Przyczynek do problematyki zlodowacenia

Przyczynek do problematyki zlodowacenia kontynentalnego północnych
Czech: zagadnienie maksymalnego zasi gu l dolodu na północnych stokach
Jizerských hor w okolicy Hejnic
Andrzej Traczyk*, Zbyn k Engel**
*Zakład Geomorfologii Instytut Geografii i Rozwoju Regionalnego, Uniwersytet Wrocławski, pl. Uniwersytecki
1, 50-137 Wrocław, [email protected]
**Katedra Fizycke Geografie a Geoekologie, Prirodovedecka Fakulta, Univ. Karlove, Albertov 10, Praha,
[email protected]
Wprowadzenie: Zasi g i ilo zlodowace kontynentalnych w Sudetach jest problemem, który nadal jest
dyskutowany w ród geologów i geomorfologów. Wynika to przede wszystkich z faktu, i formy i osady
polodowcowe w Sudetach s bardzo słabo zachowane. Zwi zane z tym problemy interpretacyjne nie pozwalaj
w wielu miejscach na precyzyjne okre lenie zasi gu l dolodu jak i okre lenia czasu trwania transgresji.
Przeprowadzone ostatnio badania geologiczne wypełnie kopalnych dolin wykazały, e do kotlin poło onych we
wn trzu Sudetów Zachodnich dotarł tylko l dolód południowo polski (Michniewicz i in. 1996). W okresie
zlodowacenia rodkowopolskiego l dolód przykrył natomiast tylko brze ne – pogórskie partie Sudetów
Zachodnich. Dla rekonstrukcji zasi gu l dolodu w Sudetach celowe wydaj si kompleksowe porównawcze
badania zwietrzenia form osta cowych prowadz ce do wyznaczenia tzw. trimline. Badania tego typu jak do tej
pory prowadzone były w Sudetach jedynie na Pogórzu Kaczawskich (Migo i in., 2002). Wykazały one
skuteczno metody geomorfologicznej (badania stopnia zwietrzenia wychodni i grubofrakcyjnych pokryw
stokowych) dla celów rekonstrukcji linii zasi gu l dolodu. W pracy niniejszej podj to prób wyznaczenia
trimline na postawie bada stopnia zwietrzenia mikroform rze by granitowej na północnych stokach Gór
Izerskich.
Obszar bada : Obszar bada poło ony był na północnym skłonie Gór Izerskich w rejonie Hejnic.
Obejmował on północne stoki O ešníka i Polenika od górnego załomu kraw dzi Gór Izerskich oraz ich podnó e
a do doliny Smedy. Teren bada posiada jednorodn budow geologiczn i le y całkowicie w obr bie
karkonosko-izerskiego masywu granitowego. Rze ba tego obszaru cechuje si silnymi kontrastami
morfologicznymi. Kraw d Gór Izerskich w pobli u Hejnic (400-360 m n.p.m) osi ga wysoko wzgl dn ok.
400 m i jest rozci ta przez Velki i Maly Štolpich. Doliny te rzek maj charakter gł bokich jarów z licznymi
cianami i formami skalnymi. W dolnej cz ci tych dolin na zboczach widoczne były formy stopni i lobów
głazowo-gruzowych. Wysoko tych form dochodziła do 3-4 m. U wylotu doliny Vel. Štolpicha w pobli u
Ferdinandova wyst puje rozległy sto ek napływowy. Sto ek ten „wlewa” si cz ciowo do doliny Maleho
Štolpicha wymuszaj c bieg jego koryta tu u podstawy stoku górskiego. U podnó a kraw dzi Gór Izerskich,
pomi dzy Raspenav a Białym Potokiem rozci ga si falisty obszar z licznymi owalnymi pagórkami
granitowymi wznosz cymi si 20-60 m ponad dno doliny Sm dy. Wg Chaloupskeho (1989) l dolód
skandynawski dotarł do kraw dzi Gór Izerskich i si gn ł maksymalnie do rz dnej 560-600 m n.p.m. Kralik
(1989) interpretuje te osta ce granitowe jako formy egzaracyjne – mutony. Obecno tych form wskazywała by,
e w fazie transgresji masy lodowe posuwaj ce si w gór doliny Sm dy wykazywały du aktywno i zdolne
były do pokonania przeł czy Old ichowskiej i przelania si na południowy skłon Gór Izerskich (Nývlt 1998,
2003).
Metodyka i wyniki bada : Wst pny etap bada polegał na rozpoznaniu geomorfologicznym miejsc
dogodnych do wykonania profili (transektów) pomiarowych obejmuj cych podnó e i górn cz
północnej
kraw dzi Gór Izerskich w rejonie Hejnic. Badania przeprowadzono na linii trzech transektów (A, B, C na ryc. 1).
Dobór stanowisk pomiarowych polegał na tym aby w linii transektu znalazły si elementy osta cowi poło one u
podnó a Gór w strefie dawnego zasi gu l dolodu oraz na stokach, które nigdy tym lodem nie były przykryte
(tab.1).
U podnó a kraw dzi Gór zwracano przy tym uwag na pagórki, które ze wzgl du na swój kształt i
asymetri mogły by formami modelowanymi przez lód płyn cy - mutonami. Dodatkowo wykonano pomiary
na dwóch stanowiskach reperowych. Pierwsze z nich obejmowało wychodnie skalne w dolinie Šmedy w
Hejnicach koło klasztoru (punkty nr 7 i 33 na ryc. 1,). Drugie stanowisko zało ono na wierzchowinie Gór
Izerskich na skałce w pobli u Pta ích kup (1013 m n.p.m). Pomiary na tych stanowiskach miały za zadanie
wykaza jaki jest stopie zwietrzenia wychodni granitu modelowanych przez współczesne procesy fluwialne
(Hejnice) oraz poddawanych długotrwałemu działaniu czynników atmosferycznych (Pta í kupy). Na skałce przy
Pta ích kupach pomiary wykonano na cianach skalnych o ekspozycji N, E, S i W.
Na ka dym ze stanowisk wykonano po 25 pomiarów odboju (R) przy pomocy młotka Schmidta typu N.
Dodatkowo na stanowiskach poło onych wzdłu profili A i B mierzono przy pomocy mikrometru gł boko ci
w erów (weathering pits) na powierzchniach skalnych. Na ka dym z nich wykonano po 25 takich pomiarów.
Tabela 1. Lokalizacja testowanych powierzchni skalnych w rejonie Hejnic.
Rejon
Lp
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Północne stoki
O ešníka
Koryto Sm dy
Dolina Velkého
Štolpicha
Północny stok
Poledníka
Pta í kupy
Oznaczenie
stanowiska
(GPS)
GPS002
GPS003
GPS004
GPS005
GPS006
GPS007
GPS033
GPS008
GPS009
GPS010
GPS011
GPS012
GPS027
GPS028
GPS029
GPS030
GPS031
GPS032
GPS041*
Wysoko
[m n. m.]
400
407
426
403
457
366
365
687
643
566
490
452
864
483
513
505
561
561
965
Litologia granitu
rednioziarnisty porfirowaty
rednio ziarnisty równoziarnisty
rednioziarnisty porfirowaty
rednioziarnisty porfirowaty
porifrowy
rednioziarnisty, partiami porfirowaty
gruboziarnisty porfirowaty
porfirowy
porfirowy
drobnoziarnisty porfirowy
gruboziarnisty porfirowaty
gruboziarnisty porfirowaty
gruboziarnisty porfirowaty
rednioziarnisty porfirowaty
rednioziarnisty porfirowaty
gruboziarnisty porfirowaty
gruboziarnisty porfirowaty
gruboziarnisty porfirowaty
gruboziarnisty porfirowaty
Uwaga: (*) - na stanowisku GPS041 wykonano pomiary na czterech powierzchniach skalnych o ekspozycji N,
E, S i W – oznaczenia w tabeli 2 GPS041n, GPS041e, GPS041s, GPS041w)
HEJNICE
7 33
50.875
28
50.870
30 29
2 34
5
6
Lat.
32 31
12
50.865
50.860
C
11
10
50.855
O ešnik
9
Polednik
8
ca 1 km
50.850
15.150
15.160
15.170
15.180
15.190
Long.
Ryc. 1. Lokalizacja linii transektowych (A, B, C) w rejonie Hejnic (numeracja stanowisk jak w tabeli 1 wg
wzoru: GPS006 w tabeli 1 = na ryc. 1 punkt oznaczony cyfr 6 itd.). Strefy morfologiczne: 1-dolina Sm dy, 2podnó e Gór Izerskich, 3-stoki kraw dzi Gór Izerskich, 4-wierzchowina Gór Izerskich.
Zgodnie z informacjami zawartymi w pracach Chaloupskiego (1989) i Kralika (1989), stanowiska
poło one poni ej 600 m n.p.m reprezentuj wychodnie skalne przemodelowane przez l dolód. Warto przy tym
zwróci uwag , e granica pomi dzy granitem gruboziarnistym a rednioziarnistym przebiega na północnych
stokach Gór Izerskich na podobnej wysoko ci (tab. 1)
W trakcie prac terenowych okazało si , e ze wzgl du silne urze bienie wykonanie pomiarów na
powierzchniach skałek osta cowych na O ešníku i Poledníku jest niewykonalne. Skałki te poosiadaj bardzo
bogaty mikrorelief wietrzeniowy (bruzdy, nisze kloszowe, grube skorupy eksfoliacyjne) a ponadto zbudowane s
z gruboziarnistego granitu w którym poszczególne kryształy miały rednice dochodz ce do 1,5-2 cm. Wyniki
pomiarów odboju i gł boko ci w erów uzyskane z pozostałych stanowisk zestawiono w arkuszu kalkulacyjnym i
wyliczono podstawowe parametry statystyczne ( redni , odchylenie standardowe) (tab. 2).
Tab. 2. Zestawienie pomiarów odboju (R) młotkiem Schmidta i gł boko ci w erów wietrzeniowych w rejonie
Hejnic.
Odbój (R) młotkiem Schmidta
Gł boko w erów
Stanowiska Wysoko
rednia
Rejon
Lp
Odchylenie
Odchylenie
GPS
[m n. m.]
R rednie
gł boko
standardowe
standardowe
[mm]
1
GPS002
400
35,4
8,0
5,3
1,5
2
GPS003
407
30,4
5,5
5,4
1,4
Północne
stoki
3
GPS004
426
22,2
3,5
6,5
1,9
O ešníka
4
GPS005
403
30,8
5,2
5,2
1,3
5
GPS006
457
27,2
3,9
9,0
2,7
Koryto
6
GPS007
366
46,5
7,9
3,9
1,5
Sm dy
7
GPS033
365
42,8
7,9
8
GPS008
687
13,1
2,2
14,7
5,3
9
GPS009
643
30,2
7,4
5,6
1,5
Dolina
Velkého
10
GPS010
556
27,2
5,1
7,8
2,6
Štolpicha
11
GPS011
490
28,1
5,6
8,1
2,8
12
GPS012
452
23,4
4,0
7,4
2,3
13
GPS027
864
26,2
3,8
14
GPS029
513
21,0
3,6
Północny
stok
15
GPS030
505
25,4
5,1
Poledníka
16
GPS031
561
23,8
4,9
17
GPS032
561
18,0
3,4
18
GPS041n
965
18,4
2,1
19
GPS041s
965
20,4
2,5
Pta í kupy
20
GPS041e
965
21,2
3,5
21
GPS041w
965
18,2
2,1
Dyskusja wyników: Na podstawie wyników pomiarów odboju (R) młotkiem Schmidta w strefie
północnego skłonu Gór Izerskich mo na wydzieli 4 strefy morfogenetyczne:
1. Strefa rze by egzaracyjnej u podnó a stoków O ešníka i Poledníka. W strefie tej w obr bie falistej
rze by granitowej wyst puj przeobra one przez egzaracj lodowcow wychodnie skalne i zmutonizowane
pagóry osta cowe. Powierzchnie skalne s w tu stosunkowo słabo zwietrzałe, miejscami ze ladami
selektywnego zwietrzenia. Powierzchnie skalne charakteryzuj si wysokimi warto ciami R (około 30), a
gł boko w erów wynosi przeci tnie ok. 5 mm (tab. 2, ryc. 2). Jest to prawdopodobnie strefa, w której stoki
najdłu ej pozostawały popd przykryciem lodu lodowcowego i nie były poddawane w tym czasie wietrzeniu w
warunkach aeralnych.
2. Strefa rze by erozyjno/denudacyjno-akumulacyjnej w rejonie doliny Malého i Velkého Štolpicha i
grzbietów bocznych na skłonie poni ej O ešníka i Poledníka (3 na ryc. 2). W strefie wychodnie skalne zostały
przemodelowane w wyniku „krótkotrwałej” działalno ci l dolodu (zniszczenie osta ców denudacyjnych – tor,
akumulacja materiału morenowego – głazy eratyczne), procesów wietrzenia i stokowej akumulacji
peryglacjalnej. Wychodnie skalne cechuj si tej strefie relatywnie wysokimi warto ciami odboju (od 20 do 30),
a gł boko ci w erów wahaj si w przedziale 6-9 mm.
3. Strefa stromych stoków i osta ców w obr bie górnej kraw dzi stoków załomowych (Bäumel v k íž,
O ešník) – wychodnie skalne modelowane w wyniku działania procesów grawitacyjnych i kriogenicznych:
niskie warto ci R (25-10) przy du ych lokalnych wahaniach; bogaty mikrorelief wietrzeniowych wychodni
skalnych. Prawdopodobnie w strefie tej na znaczne zró nicowanie stopnia zwietrzenia miały du y wpływ
lokalne topoklimatyczne (chłodna ekspozycja, silna „kondensacja wilgoci na kraw dzi Gór”, cz ste oscylacje
temperatury około 0ºC w zwi zku z działaniem grawitacyjnych spływów mas powietrza, a w konsekwencji
rozwój intensywnych procesów wietrzeniowych).
4. Strefa wierzchowiny Gór Izerskich (rejon Pta ích kup) – długotrwała ekspozycja wietrzeniowa w
warunkach peryglacjalnych. Czynniki orograficzne i rodowiskowe spowodowały, e wychodnie skalne w tej
strefie cechuj si znacznym stopniem zwietrzenia (R około 17-22) przy bardzo małych rozrzutach warto ci
(odchylenie standardowe ok. 2-3 jednostki).
1050
1000
950
900
850
800
750
700
650
600
550
500
450
400
350
300
IV
Ptaci kupy
GPS027
H [m npm]
III
GPS008
GPS009
1
3
10.0
15.0
20.0
II
2
Hejnice - Smeda
25.0
30.0
Rsr
35.0
40.0
45.0
I
50.0
Ryc. 2. rednie warto ci odboju młotkiem Schmidta (Rsr) w rejonie Hejnic. Obja nienia: 1-trimline wg
Chaloupskiego (1989) i Kralika (1989), 2-prawodpobna strefa oscylacji czoła l dolodu u podnó a Gór Izerskich
(jej dolna wysoko wyznacza najbardziej prawdopodobny zasi g lodu), 3-punkty pomiarowe u podnó a gór w
strefie wysoko ciowej 400-570 m npm, I-IV strefy morfogenetyczne opisane w tek cie; trójk tami oznaczono
stanowiska pomiarów dolinie Sm dy i na wierzchowinie gór (Pta í kupy), GPS009 – wybrane stanowiska na
stokach powy ej 600 m npm.
Wnioski: 1. Analiza zwietrzenia powierzchni skalnych na północnych Poledníka i O ešníka pozwala na
rekonstrukcj linii maksymalnego zasi gu l dolodu skandynawskiego w strefie kraw dzi Gór Izerskich w rejonie
Hejnic w poziomie ok. 425 m n.p.m. Rekonstruowana trimline przebiega od 135 do 175 m ni ej, ni to wynika z
dotychczasowych publikacji i map geologicznych.
2. Na podstawie wyników przeprowadzonych bada mo na wnioskowa , e metoda badania stopnia
zwietrzenia wychodni skalnych (mikroformy wietrzeniowe, pomiary odboju) jest u yteczna dla wyznaczenia
strefy oscylacji czoła l dolodu skandynawskiego w Sudetach. poziomu oscylacji przybli onej.
Literatura:
Chaloupský J. (1989): Geologie Krkonoš a Jizerských hor. 1. vyd. Praha: Academia, 288 s.
Králík F. (1989): Nové poznatky o kontinentálním zaledn ní severních ech. Sborník geologických v d,
Antropozoikum. 19, 9-74.
Michniewicz M., Czerski M., Kiełczawa J., Wojtkowiak A. (1996): Staroplejstoce ska sie dolin kopalnych
Sudetów zachodnich i ich przedpola, Przegl. Geol., 44, s. 1232-1238.
Migo P., Maciejak K., Zygmunt M. (2002): Peryglacjalna rze ba wzgórz bazaltowych Pogórza Kaczawskiego
(Sudety Zachodnie), Przegl d Geograficzny, 74 (4), s. 491-507.
Nývlt D. (1998): Kontinentální zaledn ní severních ech. Geografie-Sborník GS. 103, 4, 445-457.
Nývlt D. (2003): Geomorphological aspects of glaciation in the Old ichov Highland, Northern Bohemia,
Czechia. Acta Universitatis Carolinae – Geographica. 35, Suppl., 171-183.