Glaciální a periglaciální prostředí (reliéf) (kryogenní reliéf) Marek Křížek
Katedra fyzické geografie a geoekologie Přf UK,
[email protected] Souhrnné označení souboru tvarů zemského povrchu v oblastech vyšších zeměpisných šířek a ve velehornatinách s negativní tepelnou bilancí. Kryosféra /teplota pod bodem mrazu stále (2 roky)/ 1923 Dobrowolski glaciální procesy = modelace ledovci periglaciální procesy = v periglaciální zóně - v nezaledněných oblastech - mrazové zvětrávání - tvary vzniklé v permafrostu
S tím jak se měnily klimatické podmínky v kvartéru, tak se měnilo rozšíření glaciální a periglaciální zóny (fluktuace rozsahu permafrostu).
Doby ledové V dějinách Země je mnoho cyklů oteplování a ochlazování
Poslední série ochlazování a oteplování začala před 2 mil. let Mimo jiné docházelo v důsledku zalednění k poklesu hladiny světového oceánu
140 ka 90 ka
20 ka
Před 20 000 lety
PŘÍČINY GLACIÁLŮ – proměnlivost v přísunu a distribuci (sluneční) energie Fluktuace přísunu sluneční energie: – kolísání slunečního výkonu
- zablokování dopadu slunečního záření – změny v atmosféře - vulkány Narušení cirkulace proudů ve světovém oceánu / Pangea - rozpad/
Milankovičovy cykly rozpětí 0,0007-0,0658, současná hodnota je 0,01671. Perioda změn excentricity je cca 98 000 let. Rozpětí 65°-70°. Současná hodnota cca 66,5°. Perioda, se kterou kolísá sklon zemské osy je cca 41 000 let. perioda cca 26 000 let - přísluní i odsluní nastává v různých částech roku. Perihelum nastává kolem 3. ledna, se každým rokem posunuje o 50,256´´.
Zalednění území ČR ENGEL, Z. (2004): Pleistocénní ledovce na území Česka. Geografické rozhledy, roč. 14, č.2, s. 32-33.
A-O systémy: J. Jeník
Přísun energie, energetický potenciál tvaru
období před posledním glaciálem – ? (trog Labského dolu) poslední glaciál – doloženo morénami rozpad ledovce v oblasti karu v pozdním glaciálu (9,6 ± 0,1 BP Hloubka (cm)
Stáří 14C (BP)
205
4080 ± 49
215 - 251
4380 ± 148
354
5024 ± 53
438
5272 ± 57
797
8216 ± 94
963
9572 ± 54
Profil 519 cm, 390 – 12840+-40BP
Ledovce ledovcový led ledovec představuje masu ledu, která se pohybuje v důsledku vlastní hmotnosti klimatické podmínky - srážky, teplota rozšíření – polární oblasti až vysoké polohy v tropických oblastech
vzniká ze sněhu – metamorfózou, diagenezí (zhutňování) zvyšující se statický tlak vyvolaný vahou nadložních poloh zvýšení hustoty v hrubozrnný agregát: firn (0,55 - 0,84 g/cm3) objemová hmotnost: 0,85 g/cm3 0,90 g/cm3 = ledovcový led obvykle při mocnosti 35 - 75 m sněhové pokrývky ! průměrná roční teplota < 0 °C + aktivní hydrologická bilance
voda vázaná v ledovcích představuje 1,7 % vody hydrosféry
Glaciální modelace, reliéf pevninské (kontinentální) - všesměrný pohyb (odstředivě se roztéká) svahový horské - jednosměrný pohyb karový údolní - alpského typu údolní – splazového typu ledovcové čapky radiální ledovce piedmontní (úpatní)
Ledovce s teplou bází – izoterma 0°C se nachází při bázi ledovce (horské ledovce), tavná voda na bázi ledovce působí jako lubrikant Voda zvýšený erozní účinek ledovce – podledovcová údolí
Ledovce s chladnou bází – izoterma 0°C se nachází v podloží, pohyb uvnitř ledovce, ledovec je přimrzlý k podloží, (polární oblasti)
glaciální eroze - spočívá v abrazi DETERZE = obrušování, ohlazování EXARACE = brázdění souvky DETRAKCE = odlamování PLUCKING = tříštění - plošná detrakce a deterze pevninských ledovců zcela odstraní zvětralinový plášť typické tvary: oblíky
Horské ledovce - vazba splazů na starší údolní síť základní tvary: KAR TROG (FJORD)
kar
stěna karu stupeň karu
dno karu
hrana karu
Ledovcová údolí – většinou jsou tvaru U, ale ne vždy!!!!
Ledovcové údolí tvaru V- Devon
Ledovcové údolí tvaru U- Snowdonia
glaciální akumulace sediment: till (tillit) - směs glacigenního detritu různých rozměrů - špatně vytříděný - složení tillu odpovídá minerálnímu složení zdrojových hornin - nejsou přítomny jílové minerály - tilly morén nejsou zvrstvené
základní tvar: MORÉNY čelní moréna, boční moréna, vnitřní moréna, střední moréna, spodní moréna, svrchní moréna Kamy – výplně meziledovcových prostor v kontaktní zóně ledovce Drumliny - asymetrické elevace tvořené nekonsolidovaným glacigenním sedimentem Fluvioglaciální akumulace – sandry, eskery,
varvy
Potenciál zachování ledovcových uloženin je velmi nízký
nivace = e+a působení sněhu sněžníky (trvalé, tzn. min 2 roky) nivační deprese Nivační deprese (nivation hollows) Nivační terasy (nivation terraces) Nivační valy (protalus ramparts) sněžná čára - hranice, která omezuje část zemského povrchu se souvislou sněhovou pokrývkou
Periglaciální zóna není jednoznačně klimaticky vymezována na základě výskytu periglaciálních tvarů.
definována,
je
Dvě základní všeobecně uznávaná kritéria, která charakterizují periglaciální oblast: – cyklus mrznutí a tání povrchu – přítomnost permafrostu, stále zmrzlého povrchu
Základní klimatologické charakteristiky periglaciální zóny
Permafrost /dlouhodobě zmrzlá půda/ jsou horniny a zeminy zemské kůry, jejichž teplota je více než 2 roky pod bodem mrazu. Maximální mocnost permafrostu, pohoří Udokan 1600 m, Aljaška 400 – 500 m, na území ČR v pleistocénu kolem 300 m (Moravská brána 220 m). V hloubce 15 m má permafrost nejnižší teplotu; je blízká prům. roční teplotě a během roku se nemění (v hloubce 15 m: Aljaška -10ºC, SV Sibiř u S.l.o. -13ºC).
Permafrost může být produktem současného podnebí – recentní permafrost nebo permafrost fosilní /Západosibiřská nížina/.
činná vrstva povrchová vrstva permafrostu, kde během roku dochází aspoň jednou k vzestupu teploty nad 0ºC a tedy i fázové změně vody/. Činná vrstva – vysoce dynamická s intenzivními periglaciálními procesy. Mocnost činné vrstvy závisí kromě teploty na charakteru substrátu a vegetace (rašeliniště 10-20 cm, tundra 30-50cm, suché štěrky 2-3 m /max.10 m/). Agradace permafrostu Degradace permafrostu termokras
Periglaciální zóna v horském reliéfu
Periglaciální zóna v nížinném reliéfu
Pro periglaciální zónu je typické mrazové zvětrávání (kongelifrakce), které je způsobeno střídavým mrznutím a táním vody, tzv. regelací, která je obsažena v horninách a zeminách. Voda při změně skupenství z tekutého na pevné zvětší objem o 1/11 (cca 9%).
Ledové klíny se mohou spojovat v polygony ledových klínů o průměru 320m (jejich vznik je typický pro oblasti s prům. roční teplotou –7º až - 8ºC)
Mrazové klíny – Němčany, Psohlávky, Podřipsko, Holešov Podle mrazových resp. ledových klínů lze určovat klimatické poměry, např. J. Karte (1983, 1990). L.K. prům. roční teplota –4 až –80C, nejstudenější měsíc prům. teplota –200C. Mrazové klíny s primární výplní eolického písku, prům. roční teplota –12 až –200C a ročním úhrnu srážek menším než 100 mm.
Voda hraje, kromě vzniku zvětralin, důležitou roli při pohybu zvětralin.
Kryoturbace – pohyby vertikálního a horizontálního směru v činné vrstvě, typické jsou pro nehomogenní sedimenty, výsledkem jsou zvířené půdy
Jizerka – kryoturbací zvířené zvětraliny
Vysoká hole HJ
Keprník, HJ.
vymrzání úlomků – role vody, což je specifickým druhem mrazového třídění, na jehož základě vznikají tříděné strukturní půdy. Vymrzání úlomků, mrazové třídění, Vysoké kolo, Krkonoše
Jehlový led
STRUKTURNÍ PŮDY
tříděné
netříděné
pruhy
pruhy
sítě
mrazové kopečky
kruhy polygony
Periglaciální mikrotvary, které na zemském povrchu vytvářejí více či méně symetrické struktury
https://portal.natur.cuni.cz/Members/krizekma/vedecko-vyzkumna-cinnost/recentni-aktivita-strukturnichpud-ve-vybranych-oblastech-stredni-evropy-gaav-kjb301110804/
kdy vznikly a jsou aktivní? Indicie ukazující na recentní aktivitu strukturních půd, které procesy doprovázejí strukturní půdy; kryoturbace, vymrzání úlomků, jehlový led, kryoexpulze, objemová změna, různá stádia vývoje – vznik nových, promrzání, tepelný chod Keprník, HJ.
26.5.2005 Tabulové kameny, HJ
Mrazové kopečky vs. kleč
mechanické rozrušování tělesa mrazových kopečků změna v rozložení sněhu snižuje mocnost promrzlých horizontů a dobu promrznutí snížení teplotních extrémů – zvýšení minim změna v morfologii - zplošťování, vznik koncentricky uspořádaných skupin půdních kopečků Na svazích s vysokou tepelnou dotací pak kleč dokonce může napomáhat k delšímu přetrvání půdního
Tory, mrazové sruby
Kryoplanací vznikají kryoplanační terasy – terasovité tvary na svazích skládající se z plošiny terasy /1º-12º, nejčastěji 7º/ a stupně terasy /mrazový srub, mrazový sráz/. Rozměry kryoplanačních teras kolísají /šířka od několika metrů, délka desítky až stovky metrů/. Výška mrazových srubů 10 – 30 m. Severní Ural (délka 10 km, šířka 2-3 km). Kryoplanační terasy se vyskytují osamoceně nebo vytvářejí stupňoviny svahů (Čukotka 30 teras nad sebou).
Soliflukční proud, Hardangervidda
Soliflukce /kongeliflukce, kryosoliflukce/ - pohyb činné /vodou nasycené/ vrstvy nebo její části po svahu. Typická pro sklon 8º, ale existuje i při menších sklonech.
Putující bloky
Palsa – Torneträsk, Swe
Kryopedimenty - ustupováním svahů a snižováním povrchu terénu shora v periglaciálním prostředí.
Pohyb - mrazové vzdouvání Při vývoji kryopedimentů působí na příkrých svazích mrazové zvětrávání, mrazové klouzání suti, řícení. Úpatí podkopávají nivace, na mírném svahu působí mrazové vzdouvání, kryoturbace, soliflukce, sufoze.
Asymetrická údolí - nestejná intenzita svahových procesů v periglaciální zóně v závislosti na expozici. V mírné periglaciální zóně jsou J,Z svahy příkré a V,S mírné v drsné periglaciální zóně je tomu obráceně.
Úpady a suchá údolí ve všech typech reliéfu a ve všech horninách; chladná období pleistocénu; významná součástí systému transportu zvětralin. Nejčastější délka úpadů do 1,5 km, šířka 100 – 300 m, hloubka 10-15 m, sklon svahů do 100. Dna úpadů jsou často rozřezána holocenními stržemi. Hustota úpadů muže být někdy značná, např. Hlučínská pahorkatina 3-4 km/km2.
Úpady, Hlučínská pahorkatina.
Kamenné ledovce Kamenné ledovce jsou lalokovitá nebo jazykovitá tělesa zmrzlé sutě s intersticiálním ledem a ledovými čočkami, která se pohybují dolů po svahu deformací ledu, který obsahují (French, 1996). Krkonoše – Polsko, Hrubý Jeseník (Petránek, 1952)??? Není vyloučeno ani zatím dokázáno, že některé kamenné proudy mohly v určitých obdobích fungovat jako kamenné ledovce.
Děkuji za pozornost
