Ruchy masowe

    Na wszystkich powierzchniach, które są pod jakimś kątem nachylone, można zauważyć ciągłe przemieszczanie materiału zwietrzelinowego do miejsc niżej położonych. Proces ten zachodzi zarówno na lądach jak i pod powierzchnią wody. Te zjawisko niszczenia powierzchni Ziemi i w konsekwencji prowadzące do jej wyrównania nazywamy denudacją. Denudacja natomiast dzieli się na spłukiwanie oraz ruchy masowe, którym poświęcę swoją pracę. Uważam, iż jest to bardzo ciekawe zjawisko, mam nadzieję, że uda mi się choć trochę przybliżyć istotę tego tematu, a przy okazji sama na pewno dowiem się wielu interesujących rzeczy.

        Na początku wyjaśnić należy co kryje się pod pojęciem-ruchów masowych? Jako ruchy masowe lub inaczej procesy grawitacyjne rozumiemy ogół procesów morfogenetycznych polegających na przemieszczaniu się w dół stoku zwietrzeliny, a także powierzchniowej warstwy litej skały, pod wpływem siły ciężkości. Przemieszczenie to zachodzi w momencie, gdy ta siła grawitacji przeważy siłę tarcia i spoistości materiału na stoku. Ruchy masowe zachodzić mogą samoistnie bądź pod wpływem konkretnego, zewnętrznego bodźca.

        Warunkami, które sprzyjają występowaniu ruchów masowych są:
-duże nachylenie stoku,
-mały stopień spoistości, czyli zwięzłości zwietrzeliny na stoku,
-duży ciężar poszczególnych okruchów skalnych oraz duża miąższość zwietrzeliny na stoku,
-ułożenie warstw skalnych zgodnie z nachyleniem stoku,
-nasączenie wodą zwietrzeliny na stoku, co wyraźnie zmniejsza siłę tarcia,
-podcinanie stoku przez wody, lodowiec lub fale morskie, albo w wyniku działania człowieka,
-rozmarznięcie wierzchniej warstwy zmrożonego gruntu,
-powstanie fali akustycznej.

        Warunki przeciwne przeciwdziałają wystąpieniu ruchów masowych lub ograniczają ich intensywność.
Procesem "przygotowującym" ruchy masowe jest wietrzenie skał. Natężenie i tempo zachodzenia procesów grawitacyjnych zależą głównie od nachylenia stoku oraz rodzaju i grubości zwietrzeliny znajdującej się na stoku. Inne rodzaje ruchów masowych zachodzą w obrębie ścian i stoków skalnych, bez pokrywy lub z ażurową pokrywą zwietrzelinową. Natomiast jeszcze inne w obrębie słabiej nachylonych stoków dojrzałych, zwykle pokrytych utrwaloną zwietrzeliną.

        Wyróżniamy wiele różnych rodzajów ruchów masowych. Ze względu na różną postać ruchu materiału na stoku wyróżnia się: odpadanie, obrywanie, osuwanie i spełzywanie.

        Odpadanie jest to proces degradacji zachodzący w obrębie ścian i stoków skalnych o nachyleniu powyżej 45 stopni. Występuje we wszystkich strefach klimatycznych. Polega na odrywaniu się od litego podłoża i spadaniu w dół pojedynczych fragmentów zwietrzałej skały(wietrzenie mechaniczne). Intensywność odpadania zależy głównie od odporności skały oraz od rodzaju i siły wietrzenia, jakiemu podlega skała. Bodźcami, które uruchamiają ten proces mogą być: znaczny skok temperatury, silny wiatr, czy działalność człowieka bądź inne. Odpadający materiał prowadzi do powolnego cofania się ścian skalnych, a z czasem w miejscach odpadania , wzdłuż pionowych szczelin, powstają żleby rozszerzające się ku dołowi. Zsuwający się nimi materiał skalny dodatkowo je pogłębia. U wylotu żlebów odpadający i zsuwający się materiał zwietrzelinowy gromadzi się, tworząc hałdy bądź stożki usypiskowe, zwane w Tatrach piargami.


        Obrywanie jest gwałtownym oderwaniem się mas skalnych od stromego, urwistego stoku, częste przy trzęsieniach ziemi. Najczęściej przyjmuje formę lawiny kamiennej. Zachodzi na skutek zmniejszenia spoistości skały i naruszenia równowagi stoku w efekcie podcinania stoku Np. przez lodowiec, rzekę, falujące morze lub działalność człowieka, a także na skutek występowania niektórych zjawisk atmosferycznych i trzęsień ziemi. Obrywanie zachodzi niespodziewanie, w miejscach trudnych do wskazania wcześniej, stad w obszarach zamieszkałych przez człowieka stwarza zagrożenie dla życia oraz powoduje poważne straty materiale. Miejsce oderwania mas skalnych-zwykle wyraźna nisza -nosi nazwę obrywu, tworzą się także wyrwy i zagłębienia o dużych rozmiarach. U podnóża stoku powstaje bezładne gruzowisko. Przykładem są Wantule w Dolinie Miętusiej w Tatrach. Obrywanie różni się od odpadania jedynie wielkością przemieszczającego się materiału. Oderwany materiał skalny składowany jest u podnóża stoku w postaci gruzu, głazów i bloków skalnych, które zajmują często duże powierzchnie.

Obryw skalny w Dolinie Kościeliskiej w Bramie Raptawockiej

        Osuwanie dzieli się na: osuwisko obrotowe, czyli zerwa, osuwisko ześlizgowe-zsuwa, a także spełzywanie lub pełzanie, które są najwolniejszymi z ruchów masowych. Wyróżnia się też soliflukcję. Wszystkie te zagadnienia postaram się omówić w dalszej części pracy.
Osuwanie jest to stosunkowo szybkie, bo od kilku do kilkunastu m/s, przemieszczenie się mas ziemnych powierzchniowej zwietrzeliny i mas skalnych podłoża do jego podnóża bądź łagodniejszej części. Występuje na stokach o nachyleniach mniejszych niż 45 stopni, zarówno zwietrzelinowe jak i zbudowane ze skał zwięzłej. Proces ten zachodzi nagle lub poprzedzony jest powstaniem pęknięć, szczelin i rys w strefie oderwania. Osuwiska są szczególnie częste w obszarach o sprzyjającej im budowie geologicznej, gdzie warstwy skał przepuszczalnych i nieprzepuszczalnych występują naprzemiennie. Do zjawisk wywołujących osuwisko należą wzrost wilgotności gruntu przez długotrwałe opady lub roztopy, powodujące nasączanie i przez to wzrost ciężaru przypowierzchniowej warstwy materiału skalnego na stoku. Naruszenie równowagi stoku poprzez podcięcie jego podnóża przez erozję także może być przyczyną, np. w dolinie rzecznej lub w wyniku działalności człowieka polegająca np. na podcinaniu stoku przez budowę drogi, nadmierne obciążenie stoku przez budownictwo, czy wibracje związane z pracami ziemnymi i ruchem samochodowym. Likwidację utrwalającej stok i pochłaniającej część opadu pokrywy roślinnej, np. wylesienie również można zaliczyć do przyczyn osuwisk jak też eksplozje i trzęsienia ziemi.
Można wyróżnić główne elementy osuwiska. Są to: nisza osuwiskowa, czyli zagłębienie w miejscu, w którym osunęła się ziemia, oraz jęzor osuwiskowy-miejsce, gdzie został przemieszczony ten materiał skalny. Jeżeli przemieszczenie nastąpiło na większą odległość, pomiędzy niszą a jęzorem osuwiskowym powstaje rynna osuwiskowa, będąca podłużnym zagłębieniem wyżłobionym przez przesuwający się materiał skalny.
        Największe rozpoznane osuwisko na Ziemi znajduje się w Iranie. W Polsce osuwiska występują najczęściej w Beskidach. W 2001 roku osuwisko w Lachowicach zniszczyło 15 zabudowań mieszkalnych, natomiast w Jachówce zagroziło osiedlu Straczkówka. Jeszcze innym przykładem jest osuwisko w Nowym Sączu, które zniszczyło kilka zabudowań mieszkalnych i gospodarczych. Proces ten występuje także często na zboczach Wisły oraz na bałtyckich klifach. Osuwiska powodują rozmaite straty. Należą do nich degradacja objętych nimi terenów oraz zniszczenie całej posadowionej na nich infrastruktury, czyli np. budynki mieszkalne, sieć drogowa, linie elektryczne, gazociągi, uprawy, lasy. Pierwsza próba zliczenia osuwisk, którą przeprowadzono pod koniec lat 60. wykazała istnienie na stokach karpackich ponad 3000 osuwisk. Dalsze prace doprowadziły do rozpoznania w Karpatach około 20000 osuwisk. Na obszarze 6% kraju, jaką stanowią Karpaty, występuje ponad 95% wszystkich osuwisk w Polsce. Ocenia się również, że w górach tych można spotkać średnio jedno osuwisko na 5 km drogi jezdnej i na 10 km linii kolejowej.

Istnieje podział osuwisk ze względu na rożne kryteria:
• asekwentne- tworzą się w jednorodnych, niewarstwowanych skałach, np. glinach czy iłach
• konsekwentne- powstają w wyniku ruchu mas skalnych po jakiejś powierzchni strukturalnej, wyróżnia się osuwiska konsekwentno-strukturalne, konsekwentno-zwietrzelinowe oraz konsekwentno-szczelinowe
• insekwentne- tworzą się, gdy osunięcie nastąpi w poprzek powierzchni strukturalnych
• periodyczne- występuje przy obfitych opadach
• chroniczne- są w ciągłym ruchu, dopóki nachylenie stoku nie stanie się minimalne
• dolinne- występuje w obszarach źródłowych rzek, gdzie erozja wsteczna zwiększa spadek terenu
• zboczowe- powstają na stokach podcinanych w wyniku erozji bocznej rzek
• zwietrzelinowe
• skalne.

Osuwanie się stromych stoków, droga do Morskiego Oka

        Pełzanie jest to bardzo powolne, zauważalne tylko przy obserwacjach prowadzonych w znacznych odstępach czasu, przemieszczanie w dół stoku materiału zwietrzelinowego pod wpływem siły ciężkości. Proces ten występuje na całej powierzchni stoków dojrzałych o nachyleniu mniejszym od 45 stopni. W zależności od rodzaju materiału na powierzchni, mówimy o spełzywaniu gleby lub spełzywaniu skały. Tempo poruszania się materiału pełzającego jest tym mniejsze, im głębiej się ono znajduje. Na pewnej głębokości ruch nawet całkowicie ustaje. W rezultacie nie dochodzi do odsłonięć powierzchni podstawy skalnej. Tempo spełzywania jest na tyle niskie i jednostajne, że nie uszkadza pokrywy darniowej terenu. Głównym motorem spełzywania jest odsuwanie się cząstek warstwy powierzchniowej w czasie rozszerzania w kierunku prostopadłym do stoku, a następnie pionowe opadanie przy kurczeniu. W rezultacie każdy cykl rozszerzanie-kurczenie powoduje drobne przesunięcie cząstek w dół stoku o odległość tym większą, im bliżej powierzchni znajduje się cząstka.

Procesowi pełzania sprzyja naprzemienne wysuszanie i nasiąkanie gruntu wodą, zamarzanie i odmarzanie, a także rozpuszczanie się i wykrystalizowanie się soli, rozrastanie się korzeni, czy działalność fauny w glebie.

        Wśród pełzań wyróżniamy: cieczenie, spełzywanie oraz soliflukcję. Cieczenie jest charakterystyczne dla wilgotnej strefy gorącej i podlega mu gruba warstwa zwietrzeliny stale przepojona wodą. Proces ten powstrzymywany jest przez zwartą pokrywę roślinną, stąd niekiedy zachodzi pod pokrywą leśną. W ten sposób tworzą się niebezpieczne próżnie. Dla miejsc, które sztucznie zostały pozbawione pokrywy roślinnej, charakterystyczne są strumienie i pokrywy błotne. Spełzywanie natomiast typowe jest dla klimatu umiarkowanego. Proces ten zachodzi głównie na stokach zadarnionych. Soliflukcja jest jednym z procesów morfologicznych modelujących stoki w obszarach o klimacie zimnym, najczęściej w warunkach peryglacjalnych-czyli obszary polarne i wysokie góry. Zjawisko to polega na powolnym (do kilku cm na rok) pełzaniu wierzchniej warstwy gruntu. Soliflukcji sprzyja sezonowe rozmarzanie powierzchniowej warstwy zwietrzeliny, która silnie nasączona wodą "ślizga się" po nadal zamarzniętej głębszej warstwie. Ważną role w całym procesie odgrywa także działalność lodu włóknistego, który sprzyja przemieszczaniu się okruchów zwietrzeliny w dół stoku, a także częste zmiany temperatury. powodują one wielokrotne, naprzemienne odmarzanie i zamarzanie gruntu. Soliflukcja jest częstym zjawiskiem w obszarze permafrostu.
Widocznym skutkiem pełzania są pochylone płoty i słupy, a także przegięte pnie drzew, np. w kształcie litery L, przesunięte większe fragmenty skalne- tzw. haki, zmarszczki na stokach pokrytych darnią. Powierzchnie stoków poddawanych pełzaniu bywają również pełne nabrzmień i nierówności, które nazywane są stokami złaziskowymi.

Soliflukcja na stokach w rejonie Trzydniowiańskiego Wierchu

        Kolejnym ruchem masowym jest osiadanie. Jest to stosunkowo powolny ruch gruntu, w wyniku którego powierzchnia terenu ulega obniżeniu i powstaje niecka. Występuje głównie na stożkach o zróżnicowanych nachyleniach. Osiadanie zachodzi najczęściej pod wpływem ciężaru warstw nadległych, czyli kompakcji, ale również poprzez usunięcie materiału niżej leżącego przez jego rozpuszczenie, wymycie-sufozję bądź też wybranie przez człowieka w obszarach górniczych. Skutkiem tych ruchów jest powstawanie niecek osiadania, a na zboczach tworzą się zerwy zboczowe.

        Osypywanie natomiast jest procesem morfogenetycznym, który zachodzi na stokach usypiskowych-stożki i hałdy, a także w żlebach piarżystych. Polega na odpadaniu i zsuwaniu się w dół drobnych kamieni pod wpływem siły ciężkości. Intensywność osypywania zależy od nachylenia stoku i stopnia utrwalenia materiału zwietrzelinowego. Bezpośrednią bodźcem uruchamiającym osypywanie może być silny wiatr, intensywny opad deszczu lub gradu, spływająca woda, nagła zmiana temperatury, fala akustyczna, a także bezpośrednie oddziaływanie zwierząt lub człowieka. Osypywanie powoduje przemieszczanie materiału w dół i doprowadza do uzyskania kąta naturalnego spadku, czyli około 30 stopni. Na szczególnie stromym stoku proces ten może spowodować powstanie lawiny kamiennej.

        Procesami podobnymi do ruchów masowych jest powstawanie lawin. Lawina-czyli gwałtowna utrata stabilności i przemieszczanie się w różnych postaciach: spadanie, staczanie lub ześlizgiwanie się ze stoku górskiego mas śniegu, lodu, gleby, materiału skalnego, bądź ich mieszaniny. Lawina jest najgwałtowniejszą postacią ruchów masowych. Między cząsteczkami materiału leżącego na zboczu lub go budującego oraz między materiałem a podłożem działają siły tarcia, które równoważą ciężar tego materiału. Jeśli ta równowaga zostanie zachwiana, np. przez wzrost masy śniegu wskutek opadów lub zmniejszenia siły tarcia, np. wskutek dostania się między cząstki materiału wody, która działa wówczas jak smar, następuje osuwanie się, spełzywanie materiału ze zbocza. Gdy ma to gwałtowny przebieg możemy mówić o lawinie. Wyróżniamy następujące rodzaje lawin:

• lawina pyłowa- powstaje bezpośrednio po obfitych opadach, tworząc ze świeżego, puszystego śniegu welon pyłu śnieżnego, grożący uduszeniem. Porusza się w granicach 200 km/h. Przyczyną powstania lawiny pyłowej może być nawet fala akustyczna wywołana głośnym krzykiem.
• deska śnieżna- lawina powstająca w wyniku osunięcia się całej warstwy świeżego, jeszcze nie całkiem związanego z podłożem śniegu lub w wyniku oderwania się nawisu śnieżnego na grani. Przyczyną takiej lawiny bywa nagły wzrost temperatury powietrza lub "podcięcie" stoku przez poruszającego się np. narciarza.
• lawina gruntowa- powstaje w czasie nagłych odwilży lub opadów deszczu. Zsuwające się ciężkie masy wilgotnego śniegu głęboko erodują podłoże porywając kamienie i okruchy skał oraz niszczą roślinność.
• lawina kamienna- jest przemieszczającą się po stoku górskim masą okruchów skalnych, kamieni czy żwiru, powstająca w wyniku obrywu skalnego lub na wskutek zaburzenia równowagi piargu w żlebie lub stożku usypiskowym.
• lawina wulkaniczna- inaczej lawina piroklastyczna- gwałtownie przemieszczająca się (z prędkością ponad 100 km/h) po zboczu wulkanu masa okruchów skalnych, świeżo wyrzuconej lawy, popiołu wulkanicznego i gazów wulkanicznych
• lawina błotna- gwałtownie przemieszczający się potok błotny
• lawina lodowa- przemieszczająca się po zboczu masa lodu
• lawina mieszana- lawina powstająca z wymieszanych np. śniegu i lodu, kamieni i śniegu.

        Lawiny mogą zsuwać się po stokach nachylonych powyżej 20 stopni. Stanowią one przyczynę wielu wypadków, którym ulegają przede wszystkim turyści, np. narciarze, alpiniści. W górach wyższych wielkie lawiny mogą zagrażać nawet osadom ludzkim i niszczyć drogi.

Skutki ruchów masowych:
Ruchy masowe są niekorzystnym, a niekiedy bardzo niebezpiecznym procesem dla człowieka i jego działalności. Na terenach, gdzie występuje odpadanie skał utrudnione jest osadnictwo oraz konieczne stosowanie siatek i dachów ochronnych przy drogach. Szczególnie niebezpieczne są większe obrywy i osuwiska. Mogą one nawet powodować zmianę sieci wód powierzchniowych, np. zmianę brzegu rzeki oraz tamowanie dopływu wody, co prowadzi w konsekwencji do powstania jezior albo do powodzi. Katastrofalne w skutkach osuwiska i obrywy mogą występować po silnych trzęsieniach ziemi, np. w 1920 roku na obszarze lessowym w Chinach- zginęło łącznie 180000 ludzi oraz w wyniku wybuchu wulkanów, które powodują topnienie śniegów i powstanie spływów i lawin błotnych. Natomiast w 1985 roku taki spływ błotny-osuwisko powstałe w wyniku erupcji wulkanu Nevado del Ruiz w Kolumbii zniszczył położone niedaleko miasto Armero- zginęło wtedy 25000 osób.