Strukturní pdy Vysokých Sudet rozšíení, aktivita

Transkript

1 Strukturní pdy Vysokých Sudet rozšíení, aktivita Václav Treml, Marek Kížek, Zbynk Engel Katedra fyzické geografie a geoekologie Pf UK, Albertov 6, Praha 2 vaclav_treml@nature.cz Úvod: Alpinské bezlesí Vysokých Sudet je charakteristické pítomností ady periglaciálních tvar. Jsou jimi kamenná moe, kryoplananí terasy, gelivací pemodelované skalní výchozy, soliflukní pokryvy, skalní ledovce, pasivní morény (protalus ramparts) a strukturní pdy. Ze skupiny strukturních pd byly v této oblasti popsány tídné polygony (Sekyra 1960, Traczyk 1995), tídné kruhy (Klementowski 1998, Sekyra et al. 2002), pdní kopeky (Prosová 1958, Jahn et Cielinska 1974, Hradecký et al. 2002) a lysinové pdy (Sekyra et Sekyra 1995). Na svazích se dále vyskytují soliflukn pemodelované formy, t.j tídné a netídné pruhy a stupn (Sekyra 1960, Prosová 1958, Hradecký et al. 2002). Terminologie výše uvedených tvar není zcela jednotná, proto je v tabulce (Tab. 1) uveden pehled použitých termín a jejich vzájemné vztahy. Tab. 1: Terminologie strukturních pd s ohledem na Vysoké Sudety proces tvar reliéfu (Van tvar reliéfu (Van Vliet Lanoe použitá ve Vliet Lanoe, (Washburn,(1979) 1991, 1998; Vysokých 1998) Washburn, 1979) Sudetech tídné polygony pukání, polygonální (5) diferneciální mrazové pdy (1,3) vzdouvání tídné sít tídné kruhy (2) netídné sít (5) netídné kruhy earth hummocks -pozitivní gradient mrazové sukceptibility peat hummocks, earth hummocks - negativní gradient mrazové sukceptibility pukání, diferenciální mrazové vzdouvání vzdouvání vzdouvání, cracking, kolonizace kopek vegetací kolonizace kopek vegetací, kryoexpulse, vzdouvání, thufury (3,4) dle Demka (1972) tídný kamenný polygon tídný kamenný kruh netídné sít, pole pdních kopek netídné kruhy, pdní kopeky použitá v této práci tídné polygony tídné sít tídné kruhy pdní kopeky rašelinné kopeky lysinové pdy garland steps vymrzající vymrzající ostatní (2), vymrzající úlomky úlomky úlomky (6) (1) Sekyra (1960), (2) Sekyra et Sekyra (1995), (3) Prosová (1958), (4) Králík et Sekyra (1969), (5) Hradecký et al. (2002), (6) Treml (2003). Diskutabilní je rovnž otázka období vzniku strukturních pd a jejich recentní aktivity. Sekyra et Sekyra (1995) uvádjí jistou recentní aktivitu u tídných polygon v Krkonoších, Klementowski (1998) dokonce pedpokládá vznik souasných malých forem tídných kruh na Králickém Snžníku. U ostatních tvar souasná aktivita nebyla doložena. Vznik vtšiny z výše popisovaných forem reliéfu je kladen do pozdního glaciálu (Prosová 1958, Sekyra et Sekyra 1995).

2 Vzhledem k tomu, že otázky typologie, recentní aktivity a stáí strukturních pd nejsou zcela doešeny, pokusili jsme se je ovit a navázat na etné pedchozí výzkumy. Ke stanovení prostorových zákonitostí výskytu strukturních pd jsme požívali metod geomorfologického mapování, vnitní struktura tvar byla zjišována kopanými sondami. Vyhodnocovány byly teplotní pomry (v hloubkách 15 a 30 cm pod povrchem), granulometrické složení pdních horizont, doplkov bylo použito pylové analýzy pdních profil. Revize výskytu strukturních pd ve Vysokých Sudetech: Tídné polygony: Rozšíení tídných polygon je vázáno na nejvyšší ásti zarovnaných povrch Krkonoš, Hrubého Jeseníku a Králického Snžníku. Tídné polygony jsou nejastji se vyskytujícími strukturními pdami ve Vysokých Sudetech. Na klasických lokalitách v Krkonoších vykazují odlišnosti podmínné zejména litologií (Traczyk et Migo 2003), a to až do té míry, že v nkterých místech (ertova louka) mají blíže ke tídným sítím. Na zmínné lokalit postrádají polygonální tvar a dominuje tvar kruhový, což mže ukazovat na menší význam tepelné kontrakce a mrazového pukání v podmínkách hrubozrné zvtraliny žuly. Nov nalezenými lokalitami tídných polygon jsou vrcholové oblasti Lubochu a západní úboí Lysé hory. Novým zjištním je nesoulad povrchové morfologie nkterých tídných polygon s jejich vnitní strukturou. Tento jev byl zjištn na Vysoké Holi v Hrubém Jeseníku. Nad lemem polygonu z vtších klast se nachází vyklenutý jemnozemní kopeek (Obr. 1), který svdí o polygenetickém charakteru tvaru s polycyklickým vývojem. Bhem první fáze vzniku se tento tvar vyvíjel jako tídný polygon (nejspíše v prostedí s nízkou pokryvností vegetace), pozdji za spolupsobení vegetace jako pdní kopeek. Obr. 1: Profil strukturními pdami, Vysoká hole V jihovýchodní ásti vrcholové plošiny Králického Snžníku se nachází tídné polygony s netypicky vyklenutým jádrem. To zejm vedlo k úvahám oznaujícím tyto tvary jako pdní kopeky (Klementowski 1998). S nejvtší pravdpodobností prošly opt podobným vývojem popsaným výše u tvar na Vysoké Holi.. Tídné kruhy: Tyto tvary jsou uvádny z Modrého sedla v Krkonoších (Sekyra et al. 2002) a z Králického Snžníku (Klementowski 1998). V pípad Modrého sedla se jedná o extrémní lokalitu, která není pokrytá vegetací, délka trvání snhové pokrývky je zde velmi krátká (ve sledovaném období 2003 až 2004 nepesahovala její výška 30 cm), dochází zde k astým regelaním cyklm. Delší osa tvar dosahuje velikostí od 80 do 140 cm, vnitní ást je tvoena hrubozrnou zvtralinou s jemnjšími klasty. Pokrytí a velikost lišejník na klastech jsou na rozdíl od polygon na Luní hoe velmi malé (maximální prmr stélky v rozmezí 8 25 mm, medián 14 mm). Pdní kopeky: Tyto tvary jsou nejlépe vyvinuté v Hrubém Jeseníku na lokalitách Keprník, ervená hora (Prosová 1958), severní úboí Petrových kamen a Vtrná louka. Pechodné formy byly popsány na Bílé louce v Krkonoších (Sekyra et al. 2002) Nebyly potvrzeny údaje o jejich výskytu v Krkonoších v lokalit rašeliništ Stíbrné bystiny (Králík et Sekyra 1969). Omezení výskytu dobe vyvinutých forem na Hrubý Jeseník je podmínno zejména litologicky. Zdejší ruly a fylity dávají vzniknout jemnozrnjší zvtralin, která v pípad promrznutí lépe izoluje segregovaný led a více podléhá mrazovému psobení než poréznjší zvtraliny žul, kemenc a svor v Krkonoších. Rašelinné kopeky: Tyto tvary se nacházejí na rašeliništi severn od Luní boudy v Krkonoších. Velikost jejich delší osy se zpravidla pohybuje od 150 do 250 cm, maximální vyklenutí dosahuje v zim cca 40 cm. Skládají se z nkolika nevýrazn oddlených vrstev rzn rozložené rašeliny. Severn orientovaná ást kopek je píkejší a jeví známky destrukce (prohlubn, stupovitý charakter). Krom výše uvedených strukturních pd se ve Vysokých Sudetech nachází jejich soliflukn podmínné formy tídné a netídné pruhy, zejména na mírných svazích navazujících na plošiny se strukturními pdami. Typická lokalizace tídných pruh odpovídá úpatím a sklonitjším plošinám kryoplananích teras. Recentní aktivita strukturních pd: V nejvyšších polohách Vysokých Sudet se nevyskytuje permafrost, dochází zde pouze k sezónnímu promrzání pdy. Mocnost promrzlé vrstvy a délka promrzání závisí na lokálních edafických a topoklimatických podmínkách. Delší a hlubší promrzání je píznané pro rašeliništ

3 nebo zrašelinlou pdu, zde vydrží promrzlý pdní profil v nkterých pípadech až do poátku ervna (rok 2003: Keprník, rašeliništ severn od Luní boudy). Klementowski (1979) uvádí v období maximální mocnost promrzání rašeliništ na Równia pod nieka 35 cm. Vyfoukávané vrcholové polohy mly v autory sledovaném období (zimy 2003, 2004) pdu promrzlou zhruba do poátku dubna (Vysoké Kolo, Modré sedlo). Déle trvajícím promrznutím se vyznaovaly lokality mimo návtrné polohy (níže ležící plošiny kryoplananích teras nižší ásti tzv. kryo-eolické zóny sensu Sekyra et Sekyra 1995, pop. plošiny na JV nebo Z od kulminaních ástí reliéfu) s vyšší a déle trvající snhovou pokrývkou. Pi sledování znak aktivity strukturních pd je tedy nutné vylouit projevy proces vázaných na permafrost, tzn. zejména mrazové pukání a nelze tedy uvažovat o recentním vzniku tídných polygon. Procesy, které mohou probíhat pi sezónním promrzání pdy jsou zejména vzdouvání, pohyby rozmrzlých hmot, tepelná kontrakce. Pokud dnes nalézáme ve vrcholových polohách Vysokých Sudet vyvinuté rzné subtypy podzol, tak by pi psobení kryogenních proces mlo dojít k jejich narušení, popípad promíchání vyvinutých horizont. Pípadná aktivita strukturních pd byla proto hodnocena zejména na základ zachovalosti pdních horizont, dále pak dle pímých teplotních mení (poty regelaních cykl, délka promrznutí) a stupn pokrytí vegetací. S pihlédnutím k výše uvedeným kritériím vykazují jisté známky recentní aktivity pdní kopeky v lokalit Keprník. Je zde patrný nepravidelný prbh pdních horizont díky jejich rozdílné mrazové sukceptibilit a tím i rozdílnému mrazovému rozpínání a solifluknímu pohybu hmot. Segregovaný led petrvával v tchto útvarech do poátku ervna (2003), resp. do poloviny kvtna (2004). Rašelinné kopeky vzhledem ke své vnjší morfologii (znan lenitý povrch v dsledku mrazové destrukce) a zjištným astým regelaním cyklm projevují významnou kryogenní aktivitu. Dlouhodobé petrvávání takových tvar v klimaticky nepíznivých podmínkách není možné, což svdí pro jejich recentní aktivitu. U tídných kruh na polské stran Králického Snžníku uvádí Klementowski (1998) vertikální pohyby klast až 25 mm. V Modrém sedle pro uritý stupe periglaciálních proces svdí malé velikosti lišejníkových stélek na klastech v centrech kruh a dokladované etné regelaní cykly (meno 2003/2004). Jistou konzervaní kryogenní aktivitu u tídných polygon popisuje Sekyra et Sekyra (1995). Dokazuje ji humusovou výplní mezer mezi klasty vzniklých mrznutím a táním v depresích mezi polygony, a to v hloubce až 80 cm. Projevem souasné kryogenní aktivity jsou vymrzající úlomky, tj. zpravidla kolmo orientované menší klasty v písité matrix. Jejich výskyt je omezen na lokality s krátkým trváním a nízkou výškou snhové pokrývky (Vysoké kolo, Luní hora, Modré sedlo). Píinným procesem tohoto jevu opakované zvtšování objemu písité hmoty, kterému klast elí nejmenší možnou plochou. Období vzniku strukturních pd: Strukturní pdy je nutno považovat zpravidla za tvary s polycyklickým vývojem a asto i formy polygenetické (Washburn 1979). U tídných polygon pedpokládají Sekyra et Sekyra (1995) jejich vznik na sklonku pleistocénu, tyto tvary ke svému aktivnímu vývoji vyžadují pítomnost permafrostu. Nkteré jejich vegetací zarostlé formy v Hrubém Jeseníku a na Králickém Snžníku jeví znaky prvotního vývoje tídných polygon a následné geneze pdních kopek. Na polygenetický vývoj ukazuje i srovnávací morfometrická analýza východosudetských strukturních pd (Obr. 2), kdy si rozmrov více odpovídají tídné polygony na Vysoké holi s pdními kopeky na Keprníku než s polygony na Králickém Snžníku. U pdních kopek na Keprníku se v celém profilu nachází pyl obilovin, což umožuje pedpokládat období jejich vzniku v nejmladším holocénu. Vzhledem k tomu, že nejchladnjším výkyvem po klimatickém optimu byla ve stední Evrop Malá doba ledová (Davis et al. 2003), je pravdpodobné, že pdní kopeky mohly vznikat práv v tomto období. S ohledem na absenci vegetace a malou velikost lišejníkových stélek lze podobné období vzniku pisuzovat i tídným kruhm v Modrém sedle.

4 Obr. 2: Délka delší osy a výška strukturních pd na Vysoké holi (VH), Keprníku (KE) a Králickém Snžníku (KR) Shrnutí: Strukturní pdy se ve Vysokých Sudetech nacházejí ve form tídných polygon, tídných kruh, pdních a rašelinných kopek a jejich soliflukn pemodelovaných protažených forem. Evidované projevy recentní aktivity spoívají zejména v promísení rozdíln mrazov sukceptibilních horizont u pdních kopek a v kolmém postavení vymrzajících klast na místech s odkrytou zvtralinou v kryo-eolické ásti tundry. V povrchové vrstv sledovaného rašelinného kopeku a ve tídném kruhu byly zaznamenány etné regelaní cykly, v rašelinných i pdních kopecích petrvával segregovaný led výrazn déle ve srovnání s okolím. Tyto procesy pomáhají udržet stávající tvar zmínných periglaciálních forem reliéfu. Popisované netídné periglaciální tvary (pdní a rašelinné kopeky) jsou píznané pro nejnižší ást periglaciální zóny, recentn aktivní tídné tvary se ve studovaném území nachází pouze sporadicky v nejextrémnjších lokalitách. U nkterých studovaných strukturních pd je dobe patrný jejich polycyklický, resp. polygenetický vývoj. Vznik nebo hlavní doba aktivizace pdních kopek a tídných kruh je kladena do období Malé doby ledové, vymrzající úlomky jsou autory považovány za v souasné dob probíhající jev. Výzkum je provádn v rámci projektu GAAV B Grantové agentury akademie vd eské republiky. Literatura: Davis B.A.S., Brewer S., Stevenson A.C., Guiot J. et al. (2003): The temperature of Europe during the Holocene reconstructed from pollen data. Qua. Sci. Rew. 22: Demek J. (1972): Klasifikace a kryogenních tvar. Sborník s. spol. zempisné 77/3: Hradecký J., Pánek T., Dušek, R. (2002): Stanovení a kartografické vyhodnocení rozšíení kryogenních pd v NPR Pradd a jeho okolí. Ms. [Souhrnná zpráva dílího úkolu grantu Vav 610/10/00 za období 2002; depon. in: Agentura ochrany pírody a krajiny R, Praha]. Jahn A., Cielinska M. (1974): Ruchy gruntu na stokach Karkonoszy. Acta Univ. Wratisl. Pr. Inst. Geograf. Ser. A 236: Klementowski J. (1979): Procesy geomorfologiczne na torfowisku subalpejskim na Równi pod nieka w Karkonoszach. Problemy zagospodarowania ziwm górskich. 20: Klementowski J. (1998): Nowe stanovisko gruntów strukturalnych na Sniezniku. Czasopismo Geograficzne 69: Králík F., Sekyra J. (1969): Geomorfologický pehled Krkonoš. In: Fanta J. a kol. Píroda Krkonošského národního parku. 1. vyd. Praha: SZN, 1969, s Prosová M. (1958): Kvartér Hrubého Jeseníku (vrcholová ást hlavního hbetu). Kandidátská práce, Praha, 125 s. Sekyra J. (1960): Psobení mrazu na pdu: kryopedologie se zvláštním zetelem k SR. Nakladatelství SAV, Geotechnica, sv s. Sekyra J. et al. (2002): Frost phenomena in relationship to mountain pine. Opera Corcontica 39: Sekyra J., Sekyra Z. (1995): Recent cryogenic processes. In: Soukupová L. et al. Arctic-alpine tundra in the Krkonoše, the Sudetes. Opera Corcontica 32: Soukupová L. et al. (1995): Arctic-alpine tundra in the Krkonoše, the Sudetes. Opera Corcontica 32: Traczyk A. (1995): Morfologia peryglacjalna Sniezki a Czarnego grzbietu w Karkonoszach. Czasopismo Geograficzne 66/2: Traczyk A., Migo P. (2003): Cold-climate landform patterns in the Sudetes. Effects of lithology, relief and glacial history. Acta Universitatis Carolinae Geographica, 2003, ro. 35, Suppl., s Treml V. (2003): Prostorové rozmístní recentních periglaciálních jev v alpínském bezlesí Východních Krkonoš. In: Mentlík P. (ed): Geomorfologický sborník II s

5 Van Vliet-Lanoe B. (1991): Differential heave, load casting and convection: converging mechanisms. A discussion of the origin of cryoturbations. Permafr. and Periglac. Proc. 2: Van Vliet Lanoe B. (1998): Frost and soils: implications for paleosols, paleoclimates and stratigraphy. Catena 34: Washburn A.L. (1979): Geocryology. A Survey of Periglacial Processes and Environments. E. Arnold, London, 406 s. Summary Distribution and recent activity of patterned ground in the High Sudetes There are several forms of patterned ground in the High Sudetes including sorted polygons, sorted circles, earth and peat hummocks and the both sorted and nonsorted stripes. Some indices of recent cryogenic activity were found. In the earth hummocks it is suggested mixing of soil horizons with different frost succeptibility due to differential frost heaving. Out freezing fragments are considered as a product of frequent matrix volume changes, those feautures are common in the highest positions of alpine tundra with sparse vegetation cover, so called cryo-eolian tundra (sensu Soukupová et al. 1995). Frequent regelation cycles were detected in the uppermost layer (15 cm below the ground) of the investigated peat hummock and sorted circle. Segregated ice persists in the peat hummocks distinctly longer than in its surroundings. Mentioned processes conserve periglacial character of alpine landscape of the High Sudetes. Described active periglacial landforms (earth and peat hummocks) generally occure in the lowermost positions of mountain periglacial landscape, active sorted forms (which are peculiar for higher parts of mountain periglacial landscape) are rare and constrained to the extreme wind swept sites. Polygenetic and polycyclic evolution was identified through prospecting of several forms of patterned ground. It is suggested a Little ice age origin or reactivisation of earth hummocks and sorted circles.