Geomorfologický Svahové a další geomorfologické sborník 2 procesy ČAG, ZČU v Plzni, 2003 Příspěvek k poznání chronologie sesuvů v oblasti Slezských Beskyd Jan Hradecký jan.hradecky@osu.cz Katedra fyzické geografie a geoekologie, Přírodovědecká fakulta, Ostravská univerzita v Ostravě, Chittussiho 10, 710 00 Ostrava Moderní geomorfologické výzkumy se v posledních letech intenzivně věnují problematice krajinných disturbancí. Jednou z oblastí jejich studia je stanovení jejich distribuce v georeliéfu a dále určení období jejich vzniku. Jde o základní a přitom zásadní etapu výzkumu, která přispívá k objasnění jejich funkce v georeliéfu, a reakce tohoto systému na jejich působení. Ideálním obdobím v minulosti středoevropského regionu je pro toto studium klimaticky variabilní, chronologicky nám nejbližší, interglaciální období holocénu. Znalost chování reliéfového systému krajiny v minulých etapách jejího vývoje předpokládá i prognóza stavů budoucích, a to např. v souvislosti s globální změnou klimatu. Jinou oblastí, kde lze mechanismy fungování krajiny v minulosti využít, jsou dopady rizikových procesů v krajině na lidskou společnost. K významným disturbančním činitelům v krajině, která je budována flyšovými litotypy a na nich utvářeným georeliéfem jsou geomorfologické procesy. Jejich působení zanechalo v krajině dobře identifikovatelné formy reliéfu (sesuvná území, nivní geokomplexy, pěnovcové akumulace, náplavové kužely, osypy, apod.), které lze prostřednictvím celé řady exaktních metod datovat a stanovit následně chronologii jejich působení v krajině. Ke geomorfologicky nejvýraznějším disturbančním procesům postihujícím svahový subsystém krajiny náleží sesouvání. Výsledkem těchto gravitačně a velice často i strukturně podmíněných pochodů jsou formy georeliéfu označované jako sesuvy. Sesouvání je velice typický proces pro území flyšových Vnějších Západních Karpat. Z hlediska vývoje georeliéfu Vnějších Západních Karpat představuje sesouvání základní a velmi významnou formotvornou sílu. Důležitým aspektem formování georeliéfu je jeho časová složka. Řešíme tak otázky související se změnami georeliéfu v čase. Můžeme formulovat například následující otázky: Docházelo k danému typu vývoje georeliéfu kontinuálně? Působily procesy s nezměněnou intenzitou trvale po dané období, nebo jen s menšími výkyvy a udržovaly vyvíjející se georeliéf na určité sukcesní křivce? Nedocházelo k vývoji spíše skokově, a to při změně významného vnějšího reliéfotvorného faktoru, který zásadně ovlivnil geomorfologické procesy, jež do té doby georeliéf formovaly? Otázkou chronologie morfogenetických procesů v oblasti flyšových Karpat se v našem nejbližším okolí zabývají především polští geomorfologové 271
a paleogeografové, kteří mají již propracovanou metodiku práce a vytvořili několik chronostratigrafií, které mapují aktivitu disturban čních procesů, v tomto případě sesuvné aktivity v období pozdní glaciál (AL YD) subatlantik (SA 3 ), ale také aktivitu vodních toků. K nejvýznamnějším autorům, kteří tuto problematiku řeší nejen na území polských Karpat, ale pokrývají sesuvnou aktivitu i v jiných částech Evropy, jsou STARKL (např. 1969, 1985, 1997), ALEXANDROWICZ (např.: 1996, 1997) nebo MARGIELEWSKI (1997, 1998a,b, 2000, 2001 a, b, c). Problematikou etapizace geomorfologických procesů se zabývají i práce dalších významných evropských a světových geomorfologů, jako např. PANIZZA ET. AL. (1997), IBSEN ET BRUNSDEN (1997), JONASSON ET. AL. (1997), ABELE (1997). Je třeba zdůraznit, že otázky sesuvné aktivity od konce pleistocénu do sou časnosti představují oblast dotýkající se velmi významně i dalších oblastí, jako je problematika klimatických změn, vývoj vegetace a obecně otázek souvisejících s paleoekologickými a paleogeografickými změnami. Obr. 1: Lokalizace povodí Kotelnice a datovaného sesuvu ve Slezských Beskydech. 272
K projevům sesuvné aktivity docházelo zpravidla v období, kdy nastoupila vlhčí klimatická fáze holocénu (STARKEL 1995, ALEXANDROWICZ 1996). Tyto fáze spadají do období, pro které je typické ochlazení klimatu a jeho humidizace a které odhalily již dříve paleohydrologické analýzy (STARKEL 1985) a několik málo datovaných sesuvů (ALEXANDROWICZ 1996, GIL ET AL. 1974, MARGIELEWSKI 1997). Následkem humidizace byl nárůst ledovců, zvýšená fluviální aktivita a vzestup hladiny jezer (STARKEL 1997). Zpřesnění sesuvných fází bylo možné až na základě většího počtu přímo datovaných sesuvů v oblasti polské části Karpat (MARGIELEWSKI 1998a). Problematická je prostorová distribuce dosud datovaných sesuv ů radiokarbonovou metodou, která se omezuje na Beskid Wysoki a několik málo lokalit mimo (Beskid Średni, Małe Pieniny, atd.). Nejnovější data týkající se sesuvných fází v holocénu přinášejí práce MARGIELEWSKÉHO (1997, 1998a,b, 2000, 2001a, b, c), který doplňuje sesuvnou chronologii STARKELA (1995, 1997) a ALEXANDROWICZE (1996, 1997) v oblasti Karpat. Z českých autorů se problematikou vlivu klimatu na vývoj svahových deformací zabýval RYBÁŘ (1999). Zhodnotil inženýrskogeologická měření na několika lokalitách v ČR a středoevropském prostoru a analyzoval jejich vztah ke klimatickým faktorům. Groníček Mt 837 vymezení sesuvného území rašeliniště Obr. 2: Sesuvné území na pravém údolním svahu toku Kotelnice s lokalizovaným rašeliništěm 273
Základním předpokladem využití radiokarbonového datování je p řítomnost organického materiálu sedimentu v příslušné části stratigrafického profilu. Ideálním materiálem k tomuto typu datování jsou zbytky kmenů stromové vegetace, pohřbené pod koluviem sesuvu (ALEXANDROWICZ 1996, PANIZZA ET. AL. 1996, MOYA ET. AL. 1997). Tento materiál je však velmi obtížné získat. Akumulační část sesuvu představuje často několikametrové mocnosti sesutého materiálu. V případě datování sesuvů v Karpatech byla takto datována pouze jedna lokalita Krynica (ALEXANDROWITZ, ALEXANDROWICZ 1992). Podobně významným materiálem jsou sedimenty s organickou příměsí, které vyplňují deprese vznikající v různých částech tělesa sesuvu. V prostoru rašeliniště, které vzniklo v interkoluviální části rozsáhlého sesuvu na pravém údolním svahu povodí Kotelnice (viz Obr. 1 a 2) ve Slezských Beskydech, byly odebrány celkem tři vzorky prostřednictvím půdního vrtáku z předpokládané báze původního sedimentačního prostoru. Byl učiněn pokus postupného odvrtávání sedimentu tak, aby bylo možné sestavit stratigrafický profil. Sedimentovaný materiál rašeliništ ě neumožňoval postupné odebírání vzorků, jelikož obsahoval značné množství vody. Následkem tlaku při vrtání docházelo ke značné objemové redukci materiálu. Profil tak nebylo možné zpětně sestavit. Vzorky byly odebrány ve dvou vrtech v okrajové části rašeliniště, kde bylo vrtání ještě možné. Radiokarbonové datování odebraných vzorků z předpokládané báze sedimentačního prostoru v interkoluviální partii sesuvu v povodí Kotelnice provedla renomovaná Gliwice Radiocarbon Laboratory, Silesian University of Technology z Polska. Datování bylo provedeno na zařízení využívající atmosférickou cestu měření. Vzorek I/1/2002 byl odebrán z hloubky 4,2 4,25 m pod úrovní terénu. Jednalo se o jílovitý sediment šedomodrého zbarvení s příměsí hrubšího ostrohranného materiálu (0,5 1 cm) s evidentní přítomností organických zbytků černého zbarvení. Lze předpokládat, že jde o bázi sedimentačního prostoru s jílovitým sedimentem senzu MARGIELEWSKI (1998a). V hloubce 3,66 3,70 byl odebrán vzorek, který měl humolitový charakter, hnědočerné zbarvení, silně provlhčený, ale konzistentní. Jednalo se o sediment s vysokým podílem organické složky, bez přítomnosti hrubší organické či anorganické frakce (vzorek III/3/2002). Z druhého vrtu, kterým bylo dosaženo max. hloubky 2,7 m byl odebrán vzorek II/2/2002 (2,65 2,7 m). Sediment vykazoval hnědočerné zbarvení, byl silně provlhčený, ale opět konzistentní, s vysokým podílem organické složky, bez přítomnosti hrubší organické či anorganické frakce. Na základě provedeného datování můžeme konstatovat, že sesuv s pravděpodobností 95,4 % existoval již v období 11 000 9 200 BC (resp. 10 235±290 BP). Toto období spadá na rozhraní pleistocénu a holocénu, do období mladší dryas preboreál. Vymezené období potvrdily dva datované 274
vzorky. Třetí vzorek předpokládá existenci sesuvu již dříve, avšak s nižší pravděpodobností. Období mladšího dryasu až preboreálu se vyznačovalo klimatickou změnou, která zásadně ovlivnila vývoj krajiny a procesy v ní probíhající. Zásadní změny v klimatickém systému vedly k následné deglaciaci a k postupné degradaci permafrostu. V současné době byla tato sesuvná fáze dokumentována radiokarbonovým datováním dvou sesuvů Kotoń (Beskid Sredni) 10 910±75 BP (MARGIELEWSKI 1997) a Homole (skalní řícení, Małe Pieniny) 9 940±100 BP (ALEXANDROWICZ 1996). Další čtyři staré sesuvy byly datovány biostratigraficky. V oblasti Karpat je sesuv Kotelnice zatím třetím radiokarbonově datovaným sesuvem. Přispívá k poznání vývoje reliéfu v nejstarší fázi holocénu a rozšiřuje toto poznání v další části karpatského oblouku. STARKEL (1996) klade do fáze S 1 také výrazné zvýšení erozní aktivity vodních toků horního povodí Visly, která měla několik fluktuací a pravděpodobně ovlivnila i existenci několika period sesuvné aktivity v tomto poměrně dlouhém období na počátku holocénu. Tab. 1: Výsledky radiokarbonového datování. Věk 14 C Labora [roky BP] Vzorek torní Kalendářní stáří číslo [roky AD/BC] Kotelnice I/1/2002 4,20 4,25 Kotelnice II/2/2002 2,65 2,70 Kotelnice III/3/2002 3,66 3,70 Gd- 16156 Gd- 18 164 Gd- 18 168 10235±290BP 11 000 9 200 BC 11813±383BP 12 500 11 000 BC 9854±470BP 11 000 8 200 BC Chronostratigrafické období (podle verze CZUDEK 1997, STARKEL 1977) mladší dryas preboreál Bölling starší dryas alleröd mladší dryas preboreál Na základě datování jedné sesuvné lokality nelze pochopiteln ě detailně odvozovat kvalitu fyzickogeografických poměrů v širší oblasti české části Západních Karpat. Můžeme ale vycházet z analogických podmínek geograficky blízkého území polských Karpat. Základní aspekty vývoje území lze shrnout do několika bodů: 1. V oblasti české části Vnějších Západních Karpat můžeme na základě provedeného datování předpokládat rannou holocénní fázi sesuvné aktivity S 1. 2. V této oblasti se podobně jako v polské vyskytovaly iniciační procesy vedoucí ke vzniku sesuvné aktivity, kterými byly lokální hydrometeorologické procesy (prudké deště, povodně). 275
3. Humidizace klimatu byla podle posledních prací výraznější v první fázi mladšího dryasu (ISARIN, RENSSEN, VANDENBERGHE 1998). Druhá fáze byla sušší a méně chladná. Procesy první fáze mohly připravit podmínky k pozdější destabilizaci svahů na počátku preboreálu. Sesuv Kotelice však mohl vzniknout již dříve a mohl mít na extrémní hydrometeorologické situace užší vazbu (viz vzorek Kotelnice II/2/2002). 4. S humidizací klimatu na rozhraní pleistocénu a holocénu souvisí i dokázaná zvýšená erozní aktivita vodních toků, která se projevovala hloubkovou erozí. Bezprostřední vazba iniciace sesuvu na hloubkovou erozi toku Kotelnice je více než pravděpodobná. Příspěvek vznikl za podpory grantového projektu IGS 31/1056 a VZO 173100002. Literatura ABELE, G. (1997): Influence of glacier and climatic variation on rockslide activity in the Alps. In: Frenzel, B. (ed.): Rapid mass movement as a source of climatic evidence for the Holocene. Palaeoklimaforschung/Palaeclimate Research, 19, pp. 1 6. ALEXANDROWICZ, S. W. (1996): Holoceńskie fazy intensifikacji procesów osuwiskowych w Karpatach. Kwart. AGH, Geologia, 22, 3, pp. 223 262. ALEXANDROWICZ, S. W. (1997): Holocene dated landslides in the Polish Carpathians. In: Frenzel, B. (ed.): Rapis mass movement as a source of climatic evidence for the Holocene. Palaeoklimaforschung/Palaeclimate Research, 19, pp. 75 83. ALEXANDROWICZ, S. W., ALEXANDROWICZ, Z. (1992): Rozwój osuwiska na polnocnym stoku Góry Parkowej w Krynicy. Przewodnik 63 Zjazdu Pol. Tow. Geol., pp. 128 131. CZUDEK, T. (1997): Reliéf Maravy a Slezska v kvartéru. Sursum, Tišnov, 213 s. GIL, E. ET AL. (1974): An early Holocene landslide in the Beskid Niski and its significance for paleogeographical reconstructions. Stud. Geomorph. Carpatho-Balcan., 8, pp. 69 83. HUIJZER, B., VANDENBERGHE, J. (1998): Climatic reconstruction of the Weichselian Plenigalcial in northwestern and central Europe. J. Quaternary Sci., Vol. 13, pp. 391 417. ISARIN, R. F. B., RENSSEN, H., VANDENBERGHE, J. (1998): The impact of the North Atlantic Ocean on the Younger Dryas climate in northwestern and Central Europe. J. Quaternary Sci., Vol. 13, pp. 447 453. IBSEN, M.L., BRUDSEN, D. (1997): Mass movement and climatic variation on the south coast of Great Britain. In: Frenzel, B. (ed.): Rapid mass movement as a source of climatic evidence for the Holocene. Palaeoklimaforschung/Palaeclimate Research, 19, pp. 171 182. JONASSON, C., NYBERG, R., RAPP, A. (1997): Dating of rapid mass movements in Scandinavia: talus, rockfalls, large rockslides, debris flows and slush avalanches. In: Frenzel, B. (ed.): Rapid mass movement as a source of climatic evidence for the Holocene. Palaeoklimaforschung/Palaeclimate Research, 19, pp. 267 282. MARGIELEWSKI, W. (1997): Dated landslides of the Jaworzyna Krynica Range (Outer Carpathians) and their relation to climatic phases of the Holocene. Ann. Soc. Geol. Pol., 67, pp. 83 92. MARGIELEWSKI, W. (1998a): Landslide Phases in the Polish Outer Carpathians and their Relation to Climatic Changes in the Late Glacial and the Holocene. Quaternary Studies in Poland, 15, pp. 37 53. 276
MARGIELEWSKI, W. (1998b): Rozwój form osuwiskowych w Barnowcu (Beskid Sadecki, Karpaty zewnetrzne), w swietle analizy strukturalnych uwarunkovan osuwisk w Karpatach fliszowych. Przeglad Geologiczny, vol. 46, nr. 5, pp. 436 450. MARGIELEWSKI, W. (2000): Landslide phases in the Polish Outer Carpathians. In: Telford, T. (ed.): Landslides in research, theory and practice. London. pp. 1 011 1 016. MARGIELEWSKI, W. (2001a): Late Glacial and Holocene Climatic Changes Registered in Forms and Deposits of the Klaklowo Landslide (Beskid Sredni Range, Outer Carpathians). Studia Geomorphologica Carpatho-Balcanica, vol. XXXV, Kraków, pp. 63 79. MARGIELEWSKI, W. (2001b): O strukturalnych uwarunkowaniach rozwoju glebokich osuwisk implikacje dla Karpat fliszowych. Przeglad Geologiczny, vol. 49, nr. 6, pp. 515 524. MARGIELEWSKI, W. (2001c): Rejestr zmian klimatycznych późnego glacjalu i holocenu w obrabie torfowiska pod Kotoniem (Beskid Średni, Karpaty zewnetrzne). Przeglad Geologiczny, vol. 49, nr. 12, pp. 1 161 1 166. MENČÍK, E. aj. (1983): Geologie Moravskoslezských Beskyd a Podbeskydské pahorkatiny. ÚÚG, Praha, 307 s. MOYA, J. ET AL. (1997): Late Quaternary and historical landslides in the south-eastern Pyrenees. In: Frenzel, B. (ed.): Rapid mass movement as a source of climatic evidence for the Holocene. Palaeoklimaforschung/Palaeclimate Research, 19, pp. 55 73. PANIZZA, M. ET AL. (1997): Landsliding during the Holocene in the Cortina d Ampezzo region, Italian Dolomites. In: Frenzel, B. (ed.): Rapid mass movement as a source of climatic evidence for the Holocene. Palaeoklimaforschung/Palaeclimate Research, 19, pp. 17 31. ROBERTS, N. (2000): The Holocene. An Environmental History. Blackwell Publishers, Inc., Oxford, Malden, 315 p. RYBÁŘ, J. (1999): Vliv klimatu na vývoj sesuvů a jiných nebezpečných svahových deformací. In: barvínek, R. et al. (eds.): Quido Záruba 1899-1993 zakladatel československé inženýrské geologie. Geotechnické dny Praha 1999 Sborník přednášek: Sesuvy a inženýrskogeologické poměry Prahy. Informační centrum ČKAIT, Praha, 56 s. RYBNICKI, S., MARGIELEWSKI, W., DOMAGALA, A. (1998): Osuwisko na stoku góry Palenica w Szczawnicky (pieniński pas skalkowy) i jego zwiazek z ekstremalnymi opadami w lipcu 1997 r. Przeglad Geologiczny, vol. 46, nr. 11, pp. 1162 1170. STARKEL, L. (1969): The Age of the Stages of Development of the Relief of the Polish Carpathians in the Light of the most recent Geological Investigation. Studia Geomorphologica Carpatho-Balcanica, Państwowe wydawnictwo naukowe-oddzial w Krakowie, 3, Kraków, s. 73 89. STARKEL, L. (1977): Paleogeografia holocenu. PWN, Warszawa, 362 pp. STARKEL, L. (1985): The reflection of the Holocene climatic variations in the slope and fluvial deposits and forms in the European mountains. Ecologia Mediter., Vol. 11, pp. 91 97. STARKEL, L. (1995): The pattern of the Holocene climatic variations in Central Europe based on various geological records. Quaestiones Geographicae, Spec. Issue, 4, pp. 259 264. STARKEL, L. (1997): Mass-movements during the Holocene: the Carpathian example and the European perspective. In: Frenzel, B. (ed.): Rapid mass movement as a source of climatic evidence for the Holocene. Palaeoklimaforschung/Palaeclimate Research, 19, pp. 385 400. 277
Summary Contribution to the Landslide Chronology in the Silesian Beskydy Mts Area The problematics of landslide chronology stands for an important field of geomorphological investigations in the area of Outer Western Carpathians; in particular in connection with the concequences of the research of the impact of climatic change to morphogenetic processes. A large slope deformation has been chosen in the area of Silesian Beskydy Mts nearby town Jablunkov. Three samples of base material of intercoluvial peat bog on the right slope of Kotelnice Brook valley have been dated by radiocarbon method and palynological analyses. The minimum landslide age has been determined for the period of Younger Dryas Preboreal. The landslide belongs to the landslide period S 1 (e.g. MARGIELEWSKI 1998). 278