GEOLOGICZNA DZIAŁALNOŚĆ WÓD PODZIEMNYCH
Wodami podziemnymi nazywamy wszystkie wody występujące poniżej powierzchni terenu.
Podział wód podziemnych ze względu na genezę:
1) wody meteorytyczne (wadywne) - wody pochodzenia atmosferycznego
2) wody reliktowe (szczątkowe) - wody występujące na dużych głębokościach, będące pozostałościami z minionych epok geologicznych.
3) wody juwenilne - wody pochodzenia magmowego
Rozmieszczenie i przepływ wód podziemnych zależą od porowatości i przepuszczalności.
porowatość - stosunek objętości przestrzeni porowej do objętości skał
przepuszczalność - zdolność do przepuszczania cieczy, zależy ona od wielkości i kształtu porów oraz od stopnia ich połączenia.
Ze względu na przepuszczalność wyróżniamy skały:
1) przepuszczalne - do nich zaliczamy: piaski, piaskowce, żwiry, porowate wapienie.
2) półprzepuszczalne - muł, les, nierozłożony torf
3) nieprzepuszczalne - iły, iłowce, glina, skały nieszczelinowate.
W pierwszej od powierzchni terenu warstwie wodonośnej występują tzw. wody gruntowe. Górną powierzchnie ich występowania nazywamy zwierciadłem (poziomem) wód gruntowych. Część masywu skalnego położonego powyżej zwierciadła wód gruntowych nazywamy strefą aeracji.
Część masywu skalnego w której znajdują się wody podziemne nazywamy strefą saturacji.
Konfiguracja zwierciadła wód gruntowych do pewnego stopnia odpowiada morfologii terenu.
W strefie aeracji występują niekiedy tzw. wody zaskórne (zawieszone). Ich obecność związana jest z tzw. pułapkami litologicznymi, czyli lokalnymi występowaniami skał nieprzepuszczalnych w obrębie skał przepuszczalnych.
Pewna odmiana wód podziemnych są tzw. wody artezyjskie. Występują one pod ciśnieniem hydrostatycznym.
W wyniku szczerpywania wód podziemnych tworzy się tzw. lej depresyjny - w rejonie studni poziom wód gruntowych ulega gwałtownemu obniżeniu.
Źródła, podział źródeł:
Źródłem nazywamy naturalny i samoczynny wypływ wód podziemnych na powierzchnie terenu lub pod wodą.
Źródła dzielimy na 3 sposoby:
1) ze względu na mechanizm wypływu:
- źródła wstępujące - woda wypływa pod ciśnieniem hydrostatycznym
- źródła zstępujące - o charakterze grawitacyjnym
2) ze względu na geologiczne warunki wypływu:
- warstwowe - wypływ następuje po stokowej powierzchni warstwy przepuszczalnej
- dolinne (dolinowe) - wypływ następuje w miejscu przecięcia się zbocza doliny ze zwierciadłem wód gruntowych
- uskokowe - wypływ następuje po powierzchni uskoku
- krasowe - związane z krążeniem wód w skałach i ich rozpuszczaniu
- szczelinowe - związane z krążeniem wód w skałach
- osuwiskowe - zlokalizowane są u czoła osuwiska
3) ze względu na temperaturę:
- źródła zwykłe - których temperatura jest zbliżona do średniej temperatury powietrza w danym regionie
- zimne
- ciepłe (cieplice) - temperatura wyższa od średniej temperatury powietrza w danym regionie
Źródła mineralne - to źródła wody zawierającej powyżej 1g/dm3 wody rozpuszczonych substancji mineralnych.
Podział źródeł mineralnych ze względu na skład chemiczny:
- szczawy
- solanki
- solanki gorzkie
- żelaziste
- siarkowe
- krzemionkowe
- radoczynne
Kras - proces rozpuszczania skał przez wody podziemne i powierzchniowe.
Krasowieniu ulęgają przede wszystkim skały węglanowe (wapienie, dolomity) ale również gipsy, anhydryty i inne skały.
Efektem procesów krasowych są formy powierzchniowe i podziemne.
Formy podziemne:
1) jaskinie wraz z występującą w niech szatą naciekową (stalaktyty, stalagmity)
2) draperie - większe formy naciekowe
3) makarony - cienkie i długie nacieki tworzące się od stropu.
Szata naciekowa zbudowana jest z tego samego materiału który buduje skały rozpuszczone wcześniej przez krążące w niej wody.
Formy powierzchniowe:
1) kieszenie krasowe - drobne zagłębienia w skałach wypełnione materiałem nierozpuszczalnym
2) żłobki krasowe
3) leje krasowe - są to formy o kształcie odwróconego stożka, łączą się tworząc uwał
4) dolina - połączenie kilku lejów krasowych, ma charakter wydłużony
5) polje - ograniczone stromymi ścianami zagłębienie, obejmuje znaczne obszary, płaskie dno
6) ponor - strumień znikający w szczelinie skalnej
7) wywierzysko - źródło krasowe
Morfotwórcza działalność wód podziemnych:
Wody opadowe, infiltrujące pod powierzchnię Ziemi, a następnie rozprzestrzeniające się wśród skał podłoża pod wpływem grawitacji i ciśnienia hydrostatycznego, stopniowo na nie oddziałują. Jeśli przemieszczają się wśród utworów okruchowych, to powodują powolne wymywanie i odprowadzanie drobnych cząstek mineralnych - sufozja. Znacznie częściej dochodzi jednak do chemicznego oddziaływania wód podziemnych na skały podłoża. Kiedy stopniowo rozkładowi ulegają różnorodne rodzaje skał, mówi się o procesach denudacji chemicznej. Jeśli natomiast rozpuszczane są skały węglanowe, a także inne, łatwo rozpuszczalne skały solne (gipsy, anhydryty, sole kamienne), wówczas zachodzące procesy określa się jako krasowe.
Powierzchniowe formy krasowe:
Pod wpływem rozpuszczającej działalności wód powierzchniowych, pochodzących czy to bezpośrednio z opadów, czy wytapiania się pokrywy lodu lub śniegu, na powierzchniach skał łatwo rozpuszczalnych tworzą się liczne drobne formy krasowe. Należą do nich:
- żłobki krasowe - w miejscach spływu wód rozwijają się podłużne wgłębienia w kształcie rowków, które z czasem ulegają stopniowemu pogłębieniu,
- żebra krasowe - poszczególne żłobki są oddzielone wyraźnymi grzbiecikami (żebrami),
- ospa krasowa - na płaskich powierzchniach skalnych pod wpływem rozpuszczania tworzą się chaotycznie rozmieszczone zagłębienia, poprzegradzane ostrymi grzbiecikami parocentymetrowej wysokości,
- kamienica - ospa krasowa (te zagłębienia, rowki) powiększają się i pogłębiają, aż do powstania form miseczkowatych (kamienice).
Na rozległych obszarach zbudowanych ze skał wapiennych tworzą się także formy znacznie większe. Mają one postać:
- lejków krasowych i dolin krasowych - okrągłe eliptyczne zagłębienia powstałe w wyniku rozpuszczania skał, niekiedy na dnie lejków tworzą się studnie krasowe
- kotlin krasowych (polji) - poszczególne leje krasowe stale powiększają średnicę, dzięki temu łączą się, co prowadzi do powstania dużych, zwykle zamkniętych kotlin ograniczonych zewsząd stromymi ścianami skał wapiennych
- mogoty - z dnia polji sterczą zazwyczaj wysokie, izolowane pagóry ostańcowi zbudowane z wapieni.
Formy krasowe związane z krążeniem wód podziemnych:
- jaskinia przepływowa - jaskinia, przez którą przepływają podziemne strumienie,
- studnia krasowa (awena) - pionowe lub stromo pochylone kanały krasowe biegnące ku dołowi;
- kominy krasowe - pionowe lub stromo zapadające kanały krasowe biegnące ku górze, powstałe w wyniku poszerzenia systemu szczelin o rozwinięciu pionowym, charakteryzują się coraz mniejszą średnicą w miarę zbliżania do powierzchni Ziemi;
- misy jaskiniowe - niewielkie zagłębienia w kształcie płaskodennych mis, ograniczone zazwyczaj stromymi groblami;
- stalaktyty - nacieki zwisające ze stropu jaskini;
- stalagmity - nacieki jaskiniowe wykształcone w postaci masywnych słupów lub stożków narastających od dna jaskini ku górze;
- stalagnaty - nacieki powstałe w efekcie połączenia stalaktytów ze stalagmitami;
- perły jaskiniowe (pizoidy jaskiniowe) - kuliste konkrecje utworzone w wyniku wytrącania się kalcytu na pojedynczych ziarenkach piasku, formują się zazwyczaj w misach jaskiniowych pod wpływem spadających kropel deszczu jaskiniowego, wprawiających je w ruch obrotowy.
GEOLOGICZNA DZIAŁALNOŚĆ LODOWCÓW
Obszar na którym utrzymuje się stała pokrywa śniegu nosi nazwę obszaru wiecznego śniegu. Obszar ten występuje powyżej pewnej granicy zwanej granica wiecznego śniegu. Wysokość na jakiej występuje granica wiecznego śniegu jest różna w różnych częściach świata. Zależy ona od temperatury, ilości opadów oraz morfologii terenu.
W Himalajach granica wiecznego śniegu występuje na wysokości 5500 m. W Alpach 2500-3000 m, a na Antarktydzie na poziomie morza. Z obszarem wiecznego śniegu związane jest występowanie lodowców.
Śnieg przeobraża się w lód lodowcowy w kilku etapach. Najpierw przechodzi w firn czyli szreń (zbudowany z kryształków lodu o średnicy 1-2mm), następnie firn przeobraża się w lód firnowy. Efektem finalnym jest lód lodowcowy (zbudowany z ziaren lodu o średnicy 1-5mm).
Podział lodowców:
- górskie (alpejskie)
- norweskie (fieldowe, skandynawskie)
- kontynentalne (lądolody)
Lodowce górskie:
Najwyżej położona częścią lodowca jest pole firnowe. Znajduje się ono w niecce z 3 stron osłonięte stromymi ścianami skalnymi, a z jednej zamknięty tzw. ryglem skalnym - nosi ono nazwę cyrku lodowcowego (kar). Ponad ryglem lód lodowcowy wypływa z pola lodowcowego w dolne partie gór. W miejscu występowania rygla znajduje się tzw. lodospad. Lód lodowcowy odznacza się tam licznymi szczelinami poprzecznymi i podłużnymi.
Jęzor lodowcowy - część lodowca którą spływa on w dół doliny.
Lodowce górskie mają zazwyczaj jeden, rzadziej więcej jęzorów lodowcowych. Spodnia część jęzora lodowcowego nazywamy stopą. Przednia część czołem.
Lodowce norweskie:
Odznaczają się płaskim, rozległym polem firnowym z którego wypływają liczne jęzory lodowcowe.
Lodowce kontynentalne (lądolód):
Są to zwarte masy lodowe, pokrywające znaczna powierzchnię niezależnie od ich morfologii. Fragmenty podłoża skalnego wystające ponad powierzchnie lodu nazywamy nunatami.
Lodowce kontynentalne występują na Antarktydzie i Grenlandii. Rozwijają się w wyniku zmian klimatu (w wyniku ochłodzenia).
Mechanizm ruchu lodowca górskiego i norweskiego:
1) lodowiec przesuwa się pod wpływem siły grawitacji, ześlizgując się po podłożu skalnym
2) w wyniku ruchu laminarnego - pod wpływem ciśnienia wyżej leżących partii lodu głębsze partie ulegają częściowemu roztopieniu, woda znajdująca się pomiędzy warstwami lodu działa jak smar, nacisk wyższych partii lodu powoduje przemieszczenie się warstw względem siebie.
Transport lodowcowy:
Lód lodowcowy przenosi materiał skalny pochodzący z erozji podłoża, bądź osypany na jego powierzchnie ze ścian dolnych. Materiał ten jest narzędziem erozji i sam jej podlega.
Efekty erozji lodowcowej:
- rysy lodowcowe - niewielkie zagłębienie wyżłobione w skałach podłoża zgodnie z kierunkiem ruchu lodowca
- barańce (baranie łby) - są to wygładzone przez lodowiec fragmenty podłoża skalnego
- doliny U-kształtne
- fiordy - wąskie częściowo zatopione zatoki morskie ukształtowane przez lodowiec
- pogłębianie się cyrków lodowcowych - po ustąpieniu lodowców w cyrkach tworzą się jeziora zwane cyrkowymi (karowe).
Przejawy działalności akumulacyjnej:
1) moreny - a)materiał okruchowy niesiony przez lodowiec b)materiał okruchowy naniesiony przez lodowiec
- boczna
- denna
- powierzchniowa
- środkowa
- wewnętrzna
- czołowa
6