Polska ma dwa wielkie pokolenia soli powstałe w morzach oddzielonych ponad 200 milionami lat
Najważniejsze polskie złoża soli kamiennej należą do dwóch głównych formacji. Starsza powstała w późnym permie, w cechsztynie, około 250 milionów lat temu, i występuje pod znaczną częścią Niżu Polskiego. Młodsza powstała w miocenie około 13 milionów lat temu w zapadlisku przedkarpackim; do niej należą słynne złoża Wieliczki i Bochni. Sól z Kłodawy i sól z Wieliczki wyglądają podobnie w solniczce, ale geologicznie są produktami dwóch zupełnie różnych mórz, klimatów i układów tektonicznych. Różni je nie tylko wiek, ale także późniejsza historia deformacji tektonicznych.
Jak morze zamienia się w sól
W zamkniętym lub słabo połączonym zbiorniku morskim parowanie może być szybsze niż dopływ świeżej wody. Wraz ze wzrostem zasolenia kolejne minerały zaczynają się wytrącać. W odpowiednich warunkach powstają grube serie ewaporatów: gipsów, anhydrytów, soli kamiennej oraz soli potasowo-magnezowych. Proces wymaga wielokrotnego dostarczania i odparowywania wody, nie jednego „wyschnięcia morza”. Dlatego pytanie „skąd jest polska sól?” wymaga dopowiedzenia, o które złoże chodzi. Pod tą samą nazwą surowca kryją się dwa wielkie epizody geologiczne rozdzielone większością mezozoiku.
Permska sól Niżu Polskiego
Sole cechsztyńskie powstały pod koniec permu. Ich zasięg pod Polską jest ogromny — obejmują znaczną część kraju, choć przeważnie zalegają głęboko. W późniejszej historii geologicznej część została silnie zdeformowana i utworzyła wysady oraz kopuły solne, takie jak Kłodawa.
Mioceńska sól pod Karpatami
Znacznie młodszy epizod solny wiąże się z miocenem i zapadliskiem przedkarpackim. Powstały wtedy serie ewaporatowe ciągnące się od Śląska przez okolice Wieliczki i Bochni dalej na wschód. Złoża te zostały później zniekształcone przez ruchy związane z nasuwaniem Karpat.
Dlaczego dwa złoża zachowują się inaczej
Wiek to nie jedyna różnica. Cechsztyńskie sole Niżu Polskiego były przez setki milionów lat przykrywane kolejnymi osadami i uczestniczyły w halotektonice. Mioceńskie sole przedkarpackie są młodsze, ale znalazły się w strefie bardzo silnej deformacji karpackiej. Dlatego złoża mogą mieć zupełnie inną geometrię: od rozległych pokładów po pionowe fałdy i wysady.
Ta sama substancja, różne archiwa
Chemicznie głównym minerałem soli kamiennej jest halit, czyli NaCl. Geologicznie każdy pokład niesie jednak informację o dawnym basenie, klimacie, dopływie wody i późniejszych deformacjach. Sól z różnych części Polski jest więc przykładem tego, jak identyczny minerał może powstać w oddzielnych epizodach historii Ziemi.
Ewaporaty powstają w określonej kolejności
Gdy zasolona woda odparowuje, pierwsze nie wytrącają się od razu ogromne ilości halitu. W miarę wzrostu stężenia kolejno pojawiają się różne minerały, między innymi węglany, siarczany, halit, a przy bardzo silnym zagęszczeniu również sole potasowo-magnezowe. Układ warstw może więc zapisywać zmiany chemiczne basenu i wielokrotne cykle dopływu oraz parowania. W ewaporatach ważne są również minerały występujące w niewielkich ilościach, bo mogą zdradzać skład dawnej solanki. Sole potasowo-magnezowe pojawiają się dopiero przy bardzo wysokim stopniu zagęszczenia i dlatego są szczególnie czułym zapisem końcowych etapów parowania. Ich obecność lub brak pomaga oceniać, czy basen był okresowo ponownie zasilany wodą morską i jak zmieniała się jego chemia. Złoże soli jest w ten sposób nie tylko surowcem, lecz także naturalnym eksperymentem z koncentracji roztworu prowadzonym przez geologię na ogromną skalę.
Dlaczego sól tak dobrze przechowuje historię późniejszej deformacji
Halit jest jednocześnie minerałem osadowym i wyjątkowo podatnym materiałem tektonicznym. Po pogrzebaniu może płynąć, fałdować się i wypychać ku górze, tworząc struktury zupełnie odmienne od pierwotnych pokładów. Dlatego w soli zapisane są dwa rozdziały: warunki dawnego morza oraz późniejsza mechanika basenu. Złoża Wieliczki, Bochni i Kłodawy reprezentują inne etapy obu historii. Odtworzenie dawnego basenu ewaporacyjnego wymaga spojrzenia na cały pakiet skał. Jeżeli widzimy powtarzające się sekwencje anhydrytu, halitu i soli potasowych, można wnioskować o zmianach stężenia solanki i kolejnych cyklach dopływu wody. Miąższości zbyt duże, by wyjaśnić je pojedynczym odparowaniem zwykłego płytkiego morza, wskazują na wielokrotne uzupełnianie basenu. Złoże soli jest więc nie tyle pozostałością jednego wyschniętego jeziora, ile archiwum powtarzającego się bilansu między dopływem i parowaniem. Różnica wieku przekłada się też na położenie złóż. Mioceńskie sole przedkarpackie są związane z młodą strefą orogenu karpackiego, a cechsztyńskie sole Niżu Polskiego należą do znacznie starszego basenu obejmującego dużą część Europy. Ta sama kopalina została więc w Polsce wytworzona przez dwa niezależne systemy geologiczne, a następnie zdeformowana na dwa odmienne sposoby. Wspólna nazwa „sól kamienna” ukrywa więc radykalnie różne biografie geologiczne poszczególnych złóż.