Tatry: historia wzrostu i być może znikania

Kazimierz Przerwa-Tetmajer pod koniec XIX w. w wierszu „Widok ze Świnicy do Doliny Wierchcichej” pisał: „Patrzę ze szczytu w dół: pode mną przepaść rozwarła paszczę ciemną – patrzę w dolinę, w dal: i jakaś dziwna mię pochwyca, bez brzegu i bez dna tęsknica, niewysłowiony żal…”. Jeden z głównych twórców Młodej Polski był od młodości zakochany w Tatrach. Zaczął wędrować po nich jako nastolatek i przez kolejne dwie dekady spędzał tam praktyczne wszystkie sezony letnie. Wdrapywał się na szczyty, pokonywał przełęcze, a gdy zdrowie już mu nie pozwalało na takie męczące eskapady, wędrował po dolinach. W uczuciach do tatrzańskich widoków okazał się stalszy niż w uczuciach do kobiet. Zresztą należał do bardzo licznego grona artystów, którzy w XIX w. ulegli urokowi strzelistych turni i przepaści.

Ale nie tylko artyści – poeci, powieściopisarze, malarze i kompozytorzy – pielgrzymowali w Tatry. Fascynowały one również przyrodników i naukowców różnych specjalności, w tym geologów. Ci oczywiście pragnęli poznać przeszłość tego fenomenu natury – gniazda górskiego, które wystrzeliwuje ku niebu pośrodku Karpat, wyrastając ponad ich łagodne wierzchołki niczym baszta albo strażnica. Kiedy młody Przerwa-Tetmajer włóczył się wraz z towarzyszami po Tatrach, oddając się kontemplacjom i ulegając poetyckim nastrojom, starszy od niego o kilka lat Viktor Uhlig, urodzony na Morawach profesor geologii i paleontologii na Politechnice w Pradze, przemierzał te same góry z młotkiem i notatnikiem, odłupując kawałki skał i żmudnie opracowując pierwszą ich dokładną mapę geologiczną.

W 1894 r. Tetmajer wydał w Krakowie własnym nakładem tomik wierszy „Poezje. Seria druga”, przyjęty entuzjastycznie i rozpoczynający okres Młodej Polski w rodzimej literaturze, a trzy lata później Uhlig opublikował w Wiedniu swoje sztandarowe dzieło. Nosiło ono tytuł „Die Geologie des Tatragebirges”, czyli „Geologia Tatr”, i odegrało równie przełomową rolę jak liryki Tetmajera, tyle że w nieco innej dziedzinie. Znajdująca się w tej książce mapa budowy geologicznej Tatr zainicjowała burzliwą debatę na temat genezy gór – ich narodzin, a potem kolejnych przeobrażeń, łącznie z obecnym, które nie jest ostatnim. Tatry będą istniały jeszcze wiele milionów lat. Przed nimi długa przyszłość. Ale nie tak długa jak przeszłość najstarszych budujących je skał.

Narodziny: granitowy fundament

Zewnętrzna powłoka Ziemi zwana litosferą składa się ze sztywnych płyt tektonicznych o grubości od kilkunastu do kilkudziesięciu kilometrów. Płyty te są mobilne, a to, w którym kierunku i z jaką prędkością podążą, zależy od słabo poznanych zjawisk, zachodzących w głębszych warstwach globu. Są dwa rodzaje takich dryfujących płyt: oceaniczne i kontynentalne. Te drugie od czasu do czasu się łączą, tworząc wielkie lądy, a następnie rozdzielają się, a wtedy pomiędzy nie wdziera się ocean. Taki rytm trwa setki milionów lat i zwany jest superkontynentalnym. Tatry są jego dziełem.

Z pewnością istnieje jakaś prehistoria Tatr, której jednak nie znamy. Ich zrekonstruowane przez geologów dzieje zaczynają się ok. 300 mln lat temu, w erze paleozoicznej. Był to dość szczególny moment w historii globu, bo właśnie wtedy powstawał ostatni jak dotąd superkontynent, obejmujący wszystkie ziemskie lądy. Geolodzy nazwali go Pangeą. Lądy łączyły się stopniowo, unicestwiając oddzielające je morza oraz miażdżąc, ściskając i wyginając osady gromadzące się przez miliony lat na ich dnie. Na koniec te powyginane w fałdy warstwy były wypiętrzane, co dało początek wielkim łańcuchom górskim. Ten dramatyczny akt tektonicznej przemocy nazwano fałdowaniem lub orogenezą hercyńską. Tak właśnie narodziły się m.in. Appalachy w Ameryce Północnej, pasma Ural, Tien-szan i Ałtaj w Azji, Góry Smocze w Afryce i Wielkie Góry Wododziałowe w Australii, a także liczne stare łańcuchy górskie Europy – od Ardenów na zachodzie po Sudety i Góry Świętokrzyskie na wschodzie. Podczas tych wydarzeń region tatrzański znalazł się blisko głównej linii zwarcia płyt tektonicznych, ale poza strefą fałdowań i wypiętrzeń. Mimo to spokojnie nie było. Zderzeniom lądów często towarzyszą iniekcje gorącej magmy, która podpływa z wnętrza globu pęknięciami w skorupie ziemskiej. Czasami magma wypływa na powierzchnię – wtedy powstają skały wulkaniczne. Czasami jednak zatrzymuje się w pół drogi na głębokości wielu kilometrów. Stygnie tam i krystalizuje pośród starszych skał, tworząc obce ciało, czyli intruzję. Tak powstałe skały zwane są głębinowymi, a wśród nich najpowszechniejszą jest granit.

W ten sposób powstał granitowy blok współczesnych Tatr Wysokich. Wędrując po nich, pamiętajmy, że stąpamy po nobliwych skałach, które liczą jakieś 300 mln lat. Jednak to nie do nich należy rekord wieku, ale do skał, w które wcisnęła się granitowa magma. Dziś budują one wyższe partie Tatr Zachodnich. Są to liczące nawet ponad 400 mln lat skały metamorficzne. Ich nazwa nawiązuje do faktu, że powstały z przeobrażenia (metamorfozy) jakichś wcześniejszych warstw skalnych. Kiedy doszło do tej transformacji, nie wiadomo, ale naukowcy podejrzewają, że może to być echo jeszcze wcześniejszego fałdowania, zwanego kaledońskim. Erozja uporała się z tamtymi górami, a ich pozostałości zanurkowały do skorupy ziemskiej na znaczną głębokość i tam pod wpływem wysokiej temperatury i ciśnienia uległy metamorfozie, zmieniając się w łupki krystaliczne i gnejsy. Miliony lat później wdarł się w nie brutalnie granit.

Czas jednak leczy rany i choć z jego upływem granit i skały metamorficzne utworzyły wspólnie krystaliczny fundament Tatr, to nie zatarł on wszystkich różnic. Dlatego odporniejszy granit buduje wyższe Tatry Wysokie, natomiast nieco łatwiej ulegające erozji skały metamorficzne dominują w niższych Tatrach Zachodnich. Fakt ten wpłynął w bardzo istotny sposób na współczesny wygląd gór: podczas ostatniej epoki lodowcowej (plejstocenu) wznoszące się wyżej Tatry Wysokie zostały znacznie silniej zlodowacone, dzięki czemu mają typowy alpejski krajobraz – z ostrymi graniami, pionowymi turniami, kilkusetmetrowymi urwiskami, kotłami polodowcowymi wypełnionymi jeziorami, dolinami U-kształtnymi i dolinkami zawieszonymi, z których pikują wodospady. W niższych i słabiej zlodowaconych Tatrach Zachodnich większości tych form terenu nie znajdziemy. Przeważają tam obłe kształty.

Gdy Tatry były wyspą

Aby jednak Tatry mogły przybrać obecny kształt, najpierw ich prastary krystaliczny fundament musiał pojawić się na powierzchni. Nie była to dla niego nowość. We wcześniejszych okresach i epokach geologicznych wiele razy wędrował w górę lub w dół. To stawał się lądem niszczonym przez siły zewnętrzne, to był zatapiany i zakrywany warstwami młodszych skał pochodzenia morskiego. Ostatecznie przetrwał jakoś ten tektoniczny rollercoaster i dziś możemy radować się jego widokiem, podziwiając za upór.

Po raz pierwszy wyrósł jeszcze w paleozoiku, niedługo po powstaniu intruzji granitowej. Te pierwsze góry zostały oczywiście usunięte. Pozostało po nich trochę naniesionych przez rzeki warstw żwirów i głazów, tworzących najstarszą w Tatrach skałę osadową zwaną zlepieńcem koperszadzkim (od Doliny Zadnich Koperszadów w północnej części słowackich Tatr Wysokich). Potem przyszła era mezozoiczna, a wraz z nią – morze. Początkowo było płytkie i często się wycofywało. Stopniowo jednak środowisko morskie zaczęło przeważać. Przed 180–170 mln lat zaczęła pękać Pangea. Najpierw podzieliła się na Gondwanę na południu i Laurazję na północy. W skład tej drugiej weszła północna i środkowa Europa (południowa jeszcze nie istniała). Pomiędzy Gondwanę i Laurazję wdarł się ocean Tetyda. Tatrzański fundament trafił na jego dno i został zakryty osadami morskimi, z których formowały się wapienie, dolomity, łupki i margle. Tak upłynęło kilkadziesiąt milionów lat. Choć był to raczej monotonny okres w historii Tatr, miał duży wpływ na ich późniejszy wygląd.

Monotonia skończyła się ok. 90 mln lat temu. Era mezozoiczna wkraczała w schyłkową fazę, Pangea od dawna nie istniała, a wchodzące w jej skład lądy rozbiegły się po całym globie. Wielkie płyty tektoniczne siłowały się między sobą. Jedna z nich, sunąc na północ w stronę Europy, zgniotła i pofałdowała skały morskie odkładające się na dnie Tetydy powyżej trzonu krystalicznego Tatr, tworząc tak zwaną serię wierchową. Następnie przepchnęła z południa dwie kolejne warstwy pofałdowanych skał, które badacze nazwali płaszczowinami. Na koniec całość została wypchnięta do góry i wynurzyła się z wody jako duża wyspa oddzielona od Europy głębokim morzem i zbudowana z grubych pokładów skał wapiennych, skrywających krystaliczne jądro.

Krajobraz tej wyspy w niczym nie przypominał dzisiejszego. Był to rozległy ląd – początkowo górzysty, a na końcu płaski – z bogatą siecią hydrograficzną oraz rzekami płynącymi głównie ku północy i transportującymi duże ilości żwirów. Ta izolacja trwała jakieś 50 mln lat, a skończyła się powrotem monotonii, czyli morza. Stało się to ok. 40 mln lat temu, w epoce eocenu, należącej już do ery kenozoicznej. W międzyczasie z Ziemi odeszły dinozaury, a we władanie przejęły ją ssaki.

Przed ostatnią prostą

Te Tatry, które znamy, zaczęły się wyłaniać mniej więcej 10 mln lat temu, pod koniec epoki mioceńskiej. Nie od razu jednak przybrały obecny kształt. Zaczęło się od finalnej fazy alpejskich ruchów górotwórczych. Nacierająca na Europę afrykańska płyta tektoniczna ponownie zmiażdżyła i sfałdowała osady morskie, po czym zaczęła je wypychać ku górze. Z toni morskiej wyłoniły się Alpy, Karpaty i inne młode łańcuchy górskie. Drogą tą podążyły również Tatry. Im silniej były wypiętrzane, tym silniej atakowała je erozja zdzierająca kolejne warstwy skał – najpierw tych, które gromadziły się na dnie morza eoceńskiego, a potem kolejnych mórz mezozoicznych. W ciągu kilku milionów lat erozja uporała się z większością skał osadowych, które przez 200 mln lat gromadziły się nad prastarym trzonem krystalicznym, pamiętającym erę paleozoiczną. W końcu i on ujrzał światło dzienne.

Odgrzebanie granitów i skał metamorficznych było pierwszym krokiem ku górom znanym nam ze zdjęć i osobistych doświadczeń. Ale wyglądały inaczej niż dziś. Miały kopulaste wierzchołki, które ok. 5 mln lat temu, na początku kolejnej epoki – pliocenu – zostały mocno obniżone, kiedy alpejska winda tektoniczna zatrzymała się na pewien czas. Były wówczas znacznie niższe niż dziś – tworzyły niewysoki wał, który łagodnie opadał ku północy, przechodząc niepostrzeżenie w strefę podgórską. Wypływające z tego garbu rzeki utworzyły sieć równoległych dolin, która istnieje do dziś. Doliny tych rzek z czasem stały się szerokie i płaskodenne. Z pewnością nie zostały stworzone przez bystre potoki górskie.

Przed 3–4 mln lat spokój tektoniczny się skończył i mocno już zniszczony wał tatrzański zaczął rosnąć jak na drożdżach. Teren dźwigał się, a rzeki znów z impetem atakowały skalne podłoże. Swój bieg dostosowywały do sieci uskoków przecinających krystaliczny trzon gór. Te pęknięcia powstały podczas krzepnięcia granitowej magmy w skorupie ziemskiej, a więc setki milionów lat temu. Teraz zaczynały wpływać na wygląd Tatr, w szczególności Tatr Wysokich, gdzie do głosu doszła jeszcze jedna cecha granitu – cios. Takim terminem naukowcy określają sieć geometrycznych spękań, wzdłuż których oddziela się skała. Każdy, kto był w Tatrach Wysokich, z pewnością widział wielokrotnie takie płaskie powierzchnie ciosowe. Mają one określoną orientację i często przecinają się pod kątem prostym, co sprzyja powstawaniu baszt, turni i gładkich przepaścistych ścian. Odpoczywając nad Czarnym Stawem Gąsienicowym, można podziwiać wspaniały cios Kościelca pod postacią wielkich granitowych płyt opadających ku północy, w stronę przełęczy Karb. Wiele ciosowych płaszczyzn i fantastycznych form skalnych odnajdziemy, wędrując Orlą Percią. Wśród nich jest słynna Zamarła Turnia, klasyczny teren tatrzańskich wspinaczek.

Wielki finał

Aby jednak w Tatrach mógł powstać ten zapierający dech w piersiach wysokogórski krajobraz, najpierw musiał przyjść plejstocen – epoka lodowcowa, podczas której temperatury na globie spadły do najniższych od setek milionów lat. Ten zjazd zaczął się jakieś 2,5 mln lat temu, ale naprawdę lodowato zrobiło się na Ziemi mniej więcej milion lat temu. Tatry były wówczas wyniosłymi górami z obłymi wierchami zbudowanymi ze skał krystalicznych, do których od północy przylegały młodsze skały morskiego pochodzenia, które nie zostały do końca zdarte. Masyw rozcinały głębokie doliny rzeczne, ale skuteczność tego rozcinania była większa w mniej odpornych i niższych Tatrach Zachodnich. O wiele większy opór stawiały wodzie granity. Dlatego w Tatrach Wysokich rozcinanie dolin zatrzymało się w połowie, pozostawiając nienaruszone górne odcinki szerokich dolin sprzed 5 mln lat.

Miało to fundamentalne znaczenie dla obecnego wyglądu gór. Kiedy bowiem w plejstocenie klimat zaliczył ostry zjazd, te zachowane w Tatrach Wysokich płaskie rozszerzenia na dużych wysokościach okazały się idealnymi miejscami do gromadzenia się śniegu. Stopniowo zmieniały się w pola firnowe, które z kolei dawały początek kotłom (karom) lodowcowym. W efekcie Tatry Wysokie zostały znacznie silniej przemodelowane przez lodowce. W Tatrach Zachodnich tego lodu zbierało się o wiele mniej. Tylko w niektórych miejscach (Dolina Miętusia, Dolina Małej Łąki) północne zbocza zostały podgryzione przez kotły lodowcowe, natomiast uformowane z gnejsów i łupków krystalicznych obłe wierzchołki zachowały dawny wygląd.

Naukowcy uważają, że Tatry przeżyły zlodowacenie co najmniej trzykrotnie. Nigdy jednak nie dotarł do nich lądolód skandynawski, który podczas swojego maksymalnego zasięgu – było to w okresie zlodowacenia południowopolskiego przed 500–400 tys. lat – oparł się o Karpaty, ale dalej na południe nie podążył. Tatrzańskie lodowce powstawały lokalnie w wyniku znacznego obniżenia się granicy wiecznego śniegu. Powyżej tej granicy część śniegu, który spadł zimą, nie znika latem. W ten sposób gromadzi się go coraz więcej z roku na rok. Choć w Tatrach taka sytuacja powtarzała się przynajmniej trzy razy, obecna ich rzeźba to efekt ostatniego zlodowacenia, które maksimum osiągnęło 20 tys. lat temu, a skończyło się przed zaledwie 12 tys. lat. Gdybyśmy tę liczącą co najmniej 300 mln lat historię tatrzańskich skał wyobrazili sobie jako wyścig kolarski o długości 300 km, wówczas epoka lodowcowa zaczęłaby się na ostatnim kilometrze, a ostatnie zlodowacenie dobiegło końca 12 m przed metą.

Polodowcowy skarbiec

Patrząc na krajobraz polodowcowy Tatr, zobaczymy w nim pewne rysy, których nigdy nie ujrzymy w krajobrazie powstałym wskutek działalności rzek. Przeanalizujmy jedną z najpiękniejszych tatrzańskich dolin – Dolinę Roztoki, odchodzącą od Doliny Białej Wody, a ku górze przechodzącą w Dolinę Pięciu Stawów Polskich. Charakterystyczne jest to, że wszystkie te trzy doliny nie łączą się łagodnym spadkiem, ale są zamknięte wysokimi progami. Aby się do nich dostać, pniemy się stromo do góry, po czym stajemy na dnie wyrównanego poziomu dolinnego. O takich dolinach mówi się, że są zawieszone w stosunku do doliny niżej leżącej. Próg oddzielający Dolinę Pięciu Stawów Polskich od Doliny Roztoki, po którym spływa wodospad Siklawa, ma wysokość ok. 70 m.

Takich skalnych progów – większych i mniejszych – są w Tatrach setki. Z wielu z nich spływają wodospady. Siklawa jest z nich największym, ale nie najwyższym. Rekord wysokości należy do stumetrowej Ciężkiej Siklawy, spadającej z Doliny Ciężkiej, wysoko zawieszonej nad Doliną Białej Wody w słowackiej części gór. Lodowce uparcie wgryzały się w dno i boki dawnych dolin rzecznych, poszerzały je, zmieniając ich profil poprzeczny z V-kształtnego w U-kształtny. Zbiorniki firnowe zostały przeobrażone przez wypełniające je masy śniegu i lodu w półkoliste amfiteatry dawnych kotłów lodowcowych, zwanych też cyrkami, otoczonych z trzech stron urwistymi ścianami. Charakterystyczną cechą tatrzańskich cyrków jest ich piętrowość. Po polskiej stronie gór spotkamy ją w Dolinie Rybiego Potoku pod postacią Czarnego Stawu zawieszonego nad Morskim Okiem, a także w Dolinie Pięciu Stawów Polskich oraz w Dolinie Gąsienicowej. W wielu takich cyrkach, pogłębionych przez lodowce i zamkniętych progami skalnymi, znajdują się dziś jeziora. Wypełnione czystą wodą i otoczone postrzępionymi turniami, które przeglądają się w ich toni, stanowią jeden z największych uroków Tatr.

Innym, znacznie trudniej dostępnym skarbem natury są tutejsze jaskinie. Nie znajdziemy ich w krystalicznym trzonie gór, ale w przylegających do niego od północy grubych warstwach wapieni. Procesy krasowe ruszyły wkrótce po ostatnim wypiętrzeniu gór przed kilkoma milionami lat. Polegają one na rozpuszczaniu skał węglanowych, takich jak wapienie i dolomity, przez dwutlenek węgla znajdujący się w deszczówce. W polskiej części Tatr poznano do tej pory ponad 800 jaskiń. Tworzą one rozległy system poziemnych korytarzy o łącznej długości ponad 100 km. Rekordzistką jest Wielka Jaskinia Śnieżna, do której wejście znajduje się w górnej części Doliny Małej Łąki. Długość jej odkrytych dotychczas korytarzy wynosi blisko 24 km, a głębokość to 824 m. Osobliwością świata podziemnego są jaskinie lodowe, z których najbardziej znana jest Jaskinia Lodowa w Ciemniaku, gdzie lód utrzymuje się przez cały rok w postaci lodospadów i nacieków.

Dotarliśmy do mety, co oczywiście nie oznacza, że czas w Tatrach się zatrzymał. Ich krajobraz wciąż się zmienia. Przykładem są choćby piargi – potężne stożki materiału stale osypującego się ze ścian skalnych. W ten sposób swoją obecność zdradzają siły zewnętrzne, dążące do obniżenia gór, a docelowo – do ich anihilacji. Czy faktycznie Tatry kiedyś znikną? Trudno przewidzieć. Wiele będzie zależało od układu sił pomiędzy procesami zewnętrznymi a wewnętrznymi. Te pierwsze dążą do wyrównania terenu, zatarcia wszelkich deniwelacji. Te drugie potrafią wepchnąć skały do wnętrza skorupy ziemskiej, ale też wydźwignąć je bardzo wysoko. Można sobie wyobrazić, że w ciągu kilku milionów lat Tatry zostaną zredukowane do niewielkich wzgórz. Na razie jednak wciąż rosną, co oznacza, że skorupa ziemska pod nimi grubieje, a dopóki tak się dzieje, dopóty ruchy górotwórcze będą trwały.