GENEZA I WŁAŚCIWOŚCI LESSÓW W POLSCE POŁUDNIOWEJ
Less jest to drobnoziarnista (pyłowa) luźna skała osadowa o wielkości ziaren 0,002- 0, 05 mm, zbudowana głównie z kwarcu, ale także kalcytu, skaleni, łyszczyków, miki, minerałów ilastych oraz minerałów ciężkich takich jak np. cyrkon, granat czy turmalin. Lessy polskie zawierają 67-82% SiO2 oraz nie więcej niż 10% każdego z pozostałych tlenków: glinu, wapnia, żelaza. Mają one silnie zróżnicowany skłam mineralogiczny, przy czym najsilniej zróżnicowana jest frakcja ciężka. Jest to skała o barwie żółtej, szarożółtej lub rdzawożółtej (zależnie od składu), less jest nie warstwowany i nie plastyczny, ale silnie porowaty. Nie warstwowanie bierze się z tego, że gdy był on przenoszony przez wiatr w postaci pyłu eolicznego, stawał się jądrem kondensacji i opadał na powierzchnię wraz z deszczem.
Podstawowymi cechami litologicznymi charakteryzujące osady lessowe to:
Miąższość (zróżnicowana)
Struktura ( aleurytowa, czyli mułowa)
Skład mechaniczny,
Porowatość ( mikroporowatość, mikroporowatość)
Skład mineralny (m. in. zawartość węglanów, zawartość żelaza)
Lessy charakteryzują się budową agregatową, przy czym ich trwałość jest różna i zależy od obecności składników hydrofobowych, węglanów wapnia, magnezu oraz tlenków żelaza (im więcej tych składników tym większa jest zdolność do występowania i tworzenia się większych konkrecji). W lessach określanych mianem „typowe” charakterystyczna jest mała zawartość cząstek koloidalnych (10 - 12%) oraz cząstek frakcji piaszczystych średnicy 0,1 - 1mm (max 3%). Brak jest natomiast ziaren o średnicy większej niż 1mm. O właściwościach fizycznych decyduje głównie frakcja 0,02 - 0,05 mm (aleurytowa) nazywana czasami frakcją lessową, której zawartość waha się w granicach 50 - 60%. Zawartość poszczególnych frakcji jest wysoce zmienna, jednak z lessami właściwymi mamy do czynienia wówczas gdy frakcja aleurytowa stanowi więcej niż 50% analizowanej próbki skalnej. Małe zróżnicowanie wielkości ziaren w skałach lessowych sprawia że jest to skała dobrze wysortowana. Skład granulometryczny zależy od miejsca w którym następowało osadzanie się ziaren. We wschodnich częściach płatów lessowych osadzały się cząstki najcięższe, które tracą na znaczeniu w zachodnich częściach kosztem ziaren drobniejszych frakcji i na odwrót.
Skład Mineralny lessu stanowią w większości ziarna kwarcu (60-70%). Resztę objętości tworzą węglany (czasem nawet powyżej 30%), skalenie, tlenki żelaza, tlenki manganu, oraz minerały akcesoryczne zwane również ciężkimi (nie więcej niż 2% objętości). Obecność węglanów w lessach decyduje o strukturze drobnogruzełkowatej i związanej z nią porowatością tych skał (około 50%). Tlenki żelaza w pokładach lessowych występują w niewielkich ilościach (zwykle od 1,5 do 3,0%), jednak ich równomierne rozłożenie nadają im charakterystyczną żółtawą barwę (w zależności od zawartości tlenków żelaza przyjmują one barwy od szarożółtej po brunatną). Minerały akcesoryczne najczęściej spotykane w skałach lessowych to: cyrkon, granat, rutyl, magnetyt, epidot, ilmenit, i wiele innych. Niekiedy stwierdza się również występowanie łyszczyków. Zawartość wagowa rzadkich minerałów w zależności od regionu waha się od ilości śladowych do nawet kilku procent.
Lessy powstają w warunkach względnie suchego klimatu na co wskazuje między innymi rozmieszczenie strefowe lub związek lessu z określonym piętrem hipsometrycznym. Geologiczna geneza lessu, rozpowszechniona przez Ferdinanda von Richthofena w XIX wieku jest obecnie akceptowana przez wielu badaczy. Niewyjaśniony jest do dzisiaj problem źródła materiału pyłowego, długości transportu i kierunku wiatrów lessotwórczych. Obecnie nie jest brana pod uwagę teoria
o dalekim transporcie pyłu lessowego, lecz przyjmuje się transport na małe odległości. O autochtonizmie lessu polskiego świadczą wyniki porównawczych analiz właściwości fizycznych, składu chemicznego i mineralogicznego lessów. Źródłem materiału pyłowego według jednej grupy badaczy są różne osady czwartorzędowe i starsze. Według drugiej grupy źródłem pyłu lessowego są osady rzeczne. Pył lessowy był wywiewany z tych osadów na okoliczne tereny, nieraz na odległość kilkudziesięciu kilometrów. Na wysoczyznach zalega less pierwotny akumulowany eolicznie, natomiast w dolinach oprócz lessu eolicznego występują wtórne pokrywy lessowe powstałe w wyniku przemieszczania lessów pierwotnych. Z tego powodu lessy dzieli się dodatkowo na 3 facje wchodzące w skład jednej pokrywy:
facja wysoczyznowa (subaeralna) - opadanie niesionego przez wiatr materiału na płaską wysoczyznową powierzchnię oraz późniejsza diageneza powstałych osadów;
facja stokowa (zboczowa, soliflukcyjna) - po akumulacji osadów następował ich dalszy transport poprzez procesy stokowe (soliflukcja i spłukiwanie);
facja dolinna (aluwialne) - jw. z tym że czynnikiem transportującym są wody rzeczne.
Pokrywy lessowe tworzyły się w piętrach zimnych zlodowaceń zwanych glacjałami. W okresach ociepleń (interstadiałach) tworzenie się pokryw lessowych ustawało, lub ich akumulacja była mniej intensywna. W okresie interstadiałów pokłady pyłu lessowego były przekształcane przez procesy glebowe, powodując nabywanie przez pokłady pyłu cech dzisiejszych lessów. W okresach ciepłych tworzyły się na pokrywach lessowych gleby różnej rangi stratygraficznej. Typ tworzącej się gleby uzależniony był od warunków klimatycznych i długości okresu pedogenezy, a co za tym idzie typu roślinności. Na pokrywach lessowych tworzyły się między innymi czarnoziemy pod roślinnością stepową, gleby brunatne i płowe pod roślinnością leśną a podczas interstadiałów tworzyły się gleby mniej rozwinięte typu glejowego. W okresie każdego zlodowacenia było kilka pięter zimnych i kilka ciepłych, stąd w pokładach lessów obecność gleb kopalnych. Na wyżynach Polski południowej pokrywa lessowa rozwijała się w czasie trzech kolejnych cykli, począwszy od zlodowacenia odrzańskiego.
Lessy na obszarze Polski zalegają wąską, przerywaną smugą na wyżynach oraz u podnóża Karpat tworzą jeden z elementów całego pasma tych utworów wykształconych w facji zimnej. Facja ta ma swój początek na atlantyckich wybrzeżach Francji, a dalej ciągnie się ku wschodowi przez Belgię, Holandię, Niemcy. Miąższość pokryw lessowych w europie zachodniej jest stosunkowo mała (średnio 2 do 5 m) w porównaniu ze wschodnioeuropejską częścią pokryw lessowych. Miąższość osadów lessowych w Polsce jest zmienna (waha się w granicach kilku do kilkunastu metrów). Na obszarze polski zaznacza się tendencja spadku miąższości pokryw lessowych z północy ku południu oraz ze wschodu na zachód. W zachodniej części polski średnia miąższość lessów wynosi 5 m a miąższość najgrubszych pokryw nie przekracza 10 m, natomiast na obszarze wyżyny lubelskiej nawet do 30 m. W obrębie pojedynczych pokryw obserwuje się spadek ich miąższości w kierunku zachodnim.
Less polski wchodzi w skład równoleżnikowo biegnącej strefy lessowej tworząc swego rodzaju ogniwo łączące obszary lessowe europy zachodniej z obszarami europy wschodniej.
W Polsce less rozwinął się w dwóch obszarach: na wyżynach południowopolskich oraz na północnych stokach Karpat i Sudetów. Występuje on w postaci nieregularnych płatów nie wykazujących ciągłości w rozmieszczeniu. Pokrywy zbudowane z osadów typowo lessowych oraz osady określane jako podobne do lessów zajmują około 10% powierzchni Polski.
Największe płaty lessowe występują przede wszystkim na Wyżynie Małopolskiej i Lubelskiej. W Polsce zachodniej jest ich mniej i nie są tak rozległe. Jeżeli chodzi o Wyżynę Lubelską wyróżnić można cztery duże płaty:
Nałęczowski,
Horodelski,
płat Roztocza Zachodniego,
płat Grzędy Sokalskiej,
W Polsce środkowej i na Wyżynie Małopolskiej wyróżniamy dwa większe płaty:
Płat Opatowsko - Sandomierski,
Płat Miechowski,
oraz szereg mniejszych o różnym składzie i niewyjaśnionej genezie.
W Polsce zachodniej jedynie lessy raciborskie tworzą w miarę zwarty obszar. Na zachód od nich znajdują się pokrywy lessowe odznaczające się niewielką miąższością oraz powierzchnią, tworząc na obszarze przedgórza sudeckiego pewnego rodzaju wyspy o bardzo zróżnicowanej litologii.
Jako zasięg występowania osadów lessowych w Polsce południowo wschodniej można uznać (z małymi wyjątkami) zasięg zlodowacenia odrzańskiego. Natomiast w Polsce zachodniej lessy zalegają powszechnie na osadach tego zlodowacenia lub nawet w granicach zlodowacenia warciańskiego.
Ogólna orientacja pokryw lessowych wykazuje ułożenie równoleżnikowe z niewielkim odchyleniem w linii: zachodni północny zachód - wschodni południowy wschód, co związane jest z dominującym kierunkiem wiatru podczas akumulacji. Wskazują na to krawędzie poszczególnych pokryw lessowych, które od strony północnej, południowej oraz wschodniej są wyraźnie, natomiast od strony zachodniej cechują się stopniowym rozmyciem i rozdzieleniem.
Większe powierzchniowo oraz pod względem miąższości płaty lessowe charakteryzują się:
Ubóstwem wód powierzchniowych i często głębokim zaleganiem wód gruntowych,
Podwyższeniem form starej rzeźby przez nakład lessowy lub całkowitym jej zakryciem,
Różnorodnością i licznym występowaniem młodych form erozyjno-denudacyjnuch,
Wyraźnymi formami krawędziowymi na granicy występowania lessów,
Z pokrywami lessowymi związane są liczne formy erozyjne. Najpowszechniej występującymi są głębokie rozcięcia wąwozowe i jarowe, ostre granie lub powierzchnie płaskowyżowe, pojedynczo lub grupami występujące ostańce. Na zboczach zaznaczają się strukturalne spłaszczenia, nisze, hałdy, ujściowe odcinki form nieckowatych, kotły eworsyjne oraz wyloty pieczar.