252 KB - Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej UJ

VII Zjazd Geomorfologów Polskich
kraków
Rzeźba fosylnych
2005
klifów morskich na północnych
wybrzezach fiordu hornsund,
Spitsbergen
Agnieszka Latocha
1. Ogólna charakterystyka wypiętrzonych teras morskich
W rejonie fiordu Hornsund na południowym Spitsbergenie charakterystycznym
rysem rzeźby wybrzeży jest zespół wypiętrzonych teras morskich. Wyróżnionych zostało
kilkanaście poziomów terasowych, nawiązujących do izostatycznych zmian poziomu
morza (Jahn 1959, Karczewski i in. 1981). Najwyższy z nich stwierdzono na wysokości
220-230 m. Szerokość pasa teras wynosi do 4 km, a stan ich zachowania miejscami jest
tylko fragmentaryczny. Próby określenia wieku teras za pomocą metod historycznych
(artefakty), oraz datowań radiowęglowych makroszczątków (kości wielorybów, drewno dryftowe, muszle) owocowały znacznymi rozbieżnościami w interpretacji okresu powstawania
kolejnych poziomów terasowych (Salvigsen, Elgersma 1993). Wskazywano na preglacjalny
lub postglacjalny wiek najstarszych teras (Jahn 1959, Birkenmajer 1960, Szupryczyński
1968, Karczewski i in. 1981). Obecnie przyjmuje się, że terasy najniższe ukształtowane
zostały w holocenie, a wiek starszych nie został jednoznacznie określony
Terasy są lokalnie zróżnicowane – mogą mieć postać wyrównanych lub falistych
powierzchni, płaskich bądź nachylonych do 4-5º. Mają one charakter kamienisty (zwarte
pokrywy otoczaków) lub porośnięte są roślinnością tundrową. Powszechne jest występowanie zagłębień z okresowymi jeziorami i podmokłościami. W obrębie niektórych
poziomów terasowych zidentyfikowano wyraźne struktury peryglacjalne w postaci
jęzorów soliflukcyjnych i gruntów strukturalnych. Zróżnicowanie powierzchni teras nie
wykazuje związku z położeniem nad poziomem morza, wiekiem terasy ani współczesną
odległością od morza.
Kolejne poziomy terasowe rozdzielone są wyraźnymi skarpami o nachyleniach
kilkunastu stopni, o wysokości 0,5-1 m oraz skalnymi klifami, wyznaczającymi zasięg
260
Agnieszka Latocha
dawnej linii brzegowej. Wychodnie skalne występują nie tylko wzdłuż krawędzi teras,
ale także w obrębie ich powierzchni, obecnie jako ostańce denudacyjne, pierwotnie zaś
– abrazyjne, tworzące dawniej szkierowe wybrzeże, analogiczne do obserwowanego
współcześnie w tym rejonie. Skalne ostańce – zarówno zwarte ściany skalne związane
z dawną klifową linią brzegową, jak i izolowane skałki czy stoliwa, których powierzchnie
nawiązują do starszych poziomów terasowych, stanowią charakterystyczny rys rzeźby
w otoczeniu Hornsundu. Rzeźbę tę można określić jako odziedziczoną, reprezentującą
fosylne wybrzeża szkierowe w obrębie różnowiekowych poziomów teras morskich
(Migoń 1997, 2004).
2. Charakterystyka rzeźby fosylnych klifów morskich
Rzeźba fosylnych ostańców abrazyjnych na wypiętrzonych terasach morskich
w rejonie Hornsundu jest bardzo zróżnicowana – obok form o żywych, ostrokrawędzistych
kształtach występują formy znacznie łagodniejsze, o obłych, zaokrąglonych konturach.
Ściany z odsłoniętą powierzchnią litej skały sąsiadują z powierzchniami całkowicie
zarośniętymi przez zwartą pokrywę porostów, a miejscami także mchów. Powierzchnie
ostańców na niewielkich przestrzeniach zmieniają charakter od masywnych (gęstość
spękań poniżej 10 m/m²) do silnie spękanych, gdzie gęstość spękań wynosi powyżej
50 m/m². Powierzchnie skalne mogą być zarówno gładkie, jak i z licznymi nierównościami i zagłębieniami, wykorzystywanymi współcześnie najczęściej przez roślinność.
U podnóży licznych klifów powstały gruzowiska i stożki usypiskowe o wysokościach
od 0,5 do 1,5 m, zawierające gruz skalny różnych rozmiarów (maksymalnie o długości
do 1 m). Współcześnie formy te są jednak na ogół nieaktywne, najczęściej z rozwiniętą
pokrywą porostowo-mszaną. Wysokość klifów wynosi od 1 do 6 m, natomiast długość od
10 do 60 m. Ściany skalne mogą mieć przebieg wyrównany, w przybliżeniu równoległy
do współczesnej linii brzegowej. Miejscami jednak ich układ staje się bardziej skomplikowany, z licznymi wcięciami i zakolami, nawiązującymi do dawnego ukształtowania
brzegu z zatokami i cyplami. W obrębie spłaszczeń fosylnych teras, ostańce abrazyjno
-denudacyjne tworzą eksponowane, izolowane formy, które w zależności od rozmiarów
można określić mianem baszt, murów lub stoliw skalnych.
Charakterystyczna dla ostańców skalnych jest powszechnie występująca dwudzielność cech ich powierzchni. Wyraża się ona najczęściej obecnością zaokrąglonych, obłych
krawędzi w górnej części klifu, z pokrywą roślinną, podczas gdy dolne odcinki klifu są
zdecydowanie bardziej ostrokrawędziste, nie porośnięte, lokalnie ze śladami odpadania
i gruzowymi usypiskami u podstawy. Typowe dla tych części klifu jest także pionowe
podcięcie ściany skalnej u podstawy, sięgające do wysokości 0,4-1,2 m. W przypadku
niektórych klifów sytuacja jest odwrotna i dolna ich część ma wyraźnie złagodzone
kształty, natomiast wyższa odznacza się większą ostrością i świeżością formy. Oba
typy dwudzielnego zróżnicowania klifów stwierdza się także w poziomie, na różnych
odcinkach klifu.
Wokół ostańców mogą występować pasy gruzu i rumowisk (o maksymalnej szerokości do kilku metrów) lub podnóże klifu może bezpośrednio graniczyć z pokrywą
Rzeźba fosylnych klifów morskich na północnych wybrzezach fiordu...
261
żwirową dawnej plaży. Miejscami otoczenie wychodni porośnięte jest zwartą pokrywą
roślinności tundrowej. Cechą charakterystyczną gruzu usypiskowego jest ostrokrawędzistość kształtów, utrzymująca się nawet jeśli powierzchnia skalna, z której gruz ten
pochodzi, jest silnie zarośnięta, zaokrąglona i bez śladów świeżych odspojeń.
3. Uwarunkowania zróżnicowania rzeźby
fosylnych klifów morskich
Na podstawie badań terenowych stwierdzono, że na zróżnicowanie rzeźby ostańców
abrazyjno-denudacyjnych na wypiętrzonych terasach morskich wpływ wywierają trzy
główne czynniki – litologia, struktura skały (w tym spękania) oraz lokalne ukształtowanie
terenu. Natomiast wiek terasy i odległość od współczesnej linii brzegowej zdają się nie
odgrywać większej roli.
Pod względem litologicznym na północnym wybrzeżu Hornsundu dominują dwie
główne formacje skalne – kwarcyty oraz łupki łyszczykowe należące do kompleksu skał
metamorficznych Hecla Hoek (Birkenmajer 1990). Zdecydowana większość istniejących
współcześnie fosylnych klifów została wypreparowana w odpornych kwarcytach. Nieliczne ostańce klifów zbudowanych z łupków są niewielkich wysokości (nie przekraczają
1 m), a w przypadku występowania warstw łupków w obrębie wychodni kwarcytów,
w łupkach utworzone zostały głębokie nisze bądź cofnięcia linii klifu. Wokół zdegradowanych klifów łupkowych na drobnofrakcyjnej zwietrzelinie rozwinęły się za to miąższe (do 15 cm) pokrywy glebowe z bogatą warstwą organiczną. We wschodniej części
Hornsundu szybko postępuje degradacji klifów wapiennych (Jahn 1961).
Wśród klifów kwarcytowych lokalne zróżnicowanie także jest bardzo duże.
Decydującą rolę odgrywają w tym przypadku uwarunkowania strukturalne, w tym
przede wszystkim upad warstw oraz spękania. Regułą jest występowanie obłych, zaokrąglonych powierzchni ostańców, bez żadnych śladów współczesnego modelowania
powierzchni (poza oddziaływaniem roślinności) na powierzchniach nachylonych zgodnie z upadem warstw skalnych. Upad warstw wynosi w regionie od około 20 do 60º.
Z kolei na powierzchniach prostopadłych (przeciwstawnych) do upadu rzeźba klifów
charakteryzuje się znaczną świeżością, ostrymi krawędziami i wyraźną oddzielnością
bloczkową w strefie spękań. W efekcie znaczna część ostańców klifowych wyróżnia się
asymetrią i ma charakterystyczną postać „zębów” skalnych, łagodnych z jednej strony,
a postrzępionych z drugiej. Większość występujących w obrębie klifów przewieszek,
okapów i nisz skalnych, o ile nie są one uwarunkowane litologicznie, także nawiązuje
do upadu warstw – tworzą się po stronie przeciwnej do upadu. W obrębie tych form,
u ich podnóży, występuje większość świeżych gruzowisk, tworzących się współcześnie,
a procesy odpadania są najbardziej intensywne.
Rozwój nisz związany jest także z gęstszą siecią spękań. Kwarcyty występujące
w rejonie Hornsundu są na ogół silnie spękane (miejscami powyżej 50 m/m², maksymalnie
około 120 m/m²), choć równocześnie zaznacza się duże zróżnicowanie w obrębie nawet
tej samej ściany klifu, co sprzyja jej szybszej degradacji, cofaniu się i powstawaniu nisz
i zatok w przebiegu klifu. Warto jednak podkreślić, że sama duża gęstość spękań nie
262
Agnieszka Latocha
jest wystarczająca do zainicjowania szybszej degradacji. Ściany skalne, nawet o znacznej gęstości spękań, których rozwarcie jednak nie przekracza 1 mm, nie są podatne na
niszczenie. O ich trwałości świadczy zarówno pokrycie powierzchni roślinnością, jak
i brak śladów świeżego odpadania i gruzowego usypiska u podnóża. Jednocześnie jednak większość miejsc, w których obserwuje się współczesne procesy mechanicznego
wietrzenia i odpadania związana jest z dużą gęstością spękań. Można więc przyjąć, że
silne spękanie skały jest jednym z koniecznych czynników warunkujących współczesne
procesy modelujące rzeźbę ostańców skalnych, ale nie wystarczającym. Przykładowo,
liczne są sytuacje, gdy z ostrokrawędzistą i silnie spękaną powierzchnią klifu (szczytowe
części mogą mieć lokalnie postać kwarcytowych, luźnych „bloczków”) nie jest związany
proces odpadania i w otoczeniu klifu brak jest kwarcytowego gruzu – na powierzchni
terasy, do samego podnóża klifu, występuje wyłącznie dobrze obtoczony i zróżnicowany
litologicznie materiał dawnych plażowych żwirów. Nierzadkie są również przypadki,
że mimo znacznej gęstości spękań, powierzchnia klifu jest obła i zaokrąglona. Zaobserwowano także zależność, że występowanie gruzowisk związane jest nie z miejscami
o najgęstszych spękaniach, ale takimi, gdzie sieć spękań jest rzadsza, co umożliwia
powstanie gruzu o większych rozmiarach, a tym samym bardziej trwałego w rzeźbie.
Istotną rolę w rozwoju rzeźby fosylnych klifów skalnych odgrywa także lokalne
ukształtowanie terenu, w tym w szczególności występowanie u podnóży wychodni zagłębień z okresowo stagnującą wodą. Podsiąkanie wilgoci sprzyja oddolnej degradacji
ścian skalnych, stąd wspominana wcześniej dwudzielność klifów, z dolną częścią bez
pokrywy roślinnej, za to ze świeżymi śladami odpadania i gruzowiskiem, związana jest
często z obecnością niewielkich jeziorek lub podmokłych zagłębień przy podstawie
fosylnego klifu. W przypadku niższych poziomów terasowych podobną rolę spełniać
może także oddziaływanie sztormowych fal morskich oraz sezonowo woda pochodząca
z wytapiających się, wyrzucanych daleko w głąb lądu brył lodowych.
Analiza zróżnicowania rzeźby ostańców klifowych w zależności od położenia
n.p.m., a tym samym od wieku terasy, w obrębie której dane klify występują, nie wykazała istotnych powiązań. Ostańce o zbliżonych wysokościach, kształtach, długościach
i mikrorzeźbie powierzchni występują zarówno w obrębie najmłodszych, jak i starszych
poziomów terasowych. Podobnie ślady współczesnych procesów rzeźbotwórczych
w obrębie klifów nie wykazują zależności od czasu, który minął od momentu wypiętrzenia i fosylizacji terasy i klifu. Jednocześnie w obrębie tego samego poziomu, często
w odległości kilku-kilkunastu metrów, forma klifu może być diametralnie odmienna,
a pozostałości starych, fosylnych powierzchni, utrwalonych dodatkowo pokrywą roślinną, występują w sąsiedztwie powierzchni świeżych, wyraźnie modelowanych przez
współczesne procesy wietrzeniowe i masowe. Brak jest także powiązania zróżnicowania
rzeźby z ekspozycją klifu. Pozornie może się wydawać, że – przynajmniej w niektórych
przypadkach - związek ten istnieje. Jednak regionalne ujęcie tego problemu wykazuje,
że pierwotne uwarunkowania tej różnorodności wynikają przede wszystkim ze zróżnicowania litologiczno-strukturalnego skał. Rolę tego zróżnicowania podkreśla także
K. Pękala (1984), opisując lokalne różnice w dynamice procesów wietrzenia mechanicznego na stokach.
Rzeźba fosylnych klifów morskich na północnych wybrzezach fiordu...
263
Podsumowując, ukształtowanie zasadniczego układu rzeźby fosylnych klifów
w rejonie Hornsundu można przypisać wcześniejszej fazie rozwoju, gdy wychodnie
skalne znajdowały się w bezpośrednim zasięgu oddziaływania procesów litoralnych
i stanowiły abrazyjne ostańce na wybrzeżu o charakterze szkierowym. Współczesne cechy
rzeźby wskazują z jednej strony na fosylizację form ostańcowych. Procesy morfologiczne
powodujące widoczne przekształcanie powierzchni skalnych ograniczone są wyłącznie
do nielicznych miejsc (wychodnie łupków, nisze i okapy skalne, miejsca szczególnie
wilgotne, zastoiska stagnującej wody u podnóży klifów, sprzyjający układ upadu warstw
i spękań). Z drugiej strony rzeźba klifów jest bardzo zróżnicowana przestrzennie. Zróżnicowanie to nie wykazuje związku z położeniem wychodni względem poziomu morza,
a tym samym z długością trwania okresu wyniesienia klifu i jego fosylizacji. Wyraźny
jest natomiast związek rzeźby ostańców z ich cechami litologiczno-strukturalnymi oraz
lokalną morfologią terenu. Pośrednio wskazuje to na niewielką zdolność procesów
postglacjalnych, w tym głównie wietrzenia mechanicznego, w przekształcaniu rzeźby
wypiętrzonych teras morskich i klifów skalnych albo skala czasowa do ich zaznaczenia
się w zróżnicowaniu form terenu jest jeszcze nie wystarczająca.
Literatura
Birkenmajer K., 1960, Raised marine features of the Hornsund area, Vestspitsbergen, St. Geol.
Polon., 5, 1-95.
Birkenmajer K., 1990, Geological map of the Hornsund area 1: 75 000, PAN, W-wa.
Jahn A., 1959, Postglacjalny rozwój wybrzeży Spitsbergenu, Czasop. Geogr., 30, 245, 245-262.
Jahn A., 1961, Quantitative analysis of some periglacial processes in Spitsbergen, Zesz. Nauk.
UWr B, 5.
Karczewski A., Kostrzewski A., Marks L., 1981, Raised marine terraces in the Hornsund area
(northern part), Spitsbergen, Pol. Polar Res., 2, 1-2, 39-50.
Migoń P., 1997, Post-emergence modification of marine cliffs and associated shore platforms in
a periglacial environment, SW Spitsbergen: implication for the efficacy of cryoplanation
processes, Quaternary Newsletter, 81, 9-17.
Migoń P., 2004, Geomorfologia niezlodowaconej części okolic Stacji Glacjologicznej Uniwersytetu
Wrocławskiego, [w:] A. Kostrzewski, M. Pulina, Z. Zwoliński (red), Warsztaty Glacjologiczne Spitsbergen 2004 – glacjologia, geomorfologia i sedymentologia środowiska polarnego
Spitsbergenu, 24-32.
Pękala K., 1984, Present morphogenetic processes in a periglacial zone of Wedel-Jarlsberg
Land, south-western Spitsbergen, Ann. Univ. M. Curie-Skłodowska Lublin-Polonia, B, 39,
9, 147-171.
Salvigsen O., Elgersma A., 1993, Radiocarbon dating of deglaciation and raised beaches in northwestern Sørkapp Land, Spitsbergen, Svalbard, Zesz. Nauk. UJ, Prace Geogr., 94, 39-48.
Szupryczyński J., 1968, Niektóre zagadnienia czwartorzędu na obszarze Spitsbergenu, Prace
Geogr. IG PAN, 71, 1-128.
264
Agnieszka Latocha
Instytut Geografii i Rozwoju Regionalnego
Uniwersytet Wrocławski
Pl. Uniwersytecki 1
50-137 Wrocław
Agnieszka Latocha