Strukturní p dy Vysokých Sudet – rozší ení, aktivita Václav Treml, Marek K ížek, Zbyn k Engel Katedra fyzické geografie a geoekologie P f UK, Albertov 6, 120 00 Praha 2
[email protected] Úvod: Alpinské bezlesí Vysokých Sudet je charakteristické p ítomností ady periglaciálních tvar . Jsou jimi kamenná mo e, kryoplana ní terasy, gelivací p emodelované skalní výchozy, solifluk ní pokryvy, skalní ledovce, pasivní morény (protalus ramparts) a strukturní p dy. Ze skupiny strukturních p d byly v této oblasti popsány t íd né polygony (Sekyra 1960, Traczyk 1995), t íd né kruhy (Klementowski 1998, Sekyra et al. 2002), p dní kope ky (Prosová 1958, Jahn et Cielinska 1974, Hradecký et al. 2002) a lysinové p dy (Sekyra et Sekyra 1995). Na svazích se dále vyskytují solifluk n p emodelované formy, t.j t íd né a net íd né 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 p ehled použitých termín a jejich vzájemné vztahy. Tab. 1: Terminologie strukturních p d s ohledem na Vysoké Sudety proces terminologie tvar reliéfu (Van terminologie terminologie tvar reliéfu (Van Vliet Lanoe použitá ve Vliet Lanoe, dle Demka použitá v této (Washburn,(1979) 1991, 1998; Vysokých 1998) (1972) práci Washburn, 1979) Sudetech tepelná kontrakce, t íd ný t íd né polygony pukání, polygonální kamenný t íd né polygony (5) diferneciální mrazové p dy (1,3) polygon vzdouvání tepelná kontrakce, t íd né sít pukání, diferenciální t íd né sít mrazové vzdouvání t íd ný diferenciální mrazové t íd né kruhy (2) kamenný t íd né kruhy vzdouvání kruh earth hummocks tepelná kontrakce, net íd né -pozitivní diferenciální mrazové sít , net íd né sít (5) gradient p dní kope ky vzdouvání, cracking, thufury (3,4) pole p dních mrazové kolonizace kope k kope k sukceptibility vegetací peat hummocks, kolonizace kope k earth hummocks vegetací, net íd né negativní rašelinné net íd né kruhy kryoexpulse, kruhy, p dní kope ky gradient diferenciální mrazové kope ky mrazové vzdouvání, sukceptibility lysinové p dy vymrzající ∼ garland steps vymrzající ostatní úlomky (2), vymrzající 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 rovn ž otázka období vzniku strukturních p d a jejich recentní aktivity. Sekyra et Sekyra (1995) uvád jí jistou recentní aktivitu u t íd ných polygon v Krkonoších, Klementowski (1998) dokonce p edpokládá vznik sou asných malých forem t íd ných kruh na Králickém Sn žníku. U ostatních tvar sou asná aktivita nebyla doložena. Vznik v tšiny z výše popisovaných forem reliéfu je kladen do pozdního glaciálu (Prosová 1958, Sekyra et Sekyra 1995).
Vzhledem k tomu, že otázky typologie, recentní aktivity a stá í strukturních p d nejsou zcela do ešeny, pokusili jsme se je ov it a navázat na etné p edchozí výzkumy. Ke stanovení prostorových zákonitostí výskytu strukturních p d jsme požívali metod geomorfologického mapování, vnit ní struktura tvar byla zjiš ována kopanými sondami. Vyhodnocovány byly teplotní pom ry (v hloubkách 15 a 30 cm pod povrchem), granulometrické složení p dních horizont , dopl kov bylo použito pylové analýzy p dních profil . Revize výskytu strukturních p d ve Vysokých Sudetech: T íd né polygony: Rozší ení t íd ných polygon je vázáno na nejvyšší ásti zarovnaných povrch Krkonoš, Hrubého Jeseníku a Králického Sn žníku. T íd né polygony jsou nej ast ji se vyskytujícími strukturními p dami ve Vysokých Sudetech. Na klasických lokalitách v Krkonoších vykazují odlišnosti podmín né zejména litologií (Traczyk et Migo 2003), a to až do té míry, že v n kterých místech ( ertova louka) mají blíže ke t íd ným sítím. Na zmín né lokalit postrádají polygonální tvar a dominuje tvar kruhový, což m že ukazovat na menší význam tepelné kontrakce a mrazového pukání v podmínkách hrubozrné zv traliny žuly. Nov nalezenými lokalitami t íd ných polygon jsou vrcholové oblasti Lubochu a západní úbo í Lysé hory. Novým zjišt ním je nesoulad povrchové morfologie n kterých t íd ných polygon s jejich vnit ní strukturou. Tento jev byl zjišt n na Vysoké Holi v Hrubém Jeseníku. Nad lemem polygonu z v tších klast se nachází vyklenutý jemnozemní kope ek (Obr. 1), který sv d í o polygenetickém charakteru tvaru s polycyklickým vývojem. B hem první fáze vzniku se tento tvar vyvíjel jako t íd ný polygon (nejspíše v prost edí s nízkou pokryvností vegetace), pozd ji za spolup sobení vegetace jako p dní kope ek. Obr. 1: Profil strukturními p dami, Vysoká hole V jihovýchodní ásti vrcholové plošiny Králického Sn žníku se nachází t íd né polygony s netypicky vyklenutým jádrem. To z ejm vedlo k úvahám ozna ujícím tyto tvary jako p dní kope ky (Klementowski 1998). S nejv tší pravd podobností prošly op t podobným vývojem popsaným výše u tvar na Vysoké Holi.. T íd né kruhy: Tyto tvary jsou uvád ny z Modrého sedla v Krkonoších (Sekyra et al. 2002) a z Králického Sn žníku (Klementowski 1998). V p ípad Modrého sedla se jedná o extrémní lokalitu, která není pokrytá vegetací, délka trvání sn hové pokrývky je zde velmi krátká (ve sledovaném období 2003 až 2004 nep esahovala její výška 30 cm), dochází zde k astým regela ním cykl m. Delší osa tvar dosahuje velikostí od 80 do 140 cm, vnit ní ást je tvo ena hrubozrnou zv tralinou s jemn jšími klasty. Pokrytí a velikost lišejník na klastech jsou na rozdíl od polygon na Lu ní ho e velmi malé (maximální pr m r stélky v rozmezí 8 – 25 mm, medián 14 mm). P dní kope ky: Tyto tvary jsou nejlépe vyvinuté v Hrubém Jeseníku na lokalitách Keprník, ervená hora (Prosová 1958), severní úbo í Petrových kamen a V trná louka. P echodné formy byly popsány na Bílé louce v Krkonoších (Sekyra et al. 2002) Nebyly potvrzeny údaje o jejich výskytu v Krkonoších v lokalit rašeliništ St íbrné byst iny (Králík et Sekyra 1969). Omezení výskytu dob e vyvinutých forem na Hrubý Jeseník je podmín no zejména litologicky. Zdejší ruly a fylity dávají vzniknout jemnozrn jší zv tralin , která v p ípad promrznutí lépe izoluje segregovaný led a více podléhá mrazovému p sobení než porézn jší zv traliny žul, k emenc a svor v Krkonoších. Rašelinné kope ky: Tyto tvary se nacházejí na rašeliništi severn od Lu ní 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 n kolika nevýrazn odd lených vrstev r zn rozložené rašeliny. Severn orientovaná ást kope k je p ík ejší a jeví známky destrukce (prohlubn , stup ovitý charakter).
Krom výše uvedených strukturních p d se ve Vysokých Sudetech nachází jejich solifluk n podmín né formy – t íd né a net íd né pruhy, zejména na mírných svazích navazujících na plošiny se strukturními p dami. Typická lokalizace t íd ných pruh odpovídá úpatím a sklonit jším plošinám kryoplana ních teras. Recentní aktivita strukturních p d: V nejvyšších polohách Vysokých Sudet se nevyskytuje permafrost, dochází zde pouze k sezónnímu promrzání p dy. Mocnost promrzlé vrstvy a délka promrzání závisí na lokálních edafických a topoklimatických podmínkách. Delší a hlubší promrzání je p ízna né pro rašeliništ
nebo zrašelin lou p du, zde vydrží promrzlý p dní profil v n kterých p ípadech až do po átku ervna (rok 2003: Keprník, rašeliništ severn od Lu ní boudy). Klementowski (1979) uvádí v období 1972 – 1975 maximální mocnost promrzání rašeliništ na Równia pod nie ka 35 cm. Vyfoukávané vrcholové polohy m ly v autory sledovaném období (zimy 2003, 2004) p du promrzlou zhruba do po átku dubna (Vysoké Kolo, Modré sedlo). Déle trvajícím promrznutím se vyzna ovaly lokality mimo náv trné polohy (níže ležící plošiny kryoplana ních teras – nižší ásti tzv. kryo-eolické zóny sensu Sekyra et Sekyra 1995, pop . plošiny na JV nebo Z od kulmina ních ástí reliéfu) s vyšší a déle trvající sn hovou pokrývkou. P i sledování znak aktivity strukturních p d je tedy nutné vylou it projevy proces vázaných na permafrost, tzn. zejména mrazové pukání a nelze tedy uvažovat o recentním vzniku t íd ných polygon . Procesy, které mohou probíhat p i sezónním promrzání p dy jsou zejména diferenciální mrazové vzdouvání, pohyby rozmrzlých hmot, tepelná kontrakce. Pokud dnes nalézáme ve vrcholových polohách Vysokých Sudet vyvinuté r zné subtypy podzol , tak by p i p sobení kryogenních proces m lo dojít k jejich narušení, pop ípad promíchání vyvinutých horizont . P ípadná aktivita strukturních p d byla proto hodnocena zejména na základ zachovalosti p dních horizont , dále pak dle p ímých teplotních m ení (po ty regela ních cykl , délka promrznutí) a stupn pokrytí vegetací. S p ihlédnutím k výše uvedeným kritériím vykazují jisté známky recentní aktivity p dní kope ky v lokalit Keprník. Je zde patrný nepravidelný pr b h p dních horizont díky jejich rozdílné mrazové sukceptibilit a tím i rozdílnému mrazovému rozpínání a solifluk nímu pohybu hmot. Segregovaný led p etrvával v t chto útvarech do po átku ervna (2003), resp. do poloviny kv tna (2004). Rašelinné kope ky vzhledem ke své vn jší morfologii (zna n lenitý povrch v d sledku mrazové destrukce) a zjišt ným astým regela ním cykl m projevují významnou kryogenní aktivitu. Dlouhodobé p etrvávání takových tvar v klimaticky nep íznivých podmínkách není možné, což sv d í pro jejich recentní aktivitu. U t íd ných kruh na polské stran Králického Sn žníku uvádí Klementowski (1998) vertikální pohyby klast až 25 mm. V Modrém sedle pro ur itý stupe periglaciálních proces sv d í malé velikosti lišejníkových stélek na klastech v centrech kruh a dokladované etné regela ní cykly (m eno 2003/2004). Jistou konzerva ní kryogenní aktivitu u t íd ných 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 sou asné kryogenní aktivity jsou vymrzající úlomky, tj. zpravidla kolmo orientované menší klasty v pís ité matrix. Jejich výskyt je omezen na lokality s krátkým trváním a nízkou výškou sn hové pokrývky (Vysoké kolo, Lu ní hora, Modré sedlo). P í inným procesem tohoto jevu opakované zv tšování objemu pís ité hmoty, kterému klast elí nejmenší možnou plochou. Období vzniku strukturních p d: Strukturní p dy je nutno považovat zpravidla za tvary s polycyklickým vývojem a asto i formy polygenetické (Washburn 1979). U t íd ných polygon p edpokládají Sekyra et Sekyra (1995) jejich vznik na sklonku pleistocénu, tyto tvary ke svému aktivnímu vývoji vyžadují p ítomnost permafrostu. N které jejich vegetací zarostlé formy v Hrubém Jeseníku a na Králickém Sn žníku jeví znaky prvotního vývoje t íd ných polygon a následné geneze p dních kope k . Na polygenetický vývoj ukazuje i srovnávací morfometrická analýza východosudetských strukturních p d (Obr. 2), kdy si rozm rov více odpovídají t íd né polygony na Vysoké holi s p dními kope ky na Keprníku než s polygony na Králickém Sn žníku. U p dních kope k na Keprníku se v celém profilu nachází pyl obilovin, což umož uje p edpokládat období jejich vzniku v nejmladším holocénu. Vzhledem k tomu, že nejchladn jším výkyvem po klimatickém optimu byla ve st ední Evrop Malá doba ledová (Davis et al. 2003), je pravd podobné, že p dní kope ky mohly vznikat práv v tomto období. S ohledem na absenci vegetace a malou velikost lišejníkových stélek lze podobné období vzniku p isuzovat i t íd ným kruh m v Modrém sedle.
Obr. 2: Délka delší osy a výška strukturních p d na Vysoké holi (VH), Keprníku (KE) a Králickém Sn žníku (KR)
Shrnutí: Strukturní p dy se ve Vysokých Sudetech nacházejí ve form t íd ných polygon , t íd ných kruh , p dních a rašelinných kope k a jejich solifluk n p emodelovaných protažených forem. Evidované projevy recentní aktivity spo ívají zejména v promísení rozdíln mrazov sukceptibilních horizont u p dních kope k a v kolmém postavení vymrzajících klast na místech s odkrytou zv tralinou v kryo-eolické ásti tundry. V povrchové vrstv sledovaného rašelinného kope ku a ve t íd ném kruhu byly zaznamenány etné regela ní cykly, v rašelinných i p dních kope cích p etrvával segregovaný led výrazn déle ve srovnání s okolím. Tyto procesy pomáhají udržet stávající tvar zmín ných periglaciálních forem reliéfu. Popisované net íd né periglaciální tvary (p dní a rašelinné kope ky) jsou p ízna né pro nejnižší ást periglaciální zóny, recentn aktivní t íd né tvary se ve studovaném území nachází pouze sporadicky v nejextrémn jších lokalitách. U n kterých studovaných strukturních p d je dob e patrný jejich polycyklický, resp. polygenetický vývoj. Vznik nebo hlavní doba aktivizace p dních kope k a t íd ných kruh je kladena do období Malé doby ledové, vymrzající úlomky jsou autory považovány za v sou asné dob probíhající jev. Výzkum je provád n v rámci projektu GAAV B3111302 Grantové agentury akademie v d 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: 1701 – 1716. Demek J. (1972): Klasifikace a terminologie kryogenních tvar . Sborník s. spol. zem pisné 77/3: 303-309. Hradecký J., Pánek T., Dušek, R. (2002): Stanovení a kartografické vyhodnocení rozší ení kryogenních p d v NPR Prad d a jeho okolí. – Ms. [Souhrnná zpráva díl ího úkolu grantu Vav 610/10/00 za období 2002; depon. in: Agentura ochrany p írody a krajiny R, Praha]. Jahn A., Cielinska M. (1974): Ruchy gruntu na stokach Karkonoszy. Acta Univ. Wratisl. Pr. Inst. Geograf. Ser. A 236: 5-24. Klementowski J. (1979): Procesy geomorfologiczne na torfowisku subalpejskim na Równi pod nie ka w Karkonoszach. Problemy zagospodarowania ziwm górskich. 20: 141-161. Klementowski J. (1998): Nowe stanovisko gruntów strukturalnych na Sniezniku. Czasopismo Geograficzne 69: 73-85. Králík F., Sekyra J. (1969): Geomorfologický p ehled Krkonoš. In: Fanta J. a kol. P íroda Krkonošského národního parku. 1. vyd. Praha: SZN, 1969, s. 59-87. Prosová M. (1958): Kvartér Hrubého Jeseníku (vrcholová ást hlavního h betu). Kandidátská práce, Praha, 125 s. Sekyra J. (1960): P sobení mrazu na p du: kryopedologie se zvláštním z etelem k SR. Nakladatelství SAV, Geotechnica, sv. 27. 164 s. Sekyra J. et al. (2002): Frost phenomena in relationship to mountain pine. Opera Corcontica 39: 69-114. Sekyra J., Sekyra Z. (1995): Recent cryogenic processes. In: Soukupová L. et al. Arctic-alpine tundra in the Krkonoše, the Sudetes. Opera Corcontica 32: 31-37. Soukupová L. et al. (1995): Arctic-alpine tundra in the Krkonoše, the Sudetes. Opera Corcontica 32: 5-88. Traczyk A. (1995): Morfologia peryglacjalna Sniezki a Czarnego grzbietu w Karkonoszach. Czasopismo Geograficzne 66/2: 157-173. 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. 185-210. Treml V. (2003): Prostorové rozmíst ní recentních periglaciálních jev v alpínském bezlesí Východních Krkonoš. In: Mentlík P. (ed): Geomorfologický sborník II s. 301 – 306.
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: 123–139. Van Vliet Lanoe B. (1998): Frost and soils: implications for paleosols, paleoclimates and stratigraphy. Catena 34: 157–183. 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.
