Lessy
Badania geologiczno-inżynierskie lessów w Polsce przeprowadzono po raz pierwszy na terenie lokalizacji Nowej Huty w 1950-1951 (badano osiadania i makroporowatość). W latach 50-tych rozpoczęto systematyczne, regionalne badania lessów. W różnych rejonach różni badacze działali, np. Grabowska-Olszewska lessy sandomiersko-opatowskie, Mojski, Maruszczak, Malinowski - lessy wyż. Lubelskiej. Grabowska przygotowała wykaz publikacji dla lessów polskich, tam można poszukać.
Lessy w Polsce stanowią bardzo ważny problem, bo zajmują 19 480 km2 czyli 6,24% i na niemal wszystkich obszarach ich występowania intensywnie rozwija się budownictwo. Szkody budowlane znane są z np. Lublina, Sandomierza, Kłodzka.
Geneza lessów
Przyjmuje się eoliczną genezę lessów. Po licznych dyskusjach badacze lessów przyjęli, że ich sedymentacja musiała następować w okresie transgresji lądolodu (w glacjale).
Dyskusję wzbudzał też problem pochodzenia materiału pyłowego, ostatecznie zgodzono się na autochtoniczne pochodzenie lessu. Materiał pyłowy pochodził z wietrzenia mrozowego osadów i był transportowany (nawiewany) na stosunkowo niewielkie odległości rzędu kilkudziesięciu kilometrów.
Powiązanie podstawowej frakcji lessów z transportem eolicznym nie oznacza „totalnej” koncepcji o eolicznej genezie lessów, ponieważ wykazują one wyraźne zróżnicowanie facjalne. Wynika to z tego, że po depozycji pyłu przenoszonego przez wiatry był on z reguły przemieszczany po powierzchni topograficznej przy udziale procesów zróżnicowanych w zależności od rzeźby terenu. Stąd mówi się np. o lessach deluwialnych, koluwialnych, fluwialnych i wszelkich odmianach kombinowanych. Faktem jest, że tylko takie facjalnie zróżnicowane lessy tworzą najgrubsze pokrywy, dobrze wyodrębniające się w sensie geomorfologicznym. Cieńsze płaty często wykazują tylko cechy utworów lessopodobnych. Poszczególne facje różnią się mniej lub bardziej właściwościami od lessu typowego - eolicznego in. subarealnego. To zróżnicowanie najbardziej wyraża się w litologii - zawierają domieszki ziarn, grubszych frakcji, które zostały dołączone w trakcie wtórnego przemieszczania pyłu eolicznego. Np. w facjach koluwialnych występują znaczne domieszki żwiru, związane z przemieszczaniem po silnie nachylonych stokach. Duże zmiany w lessie typowym następowały też tam gdzie miała miejsce intensywna filtracja wód opadowych, która powodowała wymywanie węglanów, zmniejszanie porowatości utworu lessowego. W niektórych płatach występowania lessów wyróżnia się prawie wyłącznie facje np. fluwialne lub deluwialne, w takich przypadkach trudno jest jednoznacznie stwierdzić czy mamy do czynienia z lessami właściwymi czy z pylasto-piaszczystymi lub pylasto-gliniastymi utworami lessopodobnymi.
Komentarz do mapy występowania lessów w Polsce
Płaty lessowe zbudowane są z różnowiekowych warstw, dominują warstwy młodsze - z okresu zlodowacenia Wisły. Lessy starsze i najstarsze są z reguły ukryte pod nimi, cieńsze i mniej rozprzestrzenione.
Występowanie lessów wykazuje pewne prawidłowości:
wzrost miąższości i rozległości płatów z zachodu na wschód. Max miąższość płatów na zach. jest rzędu 10 m a na wsch. do 40 m. Zróżnicowanie miąższości płatów samych lessów młodszych jest już mniejsze: do 9 m na W i do 21 m na E. Tereny lessowe Polski wsch. wykazują cechy wspólne z obszarami lessowymi Europy SE a tereny zachodnie z obszarami lessowymi Europy E. Typowa lessowa rzeźba terenu (doliny, wąwozy) występuje na wsch. Polski
występowanie lessów związane jest z piętrem hipsometrycznym 200 - 350 m, na północy ta górna granica na ogół nie przekracza 300m, na płd. sięga do 400 m. Taka piętrowość rozmieszczenia lessów jest prawdopodobnie związana z warunkami klimatycznymi panującymi w poszczególnych piętrach hipsometrycznych. Natężenie akumulacji pyłu mogło słabnąć wraz z wysokością na skutek wzrostu wilgotności klimatu. Po przekroczeniu granicznych wskaźników wilgotnościowych, pył opadający z atmosfery nie tworzył już odrębnych pokryw lessowych, był bowiem przemieszczany przez soliflukcję i spłukiwanie, również procesy stokowe i włączany do osadów niżej leżących.
nie tworzą ciągłej i zwartej pokrywy w tych regionach, występują jako płaty pooddzielane dolinami rzecznymi lub grzbietami wyniesień. W Polsce lessy akumulowane były na terenach dobrze urzeźbionych, stąd nie ma tutaj typowych rozległych i płaskich równin lessowych, takich jak np. w płd. Ukrainie czy w Chinach.
Lessy w Polsce występują w 5 regionach geograficznych:
na Wyżynie Lubelskiej - między Wisłą a Bugiem, najroleglejszy, najbardziej miąższe pokłady lessów typowych. Miejscami całkowita miąższość lessów sięga 40 m. Charakter rzeźby i duże miąższości osadów wrażliwych na działanie wody decyduje o intensywnej erozji gleb i erozji wąwozowej. Duża miąższość niezwietrzałych lessów młodszych sprzyja rozwojowi sufozji i osiadania zapadowego, z czym wiążą się liczne katastrofy budowlane na tym terenie (Lublin).
rejon Wyżyny Sandomierskiej i Gór Świętokrzyskich - między Wisłą i Górami Świętokrzyskimi. Charakterystyka podobna jak dla rejonu A, ale mniejsze miąższości lessów - max 30 m. W części zachodniej lessy zastępowane są przez pokrywy gliniastych utworów zboczowych, w części wschodniej rozwijają się podobne zjawiska jak na wyż. Lubelskiej. Poważne szkody budowlane znane są z Sandomierza (głównie związane z osuwiskami w strefie wysokiego brzegu Wisły).
Wyżyna Krakowsko-Częstochowska - między górną Wisłą a źródliskowymi odcinkami dolin Warty i Pilicy. Miąższość lessów mniejsza niż w rejonie lubelskim, stad zjawiska geodynamiczne rozwijają się na mniejszą skalę. W części zachodniej lessy typowe są coraz cieńsze i przechodzą w lessopodobne, bezwęglanowe utwory zboczowe.
Pogórze karpackie - lessy występują w wąskiej strefie przy brzegu Karpat, do wys. 400 m. Małe wysepki lessopodobnych utworów deluwialno-soliflukcyjnych w głębszych dolinach sięgają daleko w głąb Karpat. Bardziej miąższe typowe lessy występują w odcinku wschodnim między Sanem a Wisłokiem. Erozja wąwozowa i sufozja nie rozwijają się tu tak intensywnie jak na Wyż. Lubelskiej. Szkody budowlane znane ze starego miasta w Jarosławiu.
przedgórze sudeckie - rejon o większym rozprzestrzenieniu niż rejon karpacki. Ale duży udział mają tu utwory lessopodobne. Lessy typowe występują w małych płatach o miąższości max 10m. Mała miąższość lessów, lessy bardziej gliniaste, mniej zasobne w węglany niż w A, stąd zjawiska geodynamiczne nie odgrywają tu większej roli.
Stratygrafia lessów (w „Podstawowe profile lessów w Polsce II” Maruszczak, 2001 poczytać przed wykładem z tej książki)
Lessy najstarsze - na slajdzie podzielone na dwa poziomy, Dolecki przedstawił już 4 cykle akumulacji lessów najstarszych, z czym nie do końca zgadza się Maruszczak. Poszczególne poziomy rozdzielone glebami rangi interglacjalnej lub interstadialnej. W stratygrafię tu nie będę się wdawać, kiedyś przyjmowało się że LN pochodzą ze zlodowacenia płd. - polskiego, na tym slajdzie, który zresztą jeszcze nie jest kompletny jeśli chodzi o najstarsze ogniwo, i przy próbie korelacji naszych poziomów z lessami na Ukrainie i w Niemczech, sprawa wieku i samego podziału okresu zlodowaceń okazuje się bardzo skomplikowana.
LN oddziela od lessów starszych starszych gleba interglacjalna (opis na kartkach ręcznie pisanych)
Lessy starsze LS - najniższe, dolne, środkowe i górne, pochodzą ze zlodowacenia środkowo-polskiego, górne dzielą się na kilka poziomów, generalnie poziomy oddzielają poziomy glebowe o różnym stopniu pedogenezy. Less starszy środkowy od górnego oddziela kompleks glebowy: gleba brunatna wyługowana i nałożony na nią poziom humusowy prawdopodobnie z okresu interstadialnego.
LS/LM na granicy znajduje się kompleks glebowy z interglacjału eemskiego (patrz notatki ręczne)
Lessy młodsze LM - najniższe, dolne, środkowe i górne, ze zlodowacenia płn-polskiego. Dobrze wykształcone, zachowane w wielu profilach gleby interstadialne
na powierzchni LM mamy glebę holoceńską, czyli glebę współcześnie występującą na powierzchni, rozwiniętą odpowiednio do ukształtowania powierzchni i warunków wilgotnościowych
soliflukcja - spełzywanie odmarzniętej, nasyconej wodą powierzchniowej warstwy gruntu po przemarzniętym podłożu. Zachodzi na stokach o nachyleniu ponad 2 stopnie w strefie klimatu zimnego
koluwium - materiał skalny przemieszczany w dół stoku podczas osuwania
deluwium - osad utworzone w wyniku wypłukiwania przez wody deszczowe najdrobniejszych cząstek mineralnych z gleb, glin, lessów i osadzania tych cząstek w niższych partiach i u podnóża stoków
Rozwój erozji w lessach (poszukać zdjęć do prezentacji, w ostateczności z Malinowskiego, 1971)
Lessy są bardzo podatne na erozję wodną. Granulacja lessów sprzyja rozwojowi sufozji. Przepływ wody powoduje wynoszenie tej nielicznie występującej w lessach frakcji iłowej i najdrobniejszych ziarn. W wyniku tego rozwijają się procesy deformacji lessów, które na powierzchni uwidaczniają się w postaci różnych form. Najczęściej spotykane formy to wymoki oraz kotły, które w dalszym stadium erozji przekształcają się w wąwozy.
Wymoki - występują zwykle na tarasach lub wysoczyznach, tam gdzie jest gruba warstwa lessu. Są to bezodpływowe wklęśnięcia terenu, w formie kolistych lub wydłużonych dolinek. Oprócz sufozji do powstania wymoków przyczynia się również rozpuszczanie soli w lessach (głównie CaCO3). Starsze wymoki, szczególnie na tarasach mogą być wypełnione cienkimi warstwami torfu.
Kotły - są efektem sufozji zachodzącej przy dużym gradiencie przepływu wody. Warunki takie występują w strefach krawędziowych np. tarasów, skarp. Kotły dają początek wąwozom.
Wąwozy - powstają na skutek obrywania, rozmywania i cofania się kotła, przeważnie w kierunku prostopadłym do głównej doliny erozyjnej. Dzięki temu powstają długie doliny rozgałęziające się w doliny boczne.