AGT 73: Radnicky karbon EarthCache

V Ovčíně se nacházejí karbonské fosílie flóry a fauny na místě, kde tyto rostliny skutečně v historii rostly včetně jejich vzájemných ekologických vztahů v oblasti uhlotvorného močálu před 310 milióny let – tím je tato lokalita světově unikátní. Navíc rozhraní uhlotvorné a tufitové vrstvy je mělko pod povrchem, pouze cca 7 m. Jiné lokality mají většinou rostlinné a živočišné zbytky přeplavené, které se nacházejí hluboko pod povrchem (desítky až stovky metrů) a tudíž nevypovídající o vzájemných vztazích v rostoucím pralese a jsou těžko dosažitelné. Na Ovčíně se našly zkamenělé plavuně a přesličky ve stojaté poloze, tak jak zahynuly, zasypány vulkanickým popelem, dále se zde našlo křídlo vážky o délce 25 cm a pavouk o velikosti 2 cm, unikátem též byly zkamenělé stopy po plavání ryb a pohybu krytolebců na dně jezera – ichnofosílie.

Do léta 2007 zde bylo popsáno 22 biologických druhů rostlin (kapradin, plavuní a přesliček), ale vědci (Dr. Pšenička, Dr. Opluštil) předpokládají, že druhů zde bude objeveno mnohem více. Vedle tohoto se v oblasti nacházejí jedny z největších exemplářů některých rostlin, které byly kdy na světě odhaleny. V lomu se těžilo černé uhlí od roku 1979 do roku 1987.
 

Geologie

Oblast: Permokarbon a terciér středočeské a západočeské limnické oblasti
Lokalizace: Mezi Radnicemi a Přívěticemi, JZ. od křižovatky silnic Radnice - Přívětice - Skomelno.
Charakteristika objektu: Opuštěný povrchový důl (zatopený).
 

Geologická charakteristika: Odklizem se těžilo uhlí spodní a svrchní radnické sloje (stáří westfal C) při bázi kladenského souvrství radnické pánve. Sloje uložené mělce pod povrchem, jsou odděleny tufogenními sedimenty a tufy brouskového horizontu. V těsném nadloží spodní radnické sloje, tj. na bázi brouskového horizontu v bělavém pískovcovém tufu tvz. bělce se nalézají výborně zachovalé zbytky makroflory.

Regionální členění: Český masiv - pokryvné útvary a postvariské magmatity - svrchní karbon a perm - středočeské a západočeské mladší paleozoikum

Stratigrafie: karbon

Témata: paleontologie, sedimentologie, ložisková geologie, petrologie

Stupeň ochrany: Zajímavé geologické lokality registrované v ČGS
Důvod ochrany, nebo důvod zařazení do databáze: Význačná paleontologická lokalita.

Černé uhlí

Černé uhlí (zvané někdy také kamenné uhlí) je druh sedimentární horniny, řadící se mezi uhlí. Vznikla z organického materiálu v prvohorách a druhohorách. Jedná se o hořlavou surovinu, jež se používá především jako palivo pro získávání tepla a energie. Řadí se mezi neobnovitelné zdroje. Nachází se nerovnoměrně rozložené na celém zemském povrchu v nejsvrchnější zemské kůře. Tato ložiska dosahují různé mocnosti a kvality černého uhlí, která je závislá na stupni přeměny organického materiálu a době prouhelnění.

Černé uhlí obsahuje 74 - 91 % uhlíku (jiné zdroje uvádějí 75 až 95 %). Obsah uhlíku je závislý na typu (tzv. Cdaf). Charakteristické jsou i prouhelňovací skoky a změna lesku a páskování během vývoje. Při popisu černého uhlí se využívají názvy černouhelná hemifáze, černouhelná ortofáze a černouhelná metafáze, čímž se vyjadřuje zastoupení uhlíku. S nárůstem obsahu uhlíku současně dochází k poklesu prachové složky. Každé uhlí obsahuje nespalitelné a spalitelné minerální složky o různém zastoupení v závislosti na typu. Mezi nejvýznamnější patří vodík (okolo 3 %), dusík, kyslík (3 %), síra (0,5 až 1,25 %[4]), a malé procento vody. Výhřevnost se pohybuje v rozmezí 7000 až 8500 kcal/kg.

Stručně o těžbě o oblasti

První zpráva o výskytu uhelné sloje v radnické pánvi u Vejvanova je známa z roku 1545. V letech 1570–1580 se u Chomle těžily kyzem (patrně pyritem) bohaté jílovité vložky na výchozu sloje k výrobě skalice a tzv. vitriolu – tj. kyseliny sírové. Z roku 1589 existuje doklad o pronajmutí práva k dobývání uhlí. Začátkem 18. století, vlivem nedostatku palivového dříví, dochází k rozvoji českého hornictví. Uhlí se více používá nejen pro průmyslové účely, ale také k otopu domácností.

Pozorovatelné vrstvy

Protože místní těžba skončila v polovině osmdesátých let, stěny lomu jsou částečně zasuceny a jeho dno zatopeno. Jedinečnost této lokality vyplývá z možnosti pozorovat v lomu obě sloje radnického souslojí – spodní i  svrchní radnickou sloj oddělené brouskovým obzorem v  meziloží. Obě jsou však bohužel silně zvětralé.

Tímto povrchovým dolem byly těženy obě sloje radnického souslojí – spodní a svrchní radnická sloj. V současné době je v lomu odkryt téměř úplný profil silně zvětralé svrchní radnické sloje mocné asi 4 metry. Chybí pouze nejvyšší, asi 1,5 metrů mocná část této sloje, která byla erodována. Sloj obsahuje několik milimetrových až centimetrových jílovitých proplástků. Dva z nich, bělošedé tenké polohy přibližně v polovině zachované mocnosti této sloje, vznikly uložením sopečného popela. Na řadě lokalit jak v této pánvi, tak např. v pánvi kladensko-rakovnické se označují jako opuky. Tento název pochází od horníků, protože tyto proplástky jim svou barvou, nápadně odlišnou od černouhelné sloje, pomáhaly v hlubinných dolech k určení, kterou část sloje dobývají. V těchto polohách, nazývaných také tonsteiny, můžeme při troše štěstí nalézt i poměrně pěkné zachované otisky rostlinných fosilií. Nejlepší fosilie však byly zjištěny na spodu brouskového obzoru v tzv. bělce. Pod brouskovým obzorem se vyskytuje silně zvětralé mourovité uhlí spodní radnické sloje.
 

Paleontologie

Výjimečnost paleontologických nalezišť na Radnicku přivedla do této lokality mnoho významných paleobotaniků. Píše se rok 1820 a v bavorském Řeznu vychází první díl slavného Sternbergova díla „Versuch Einer Geognostich-botanischen Darstellung der Flora der Vorwelt“, díla, které svým významem daleko překonalo svou dobu a vzbudilo zasloužený ohlas přírodovědců a botaniků tehdejší učené Evropy. Později se vydání první části tohoto osmisvazkového díla dokonce stalo celosvětově uznávaným výchozím bodem paleobotanické nomenklatury. Významná byla i práce „ Die Steinkohlenflora von Radnitz in Böhmen“ od Ettingshausena (1854), který vytvořil významnou sbírku rostlinných fosílií ze Svinné, a která je dnes uložena v Geologickém ústavu ve Vídni.

V posledních letech probíhají intenzivní paleontologické výzkumy především právě na lokalitě Ovčín na výchozích souřadnicích. První výkopy proběhly již v roce 2002 a stále pokračují dále. Paleobotanici zde začali studovat fosilní rostliny z obzoru tvořeného vulkanickým popelem, který pohřbil fosilní flóru na místě svého původního růstu a vytvořil tak nejstarší „Pompeje“ na Světě. Tento obzor je v těsném nadloží spodní radnické sloje a je cca 0.5 m mocný.

Podle radiometrických měření radioaktivních izotopů v minerálech sopečného popela jsou pozůstatky tropického pralesa nalezeného v okolí Radnic staré téměř 310 miliónů let a pocházejí z konce prvohor z období karbonu. Území radnicka tehdy leželo v těsné blízkosti rovníku poblíž východního okraje Pangei. V teplém a vlhkém tropickém klimatu se dařilo vegetaci, která má s tou dnešní jen pramálo společného. Karbon byl obdobím stromovitých plavuní přesliček a kapradin. Tyto vývojově primitivnější rostliny zde prožívaly svůj zlatý věk.

Ovčín umožnil paleobotanikům udělat si reálnou představu o struktuře karbonského pralesa, byť jen zatím na nevelké ploše. Odkryté společenstvo čítající nejméně 25 biologických druhů je prozatím jen malým oknem do původního karbonského pralesa, ale výzkumy jsou teprve v počátku. Prozatím lze říci, že asi 80 % všech druhů nalezených na lokalitě Ovčín patří kapraďorostům – výtrusným rostlinám zahrnujícím přesličky, plavuně a kapradiny, které se dnes spíše krčí na periférii rostlinné říše. Zbylých 20 % tvoří nejstarší nahosemenné rostliny patřící dvěma dnes již zcela vymřelým skupinám: kordaitům a pteridospermám.

Stromovému patru a prakticky celému společenstvu dominovaly stromovité plavuně patřící třem druhům: Lepidodendron simile, Lepidodendron lycopodoiodes a Lepidofloyos acerosus. Všechny dorůstaly výšky mezi 10 až 20 m a vytvářely bohatě větvenou korunu.

Ve stínu stromovitých plavuní následovalo nižší stromové patro sahající do výšky asi 5 m a zvolna přecházející do křovinného patra. Tuto úroveň osídlily především stromovité kapradiny rodu Psaronius, jejichž žijící příbuzné můžeme ještě dnes spatřit v tropických pralesích Nového Zélandu, Afriky a jižní Ameriky. Spolu s nimi zde rostly i jedny z prvních nahosemenných rostlin, tzv. kordaity, považované za předchůdce dnešních jehličnatých stromů. Měly až několik decimetrů dlouhé tuhé jazykovité listy vyrůstající v trsech na konci větví. Do tohoto patra patřily bezesporu též některé druhy přesliček označované souhrnně jako kalamity, ve skutečnosti však zahrnující řadu druhů. Ve výkopech na Ovčíně jsme zjistili patrně jen jediný spoře olistěný druh dorůstající stromovitých rozměrů. Součástí tohoto patra byla patrně též další primitivní semenná rostlina rodu Laveinopteris, patřící do vymřelé skupiny kapraďosemenných rostlin, tzv. pteridosperm, připomínajících svým vzhledem kapradiny.

Laveinopteris
 

Křovinná úroveň s rostlinami dosahujícími asi 1 – 3 m výšky zahrnovala především plavuně rodu Spencerites, kapraďosemennou rostlinu Laveinopteris a menší druhy přesliček Calamites.

Calamites
 

K nejcennějším patří nález velké části plavuně Spencerites, známé až dosud jen z úlomků zachovaných v petrifikované rašelině z uhelných slojí Severní Ameriky. Nález představuje jednoznačně nejúplnější zbytek této rostliny na světě a výrazně přispěl ke zpřesnění velmi mlhavých představ o jejím vzhledu. Druhově nejpestřejší z celého společenstva však bylo patro bylinné zastoupené drobnými kapradinami, přesličkami, plavuněmi i některými nahosemennými rostlinami. Zcela převládaly kapradiny Corynepteris angustissima a drobné plazivé až popínavé přesličky patřící k vymřelému rodu Sphenophyllum.

Corynepteris angustissima
 

Zjištěny byly hned tři druhy z nichž dva z nich jsou nové a třetí, nejhojnější, patří k běžnému druhu Sphenophyllum majus. Součástí bylinného patra byly i drobné plazivé plavuně rodu Selaginella s jehož zástupci se můžeme ještě dnes setkat v různých částech světa. V karbonském pralese odkrytém na Ovčíně nechyběly ani liány. Nalezeny byly jak liánovité či plazivé kapradiny Sefenbergia plumosa či Oligocarpis lindsaeoides, Desmopteris longifolia tak kapraďosemenné Sphenopteris mixta, Laveinopteris loshii nebo L. bohemica.

Zajímavostí je též drobná epifytní plavuň rodu Selaginella, jejíž šištičky se nalézají obvykle až ve svrchní části vrstvy tufu spolu s větvemi stromovitých plavuní.
 

Období karbonu

Karbon je jedna z částí prvohor. Prvohory trvaly celkem asi 345 miliónů let. Celé toto období se dělí na 6 period: kambrium, ordovik, silur, devon (starší prvohory), karbon a perm.
Kontinenty pochopitelně vypadaly zcela jinak než dneska, Alfred L. Wegener jako první vyslovil doměnku o tom, že se kontinenty vůči sobě pohybovaly. Ke konci prvohor existoval pouze jeden ",mega-kontinent", zvaný PANGEA. Pangea se poté rozdělila na 2 části, na severní části to byla LAURASIE a v jižní části GONDWANA. Mezi těmito kontinenty bylo středozemní moře zvané TETHYS. V devonu se formovala zejména LAURASIE, docházelo zde poté k silnému zvětrávání a následně se usazovaly mocné vrstvy sedimentů. Na nich pak vznikalo mnoho živočišných či rostliných druhů, ty jsou doloženy i z dnešního Grónska. Krom toho, že na konci prvohor moře ustoupilo, došlo k mnohem masivnějšímu vymírání organismů, než na konci křídy.

V prvohorách došlo ke vzniku nejrůznějších forem života. V nejsarším období převládaly řasy, později až do konce karbonu se hojně vyvíjely sporonosné výtrusné rostliny (kapradiny). Pokud tyto rostliny odumřely a více rostlinných zbytků se nahromadilo na sebe, docházelo ke zuhelnaťení, dnes využíváme karbonských rostlin při těžbě černého uhlí. V 2. polovině permu hlavně převládaly rostliny nahosemenné.
Zvířena byla velice různorodá, hojní byli hlavonožci, graptoliti, koráli, trilobiti, lilijice či ramenonožci. Známy jsou i 1. obratlovci - bezčelistní (Agnatha). V pozděším období se rozvinul hmyz (devon), obojživelníci (devon), v karbonu vznikly plazy, v permu vymírají trilobiti a primitivní koráli, charakteristický pro toto období je nástup savcovitých plazů.
 

Pro začátek karbonu jsou typické masivní horotvorné pohyby hercynského vrásnění. Během něho se do konce devonu až do počátku druhohor se vyvrásnily rozsáhlé horstva. Ve střední Evropě vzniklo rozsáhlé variské pohoří. Díky těmto pochodům byla v oblasti Čech přerušena mořská sedimentace. Typická byla i sopečná činnost. V té době vznikly žulové masívy (středočeský, krkonošsko-jizerský atd.). Ve svrchním karbonu docházelo i k výlevům porfyrů a melafyrů, které vyrchololy až v permu. Uvnitř variského pohoří bylo mnoho pánví, kde se hromadilo mnoho organické hmoty, ze které se postupem času stalo uhlí. Mořská hladina velmi často kolísala a zaplavovala tyto močály. Karbonské podnebí bylo vlhké a teplé. U nás převládalo klima rovníkové, kdežto značná část Gondwany byla zaledněna, svědčí o tom tzv. dropstony (matriál transportovaný ledovcem a usazený ve vytříděném vodním prostředí). Rostlinstvo dosáhlo velkého rozmachu zejéna rody: Lepidodendron a Sigillaria (stromovité plavuně). V karbonských mořích expandovali prvoci - dírkovci (Foraminifera), mnozí z nich se staly důležitým horninotvorným materiálem. Vápence takto vzniklé jsou typické pro východoevropský a asijsý mořský karbon. Vrcholu dosáhly lilijice , hlavonožci, goniatiti, a břichonožci. Trilobiti byli už na ústupu. Právě v tomto období prvohor se rozvinuli suchozemští členovci (hmyz, štíři, pavouci či stonožky). Velice zajímavou je i obrovská vážka Meganeura se svým rozpětím 75 cm. Rybí fauna sladkých vod se převážně skládala převážně z drobných akantoů. Žil zde i pravěký žralok Xenacanthus. Masivního rozmachu dosáhli i krytolebci (stegocephalů). Koncem karbonu se změnilo klima, zmenšila se plocha pralesů a na jejich místě vznikly sušši planiny. To dalo podnět rozvoji plazů. Známé jsou i fosilie pelykosaurů - Edaphosaurus.