Życzę wszystkim miłego wkuwania

GEOMORFOLOGIA

PROF. PIOTR MIGOŃ

WYKŁAD 1

GEOMORFOLOGIA - istota i zakres, dyskurs o formach Ziemi.

GEOMORFOLOGIA

Nauka o formach powierzchni Ziemi i procesach tworzących te formy.

Poznanie charakteru, pochodzenia i wieku form, poznanie przebiegu i natężenia procesów rzeźbotwórczych oraz praw rozwoju rzeźby umożliwia jej racjonalne wykorzystanie przez człowieka.

Podejścia badawcze w geomorfologii: (morfos -gr. forma)

• morfografia - opis formy powierzchni Ziemi, kształtu, budowy, elementy opisu;

• morfogeneza - powstanie danej formy, w jaki sposób i dlaczego;

• morfometria - pomiar formy, uszczegółowienie wiedzy o obiekcie, dane liczbowe uzyskane bezpośrednio lub z mapy lub z Numerycznych Modeli Terenu;

• morfochronologia - próba określenia wieku danej formy;

OPISAĆ, ZMIERZYĆ, WYJAŚNIĆ, OCENIĆ WIEK

GEOMORFOLOGIA I JEJ ZWIĄZKI Z INNYMI NAUKAMII:

• geografia fizyczna

• geologia - substrat skalny, kształt form z właściwościami mechanicznymi i chemicznymi skał podłoża

• meteorologia i klimatologia

• hydrologia

• glacjologia

• geofizyka

• gleboznawstwo

• nauki biologiczne

• historia - przekształcenie Ziemi przez człowieka. Bezpośrednie i pośrednie. Zmiany charakteru i tępa zmian. Człowiek zmienia charakter danego terenu. Od kiedy i w jaki sposób człowiek gospodarował. Osadzenie w historycznym kontekście.

KLASYFIKACJA RZEŹBY TERENU

KRYTERIUM	PRZYKŁADY
Hipsometryczne	Niziny - wyżyny - góry niskie - góry wysokie
Fizjograficzne	Równina - obszar pagórkowaty - pogórze - płaskowyż - góry
Genetyczne	Rzeźba akumulacyjna - rzeźba denudacyjna
	Rzeźba polodowcowa - rzeźba fluwialna - rzeźba eoliczna - rzeźba wulkaniczna
Litologiczne	Rzeźba granitowa - rzeźba krasowa
Tektoniczne	Tarcza - platforma - góry zrębowe - góry fałdowe - zapadlisko
Domeny działania procesów	Procesy wietrzeniowe - procesy stokowe - procesy niwalne - procesy glacjalne
Wiek i dynamika rzeźby	Rzeźba ekshumowana - rzeźba przetrwana - rzeźba holoceńska

FORMY RZEŹBY RÓŻNEGO RZĘDU:

I Kotlina śródgórska

II granitowe pagórki

III granitowe skałki

I Masyw górski

II Płaska powierzchnia szczytowa

II Strome stoki

III Kotły polodowcowe

PRZEDMIOT ZAINTERESOWANIA:

• formy rzeźby:

• wielkość

• relacje przestrzenne

• geneza

• wiek

• procesy rzeźbotwórcze

• natężenie (o ile cm/rok przesunięcie)

• uwarunkowania

• zróżnicowanie w przestrzeni

• zmienność w czasie

Zagadnienia antropogeniczne - w jaki sposób człowiek wpływa na przyśpieszenie w czasie lub zahamowanie.

Co decyduje o intensywności procesów rzeźbotwórczych?

• energia rzeźby (różnice wysokości, spadki ternu)

• budowa geologiczna (w szczególności rodzaj skal i obecność powierzchni nieciągłości)

• warunki klimatyczne

PODZIAŁ GEOMORFOLOGII

• g. strukturalna (zainteresowanie związkiem rzeźby z budową geologiczna) - g. klimatyczna(akcent na strefy - specyfikę rzeźby terenu);

• g. historyczna (interesuje się historią rzeźby w danym obszarze od czasu stworzenia) - g. dynamiczna (pomiar procesu zachodzącego na naszych oczach, proces ten jest widoczny lub też nie);

• g. stosowana (wiedza teoretyczna przeniesiona na stosowanie , Np. erozja gleb i zastosowanie wiedzy o procesach w budownictwie);

• działy geomorfologii ze względu na fizyczny charakter procesów:

• Procesy wietrzeniowe ( = rozpad i rozkład skal pod wpływem oddziaływania czynników egzogenicznych). Mechanizmy fizyczne i chemiczne Np. kociołek zwietrzelinowy

• grawitacyjne procesy skokowe (= ruchy klasowe) - zdarzenia katastrofalne i wieloskalowe

• rzeźbotwórcza działalność wody na stoku

• geomorfologia fluwialna

• rzeźba strukturalna (= wpływ litologii i ułożenia skał)

• rzeźba krasowa (= w skałach łatwo rozpuszczalnych: wapienie, gipsy, sole)

• geomorfologia glacjalna - zlodowacenia górskie; - zlodowacenie kontynentalne

• rzeźbotwórcze znaczenie lodu gruntowego (zagadnienia strefy peryglacjalnej = wokół lodowcowej, zimnej)

• g. eoliczna (= rzeźbotwórcza działalność wiatru)

• g. litoralna (= rozwój rzeźby wybrzeży)

• rzeźbotwórcze znaczenie czynników i procesów endogenicznych:

• rzeźba tektoniczna

• rzeźba wulkaniczna

• rzeźbotwórcza działalność człowieka (bezpośrednia i pośrednia)

Literatura:

Klimaszewski M. 1995 Geomorfologia PWN W-wa

Allen PA Procesy kształtujące powierzchnię Ziemi PWN W-wa

Migoń Piotr

WYKŁAD 2

WIETRZENIE SKAŁ

Wietrzenie - proces przystosowania się skał do warunków fizycznych i chemicznych panujących na styku litosfery, atmosfery, hydrosfery i biosfery. (Warunki inne niż w czasie, kiedy skała powstawała).

Przystosowanie do:

• Mniejszego ciśnienia wywieranego przez otoczenie (naprężenia nakładu inne, kiedy jest go dużo a kiedy go nie ma)

• Inny zakres zmienności temperatury otoczenia (na powierzchni inna temperatura, wahania w rytmie dobowym, sezonowym)

• Obecność wody i tlenu (warunki beztlenowe a następnie tlenowe)

• Obecność organizmów żywych (niszczenie przez organizmy)

Efekt wietrzenia - materiał skalny różniący się od wyjściowego cechami fizycznymi (Np. zwięzłość) i składem chemicznym (Np. zawartość węglanu wapnia)

Np. Babia Góra Piaskowce magurskie - ostre fragmenty; Karpacz - gruba partia zdezintegrowanego granitu (przemieszczonego) zmiany chemiczne, sód i wapń usunięty.

Efekty i produkty wietrzenia na powierzchni:

• Wietrzenie w skali mikroskopowej (na tym poziomie wietrzenie już działa Np. ziarna kwarcu zaatakowane przez procesy wietrzenia chemicznego, dostrzegalne, kwarc relatywnie odporniejszy, ale podlega niszczącemu działaniu czynników zewnętrznych);

• Rozpad ziarnisty (=dezintegracja granularna) od kilku cm. Rozpad kryształów. Np. piaskowce na Babiej Górze;

• Rozpad blokowy Np.

• Rumowisko hornfelsów na stoku Śnieżki, Karkonosze

• Pustynia Namib

• Nie ma jednoznaczne granicy gdzie mówimy o rozpadzie blokowym.

Blok - do formy skalnych jest używany w 2 znaczeniach:

• Nieco większe formy skalne

• Podział na frakcje mineralne (1m) punkt widzenia granumetri.

• Różny pokrój zależności od skały (predyspozycji strukturalnej).

• Eksfoliacja (=łuszczenie skały) łuski.
  Np. Pustynia Arabska, okolice Asuanu, Egipt
  Warstwy współkształtne do zewnętrznej powierzchni ulegają urywaniu (jod kilku mm do cm) tworzą łuski.
  NIE TYLKO W ŚRODOWISKU PUSTYNNYM!!!

MOŻNA RÓWNOCZEŚNIE ZOBACZYĆ RÓZNE SPOSOBY WIETRZENIA. JEDNO NIE WYKLUCZA DRUGIEGO.

GŁĘBOKIE WIETRZENIE

Oddziaływanie wietrzenia sięga w głąb (tak jak głęboko cyrkulują wody podziemne). Grubość warstw powierzchniowych z przejawami zmian fizycznych i chemicznych od kilkudziesięciu cm do nawet 100m (i więcej).
Efektywność wietrzenia znaczna w klimacie ciepłym i wilgotnym.

Skała traci elementy swojego oryginalnego wyglądu. Np. sfałdowane serie fliszowe - głęboko widać pierwotną strukturę, u góry zatarta.

Wietrzenie od powierzchni terenu postępuje w dół.

Utwory nazywane przez dominujący minerał, który powstaje Np.:

- kaolinowe - tworzone kosztem innych minerałów wtórnych (Transimne, Ardeny i Belgia)

Selektywność głębokiego wietrzenia:

Stopień zmieniania skały wyjściowej jest różny pomiędzy jednym miejscem a drugim.

Np.: przy powierzchni zmieniona, zintegrowane, następnie w głąb masywne fragmenty granitu, dalej kieszenie skały zmienionej (komplikacja) w obrębie jednej skały.

Przyczyny - skały w różnym stopniu podatne (odporne) na procesy niszczące Np.: trzony bryłowe - bardzo masywne, niepopękane.

Obecność spękań kluczowa dla niemal wszystkich procesów wietrzenia..

Skały o kontrastowych właściwościach - nasilenie selektywności Np.: kwarcyt(bardzo odporny) i łupki łyszczykowe(nieodporne)- efekty na łupkach (Np Sowie, Izerskie).·

• Ilościowa ocena stopnia zwietrzenia
  (Np. chemiczny indeks zwietrzenia - wodorotlenki glinu najdłużej opierają się porównanym zmianom wietrzeniowym ze sobą)
  Np. Timma Park, pustynia Neger, Izrael
  - jamki ułożone w piętrach ławice
  Np.Spitzkoppe, pustynia Namib - fragmenty spękań, spękania w granicie, nawiązanie do pierwotnych form
  Mikroformy wietrzeniowe powierzchni skalnych - kociołki wietrzeniowe (regularne kształty, rynienka z wodą niem. Kociołki ofiarne) Np. Krucze Skały, Szklarska Poręba, Masyw Centralny Francja

MECHANIZMY WIETRZENIA = rozpad skały na mniejsze fragmenty bez zmiany składu chemicznego i mineralogicznego:

• Odciążenie górotworu (masyw skalny przy powierzchni ulega odciążeniu, zmiany, co do warunków pierwotnych);

• Zmiana temperatury skały:
  Ogrzanie i ochładzanie;

• Wzrost kryształów ciał obcych w szczelinach i porach:

• Lodu

• Soli minerałów wytrącanych z roztworów
  Wzrost może następować gdzie jest inicjalna dziura, następnie zmiana fazowa Np. szczeliny, pory (wolne przestrzenie między skałą);
  

• Wielokrotnie uwadnianie i osuszenie ośrodka skalnego
  

• Rozsadzanie skały przez korzenie roślin

WIETRZENIE TERMICZNE

ROZPAD SKAŁ WSKUTEK:

Zróżnicowanej ekspansji i kontrakcji poszczególnych kryształów.
Minerały różnej wielkości; reakcja na zmianę temperatury nie jest jednakowa. Rozszerzanie i skurczenie - pojedynczy epizod nie ma żadnego efektu, ale wykonany po 100tys. raz powoduje, że skała zacznie się rozluźniać - rozluźnienie mechaniczne (wyrobienie, nie pasowanie)

Szoku termicznego podczas szybkich zmian temperatury skał(insolacja, pożary).
W krótkim czasie drastyczna zmiana temperatury. Wiele skal rozluźnia się, kiedy gradient zaczyna się zmieniać 2⁰/1minute

PROBLEM!!!

Efekt eksfoliacji osiągany, gdy w powierzchni wzrastają kryształy soli. Nie ma bezpośredniego przełożenia miedzy mechanizmem wietrzenia a efektem. Różne procesy (mechanizmy wietrzenia) mogą dać ten sam efekt (Np. łuszczenie). Cechy materiału, który podlega wietrzeniu są równie istotny jak uwarunkowania zewnętrzne.

WIETRZENIE MROZOWE

ROZPAD SKAŁ WSKUTEK:

Ekspansja lodu w porach i mikrospękaniach (w przyrodzie zachodzi rzadko).
Adekwatne w trym przypadku jest porównanie do butelki, ale niezamkniętej. Mechanizm ten zachodzi tylko w systemie zamkniętym. Systemy szczelin są połączone i wychodzą na powierzchnię. Porównanie do butelki zakorkowanej może być tylko wtedy, kiedy następuje bardzo szybki spadek temperatury.

Rozciągania wywołanego migracją wody w kierunku soczewek lodu segregacyjnego.
Mechanizm ssania mrozowego. Soczewka ściąga wodę, soczewka zwiększa się.

Rozpad na bloki nie zawsze jest spowodowany przez wietrzenie mrozowe, a nawet jest to mało prawdopodobne.

WIETRZENIE SOLNE

ROZPAD SKAŁ WSKUTEK NAPRĘŻEŃ WYWOŁANYCH:

• Krystalizacja soli z roztworu (rosną, rozpychają).

• Ekspansja kryształów soli przy wzroście temperatury Np. halit 0,6; kwarc 0,1

• Ekspansja kryształów soli wskutek ich uwadniania.

Rozpad skał w skutek działania organizmów żywych - niewytłumaczone działanie porostów (w plechach porostów są wchłonięte kryształy)

WIETRZENIE CHEMICZNE

1. Rozpuszczanie
   NaCl⁺+H₂0 ↔ Na⁺ (aq +Cl^-(aq))⁺+H₂O

2. Hydroliza
   2KAlSi₃O₃ + 2H⁺+H₂O ↔2K⁺+Al₂Si₂O₅+4SiO₂(OH)₄

3. Oksydacja
   FeO + ½O₂ ↔Fe₂O₃

4. Karbonizacja
   CaCO₃+H₂O+CO₂↔Ca⁺+(aq)+2HCO₃

Efekt + powstanie czegoś nowego w postaci stałej Np. kaolinit i czegoś, co jest rozpuszczalne, przechodzi do roztworu, przechodzi do roztworu np.NaCl (aq - roztwór)

WSPÓŁDZIAŁANIE WIETRZENIA FIZYCZNEGO I CHEMICZNEGO

Np. rozpad na mniejsze fragmenty, zmian chemicznych

Motor wietrzenia chemicznego = woda

Intensywność musi być drogą do środka (tu wchodzi w działanie wietrzenia fizycznego - spękania, pory - dodatkowa droga dla wody).

Spękania powodują zwiększenie powierzchni oddziaływania wietrzenia chemicznego.

UWARUNKOWANIA PROCESÓW WIETRZENIOWYCH

• Cech skały macierzystej

• Warunki klimatyczne

• Lokalne ukształtowanie terenu, (w którym miejscu więcej wody Np. podnóża zawodnione)

• Czas

SKAŁA MACIERZYSTA:

• Gęstość spękań, porowatość - decyduje o dostępie wody do wnętrza ośrodka skalnego

• Skład mineralny, w tym mono i polimineralność

• Skład chemiczny i siła wiązań

• Struktura i zwięzłość skały

• Tekstura

WARUNKI KLIMATYCZNE

• Temperatura (powietrza, roztworu)

• Amplitudy i zmienność temperatur w różnych przedziałach czasowych

• Częstotliwość cykli zamarzanie - rozmarzanie

• Usłonecznienie

• Wielkość opadu i rozkład sumy opadów w ciągu roku

• Wilgotność powietrza

LOKALNA RZEŹBA TERENU

Większa wilgotność w danym miejscu.

Np. rosa, wilgoć u podstawy Grzyby - uwarunkowania topograficzne

CZAS

Im dużej tym efekty procesu są bardziej widoczne.

PRAKTYCZNY ASPEKT PROCESÓW WIETRZENIA

• Materiały do różnych celów (kaolinit - porcelana; zdezintegrowany granit - podsypka dróg; serpentynit - podkoncetrowanie niklu - złoża pochodzenia wietrzeniowego

• Niszczy obiekty, degradacja

ZNACZENIE WIERZENIA W GEOMORFOLOGII

1. Osłabienie wytrzymałości skał i zmniejszenie ich odporności na działanie innych czynników niszczących (erozja wodna, wiatrowa, glacjalna, ruch masowe)

2. Powstanie okruchów skalnych, następnie przenoszonych przez różne czynniki transportu na różne odległości:

• Niszczenie podłoża przez ścieranie

• Depozycja i powstawanie osadów (Np. less)

3. Powstawanie form rzeźby terenu.

WYKŁAD 3

ROZWÓJ STOKU (1)

STOK - każda nachylona powierzchnia pomiędzy kulminacją wzniesienia a jego podnóżem.

Teoria - rzadko coś ma 0^o, przeważnie zawsze nachylenie .

Praktyka - nachylenie od 2⁰ i wyżej.

Różne profile podłużne stoków.

Stoki różnicują się pod względem:

• Kształtu (wypukłe, wklęsłe, prostoliniowe).
  Na stokach o różnym kształcie mamy do czynienia z różnymi procesami lub też ich natężeniem. Efektywność kształtowania rzeźby stoku jest zależna od jego kształtu.
  
  Stok wypukły - większy transport
  
  
  

• Nachylenia - inne rzeczy w zależności od nachylenia

• Długości - kulminacja oddalona od podnóża w różnych odległościach.
  
  Formowanie się spływu na powierzchni stoku.
  Np. opad - na dłuższy stok, woda zbierana na większej długości - większy transport np. mineralny
  
  
  

GENEZA STOKÓW:

• WULKANIZM - siły endogeniczne stworzone przez działalność wulkaniczną.

• TEKTONKA - różnicowania wzdłuż uskoków, zasunięć.
  
  
  

• PROCESY ZEWNĘTRZNE (stworzenie założenia):

• EROZJA - wcinanie się rzek np. wylot doliny z gór,
  różne założenia:

• Zbocze tektoniczne.

• Zbocze dolin (rzeka wcina się w zbocze)
  
  
  

• AKUMULACJA - nierównomierna, np. Pojezierza - z lądolodu wytopiła się różna ilość materiału.

Od chwili narodzin są przekształcane przez czynniki zewnętrzne. Zwłaszcza siła grawitacji.

PROCESY STOKOWE - przemieszczanie materiału skalnego w dół, pod wpływem oddziaływania siły grawitacji i przy udziale wody, lodu i organizmów żywych.
Musi być związek z nachyloną powierzchnią.

RUCHY MASOWE - przemieszczanie mas skalnych i zwietrzelinowych pod wpływem siły grawitacji. Eliminacja działania wody ( i lodu).

Erozja wodna na stoku - pojedyncze ziarna mineralne, muszą być oderwane, woda niesie materiał, 1 ziarno to 1 zdarzenie.

Ruchy masowe - wprowadzenie w ruch równocześnie dużych ilości materiału.

PODZIAŁ RUCHÓW MASOWYCH:

• Grubość przemieszczanej warstwy: może być to kilka mm jak i kilkadziesiąt metrów np. płytkie lub głęboko zakorzenione ruchy masowe

• Zasięg powierzchniowy - np. osuwisko, obszar stoku np. punktowy lub wiele km²

• Prędkość ruchu (ruch m/s lub wiele lat)

• Częstotliwość występowania (w Beskidach osuwiska w stanie permanentnego ruchu - wywołanego przez np. ulewy które uaktywniają ruchy masowe, w stanie uśpienia - Bardo 400 lata ciszy)

PODZIAŁ RUCHÓW MASOWYCH ZE WZGLĘDU NA MECHANIZM PRZEMIESZCZANIA:

• Ruchy mas skalnych w powietrzu (całkowicie lub częściowo - bez kontaktu, lub sporadyczny kontakt z podłożem).

• Odpadanie
  
  
  
  Pojedyncze fragmenty, bloki skalne odrywają się. Wietrzenie przygotowuje materiał skalny do transportu. Mechanizmy wietrzenia np. mrozowe, organizmy żywe, termiczne, powierzchnie inicjalne nieciągłości otwierają się. Fragmenty odrywają się. W skałach mocniej spękanych tworzą się żleby, bardziej podatna jest na wietrzenie. Jeżeli żleb jest forma linijną, odłamki będą gromadzić się u stóp żlebów. Tworzą się formy akumulacyjne zwane stożkami usypiskowymi.
  
  Stożki usypiskowe .- forma rzeźby
  Największe nachylenia.

Cechy: większy materiał u podstawy, podnóża (energia potencjalna powoduje, że mogą pokonać dużą drogę); mały materiał może się zaklinować. Wyraźne gromadzenie się materiału różnej wielkości w różnych częściach stożka - zwane jest segregacją (także przy rzekach - segregacja materiału).

• Obryw skalny (np. Wadi Zin, ryft Morza Martwego, Izrael)
  Spory kawałek stoku przemieszcza się w dół. Najlepiej stok pionowy a nawet przewieszony.
  

Naprężenie w ośrodku skalnym silne, spękania bez udziału czynników zewnętrznych otwierają sieć. (Warunki w pewnym momencie się zmieniają, są stoki motorycznie podcinane i nie zmienia się charakter, stok pozostaje podwieszony).

Brak sortowania

≈ osłony skalne przez wietrzenie obryw?

Charakter pośredni A/B

PRZECHYLANIE I UPADEK BLOKÓW SKALNYCH

Pionowe - formy nieciągłe otwierają się - środek ciężkości wychyla się za podstawą

Np. Piekiełko, Szczelinie Wielki, Góry Stołowe - Piaskowcowe odłamki np. 20m, pakiety skalne przewracają się - płaskowyż czasu zmniejsza swoją powierzchnie - iglice skalne

PODZIAŁ RUCHÓW MASOWYCH ZACHODZĄCYCH PRZY STAŁYM KONTAKCIE Z PODŁOŻEM ze względu na mechanizm przemieszczenia.

ZSUW - spływ: różnice w mechanizmie ruchu.

Zsuw - po wyraźnej powierzchni, poślizgu, ścięcia.

Sytuacja idealna zdarza się rzadko w przyrodzie, tak jak z idealnym małżeństwie.

Linie płynięcia o innym kształcie.

Zsuw - efekt osuwiska - masa skalna, wewnętrzna struktura jest nienaruszona, żadna deformacja.

Spływ - wymuszane.

ZSUWANIE - OSUWISKA

Podział ze względu na kształt powierzchni poślizgu

• Translacyjne, ześlizgowe (planarne) - powierzchnia poślizgu prawie płaska.
  
  

• Rotacyjne (obrotowe) - powierzchnia poślizgu jest zakrzywiona, a warstwy skalne ulegają obrotowi, przemiana towarzyszy obracanie.

Kilka kilometrów rozciągłość. Długość odcinka nawet bardzo krótka.

Zsuw translacyjny - powierzchnia poślizgu są powierzchniami w tej skale istniejącymi np. powierzchnia uskoku, ławic, powierzchnia w skale już była

Np. Wybrzeże Morza Egejskiego, Turcja

Predyspozycje geologiczne, strukturalne (powierzchnia nieciągłości). Powierzchnie muszą być odpowiednio zorientowane co do stoku.

Osuwiska rotacyjne (obrotowe) wielokrotne - równocześnie lub sukcesywnie. Powierzchnie poślizgu nie są powierzchniami strukturalnymi, tworzą się najczęściej pod wpływem ciężaru warstw wyżej leżących (nacisku). Tworzy się powierzchnie zmęczenia.

Np. Ile of Wright, Pd Anglia

Osuwiska rotacyjne wielokrotne np. White Notce Dorset Pd Anglia

ELEMENTY RZEŹBY OSUWISKOWEJ

Np. Okolice Bananal, Brazylia

Paradoks: gdzie rynna?

Typowa nie dla osuwisk po wyraźnej powierzchni spływu.

Spływy

• Gruzowe i gruzowo - błotne (mury)

• Ziemne

Dokonują się po wyraźnych linijnych strefach.

Rozciągłość bardzo mała, jednak długość odcinak bardzo duża.

Np. Wielki Kocioł Śnieżny, Karkonosze - woda przepoiła rumosz skalny, spływał ze stoku w dół

GEOMORFOLOGICZNE ZNACZENIE SPŁYWÓW GRUZOWYCH

• Strefa oderwania np. Północny stok Babiej Góry 800 metrów
  
  
  

• Rynna spływu z wałami bocznymi
  
  
  

• Strefa akumulacji - brak zachowania struktury, różne miejsca na stoku, turbulencja spływu
  Powszechne w Tatrach np. Dolina Pańszczycy, Tatry Wysokie - kilka m/s

PRĘDKOŚĆ RUCHÓW MASOWYCH

• Obrywy, odpadanie (3m/sek. - 0,3m/min)

• Spływy (kilka m/s)

• Osuwiska (0,3m/min - 1,5m/dobę)

• Soliflukcja (1,5m/miesiąc - 0,3m/5lat)

• Pełzanie (1,5m/rok - 0,3m/5lat)

LEKTURA UZUPEŁNIAJĄCA

Allen P. A 2000 Procesy kształtujące powierzchnie Ziemi (Roz 6.3 i 6.4 str. 261 - 270) Wprowadzenie do fizycznego opisu ruchów masowych

Margielewski W 2004 Typy przemieszczeń grawitacyjnych mas skalnych w obrębie form osuwiskowych polskich Karpat fliszowych (52 (7) 603 - 614)

Synowiec G. 2003 Formy osuwiskowe w górach. Przegląd geologiczny 51 (1) 59 -65

WYKŁAD 4

GRAWITACYJNE RUCHY MASOWE

SOLIFLUKCJA

Trójkątny diagram - ile wody w masie, jaka szybkość, podział ruchów masowych.

• Powolne spływanie mas zwietrzelinowych nasiąkniętych wodą z miejsca wyższego do niższego

• Przyczyny spływu soliflukcyjnego:

• Obecność przemarzniętego - zatem nie przepuszczalnego głębszego podłoża

• Nasycenie wodą pochodzącą z rozmarzającej warstwy aktywnej, pokrywy śnieżnej i opadu atmosferycznego
  
  W porze zimowej grunt całkowicie przemarznięty, latem temperatura rośnie (niekiedy znacznie - Syberia podścielona zmarzliną - wzrost do 20 st. C i opady, rozmarznie stropu i przypowierzchniowej warstwy zmarzliny (woda zamarza w lód i części mineralne) - odwrotne przejście fazowe postępujące od powierzchni. Zależy od temperatury, składu granulometrycznego i stropu. Strop jako nieprzepuszczalny ekran, woda nie infiltruje w głębsze warstwy, udział wody większy, przekroczenie graniczy plastyczności i płynności. Nachylenie powoduje spływ materiału.
  Warstwa aktywna - biorąca udział w rozmarzaniu i zamarzaniu. Może mieć ona 20 - 30 cm (później strop) maksymalnie do 3,5 metra grubości - bezpośrednia dostawa wody, topnienie płatów śniegu.

• Skąpa pokrywa roślinna - roślinność powstrzymuje ruch, wiązanie materiału przez system korzeni

FORMY SOLIFLUKCYJNE

Płaszcz tworzy równą powierzchnie stokową lub drobne formy terenu:

• Loby

• Jęzory soliflukcyjne - wałami o wysokości kilkudziesięciu centymetrów.
  Pewne partie warstwy humusowe profilu glebowego - pogrzebane w jęzorze soliflukcyjnym przesuwającym się szybciej przez większe nasycenie wodą.
  Formy niewielkie i nieefektowne np. Szkocja, Hornsund, Spitsbergen.
  Segregacja materiału, działa jak spychacz rozpychając na boki drobny materiał. Cały czas aktywna - wieloletnia zmarzlina w wysokich górach np. Tatry (przełęcz Krzyżne)

PEŁZANIE GRUNTU

Pęcznienie całej warstwy gruntu. Prześledzenie drogi pojedynczego ziarna w gruncie.

• Wraz z całą resztą ku górze, przyjmuje położenie. Ziarno podniesione przemieszcza się zgodnie od powierzchni geoidy pod wpływem sił grawitacji. Cykle mogą trwać tydzień lub rok… Ciągła wędrówka. Największe przemieszczenia na samej powierzchni. Fragmenty niżej leżące tez są przemieszczane ale w mniejszej skali. Suma pojedynczych przemieszczeń zygzakowatych. Niewielki. Proces jest niezauważalny gołym okiem. Nie tworzy widocznych form.
  Alfred Jahn - inicjator badań procesu pełzania gruntu. Metoda do zbadania zasięgu przemieszczeń to kolumna z 5 cm długości kołeczkami. Efekt po odkopaniu po kilkunastu latach. 25 cm warstwa - Hala pod Łabskim szczytem. Silniejsze przy powierzchni, głębiej wygasa.

• Góry Stołowe, masyw Śnieżnika - przemieszczenie poziome.

• Pień drewna

• Taraski bydlęce - Brazylia. Bydło chodząc po poziomicach stopniowo przyczynia się do spełzywania gruntu.

Lód włóknisty - tworzy się przy silnych wychłodzeniach, brak pokrywy śniegowej.

UWARUNKOWANIA GRAWITACYJNYCH RUCHÓW MASOWYCH:

• Budowa geologiczna podłoża (podatność ośrodka skalnego na deformacje, obecność potencjalnych powierzchni poślizgu, stopień zwietrzenia)
  Flisz beskidzki - idealny pod wieloma względami aby proces zachodził

• Nachylenie stoku- większe prawdopodobieństwo wystąpienia ruchów masowych

• Warunki klimatyczne (suma opadów, intensywność krótkotrwałych zdarzeń opadowych)

• Zawartość pokrywy wegetacyjnej

• Czynnik antropogeniczny

Każdy rodzaj ruchów po tym kątem rozpatrywany. Dlaczego Beskidy są obszarem na którym zachodzą ruch masowe a w Sudetach nie?

PODSTAWY HYDROLOGII STOKU

Formowanie spływu powierzchniowego.

Każdy grunt ma pewne zdolności infiltracyjne, pewna prędkość. Tempo infiltracji zależne od dostawy wody z atmosfery - nie ma mowy o spływie powierzchniowym.

Ti < wody z atmosfery - co nie wsiąknie odpłynie po powierzchni.

Warstwa wody o niewielkiej miąższości - niewielki możliwości oddziaływania.

Efekty znaczące.

• Słaba pokrywa roślinna

• Gwałtowne opady

Powstanie form erozyjnych. Zdarcie przypowierzchniowej warstwy gruntu na znacznej powierzchni

Polska - rzadko pojemność duża, opady niewydajne. Intensywne opady w pierwszej dekadzie sierpnia np. Sudety Zachodnie (200 mm/24h) Góry Izerskie, Karkonosze.

Efekt na powierzchniach pozbawionych pokrywy roślinnej - tereny rolnicze np. Biały Kościół, Wzgórza Strzelińskie (lepkie gleby na lessowych).

Spływ wody, erozja i transport. Materiał do podnóży stoku, tworzy warstwę utworów namytych. Epizodyczne zjawisko ale wyraźny geomorfologiczny efekt..

Ubytek → depozycja

Niszczenie warstwy humusowej (do kilku cm) ale wielokrotnie powtarzane co powoduje, że efekty są wyraźne. Selektywne obniżanie powierzchniowego spływu.

Badania nad spłukiwaniem są prowadzone na eksperymentalnych poletkach (różniące się np. zawartością roślinności, nachyleniem, czy też długością stoku). Zakładany jest tam posterunek meteorologiczny.

Utwory deluwialne - deluwium. Efekt spłukiwania. Pojedynczy epizod do warstwy kilku mm, cm u podnóża stoku. Powtarzanie epizodów powoduje dokładanie warstw czego efektem jest powstanie grubych pokryw deluwialnych. Deluwia są utworami drobnoziarnistymi, najczęściej piaszczysto-pylastymi, często wykazują laminację (warstwowanie). Poszczególne warstwy odpowiadają poszczególnym epizodom spłukiwania. Grubość deluwiów jest bardzo zróżnicowana i odzwierciedla głównie warunki lokalne, sumaryczny czas spłukiwania, podatność pokrywy stokowej na erozję. Spłukiwanie osiąga największe rozmiary na stokach rolniczych, później pastwiskach i lesie o skąpym podszyciu. Spłukiwanie jest znikome w lasach o gęstym podszyciu i na łąkach.

Efekt antropopresji. Brazylia - u dołu warstwy deluwialnej węgle drzewne, wypalanie lasów związane z różnymi potrzebami, ogołacanie z pokrywy roślinnej. Pole - okresy bez lasu, wypłukiwanie pozostałości po lesie (C) i następne warstwy.

Morfogenetyczne znaczenie spływu skoncentrowanego - erozja liniowa.

Nawet do kilkunastu, kilkudziesięciu metrów występuje podłoże lessowe w Polsce E.

Erozja liniowa - zaawansowana → Badlandy - Hiszpania NE. Całkowite rozczłonkowanie terenu. Krajobraz erozji wąwozowej - bezużyteczny dla działalności człowieka (rolniczej, gospodarczej).

Szczególnie powszechne w obszarach półsuchych o skąpej pokrywie roślinnej, ale o okresach dosyć sporych opadów.

LITERATURA:

Allen PA. 2000 Procesy kształtujące powierzchnię Ziemi. Roz. 6.3 i 6.4 (261 - 270).

Margielewski 2004 Przegląd geologiczny 52(7) 603 - 614. Typy przemieszczeń grawitacyjnych mas skalnych w obrębie form osuwiskowych platformy Karpat fliszowych.

Synowiec G. 2003 Formy osuwiskowe w G. Kamiennych. Przegląd geologiczny 51(1) str.59-65

Jahn A. 1970 Zagadnienia strefy peryglacjalnej. Soliflukcja. PWN. W-wa. str.133 - 156

Kneep B.J. 1986 Elementy geograficzne hydrologii PWN, W-wa, rozdz. 4,1. str. 13- 37, 120 - 140

WYKŁAD 5

GEOMORFOLOGIA FLUWIALNA

Przekształcenie rzeźby terenu za sprawą wody płynącej w stałych korytach, różnica jakościowa.

I Koryta rzeczne

Ruch wody w korycie rzecznym:

• Laminarny - przesuwanie cienkich warstw, jedna po drugiej, nie ma wymiany materii - czyste zjawisko spotykane bardzo rzadko, stateczność jest pozorna zawsze występują turbulencje

• Turbulentny - mieszanie

Czynniki decydujące o rodzaju ruchu:

• Rozmiar koryta

• Prędkość wody w rzece

• Lepkość wody

Materiał transportowany w korycie:

• Mineralny (głazy, żwiry, piasek, pył)

• Organiczny (fragmenty roślin: pnie, gałęzie, liście, pyłki)

• Antropogeniczny

Pochodzenie transportowanego materiału:

• Erozja (rozmywanie) dna i brzegów - materiał rozdrabniany, porywany przez nurt

• Dostawa przez dopływ - część materiału z dopływu, a nie bezpośrednio z koryta danej rzeki

• Ruchy masowe i spłukiwanie ze stoków , przechwytywanie przez drogi, spływ do koryt

Oderwanie i wprawienie w ruch jest trudniejsze, opory są większe niż przy samym transporcie kiedy materiał został wprawiony w ruch.

• Przy prędkości 0,1 wody w rzece może być transportowany materiał 0,015 - 0,02mm (pylasty)

• Większy materiał nie będzie transportowany, osiądzie na dnie

• Przy zwiększonej prędkości drobny piasek może być przenoszony

• Erozja - wymuszenie materiału ze stanu spoczynkowego np. 0,1mm aby mogła ja przenieść - oderwać od dna

• Specyficzny kształt pola erozji - ugięcie - przy mniejszej prędkości jesteśmy w stanie uruchomić drobny materiał

• Pokonanie spajających cząsteczek wymaga większej prędkości

• Jeżeli mamy koryto w iłach, to żeby na jego brzegach mogła zachodzić erozja musi być bardzo duża prędkość wody

Błyskawicznie materiał jest złożony gdy tylko prędkość jest mniejsza niż 1m/sek. Do transportu jest potrzebne przekroczenie tej minimalnej wartości. Przy mniejszej prędkości uruchamiany transport piasku 10 cm/sek., pyłu 70 cm/sek. i ił. Drobny materiał jest bardziej spójny kohezyjnie, duży wydatek energetyczny rzeki. Koryto wycięte w utworach bardzo drobnych - bardzo duża prędkość wody w korycie rzecznym.

Obciążenia denne - transport na drodze wleczenia, toczenia, saltacji (podskakiwania). Cały czas lub w okresach czasowych występuje kontakt z dnem.

Obciążenia zawiesinowe - przenoszenie w strumieniu wody

• Transport frakcji drobnej: pyłu, drobnego piasku

• Prędkość w składowej pionowej dla ruchu turbulencyjnego wyższa od prędkości opadania dla danej frakcji

Nie można postawić granicy ze względu na frakcje. Zależy od prędkości wody w rzece. Normalna sytuacja - prawie nic, wezbranie - żwir.

Materiał rozpuszczony

• Transport w postaci jonowej i głównie z wód podziemnych zasilających koryto rzeczne

• Ilość jest miarą denudacji chemicznej w zlewni

• Rzeki górskie

Ocena, analiza składu chemicznego realizowana na posterunkach hydrologicznych.

Koryta rzeczne i ich stabilność:

Koryta skalne - wcięte w skale podłoża, np., potok Beskidzki, Babia Góra

Cechy:

• Dokumentują lokalną przewagę erozji nad akumulacją

• Stałość formy przez dłuższy czas (niezależnie od krótko okresowych wahań przepływu i ilości niesionego rumowiska).

• Obszary o dużych spadkach, duża moc strumienia, duże spadki terenu, obecne na obszarach górskich

• Przebieg zwykle nawiązuje do struktury podłoża (spękania). Spękania miejsca, podłoże osłabione, erozja przebiega łatwiej

Koryta aluwialne - wcięte w tym co rzeka sama niosła, transportowała, w nanosach (aluwiach)

Systemy jednokorytowe

• Koryta proste - koryta kręte - koryta meandrowe
  Powiązanie. Mogą i robią - wraz z upływem czasu koryta proste zmieniają się w koryta kręte, a te następnie w koryta meandrowe.
  
  Koryta meandrowe - klimat umiarkowany, wilgotny
  
  Wskaźnik krętości koryta
  
  
  
  
  
  
  Koryto:

• Proste: 1.0 - 1.05

• Kręte: 1.06 - 1.50

• Meandrowe: > 1. 51

Wskaźnik jest potrzebny do wprowadzenia porządku, klasyfikacji.

Akumulacja - osadzanie materiału i erozja brzegów.

Nurt przemieszcza się z jednego brzegu na drugi. A i E zależne od tego gdzie nurt się znajduje. Jeśli nurt jest bliżej brzegu następuje erozja, jeśli dalej akumulacja materiału.

Położenie, lokalizacja koryta ulega zmianie, charakter pozostaje bez zmian. Koryta takie poddaje się stabilizacji ze względu na infrastrukturę, zmiany są niekorzystne. Wymuszanie nurtu, wymuszanie erozji

Rozwój koryta - proces zawsze rozpoczyna się od nowa, zachowane jest continuum form.

Rozwój koryta meandrowego.

• Koryta roztokowe, wielonurtowe
  Koryto jedno, ale rzeka płynie wieloma nurtami. Występują piaszczysto - żwirowe łachy. Przeciwieństwo continuum jednego nurtu. Forma zmienia się, zmienia się położenie nurtów i lokalizacja łach ( szczególnie przy niskich stanach wody i wezbraniach). Zmiany występują w materiale piaszczystym i żwirowym. Lina graniczna zasięgu pola erozji schodziła najniżej, najmniejsza prędkość potrzebna.
  Koryta roztokowe np. Alpy Japońskie Fudżi - obszary górskie, materiał gruby, obciążenie zawiesinowe niski. Użytecznym wskaźnikiem są pojedyncze rośliny, kępy - ich brak świadczy o dużej dynamice zmian. W Polsce często jednak jest to antropogeniczna ingerencja.
  Koryta roztokowe - obszary suche i półsuche np. Pd Jordania - charakter epizodyczny, odpływ parę razy na rok. Zespół form koryt roztopowych. Dlaczego gruby materiał, a mało zawiesiny? Pada - oberwanie chmury, duża prędkość, przenoszenie grubego materiału (chemiczne wietrzenie - ograniczone z racji skąpości wody, brak materiału do zawiesiny)

• System wielokorytowy anastomozujący np. Dunaj na Małej Nizinie Węgierskiej
  Jedno koryto jest wyraźnie główne, jednak pozostałe są bardzo trwałe i mają różną wielkość (nawet setki lat).
  np. Kongo, Amazonka, Orinoko. Klimat gorący i wilgotny, intensywne wietrzenie chemiczne.

Erozja (żłobienie) w korytach skalnych:

• Korozja chemiczna (podłoże ze skał rozpuszczalnych)

• Abrazja (ścieranie przez transportowanie materiału okruchowego) materiał musi być twardszy niż dno np. kwarcyt - łupek

• Eworsja (żłobienie dna przy ruchu wirowym wody)

Rynny erozyjne - równoległe do siebie, nawiązujące do układu spękań

Kaskady i kotły eworsyjne - przegłębienie dna, ruch wirowy materiału u podnóża progów skalnych

Kocioł eworsyjny (marmit) Karpach 1,5 i 80cm średnicy.

Wodospad - forma nietrwała, ulegająca zmianie, występuje cofanie progu.

Geneza wodospadów:

• Wzrost odporności i podłoża skalanego

• Ruchy tektoniczne

• Erozja wsteczna

• Progi bocznych dolin lodowcowych

Żłobienie kotła, próg podcinany, osiągnięcie wielkości krytycznej, obryw nawisu, próg przesuwa się w górę rzeki. Inicjalny próg.

Meandry wcięte - kręte, nie obserwujemy form podcinania i akumulacji. Całość jest wcięta - należy doszukiwać się przyczyny - kolejność zdarzeń. Równina, wydźwignięcie tektoniczne, wcinanie rzeki w podłoże.

Osady rzeczne:

• Facja korytowa - gromadzenie w korycie i na łachach (odsypach) w jego obrębie; z materiału transportowanego po dnie

• Facja pozakorytowa - gromadzenie poza korytem, na obszarach okresowo lub epizodycznie zalewanych; z materiału zawiesinowego. Facje poza korytem tylko w trakcie wezbrań, epizody.

Wielkość materiału facji korytowej zwiększa wielkość materiału facji pozakorytowej.

Badania dotyczące facji są kapitalnym źródłem informacji o powodziach, ich zasięgu, wielkości i charakterze.

Np. K. Ząbkowicki, Nysa Kłodzka

F. pozakorytowa - drobny piasek, pył

F. korytowa - żwiry, otoczaki, piasek

WYKŁAD 6

GEOMORFOLGIA FLUWIALNA

II Doliny rzeczne

Szersze pole, poza koryto. Większe formy terenu.

1. Dno doliny
   Koryto tylko pewnym elementem pewnej formy. Dwa podstawowe elementy:

1. Dno doliny - koryto tutaj się znajduje, przepływ wody stały, okresowy lub też epizodyczne. Wezbrania - całe dno doliny znajduje się pod wodą. W przybliżeniu płaski element.
   Procesy fluwialne - kształtowane przede wszystkim przez procesy fluwialne, ale także eoliczne (wysokość i szerokość geograficzna - lód gruntowy). Woda płynąca jako główny czynnik geotwórczy.

2. Zbocza doliny - powierzchnie nachylone, woda tutaj Ne sięga, ewentualnie do podstawy. Istnienie odzwierciedla długotrwały proces wcinania się rzeki w powierzchnie po której płynie rzeka.
   Procesy stokowe: spełzanie, spłukiwanie, osuwiska lub też obrywy ( w przypadku pionowej ściany lub słabiej skonsolidowanej)
   
   Dolina poligenetyczna - forma rzeźby fluwialno - denudacyjnej.

Typy dolin rzecznych (podstawą klasyfikacji jest szerokość dna doliny i charakter zboczy)

• Gardziel - szerokość dna = szerokość koryta. Dno jest niezwykle wąskie. Brak suchej przestrzeni.
  Skaliste, urwiste zbocza. Tempo erozji wgłębnej większe od tempa obniżania zboczy. Występuje na obszarach górskich, w miejscu bardzo odpornych skał (granit, kwarcyt, masywne wapienie). Szybkie dźwiganie obszaru. Warunki spłaszczenia zboczy mało efektywne kiedy twarde podłoże. Optymalne warunki dla tworzenia gardzieli. Nazwa zwyczajowa wąwóz - jest to niewłaściwy termin geomorfologiczny (wąwóz - lessowy, miękkie podłoże). Występują w Polsce np. w Tatrach (Wąwóz Kraków), Sudetach (gardziel Wilczki i gardziel Kamieńczyka).

• Jar - dolina jarowa. Dno wąskie, zbocza strome, przeważnie skaliste o dużym nachyleniu (mniejsze jednak niż w przypadku gardzieli). Tempo erozji wgłębnej mniejsze, procesy stokowe (obniżanie zboczy) nie nadążają za pogłębianiem doliny w wyniku erozji wgłębnej. Ściany rozwarte nie pionowe. Koryto nie zajmuje całej szerokości dna. Np. wąwóz Myśliborski (Pogórze Kaczawskie).

• Kanion - odmiana jaru. Rozcinanie obszarów z poziomo zlegających skał osadowych. Tworzone przez różne serie osadowe, o różnej odporności - daje to swój wyraz w wyglądzie zboczy, które są raz strome, urwiste a w innych miejscach mają mały kąt nachylenia (mogą występować schodki i spłaszczenia) np. Wielki Kanion Kolorado USA

• Doliny wciosowe. Zbocza doliny w kształcie szeroko rozwartej litery V. Ewolucja doliny wciosowej, niewielkie rozszerzenie doliny ale zmniejszone nachylenie stoków. Wskaźnik równowagi między natężeniem erozji wgłębnej oraz procesów denudacyjnych na stokach ( obniżanie stoków = równanie, pogłębianie doliny = tempo spłaszczania) Np. Słowacki Raj.
  Sytuacja : Można zauważyć różnice w tempie wcinania rzeki w podłoże i spłaszczania stoków w trakcie historii rozwoju doliny. Im kąt bardziej rozwarty, zbocza spłaszczone, V kształtny wcios. Zintensyfikowanie, procesy stokowe pozostają z tyłu. Przyśpieszenie tektonicznego dźwigania obszaru - erozja wgłębna i jej intensywność dostosowuje się co może spowodować przekształcenie się jej w gardziel lub też jar. W momencie zahamowania dźwigania rozwinąć się może erozja boczna prowadząca do przekształcenia w dolinę płaskodenną.

• Doliny płaskodenne. Dno doliny jest szerokie, mieści koryto, pobocza, a nawet zabudowania, spiętrzenia wody, stawy czy też pola. Zbocza pozostają strome.
  
  
  
  
  Doliny te tworzą się na dwa sposoby:

• Nie tylko erozja wgłębna (to tylko do podstawy erozyjnej np. koryto rzeki głównej) Rzeka ma nadal możliwość niszczenia podłoża, eroduje dno doliny, boi i dno ulega poszerzaniu Np. wciosowa przekształca się w płaskodenną

• Rzeka przestaje erodować, nie radzi sobie z materiałem (rumowiskiem). Zapełnienie doliny przez materiał. Gromadzenie materiału. Efekt akumulacji (zasypywania starszej doliny wciosowej) a nie erozji bocznej.
  
  
  
  

• Typowe w strefie suchej (Wadi, Ued), Pd wybrzeże Morza Martwego. Formy niebezpieczne gdyż nawet krótkotrwałe i epizodyczne powodzie mogą stać się przyczyną zaistnienia potrzeby ewakuacji, tutaj jednak droga ucieczki jest trudna (ściany pionowe, często materiał mało zwięzły - żwiry, piaski).

• Doliny nieckowate - szeroka niecka, okresowo lub epizodycznie odwadniana, epizodyczny przepływ. Granica między dnem doliny, a zboczami trudna do wyznaczenia, brak stale aktywnego koryta rzecznego. Procesy denudacyjne nadrzędne nad procesami fluwialnymi. Typowe dla utworów słabo skonsolidowanych (iły, gliny, less). Np. okolice Oxfordu Pd Anglia.

Równia zalewowa (równina aluwialna)

Fragment zalewany w trakcie większych wezbrań. Powyżej równiny pojawiają się systemy spłaszczeń na różnych wysokościach ponad korytem.

TERASY RZECZNE (TARASY)

Fragmenty dawnych równin zalewowych. Obecnie na różnej wysokości ponad poziomem koryta. Wskaźnik iż rzeka ciągle wcina się w podłoże, pogłębia koryto.

Etapy powstawania Genialny Ideowy Model

• A - wcięcie doliny w wyniku erozji, brak akumulacji w obrębie doliny

• B - rzeka nie jest w stanie wynieść całego materiału (powody różne: spadek rzeki, mniej wody, więcej dostarczanego materiału). Następuje zasypywanie wypracowanej doliny. Grubość osadów zależna od warunków. Powstanie szerokiej płaskodennej doliny - równiny zalewowej.

• C - zmiany. Odzyskanie zdolności erozyjnych przez rzekę. Zaczyna się ona na nowo wcinać. Ożywienie erozji. Dawne dno doliny, równina zalewowa, terasa rzeczna - woda nie sięga do tego miejsca jest ona poza zasięgiem wód wezbraniowych.

• D - erozja boczna tworzy nową równinę zalewową na niższym poziomie.
  Osłabienie i odzyskiwanie mocy erozyjnej może powtarzać się wiele razy. Powstaje system stopni na zewnątrz od koryta - system teras rzecznych.

Terasy rzeczne są źródłem informacji o rozwoju dolin. Przemienności faz erozji i akumulacji. Z wysokości możemy określić amplitudę wcinania. Na podstawie oznaczeń wieku można rozwój osadzić w czasie geologicznym. Pozwala to na poznanie przyczyn powstania danego systemu terasowego. Analiza sedymentologiczna osadów rzecznych w obrębie teras pozwala na określenie typu rzeki i obszarów źródłowych oraz pozwala na określenie częstotliwości wezbrań, kiedy zaczęła rosnąć oraz powiązanie tego z działaniami ludzkimi.

Kryteria podziału (klasyfikacja) teras rzecznych:

• Geneza (akumulacyjne i erozyjne)

• Budowę wewnętrzną (osadowe, skalno - osadowe, skalne)

• Ciągłość wzdłuż brzegu rzeki

• Symetria występowania (parzyste, nieparzyste)

• Zalewanie podczas wezbrań (osady facji pozakorytowej)

• Zalewowe (równiny zalewowe)

• Nadzalewowe
  

STOŻKI NAPŁYWOWE

Formy akumulacyjne, efekt osadzania materiału, powstają na przedpolu gór, gdzie rzeki wypływają z gór i droga wiedzie przez obszar na granicy.

Profil podłużny i poprzeczny dolny rzecznej

PRZEŁOMY RZECZNE

Rzeka tworzy anomalie. Rzeka wpływa we fragment głębokiego jaru (ewentualnie gardzieli) gdzie zbocza są strome i skaliste. Następuje zwężenie.

Rzeźba dolin przełomowych:

• Wąskie dno, brak równiny zalewowej

• Strome często skaliste zbocze

• Wzrost spadku podłużnego

Typy przełomów rzecznych:

• Antecedentne (rzeka starsza od gór np. Nysa Kłodzka, Bardo)
  Blok gór Bardzkich dźwigany, zrąb wzdłuż uskoku. Wyniosłości redukowane, obniżane, a stoki spłaszczane.

• Epigenetyczne ( z nałożenia)

• Przelewowe

• Erozji wstecznej (regresyjne)

• Strukturalne

LITERATURA:

• Klimaszewski. Typy przełomów rzecznych. Geografia w szkole. T 5, z 4, str. 200 - 215

• Teisseyre AK. 1992r. Rzeki anastomozujące - procesy i modele sedymentacyjne. P. Geologiczny. T 40 z 4. str. 241 - 248

• Żurawek R. 1990r. Zmiany erozyjne w dolinach rzek Sudetów Kłodzkich. Problemy Zagospodarowania ziem górskich, 45 str. 43 - 61

WYKŁAD 7

GEOMORFOLOGIA STRUKTURALNA

WPŁYW LITOLOGII I SPĘKAŃ NA RZEŹBĘ - KRAJOBRAZY GRANITOWE

Litologiczne uwarunkowania rzeźby terenu.

Granit masywny to taki, który jest w niewielkim stopniu spękany.

Granit:

• Skała kwaśna, zbudowana głównie z kwarcu, skalni i łyszczyków

• Skała polimineralna

• Zróżnicowanie skaleni (potasowe, plagioklazy) i łyszczyków (muskowit, biotyt) - różna podatność na wietrzenie

• Różne proporcje poszczególnych skal

• Odporność minerałów na wietrzenie: skład chemiczny warunkuje odporność (większa tam gdzie krzemionka od tego gdzie skały wapienne)

• Erodowany szybciej będzie tworzył obniżenia - kotliny

1. minerały wchodzące w skład skał decydują o podatności danej skały na wietrzenie

2. granity o porfirowej budowie - grube pokrywy zwietrzelinowe

3. ułożenie granitowych form masywnych nawiązuje do poziomych i pionowych powierzchni spękań (strefy spękań)

4. wzdłuż linii osłabienia spękań będzie następowało niszczenie

5. niszczenie skały jest najbardziej zaawansowane na skrzyżowaniu spękań

6. powierzchniowe formy również naśladują poziome i pionowe strefy spękań

Geneza skałek granitowych wg. D. Lintona (1955)

Koncepcja dwufazowa:

I efekt głębokiego selektywnego wietrzenia

II etap usuwania zwietrzeliny

Geneza kopuł granitowych wg Thomasa 1965

Powstały wzgórza granitowe, zbudowane z masywnej skały, wyrastają z podłoża gdy cała reszta jest rozdrabniana, zdezintegrowywana i usuwana

Wzgórze Chojnik - zbudowane z masywnego granitu. Krakowskie Skałki: Słonecznik

WPŁYW STRUKTURY - RZEŹBA PŁYTOWA

• zależy od tektonicznej historii obszaru

• budowa warstw, cechują się one różną odpornością na procesy niszczące,

• dominacja linii poziomych w krajobrazie

• płaskowyż, mocno porozcinany przez doliny potoków na przedpolu fragmenty, odnogi płaskowyżu wypreparowane w skalach mniej odpornych

• powierzchnie płaskie ograniczone są urwiskami, stromymi zboczami

• w oddaleniu od płaskowyżu są relikty, szczątki (igły skalne)

Wyżyna Colorado

Gruba sekwencja skał osadowych. Płaskowyż został podniesiony i rzeki wcinają się w głąb tych powierzchni. Wśród powierzchni tworzone są liczne formy skalne. Np. Monument Valley, Arizona

Góra Świadek - świadczy od dawnym zasięgu płaskowyżu.

Skutkiem działania procesów niszczących na stokach jest stopniowe cofanie się stoków (odpadanie i obrywy).

Góry Stołowe - przykład rzeźby płytowej, nie widać tog idealnie na skutek obecności roślinności.

STRUKTURALNE UWARUNKOWANIA RZEŹBY - RZEŹBA KRAWĘDZIOWA

Warstwy ilaste piaszczyste na przemian.

Kuesta

• kierunek zgodny z biegiem warstw bardziej odpornych

• grzbiet w przekroju poprzecznym jest asymetryczny, przeciwległe boki cechują się innym nachyleniem

• łagodny stok (długi) i stromy stok (krótki - przeciwstawny do upadu - przypomina krawędź płaskowyżu, górny urwisty segment i dolny podścielający)

Rzeźba płytowa i kuesta - Góry Stołowe

Skośne wynoszenie, jedna ze stron bardziej wyniesiona. W Czechach rzeźba płytowa uległa przechyleni.

Rzeźba kuestowa:

1. Zaproże Np. kotlina Krzeszowska, Sudety Środkowe

2. czoła progu - strome, skaliste np. Skałki gorzeszowskie - masywne piaskowce

Rzeźba krawędziowa Wyżyny Śląskiej i Krakowsko - Częstochowskiej. Progi zbudowane ze skal o różnej podwyższonej odporności, okolice Lwówka Śląskiego (Pogórze Zachodniosudeckie)

WZGÓRZEA I GRZBIETY ODPORNOŚCIOWE

Są miejsca gdzie skała występuje bardziej punktowo, skały wulkaniczne, budują te wzgórza i grzbiety. Zastygła w kominie wulkanicznym lawa jest masywna, mało spękana np. Wyżyna Colorado, Arizona

Ostaniec - fragment, który się ostał w procesie denudacji. Przyczyna: był zbudowany z bardziej odpornej skały, wtedy może być twardzielem. Każdy twardziel może być ostańcem, ale nie każdy ostaniec może być twardzielem.

Nek - podklasa twardzieli - specyficzny rodzaj

Góry Kurcze (ryolit - perm, skała odporna), Brama Lubawska (zlepieńce, piaskowce, mułowce - perm)

WYKŁAD 8

ZJAWISKA KRASOWE

„Normalne” warunki rozwoju rzeźby terenu:

• woda opadowa odpływa po powierzchni stoku, usuwając cześć materiału zwietrzelinowego (spłukiwanie, erozja)

• większa efektywność erozji przy spływie skoncentrowanym

• odpływ śródpokrywowy - efekty rzeźbotwórcze niewielkie (wypłukiwanie najdrobniejszych cząstek gruntu - sufozja)

• krążenie w szczelinach skalanego podłoża - efekty rzeźbotwórcze znikome

Odmienny przebieg procesów rzeźbotwórczych w przypadku obecności skał łatwo rozpuszczalnych przez wodę:

• przechwytywanie znacznej ilości wody opadowej i krążącej po powierzchni przez system szczelin w skale

• odpływ powierzchniowy niewielki (przy niewielkich opadach całkowity zanik opływu powierzchniowego)

• powiększanie szczelin przez ich rozpuszczanie

• rozwój dużych próżni podziemnych i łączenia

Formy krasowe

Zespół form rzeźby terenu, powierzchniowych i podziemnych powstających przy głównym udziale rozpuszczania skał przez wodę

Kras

Skały podlegając rozpuszczaniu:

• wapienie i marmury

• dolomity

• gipsy

• skały solne

Formy krasowe będą bardziej wyraziste im więcej będzie czystego składowo składnika.

Lepież (ospa krasowa) powiercenie skalne bogato urzeźbione

Żłobki krasowe - zagłębienia biegną mniej więcej równolegle do siebie

Żłobki szczelinowe - powierzchnie wapienne pocięte regularną siatką spękań np. Płaskowyż Burreu, Irlandia

Żebra krasowe - ostańcowi postać fragmentów

Charakterystyczna cecha obszarów krasowych.

Znaczna ilość zagłębień bezodpływowych różnej wielkości

Leje krasowe

Leje krasowe wypełnione często działają jako baseny sedymentacyjne

Polje (kotlina krasowa) - obniżenie o długości wielu kilometrów, sposób użytkowania ziemi (pola, trawiaste) np. Yangshuro, Pd Chiny - mogą płynąć nawet rzeki, okolice Guilin, Pd Chiny

Ponor - miejsce zanikania rzeki, chowania się jej pod powierzchnię ziemi

Suche doliny

Kras Morawski

Obecność lejów z zapadania i obecność suchych dolin jest wskaźnikiem powstawania dojrzałego stadium krasu. Obecne są też leje krasowe w suchej dolinie np. Fidgaway, Anglia - sucha dolina

Gęstość sieci rzecznej w obszarach krasowych jest bardzo uboga wręcz znikoma, natomiast sieć dolinna jest bardzo dobrze rozwinięta

Ślepe doliny - formy w których np. rzeki kończą się ponorem

Kras podziemny

Nacieki jaskiniowe: stalaktyty zwykłe i rurkowe, draperie, stalagmity, stalagnaty.

Jaskinia - próżnia w obrębie górotworu, naturalnego pochodzenia, mogące pomieścić człowieka i posiadające specyficzny mikroklimat

Geneza jaskiń:

• rozpuszczanie podłoża przez wodę przepływającą przez górotwór

• erozyjne działanie wody płynącej korytarzami jaskiniowymi

• obrywy i odpadanie ze ścian i stropów korytarzy i komór jaskiniowych

Ewolucja systemów jaskiniowych

Są efektem niszczącej działalności wody

Strukturalne uwarunkowania rzeźby jaskiniowej

Namulisko - osad mineralny, zgromadzone szczątki kostne, najlepsze archiwum (taka glina)

Typowe cechy rzeźby obszarów krasowych:

• ubóstwo pokrywy zwietrzelinowej i liczne wychodnie skalne w postaci skałek i skalistych wzgórz ostańcowych

• skąpa sieć odwodnienia powierzchniowego (rozległe obszary bezwodne)

• zagłębienia bezodpływowe

• rozwinięty drenaż podziemny i systemy jaskiniowe

Płaskowyż krasowy Zabielska planina, Kras Słowacki, Kras wieżowy Yanfshuo, Pd Chiny - Migoty - wyrastają z płaskich powierzchni

Literatura

Pilina M. 1999 Kras. Formy i procesy, Katowice str. 261-302 (zjawiska krasowe w Polsce)

Rogala W 2003 Pionowy układ jaskiń krosowych na górze Połom w Górach Kaczaskich Przegląd Geologicznych t 51 2.3. str. 238 - 242

WYKŁAD 9

RZEŹBOTWÓRCZA DZIAŁALNOŚĆ LODOWCÓW GÓRSKICH

Warunki powstawania lodowców górskich:

• Warunek klimatyczny - roczna suma opadów śnieżnych w ilości przekraczającej możliwość jego stopienia się w ciepłej porze roku.
  Wysokie opady w zimie - ciepłe i wilgotne lato = brak lodowców.
  Niskie opady w zimie - suche i chłodne lato = rozwój lodowców.
  Suche mroźne zimy = brak lodowców (północna Alaska)

• Warunek orograficzny - konieczne takie ukształtowanie terenu, aby masy śnieżne mogły się gromadzić w okresie zimowym i przetrwać przez okres lata. Na stromych stokach nie utrzyma się za wiele śniegu, nawet gdy będą powyżej granicy wiecznego śniegu, będzie się on gromadził u podnóża ścian skalnych

Budowa lodowca

Strefa akumulacji - obszar gdzie pokrywa śnieżna trwa i przyrasta

Strefa ablacji - wytapianie

W strefie akumulacji - formy niszczące podłoże

W dolnej części strefy ablacji - depozycyjne dalej po środku erozyjne i depozycyjne

Strefa akumulacji - pole firnowe

Poniżej linii śnieżnej - jęzor lodowcowy - typowa forma obszarów górskich

Akumulacja - ablacja - ruch lodowca

Mechanizmy ruchu lodowca

• Deformacja wewnętrzna - pod wpływem nacisku wyżej leżących mas lodu
  Ruch ekstensywno - kompresyjny:

• Ekstensywny = rozciąganie, ześlizg

• Kompresyjny = ściskanie, „płynięcie pod górę”
  

Lodowce szarżujące - przemieszczenia typu poślizgowego, lód się stapia i płynie po wodzie

• Poślizg w spągu lodowca - związany z obecnością wody - jęzory lodowcowe przemieszczają się po jakimś podłożu, które ma swojego rodzaju nierówności odbija się na powierzchni lodowca. Tam gdzie są progi to tam dochodzi do rozciągania masy lodowej = jest większy spadek i tempo ruchu jest większe i to co się przemieszcza w takich miejscach ulega rozciąganiu i tworzą się lodospady

Sereki - ruchy ekstensywne

Gdzie spadek jest mniejszy to porcje lodu dochodzące z góry kompresują się.

Ruch ekstensywny, materiał jest wciągany w głąb masy lodowej

Erozja glacjalna - związana z ruchem kompresyjnym:

• Ścieranie (retorsja, abrazja) po samej powierzchni, prowadzi do wyrównania, wygładzania powierzchni

• Wyorywanie (detrakcja) zlokalizowane do jednego obszaru sięga głębiej - do twardej skały

• Zdzieranie (egzaracja) dotyczy grubych warstw utworów na grubej powierzchni - do usuwania utworów luźnych

Wygłady lodowcowe (mutony, barańce) - efekt ścierania, zwykle pojawia się na lekko podnoszącym się podłożu lodowca

Mutony i barańce - asymetryczny przekrój podłużny

Rysy lodowcowe - powstają wtedy kiedy w spong masy skalnej wbudowane są jakieś odłamki skalne, które rysują podłoże i zostawiają ślady. Odłamki muszą być twarde od podłoża po którym się przemieszczają.

Przeobrażająca działalność lodowców górskich

Doliny polodowcowe - efekt działalności lodowców górskich

Cyrk lodowcowy (kocioł, kar) tworzy się tam gdzie było pole firnowe, powstają przez przekształcenie dawnych zamknięć dolinnych, niszy źródliskowych.

Cyrki lodowcowe są często pogłębione, ich dno leży poniżej otwarcia w stronę doliny i zamknięte są progiem - ryglem skalnym. Przegłębienie jest efektem wyorywania , rygle mają wygładzone powierzchnie - mogą tam być rysy skalne.

Doliny polodowcowe - U kształtne

• Wypłaszczone dno

• Zestromione stoki

• Np. Dolina Rybiego Potoku, Tatry Wysoki

Morskie Oko nie jest jeziorem cyrkowym, ale powstałym w miejscu schodzenia się jęzorów lodowcowych, kompresja.

Doliny zawieszone (wiszące)

Wyraźne zestromienie profilu podłużnego, dolina główna powiększyła się szybciej niż dolina boczna - mniejsza

Formy drobne.

Formy większe związane z działalnością przeobrażającą.

Akumulacja glacjalna

• Zachodzi głównie w dolnej części jęzora lodowcowego (strefie ablacji) poniżej linii śnieżnej

Morena

• Materiał skalny transportowany w lodowcu i na jego powierzchni

• Osad powstały przez wytopienie się tego materiału z lodowca

• Formy rzeźby zbudowane z tego materiału

Źródła materiału skalnego dla transportu i akumulacji lodowcowej

• Erozja glacjalna podłoża

• Materiał skalny ze stoków, zwłaszcza z obrywów i lawin śnieżno - gruntowych

• Pył eoliczny

Moreny czołowe i boczne - umowne granice

Kiedy mówimy o zaniku lodowców mówimy, że czoło lodowca się cofa - co jest niewłaściwym określeniem, gdyż lodowiec nie kroczy do przodu i tyłu. Ruch lodu może być tylko w jednym kierunku do przodu, a gdy ; lodowiec zanika to mówimy o zaniku a nie cofaniu się, gdyż on się wytapia a nie cofa.

Moreny recesyjne - wyznaczają kolejne etapy recesji (zaniku lodowca). 700 - 400 lód nie zmieniał położenia (równowaga pomiędzy dostawą lodu z góry a wytapianiem się). Materiał gromadzony przy czole wyznacza etapy zaniku lodowca i utrzymywania się lodowca w jednym miejscu.

Morena denna

Morena powierzchniowa - to co się wytapia z lodowca

Górskie krajobrazy polodowcowe:

• Grań skalna

• Szczyty piramidalne

• Cyrk polodowcowy (kar)

• Głębokie cyrki, doliny, doliny zawieszone

Szkocja NNE

Doliny U-kształtne, łagodnie pofalowane powierzchnie preglacjalne i peryglacjalne, szerokie grzbiety wododziałowe.

Lód zmienia się w firn tylko po jednej stronie:

• Z reguły przekształcona strona to N lub NE

• Asymetrie obserwuje się tam gdzie jest zdecydowana przewaga wiatru wiejącego z jednego sektora nap. N Walia - wiatr W, padający śnieg na stronę S jest zawiewany na N, śnieg przewiewany na stronę zawietrzną

Literatura

Jania J. 1997 Glacjologia PWN W-wa

Str. 91 - 121 Bilans masy lodowców, akumulacja i ablacja; str. 218 - 223 Ruch lodowca a rzeźba powierzchni lodowca; str. 298 - 302 Przestrzenne zróżnicowanie erozji glacjalnej

WYKŁAD 10

Geomorfologia glacjalna.

Rzeźbotwórcza działalność lądolodów

Lodowce i lądolody

Lodowce

• Powierzchnia do ∼ 10²km

• Kierunki przemieszczania zdeterminowane rzeźbą wcześniejszą

• Lokują się w zamknięciach dolin

Lądolody

• Powierzchnia ∼ 10⁵ -10⁷ km²

• Kierunki ruch lodu na ogół niezależne od wcześniejszej rzeźby

• Są grube i nie ma dla nich żadnych barier

• Np. lądolód antarktyczny

• Składa się z wielu stref akumulacji

Z wielkiej pokrywy lodowej w strefach brzeżnych wychodzą jęzory, które wypełniają doliny, przekształcają te doliny, powstają wybrzeża fiordowe ale brak pola firnowego i cyrku

Krajobrazy erozji glacjalnej: powierzchnie przekształcone, przemodelowane przez lód - dziesiątki, setki km²

Strefa erozji glacjalnej

Pokrywa lodowa łączyła się ze Skandynawską, ale były osobne obszary akumulacji

Strefa intensywności erozji:

• Depozycja glacjalna - tam gdzie było maksimum rozprzestrzeniania

• Intensywna erozja - tam gdzie się rozwijał

Selektywna erozja glacjalna (liniowa) - niszczenie przebiegało wzdłuż pewnych stref

Strumienie lodowe - szybka erozja

Szkocja, Cairng orms, strumień lodowcowy może stworzyć dolinę, którą wydawałoby się żłobił lądolód i wygląda jak jęzor a to jest efekt strumienia

Akumulacja glacjalna

Gliny lodowcowe i środowisko ich powstania

• Bazalna (z odłożenia ) - tworzy się pod lodowcem, pokład mający nie więcej niż metr, bardzo drobnoziarnisty przylepiony do podłoża, spokojne odkładanie się materiału

• Wytopiskowa - związana ze zjawiskiem brył martwego lodu. Całość topi się w tym samym czasie i rozpada się na częściowo połączone a częściowo odizolowane połączenia bryły odseparowane od głównej masy lodu - bryły martwego lodu.

• Spływowa - bierze się z tego materiału, który wytapia się na powierzchni, wydobywający się materiał spod lodowca, wraz z wodą uwalnianą z topniejącego lądolodu, spływa w dół do podstawy do lodowca np. morena czołowa

• Deformacyjna - tworzy się tam, gdzie lądolód porusza się po słabo skonsolidowanym podłożu - utworze luźnym - starych piaskach, iłach, zabierany, przesuwany, przeformatowanych po podłożu razem z lodowcem

Glina - utwór niewarstwowany, słabo wysortowany, złożony z materiału mineralnego różnych frakcji (od kamieni przez piasek, pył do iłu)

Formy rzeźby zbudowane z glin lodowcowych

Wysoczyzna morenowa N Kanada

Morena denna:

• Glina bazalna, deformacyjna

• Urozmaicony krajobraz, zagłębienia bezodpływowe - jeziorka

Geneza zagłębień bezodpływowych

Powstają w miejscach gdzie znajdowała się jakaś bryła lodu

Głazy narzutowe (eratyki) Poj. Kaszubskie, Owśnice (spotyka się je z krzyżami - takie wierzenia i zabobony)

Drumliny

Okolice Zbójna, Poj. Dobrzyńskie

• Grzbiety wydłużone, występujące w dużych skupiskach

• Niskie wzgórza, owalne w planie, długości zwykle do kilkuset m, wydłużone zgodnie z ruchem lodowca, asymetryczne w przekroju poprzecznym

System fluwioglacjalny (wodnolodowcowy) - łączy ze sobą lądolód j jego przedpole

Ozy

• Formy akumulacji szczelinowej

• Zbudowane z piasku, żwiry, nałożone na powierzchnię denną, woda płynie w szczelinie - linijnej strefie, w jednych miejscach rzeki erodują w innych akumulują, i osadzony materiał po wytopieniu lodowca pozostaje

• Są długie

• Mogą być pod lodowcem lub na lodowcu

• Materiał w ozie jest gruby (piasek, żwir, otoczaki) drobne obtoczenie materiału (duża energia środowiska)

Erozja wód lodowcowych - jeziora rynnowe

J. Ostrzycki, Poj. Kaszubskie

• Występują często z ozami

• Rynny rzadko kiedy są proste

• Np. Jez. Gopło

Akumulacja wodnolodowcowa na przedpolu lądolodu

• Tam gdzie wody opuszczają wnętrze lub powierzchnie lodowcowe

• Materiał z tunelu lodowcowego po wydostaniu się z wnętrza zdmuchany jest w postaci stożków na przedpolu bo zmniejsza się ilość wody i materiał już nie jest niesiony (stożki sandrowe) Sandry - akumulacja piaszczysto - żwirowa

Zespoły rzeźby związane genetycznie z lądolodami

Strefa glacjalna - ozy, drumliny, moreny

Strefa marginalna - krawędź lodowej masy, moreny końcowe, sandry, pradoliny

Strefa ekstraglacjalna - poza zasięgiem bezpośredniego oddziaływania lądolodu, lessy, wieloletnia zmarzlina

Zlodowacenie plejstoceńskie Europy:

• Zasięg pokryw lodowych w plejstocenie

• Recesja

• Faza leszczyńska (ok. 20 tys. Lat temu)

• Faza poznańska

• Faza pomorska (ok. 16 tys. Lat temu)

Krajobrazy polodowcowe mogą być bardzo różnego wieku, ukształtowane przez lądolody z różnych okresów w każdym z obszarów mogły wytworzyć się charakterystyczne formy dla tego zjawiska. Im więcej czasu mija od ukształtowania tych form to są one coraz słabiej widoczne

Strefa młodoglacjalna - obszar, który odsłonił się spod lodu niedawno i formy są cały czas wyraziste - czytelne

Strefa staroglacjalna - od czasu powstania rzeźby upłynęło dużo czasu, procesy stokowe przekształciły młodo- w staro- glacjalne.

Okres postglacjalny - podnoszenie izostatyczne

Kiedy lądolód stopnieje - litosfera zaczyna się podnosić

Literatura

Starkel 1999 Geografia Polski, Środowisko przyrodnicze PWN Warszawa, 90 - 95, 281 - 88

Latocha A. 2000 Nowe spojrzenie na rzeźbotwórczą działalność lodowców i lądolodów Geografia w szkole 2006 20 - 3, 81 - 84

WYKŁAD 11

PROCESY RZEŹBOTWÓRCZE KLIMATU ZIMNEGO

Uwarunkowania środowiskowe rozwoju rzeźby:

• Warunki klimatyczne:

• Długie okresy występowania temperatur ujemnych

• Częste wahania temperatur powietrza wokół 0⁰C

• Dobowe

• Zmiany zachodzące w krótkich okresach czasu - min, h;

• Pory sezonowe np. zima - ujemne, lato - dodatnie

• Obecność wieloletniej zmarzliny - trwale przemarznięty grunt

• Obecność warstwy aktywnej zmarzliny (zamarza i odmarza sezonowo - przypowierzchniowy naskórek)

• Skąpa pokrywa wegetacyjna

• Niska

• Płytkie warstwy korzeniowe

• Przerzedzona

Strefa peryglacjalna

Walery Łaziński (1901 - 1912) strefa klimatu zimnego, ale pozbawiona lodowców (peryglacjalny = wokół lądolodu)

• Geograficzne znaczenie terminu: rumowiska skalane wspólne dla wszystkich stref jakie badał; gołoborza, ostrokrawędziste niskie temperatury sprawiały, że skały pękały co świadczyło o wpływie obecności lądolodu

Alfred Jahn - obszary pod wpływem klimatu zimnego, bez obecności lądolodu, lodowców, cechuje się swoistym przebiegiem morfogenezy, związanej z oddziaływaniem niskich temperatur, lodu gruntowego stałego i sezonowego, przy ubóstwie pokrywy roślinnej

Roczna izoterma - 1⁰C jako granica zasięgu strefy peryglacjalnej

• Klimatyczne znaczenie terminu: Wyższe partie Alp, Himalaje, Wyżyna Tybetańska, najwyższe partie Karkonoszy

Strefa peryglacjalna wyznaczona izotermą - 1⁰C pokrywa się ze strefą wieloletniej zmarzliny.

Zmarzlina ciągła, nieciągła, sporadyczna

Grubość wieloletniej zmarzliny.

Syberia 200 - 400 m

Kanada 369 m

Im dalej na północ tym grubsza, z ciągłej przechodzi w nieciągłą a też sporadyczną, maleje grubość warstwy ciągłej wzrasta grubość warstwy aktywnej w kierunku południowym.

Czynnik klimatyczny i skład gruntu decydują o grubości warstwy aktywnej zmarzliny.

Syberia - obszar gdzie wieloletnia zmarzlina sięga najdalej na południe

Procesy morfogenetyczne klimatu zimnego:

• Wietrzenie mechaniczne

• Mrozowe - wymaga przejścia przez 0st C

• Termiczne - duże różnice temperatur między dniem a nocą (- 40⁰C noc, a - 5⁰C dzień)

• Soliflukcja - spływanie powolne gruntu po stoku

Pękanie mrozowe gruntu

Skoki temperatur wywołują zmiany objętościowe gruntu przy ujemnych grunt się kurczy, przy dalszym spadku grunt będzie pękał.

Wzory mrozowych pęknięć gruntu

Przybierają różne wzory, różna wielkość poligonów.

Szczeliny kontrakcyjne - wykorzystywane też przez roślinność mszystą

Formy występowania lodu gruntowego w postaci nieciągłej:

• Kliny lodowe

• Rozwój klinów lodowych:

• szczelina mrozowa wypełniona wodą

• żyła lodowa

• pękanie żyły lodowej i dostawa wody

• wzrost lodowej formy klinowej

• klin lodowy

• Pagóry z jądrem lodowym (pingo)

• Pagórki od kilkunastu do kilkudziesięciu m

• Średnice nie przekraczają 300m

• W deltach rzek

• Lodowe jądro
  

• Powstawanie pagórków pingo

W Europie zachodnie j jest dużo pozostałości po pingu, centralne obniżenie otoczone wałem - lód się wytopił i pozostała tylko dziura po pingo a materiał został kumulowany u podnóży i stworzył wał

• Lodowce gruzowe

• Proporcja 50/50 lodu i materiału skalnego

• Odłamki skalne bardzo blisko siebie

• Lód działa jako spoiwo

• Masa ma zdolność powolnego ruchu - fałdy, jęzory

Grunty strukturalne (wzorzyste) np. Horsund Spitzbergen

Wieńce kamieniste - wielokrotne zamarzanie i odmarzanie gruntu przypowierzchniowego wpływa na sortownie materiału

Centralne obniżenie - drobniejsze ziarna otoczone grubszym materiałem

Tundra plamista - grubsze odłamki - wielokąty (poligony)wewnątrz materiał ziemisty, skała musi rozpadać na różne wielkości, tworzy się na powierzchniach płaskich.

Sortowanie mrozowe - na powierzchniach nachylonych - gleby pasowe

Termokras - jeziora wytopiskowe w krajobrazie tundrowym

Kras termiczny - wytapianie się lodu gruntowego, w tych miejscach gdzie mamy do czynienia z czystym lodem:

• Kliny lodowe

• Żyły

• Soczewki

• Pingo

Lód wytapia się i pozostaje tam woda

Przeciwdziałanie zjawisku temrokrasu

Ropociągi, budynki. Osadzanie na palach sięgających do miejsca gdzie nie sięga rozmarzanie gruntu.

Termoerozja

Grunt w temperaturze ujemnej i woda ocieplająca en grunt

Tworzą się nawisy podcinanego gruntu i dno doliny się poszerza, kliny lodowe ulegają wytapianiu

Zasięg strefy peryglacjalnej w plejstocenie

Do 1000 - 1500 km na S od lądolodu

Obszary które znajdowały się na S od zlodowacenia o strefa staroglacjalna - peryglacjalna (tylko w odniesieniu do obszarów znajdujących się po d wypływem innych, poprzednich zlodowaceń)

Odziedziczone formy klimatu zimnego w górach Europy

• Wieńce kamieniste

• Pasy kamieniste

• Pola blokowe

• Lodowce gruzowe

• Nisze niwalne

• Skałki

• Jęzory soliflukcyjne

• Peryglacjalne pokrywy stokowe

• Gołoborza

• Schodowe profile stoków - krioplanacja

• Klif mrozowy

• Terasa krioplanacyjna - zrównywanie mrozowe

Plejstoceńskie utwory stokowe

Literatura

Jahn Alfred; 1970; Zagadnienia strefy peryglacjalnej, PWN W- wa, str. 87 - 95, 148 - 156

WYKŁAD 12

Zakres geomorfologii eolicznej

Geomorfologia eoliczna - procesy rzeźbotwórcze związane z oddziaływaniem wiatru na powierzchnię ziemi.

Oddziaływania:

• Niszczenie

• Wywiewanie

• Ścieranie powierzchni skalnych

• Akumulacja

• Forma rzeźby

• Utwory pokrywowe

Uwarunkowanie procesów eolicznych:

• Wielkość rozdrobnionego materiału skalnego który ma szanse zostać wprawiony w ruch przez wiatr i przeniesiony

• Charakter i siła wiatru: zmienność kierunków wiatru w ciągu określonego czasu (doby, sezony, roku)

• Charakter podłoża i pokrywa roślinna: ścieranie podłoża, jego efektywność jest większa gdy materiał ścierający jest twardszy od ścieranego

Transport eoliczny:

• Pełzanie, toczenie: obejmuje ruch przy którym nie jest tracona łączność z podłożem

• Saltacji - podskakiwanie: część materiału na krótki moment oderwana od podłoża potem znów opada mogąc przy okazji wybić inne ziarno w powietrze

• Suspensja: transport w zawieszeniu w powietrzu

Rodzaj materiału nie jest ściśle związany z danym typem transportu, gdyż znaczący wpływ ma na to siła wiatru. Przy niewielkiej sile piasek może być poddany procesowi pełzania a nie saltacji. Gruby pył i drobny piasek są najbardziej podatne na wywiewanie. Niższa prędkość materiału (np. 8 m/s)jest potrzebna do przeniesienia niesionego materiału, natomiast do wywiewania materiału będącego w spoczynku trzeba użyć większej siły wiatru (np. 11 m/s).

Burza pyłowa - przenoszenie na duże odległości i wysokości materiału.

NISZCZĄCA DZIAŁALNOŚĆ WIATRU

Deflacja (wywiewanie)

Efekt - niszy - rynny deflacyjne, płytkie formy kilkadziesiąt cm - 1-2 m.

Ostańce deflacyjne - pagórki, które nie zostały zniszczone przez wiatr, roślinność piasko-lubna chroniła podłoże przed deflacja np. Słowiński Park Narodowy

Półpustynia Kalahari

Bruk deflacyjny - coraz mniej piasku, brak roślinności, dużo grubego materiału - nagromadzenie. Charakter powierzchni terenu jako efekt deflacji. Np. Pustynia Neger, Izrael

• Wyjściowa sytuacja - gruby materiał na równi z drobnym

• Wywiewanie drobnego i pozorna akumulacja grubego materiału

• Nagromadzenie grubego materiału - drobny został wywiany i deflacja nie ma już szans

Korozja - ścieranie i sortowanie powierzchni skalnych przez ziarna pisku i pyłu niesione przez wiatr np. Pustynia Namib - w marmurze kwarc porobił zagłębienia.

Formy korozyjne - jardangi.

W miejscach gdzie występują skały miękkie = w sensie w części gnejsu (minerały) powstają zagłębienia - żłobki

Graniaki wiatrowe - szczególnie powszechne na głazach narzutowych na obszarach strefy staroglacjalnej. Układ grani może być ukierunkowany przez wiatr, który sam nie jest w stanie obrócić taki kamień ale może rzeźbić tent kamień wywiewanym materiałem lub kierować jego pozycją również wywiewając materiał spod kamienia. Występować mogą w miejscach gdzie powstaje bruk deflacyjny. Graniaki wiatrowe w utworach plejstoceńskich - Jelenia Góra.

Eoliczne formy akumulacyjne - wydmy.

Czynniki decydujące o charakterze wydm:

• Dostępność piasku

• Kierunki wiatru i ich zmienność

• Charakter podłoża

• Roślinność stabilizująca formy akumulacji piaszczystej

• Rzeźba terenu

Typy wydm:

• Barchany - asymetryczne, strona zawietrzna stroma, dowietrzna - łagodna

• Paraboliczne - jeden kierunek wiatru

• Wydma poprzeczna - migrują w tym samym czasie

W barchanie rogi są z wiatrem, w parabolicznej rogi są pod wiatr i porośnięte roślinnością co hamuje ich przesuwanie. Barchany nie łączą się z innymi.

Wydmy podłużne sejfiste (sejfy) - wiatr przewiewany z jednej strony na drugą

Wydmy gwieździste - wiatr z różnych kierunków

Wydmy podłużne na pustyni Namib. Wydmy podłużne nie aktywne na Kalahari.

Pagórki fitogeniczne - wydmy inicjalne. Akumulacja roślinności która zagrzebuje się w piasku.

Wydmy ruchome np. Słowiński Park Narodowy. To że wydma się nie przemieszcza na jakieś odległości nie znaczy że nie jest ruchoma gdyż wszystko zależy od tego z ilu kierunków wieje wiatr.

Utrwalone pola wydmowe z okresu późnego plejstocenu np. Holandia, Doliny Baryczy, Bory (asymetria nachyleń)

Eoliczne formy akumulacyjne

Less - akumulacja wywiewanego pyłu nawarstwia się.

Wyżyna lessowa np. Chiny. Akumulacja trwała, przyrost warstwowy materiału 0przez cały plejstocen do dziś. Działały tam procesy erozyjne i dlatego te pokłady lessowe mają charakter wyżyn. Np. Biały Kościół, Pogórze Sudeckie pokłady lessu

Literatura

Nowaczyk B. 2002 Litologiczny i morfologiczny zapis działalności wiatru w Polsce w ostatnich 50 tys. Lat. Czasopismo geologiczne t. 73 str. 275 - 311

WYKŁAD 13

ROZWÓJ RZEŹBY WYBRZEŹY

Zróżnicowanie wybrzeży - czynniki decydujące.

Czynniki wpływające na zróżnicowanie rzeźby wybrzeży:

• Dynamika wody morskiej i jej zmienność w czasie

• Pionowy ruch lądu i jego stosunek do tendencji zmian poziomu oceanu światowego

• Budowa geologiczna podłoża (odporność skał)

• Rodzaj materiału przenoszonego przez rzeki z głębi lądu

• Temperatura wody morskiej (np. Wybrzeże Koralowe)

• Niedawna przeszłość geologiczna i odziedziczenie form (fiordy)

• Działalność człowieka

Ruchy wody morskiej

Falowanie - oddziaływanie falowania zmniejsza się wraz ze wzrostem głębokości. Gdy dno się wypłyca pojawia się element tarcia.

Fala Tsunami - związek z dnem morza oceanicznego

Refrakcja fal - kształt wybrzeża modyfikuje to w jaki sposób fale dopływają do brzegu.

Prądy

Pływy - wybrzeża oceaniczne, otwarte np. Zat. Fundy, Pseudo (Francja)

Konsekwencje ruchu wody morskiej:

• Falowanie:

• Ciągłe przemieszczanie materiału rumowiskowego do i od brzegu

• Uderzanie w wynurzoną część wybrzeża

• Prądu przybrzeżne

• Przenoszenie materiału rumowiskowego wzdłuż wybrzeży

• Pływy:

• Cykliczne zalewanie i odsłanianie części wybrzeża (zmiany wilgotności zwiększają wietrzenie)

• Zmiana wilgotności jako jedna z przyczyn wietrzenia. Skały reagują na naprzemienne wysychanie i nasiąkanie (absorbcje) - cykle powtarzalne

Otoczaki

Przemieszczanie materiału (łamiąca fala) będzie uderzał w nabrzeże. W zależności od różnicy twardości taki efekt. Materiał uderza o brzeg decydująca jest intensywność i różnica wytrzymałości.

Wybrzeże pływowe - strefa między pływowa poddana intensywnemu wietrzeniu i niszczącej działalności organizmów żywych.

Wybrzeże bezpływowe - ten sam fragment wybrzeża narażony

Wybrzeże pływowe - zmienność fragmentu (wysokość [pływu zależy od pory roku, godziny itp.)

Wybrzeże pływowe:

• Strefa międzypływowa poddana intensywnemu wietrzeniu i niszczącej działalności organizmów żywych. Intensywne wietrzeni

• Bujne życie biologiczne, rzeźba biologiczna urozmaicona

Wybrzeże klifowe - uwarunkowaniem procesów niszczących jest skała budująca wybrzeże. Klif wcale nie musi być związanych z twardą skała. Wybrzeże klifowe w utworach słabo skonsolidowanych. Wybrzeże klifowe, łuki skalne i ostańce (abrazyjne). Występuje zwykle w parze z nachyloną w kierunku morza powierzchnią tzw. Platforma abrazyjną (ścieranie podłoża przez materiał: czynnik - falowanie, materiał - rumowisko skalne). Różnica w budowie jest widoczna w różnice kolorystyki.

W skałach węglanowych znajdują się twarde krzemienne konkrecje i węglanowe. Atak mechaniczny i chemiczny. Wydajnie zniszczone. Buły krzemienne mało podatne, gromadzą się na platformie abrazyjnej - przemieszane podczas falowanie - działają wtedy jak hebel.

Wybrzeża płaskie - plażowe

Akumulacja, plaża żwirowa, plaża piaszczysta.

Rozwój plaży.

Materiał może:

• Pochodzić z erozji klifu

• Być pobierany z dna morskiego

• Pochodzić z lądu (rzeki)

Źródło musi cały czas dostarczać materiał.

Efekt działania prądu przybrzeżnego.

Doprowadzenie do połączenia stałego lądu z wyspą przybrzeżna (tombolo)

Wybrzeże płaskie - słone bagna nadmorskie (salt marshes) z roślinnością

Równiny pływowe - powstanie kanałów pływowych z rzekami (meandrującymi, roztokowymi).

Zmiany linii brzegowej w pionie. Ruch pionowe lądu. Zmiany poziomu morza.

WYKŁAD 14

RZEŹBA KSZTAŁTOWANA PRZEZ SIŁY ENDOGENICZNE

FORMY TEKTONICZNE I WULKANICZNE

Znaczenie sil i czynników endogenicznych:

• Powiększenie kontrastów rzeźby i zwiększenie różnic wysokościowych przez nierównomierne dźwiganie i obniżanie fragmentów skorupy ziemskiej

• Najwięcej dzieje się na granicy płyt

• Granice rozbieżne (dywergentne) - płyty się oddalają od siebie - grzbiety śródoceaniczne dominują

• Granice zbieżne, gdy płyty są zorientowane do siebie

• Przesuwcze uskok ST. Andreas

• Powstawanie gór na granicach płyt litosfery

• Większość powstaje na granicach zbieżnych - mogą być takie, które składają się ze skorupy kontynentalnej

• Może być tak że schodzą się dwie oceaniczne

• Może być kontakt oceanicznej z kontynentalną np. Andy

• Może być tak, że schodzą się dwie płyty kontynentalne np. Himalaje

• Powstawanie gór na zbieżnych graniach

• Bardzo duże różnice wysokości

Kalifornia, Arizona, Newada - uskok ST. Andreas

Część oceaniczna z częścią kontynentu przesuwa się w kierunku NE

Rzeźba tarcz krystalicznych w dużej odległości od granic płyt

Pustynia Nimib

Przewaga powierzchni płaskich

Tektoniczne formy rzeźby terenu

Zapadliska Morza Czarnego - uskok przesuwaczy

Mamy do czynienia z ruchem w pionie i poziomie

Próg tektoniczny (strefa sucha)

Zapadlisko Arawa S Jordania

Uskok nie jest formą rzeźby ale strukturą geologiczną, na której może się tworzyć właśnie forma terenu - próg tektoniczny . Progi tektoniczne zachowują swoją liniowość przez setki km.

• Granica płyt gdzie zachodzą nadal przemieszczenia

• Strefa sucha (nie ma roślinności które maskują obraz rzeźby, deficyt wody - nie ma co powodować erozji) - im wody mniej tym mniejszy efekt erozji

Tektoniczna rzeźba Sudetów:

• Dużo wody

• Podlegają przemieszczeniom wzdłuż uskoków

• Możliwość erozji jest większa

• Sudety E i cz. Środkowych próg

• Wyraźny mały próg który oddziela Śnieżnik od obniżenia (Rów Górniej Nysy) - granica niezwykle wyrazista

• Jeden wielki Zrąb Sudetów a w jego wnętrzu małe zręby i rowy tektoniczne

• Porównywalne Rowem tektonicznym M. Martwego tylko różnica w tempie ruchu i warunkach zewnętrznych

Próg tektoniczny (strefa wilgotna)

Sudecki Uskok Brzeżny

Piętrzenie wolniejsze, rozcinanie erozyjne intensywniejsze.

Przełom antecedentny

Tektoniczny zrąb podniesiony w stosunku do uskoku.

Proces „szybki” tempo piętrzenia większe od tempa niszczenia: 1mm/rok do 2mm/rok.

Nysa Kłodzka

Góry piętrzone, rzeka nadąża z wcinaniem - przełom antecedentny, kręty przebieg rzek (nie jest to warunek konieczny do antecedentalności) Rzeka starsza od gór. Współczesne czynniki endo- i egzogeniczne.

Formy powierzchni ternu związane z uskokami przesuwczymi.

Przechwytywanie rzeki

Przełożenie biegu - zapadliska wypełnione wodą

Skok w bok - potoki widać też to czasami lubią

Uskok San Andreas - mało efektywny (drzemiący zabójca)

SUB - mniejsza aktywność ale za do daje próg wielkości kilkuset metrów.

Przez analizę rzeźby geomorfologia jest służebna dla tektoniki (podana wiedza - budowa własnego obrazu)

Formy rzeźby terenu jako wskaźniki tektoniki - zdjęcia struktur tektonicznych.

Próg tektoniczny - lico uskoku w skałach zwięzłych

Trzęsienia ziemi - geomorfologiczny wymiar. To co obserwujemy jest efektem nie stałego wolnych ruchu ale krótkotrwałych zdarzeń niezwykłych np. trzęsienie ziemi trwające kilka sekund i związane z tym przemieszczenie, następnie długotrwały spokój.

Skarpa uskokowa w skałach luźnych. Dolina Śmierci, Kalifornia

Kiedy powstają góry?

Procesy zewnętrzne nie są w stanie zniszczyć utworu powstającego w skutek trzęsienia ziemi.(Zabawa w ciuciubabkę, w górę, denudacja myk i tak ciągle )

Okresy pomiędzy - procesy denudacyjne nie są w stanie zniszczyć

Procesy rzeźbotwórcze

Magnituda w górę - im wyżej tym lepiej

Skarpa uskokowa w skalach luźnych.

Na podstawie kształtu skarpy można określić czas czynnika powstańczego. Jaki proces, jaki materiał, jaki klimat, jaka skala.

Karakorum, Dolina Hunza - największe tempo dźwigania. Tempo dźwigania tektonicznego 5-10mm/rok, tempo erozji 2-8 mm/rok.. Powoduje to, że Karakorum cały czas rośnie.

Rozwój progów tektonicznych - współdziałanie tektoniki i erozji

Występowanie zjawisk wulkanicznych na Ziemi.

Hawaje, Islandia - pióropusze lekkiego materiału wychodzą na zewnątrz.

Inny zespół form tektonicznych względem odległości od płyt tektonicznych. Inny obraz geomorfologiczny.

Rozpiętość wielkościowa stożków wulkanicznych

• Wielkie wulkany tarczowe Hawaje

• Minimalne popiołowe wulkany

Owernia, Masyw Centralny, Francja - mechanizm punktowy (aktywność wulkaniczna holocen)

Lawy kwaśne - lepkie (nabrzmienia np. Puy de Dore), kopuły o stromych zboczach, spłaszczona powierzchni szczytowa, zastygnięty czop.

Kruczy Kamień Lubawka

Brak utworów piroklastycznych

Chemicznie obojętny wulkanizm

Charakter eksplozywny

• Wylew lawy mniejszy

• Wyrzucanie materiału luźnego

• Popioły

• Bomby

• Drobne produkty wulkaniczne

• Centralny komin z lawą, wkładki lawowe

• Stratowulkan stopniowo przyrasta, dodatkowe warstwy popiołów i lawy

• Regularny kształt, często brak czubka

Kaldera i jeziora kraterowe

• Eksplozja na silną skalę

• Arena ścierania się sił budujących i destrukcyjnych (kombinowanie przyrody)

• Crater Lake, USA, Oregon

Stożek wulkaniczny zapada do opróżnionej komory wulkanicznej. Duża góra na pustym wnętrzu, słabej powierzchni.

Stożek żużlowo - popiołowy - wyłącznie materiał luźny.

Wulkan tarczowy

• Zasadowy

• Najmniej lepki

• Szczyty wielkich gór Hawajów

Przekształcenia rzeźby wulkanicznej (1)

W krótkim momencie, z bardzo dużym natężeniem, później cisza.

Płaska idealnie powierzchnia, dawniej potok lawowy, teraz siedzi na wododziale. Zastyganie w obniżeniu. Działy wodne obniżone, kiedyś dolina teraz grzbiet (twardy materiał) - inwersja rzeźby.

(2)

Najszybciej niszczone stożki popiołowe. Odsłonięcia Ciosu Skalnego np. Pańska Skala, Średniogórze Czeskie N.

XIX - pierwszy pomnik na świecie przyrody nieożywionej. Struktura powstała nie na powierzchni terenu ale pod powierzchnią terenu i o głęboko. Fragment komina wulkanicznego.

Devis's Tower USA - Nek

Ruiny dawnych wulkanów.

Literatura

Olivera 1987 Tektonika a forma krajobrazu Wyd. Geologiczne W-wa str. 225 - 235, 321 - 337

6

---