w bursztynie bałtyckim. Brak botanicznego potwierdzenia opartego na badaniach roślinnych szczątków zachowanych w danej żywicy, pozostawia nawet najbardziej przekonywujące wnioski genetyczne w sferze przypuszczeń.
Jednoznaczną identyfikację bursztynu bałtyckiego uzyskuje się dziś metodą spektroskopii absorpcyjnej w podczerwieni. Również inne żywice można klasyfikować porównując wyniki badań żywic współczesnych. Zgodność krzywych, wprawdzie nie zawsze, ale w niektórych przypadkach pozwala określić genezę danej żywicy i wskazać na jej macierzyste drzewo. Ogromnie obiecujące wydawało się 12 lat temu, uzyskanie przez KATINASA krzywej IRS identycznej do krzywej sukcynitu ze współczesnej żywicy Cedrus atlantica L., drzewa, które porasta dziś góry Atlas pn. Afryki. Niestety wynik ten do dziś nie ma potwierdzenia w badaniach paleobotanicznych.
Ostatnio Kanadyjczycy odkryli żywice w skałach piaszczysto-ilastych i we wkładkach lignitów z eoceńskiego lasu kopalnego na wyspie Axel Heiberg w Kanadzie. Był to las bagienny, w którym rosły metasekwoje, glyptostrobusy i Pseudolarix (wg. Englera: rodzaj Pseudolarix należy podobnie jak Larix do podrodziny Laricoideae, rodziny Pinaceae). Erozja wypreparowała warstwy organiczne z okruchami żywic do 4 cm średnicy i żywicę tkwiącą jeszcze w drewnie, szyszkach i łuskach. W żywicy uzyskanej z odrytego w złożu drewna rodzaju Pseudolarix stwierdzono występowanie kwasu bursztynowego. Uznano to za podstawę zaliczenia do rodzaju Pseudolarix wszystkich występujących tam żywic z kwasem bursztynowym (ANDERSON & LEPAGE 1995).
Wynik badania próbki (z kolekcji Uniwersytetu w Saskatchewan uzyskanej dzięki uprzejmości Dr. A ZOBEL-BRAUN) żółtej, przeświecającej żywicy kopalnej z wyspy Somerset (należącej podobnie jak wyspa Axel Heiberg do Archipelagu Królowej Elżbiety), metodą spektroskopii absorpcyjnej w podczerwieni (MZ IRS 477) wskazał również na obecność sukcynitu. Po raz pierwszy badania sukcynitu zostały potwierdzone jednocześnie badaniami botanicznymi jak i chemicznymi i fizyko-chemicznymi. Biorąc pod uwagę paleogeografię półkuli północnej w paleogenie, (różną od współczesnej pozycję Skandynawii i Kanady) jesteśmy może bliscy odkrycia nie tylko zagadki dotyczącej macierzystego drzewa sukcynitu, ale i dokładniejszego wskazania obszaru bursztynonośnych lasów.
Z kształtów i wielkości brył możemy wnioskować, że macierzyste drzewa sukcynitu były duże i silnie żywicujące. Trudno jednak rozstrzygnąć czy obfite żywicowanie było naturalną reakcją biologicznych procesów tychże gatunków, czy powodowane było innymi przyczynami (zranienia kory, wiatrołomy, choroby siedlisk leśnych).
W literaturze znaleźć można dane o występowaniu popiołów wulkanicznych w sąsiedztwie występowania nagromadzeń osadów bursztynonośnych. Na tej podstawie przypuszcza się, że zaistnienie chmury popiołów, która powodowała przedłużenie nocy mogło powodować zwiększone żywicowanie. Podmorski wulkanizm, który w paleogenie miał miejsce na obszarze Morza Północnego pozostawił ślady w formie warstw popiołów na rozległym obszarze Europy północnej, dobrze widoczne na połwyspie Jutlandzkim, a także jak podaje KHARIN także na Sambii. Znane są rownież wystapienia popiołów wulkanicznych na terenie Ukrainy w niewielkiej odległości od udokumentownych złóż w okolicy Klesowa. Kredowym żywicom Jordanii towarzyszą również osady zwiazane z wulkanizmem.
Żywice znajdowane w skałach najczęściej sypkich, ilasto- piaszczystych swiadczą o wegetacji roślinnej, choć nie zawsze w najbliższym otoczeniu. Jeszcze świeże żywice, często tkwiąc w większych lub mniejszych fragmentach drzew, przenoszone były wodami strumieni, a następnie rzek i akumulowane wraz z osadem i obumarłą florą. Te żywice, których transport w odpowiednim czasie ich początkowych zmian diagenetycznych zakończył się w morzu, w środowisku wody słonej przetworzyły się w sukcynit. Te które pozostały na zawsze w warunkach lądowych odznaczają się z reguły wiekszą kruchością i niezbyt bogatym zrożnicowaniem odmian.
Znamy również i inne żywice, które wraz z osadem dodatkowo podlegały procesom górotwórczym lub brały udział w procesach tektonicznych. Ciśnienie i zmiany temperatury sprawiły ich zmianę barwy z żółtej aż do ciemnoczerwonej i zwiększyły ich stopień przezroczystości. Spowodowały rownież spłaszczenie ich form naciekowych i powstanie drobnych spękań w obrębie bryłek.
Złoża bursztynu bałtyckiego
Dzieje kawałka bursztynu, znalezionego przypadkowo na plaży południowej lini brzegowej Bałtyku, sięgają czasu oddalonego od nas conajmniej o 40 milionów lat, kiedy tworzyły się złoża trzeciorzędowe. Rozprzestrzenienie złóż sukcynitu na świecie jest bardzo ograniczone: największe złoże osadzone w formie delty płynącej z północy hipotetycznej rzeki ERIDAN w północnej strefie brzegowej basenu eoceńskiego, występuje między Karwią a nasadą półwyspu Sambii w Rosji. Bursztyn występuje w osadach niebieskiej ziemi, których wiek oznaczony na górny eocen, wg ostatnich badań (RITZKOWSKI 1998) został obniżony na środkowy eocen (lutet). Ponadto eksploatacja bursztynu odbywa się w Klesowie i Dubrowicy w okolicach Sarn na Ukrainie. Bursztyn z młodszego, ale również trzeciorzędowego złoża koło Bitterfeldu w Niemczech obecnie nie jest wydobywany. O wielkości nagromadzenia sukcynitu w osadch trzeciorzędowych na wyspie Axel Heiberg i Somerset Archipelagu Królowej Elżbiety w Kanadzie narazie nie ma danych.
Geneza, budowa geologiczna, dzieje eksploatacji trzeciorzędowego złoża sambijsko-chłapowskiego mają wyjątkowo bogatą literaturę sięgającą połowy XIX wieku (m.inn. ZADDACH 1869, KATINAS 1971, PIWOCKI & OLKOWICZ-PAPROCKA 1987, KOSMOWSKA-CERANOWICZ, B., A. KOHLMAN-ADAMSKA, I. GRABOWSKA 1997, KOSTIASZOWA 1999).
Złoże to wielokrotnie podlegało erozji, w wyniku której duża jego część została wyniesiona poza pierwotny zasięg bursztynonośnej delty. W młodszych osadach trzeciorzędowych na terenie Sambii spotyka się bursztyn na złożach oligoceńskich jak i mioceńskich.
Do największego zniszczenia złoża erozją i transportem lodowcowym doszło jednak dopiero w czwartorzędzie. Kolejne zlodowacenia erodowały coraz starsze warstwy i przenosiły je w porządku odwrotnym. I tak największe zagęszczenie bursztynu wydaje się być w osadach najmłodszego zlodowacenia bałtyckiego.
Bursztyn przenoszony był transportem lodowcowym, rzeczno-lodowcowym i rzecznym na obszar Polski, Białorusi, Litwy, Łotwy, Niemiec, aż do wschodnich wybrzeży Wysp Brytyjskich, a także Jutlandii i południowych wybrzeży Skandynawi. Przenoszenie bursztynu odbywało się w dwojaki sposób. Całe pakiety bursztynonośnej niebieskiej ziemi o nienaruszonej strukturze transportowane były na znaczne odległości, jako tak zwane kry wtopione w lodowiec. Drugi sposób to transport bursztynu w rozproszeniu, jako bursztynowe otoczaki w glinach zwałowych, piaskach i żwirach wodno-lodowcowych, bądź jako ziarna bursztynu w piaskach plażowych i rzecznych.
W Polsce znane są większe kry niebieskiej ziemi w Zielnowie koło Grudziądza i w Możdżanowie koło Ustki. O kopalniach w Możdżanowie wspominały już kroniki z końca XVIII wieku. Eksploatacja bursztynu prowadzona była za pomocą szybów do głębokości około 22 m. Kopalnia w Możdżanowie nie wytrzymała jednak konkurencji z rozbudowującym się kopalnictwem na Sambii.
Zapomnianym złożem w Możdżanowie zainteresowano się ponownie w 1957 r. Poza odwierceniem 21 otworów i stwierdzeniem występowania surowca prace te jednak nic nowego nie wniosły. Dopiero badania prowadzone przez Pąństwowy Instytyt Geologiczny w Warszawie w latach 70tych określiły budowę geologiczną złoża.
Niewątpliwie najwcześniej były, a dziś są najlepiej znane człowiekowi wystąpienia bursztynu na plażach, najliczniejsze po dużych sztormach. Stąd wśród wielu ludzi istnieje mylne przekonanie o jego związku genetycznym z Bałtykiem. A to tylko ostatnie 10000 lat wędrówki bursztynu ze złóż trzeciorzędowych rejonu Sambii i ze złóż plejstoceńskich. Kolejna redepozycja związana była z powstaniem i rozwojem Bałtyku i do dziś trwającymi procesami sedymentacji brzegowej.
Przemieszczanie bursztynu z osadów plejstoceńskich następowało transportem rzecznym (z lądu) i morskim (falowanie, sztormy, przypływy). Bursztyn dzięki małej gęstości, często dużej porowatości i płaskim formom, a tym samym dużej pływalności gromadzi się w plażowych i przybrzeżnomorskich rozsypiskach.
Przeprowadzone ostatnio badania wysokiego klifu w Ustce (SZCZESIAK 1998) wykazały obecność plejstoceńskiej warstwy bursztynonośnej na odcinku długości około 10 km. Równolegle z osadzaniem się bursztynu, w kolejno zmieniających swój zasięg plażach, w głębi lądu osadzany był bursztyn we współczesnych osadach rzek wypłukujących osady plejstoceńskie.
Literatura
BECK C. W. 1993: Der Wissensstand über chemische Struktur und botanische Herkunft des Bernsteins. Miscellanea archeologica Thaddaeo Malinowski dedicata, Słupsk - Poznań, 27-38.
KATINAS V. 1971: Jantar i jantarenosnyje otłożenija jużnoj Pribaltiki. Inst. Nauczn.-issl. Geol. Inst., Tr. 20, Vilnius.
KOSMOWSKA-CERANOWICZ 1995: Das Bernsteinführende Tertiär des Chłapowo-Samland Delta, in: Klassische Fundstellen der Paläontologie. Goldschneck-Verlag Korb, 180-190.
KOSMOWSKA-CERANOWICZ B., A. KOHLMAN-ADAMSKA, I. GRABOWSKA. 1997: Erste Ergebnisse zur Lithologie und Palynologie der bernsteinführenden Sedimente im Tagebau Primorskoje, Metalla. Forschungsberichte des Deutsch. Bergbau-Museums, 66: 5-17.
KOSTYNIUK M. 1960: Nowozelandzka kauri a pochodzenie bursztynu, Wszechświat, 10: 263-266.
PIWOCKI M.& I.OLKOWICZ-PAPROCKA 1987: Litostratygrafia paleogenu, perspektywy i metodyka poszukiwań bursztynu w Północnej Polsce. Biuletyn Instytu Geologicznego, 356: 7-28.
RITZKOWSKI S. 1997: K-Ar - Alterbestimmungen der bernsteinführenden Sedimente des Samlandes. Metalla. Forschungsberichte des Deutsch. Bergbau-Museums 66: 19-23. Bochum
STOUT, E.C., C.W. BECK, B. KOSMOWSKA-CERANOWICZ. 1995. Gedanite and gedano-succinite. ACS (American Chemical Society) Symposium series 617: 130-148.
SZCZESIAK A. 1989: Występowanie bursztynu w czwartorzędowych utworach klifowych w rejonie Ustki.
ZADDACH E.G. 1869: Ueber die Bernstein- und Braunkohlenlager des Samlands. Schriften der phys.-ökonom. Gesselschaft 1, 1-44. |
