Interpretacja profilu zaburzonych osadów morskich na Tórrflya, Spitsbergen*

Transkrypt

1 Ryszard Szczęsny Instytut Geologii Podstawowej Uniwersytet Warszawski Wyprawy Geograficzne U M C S w Lublinie na Spitsbergen Sesja Polarna 1989 Interpretacja profilu zaburzonych osadów morskich na Tórrflya, Spitsbergen* Interpretation of the profile of deformed marine deposits on Tórrflya, Spitsbergen. W krawędzi terasy morskiej 5-8 m npm na Torrflya, w zachodniej części Sórkapplandu odsłania się prawie 2 metrowej wysokości profil osadów morskich (rye. 1). Profil ten obejmuje kilka poziomów piasków i żwirów z pokruszonymi skorupkami mięczaków morskich (ryc. 2). Osobliwością są zachowane w nim cztery poziomy nagromadzeń laminarii występujące na głębokości około 20-22, 65-67, i cm. Podobne trzy kopalne poziomy laminariowe znalezione zostały przez H. Chmala (1984) wśród osadów morskich budujących obecnie morenę spiętrzoną na przedpolu lodowca Werenskjólda, na północ od Hornsundu. Zostały one wydatowane na 120 lat (poziom cm), 750 ± 100 lat (poziom cm) oraz 860 ±70 lat (poziom cm) i były interpretowane jako dowód transgresji morskiej, która zakończyła się około 100 lat temu. H. Chmal (1988) wspomina również o odsłonięciu w krawędzi terasy 7-8 m npm w Nottinghambukta, gdzie stwierdził obecność aż 15 poziomów laminarii, z których najstarszy wydatowany został na 7960 ± 90 lat. I tu również są one interpretowane jako przejaw transgresji morskiej w okresie od 7200 do 500 lat temu. Odsłonięcie na Tórrflya nie potwierdza jednak takiej interpretacji genetycznej. Nie stwierdzono bowiem obecności powierzchni erozyjnych ścinających warstwy laminariowe, jakich można by się było spodziewać w profilu osadów transgresywnych tym bardziej, że osady organiczne są wyjątkowo mało spoiste. Mimo widocznego zaburzenia wszystkie warstewki laminariowe zachowują ciągłość na całej długości odsłonięcia. Ponadto, biorąc pod uwagę, iż strefa depozycji materiału na brzegu jest stosunkowo wąska, a osady transgresywne leżą na sobie przekraczając to występowanie w profilu kilku poziomów laminariowych związanych z jednym cyklem transgresywnym jest mało prawdopodobne. Transgresje morskie na Spitsbergenie w holocenie mogły by być efektem zarówno eustatycznego podnoszenia poziomu morza jak i obniżania lądu. Tempo eustatycznego podnoszenia poziomu oceanów szacowane jest w ciągu ostatnich 100 lat na 7-10 cm (Książkiewicz 1979) czy cm według Formana, 185

2 Manna i Millera (1987). Jednakże ruchy lądu w holocenie wywołane glaciizostazją skierowane były także w górę, o czym świadczą liczne datowane poziomy wyniesionych teras morskich, a tempo podnoszenia oceniane jest na cm /100 lat (Grosswald i inni 1967, Salvigsen 1981). Badania archeologiczne (Starkov, Koriakin i Zavialov 1983) oraz geologiczne (Lindner, Marks i Szczęsny 1986) dostarczają wprawdzie przesłanek o lokalnych ruchach obniżających lądu, brak jest jednakże precyzyjnych pomiarów wartości tych ruchów. Tak więc bez precyzyjnych badań tektonicznych, prześledzenia wzdłuż profili prostopadłych do linii brzegowej obocznej zmienności warstw świadczącej o ukierunkowanych zmianach środowiska sedymentacji, a także bez datowań równowiekowych osadów na większym obszarze, wnioskowanie o wzajemnych ruchach lądu i morza może być jedynie roboczą hipotezą. Budowanie na podstawie pojedynczych obserwacji teorii o transgresjach, którym zwykle przypisuje się rozległy zasięg wydaje się być zatem mocno ryzykowne. Wytłumaczenie obecności kilku poziomów laminariowych w obrębie utworów budujących terasę morską 5-8 m npm nie wymaga uruchomiania poziomu morza. Nagromadzenia laminarii powstają zwykle w strefie brzegowej. Wyrzucanie szczątków organicznych i ich grzebanie przez materiał klastyczny ma miejsce podczas sztormów gdy siła transportująca więc i ilość deponowanego materiału są największe. Świadczy o tym gruba frakcja osadów klastycznych przykrywających poziomy laminariowe (ryc. 2) oraz wynikające z datowań H. Chmala (1984) szybkie tempo przyrostu osadu. Należy zatem przyjąć, iż poziomy laminariowe z rejonu Tórrflya są efektem czterech epizodów sedymentacyjnych. Strefa sedymentacji materiału na lądzie, w tym laminarii, ma ograniczony zasięg wyznaczony przez nachylenie powierzchni terasy i zależy od wysokości fal sztormowych i zasięgu pływów. W miejscu rozpraszania energii fal sztormowych powstają wały burzowe, których wysokość na Spitsbergenie przekracza 2 m. Zbudowane są one z poziomów piasków i żwirów z fauną morską przewarstwionych laminariami, odpowiadających kolejnym aktom sedymentacji, a więc z osadów identycznych jak w badanym profilu. Powtarzanie się sekwencji warstw wskazuje na niezmienność charakteru środowiska w miejscu i w czasie sedymentacji materiału. Różnica wysokości pomiędzy najwyższym i najniższym poziomem laminariowym mieści się w opisywanym profilu w skali wielkości przeciętnego wału burzowego. Tak więc odsłaniające się na Tórrflya osady traktować należy jako produkt sedymentacji materiału w strefie brzegowej w trakcie sztormowych epizodów. Deformacje zachowanych warstw laminariowych widoczne w odsłonięciu (ryc. 2) mogły być spowodowane przez kilka czynników. Zdaniem autora laminarie składane były na nierówne podłoże, częściowo na śniegu lub lodzie. Wytapianie śniegu i lodu spod laminarii powodowało deformowanie warstw, w których występują. Przesycony wodą materiał mógł nadto przemieszczać się skutkiem niestatecznego warstwowania gęstościowego. Wreszcie pewien wpływ 186

3 na deformację osadu mogły mieć postsedymentacyjne ruchy związane z zamarzaniem i rozmarzaniem osadu. Problemy poruszone w nieniejszej pracy będą w dalszym ciągu przedmiotem zainteresowań autora. LITERATURA Chmal H., 1984 Post-Viking marine transgression in Hornsund, Spitsbergen. Mat. Symp. Spitsbergen 84", 8, Inst. Ekologii PAN, Dziekanów Leśny. Chaml H 1988 Późnoczwartorzędowe zmiany poziomu morza i historia glacjalna rejonu Hornsundu. Mat. Symp. Polarnego, Wroclaw. Forman S. L, Mann D. H., Miller G. //., 1987 Late Weichselian and Holocene relative sea-level history of Broggerhalvoya, Spitsbergen. Quaternary Res. 27, Washington. Grosswald M. G Devirtis A. L, Dobkina E. I., Semevsky D. V., 1967 Earth crust uplift and the age of glaciation stages in the Spitsbergen area. Geochemistry 1, Moskwa. Książkiewicz M., 1979 Geologia dynamiczna. Wyd. Geol. Warszawa. Lindner L, Marks L, Szczęsny R., 1986 Late Quaternary tectonics in western Sórkapp Land, Spitsbergen. Acta Geol. Polon. 36, 1/3, Warszawa. Salvigsen О., Radiocarbon dated raised beaches in Kongs Karls Land, Svalbard and their consequences for the glacial history of the Barents Sea area. Geografiska Annaler 63A, 3/4, Stockholm. \ Starkov W. Г., Koriakin W. S., Zavialov W. J., Russkije poselenija XVI w na Szpicbergenie. Westink A.N. SSSR, 12, Moskwa. SUMMARY Profile of marine deposits exposed in the edge of marine terrace 5-8 m a.s.1. on Tórrflya (Sórkapp Land, Spitsbergen) is presented (Fig. 1). Several deformed layers composed of sand and gravel with detritus of marine mollusc shells and interbedded with 4 laminaria horizons were distinguished (Fig. 2). Similar deposits were found north of Hornsund by H. Chmal (1984,1988) and were interpreted as a proof of marine transgressions. In author's opinion they are a result of periodic sedimentation of clastic and organic deposits on shore during stormy conditions. Deformation of deposits seem to be a result of sedimentation on uneven surface, partly on snow and ice. Deposits were deformed during melting of underlying snow and ice. Displacements in water saturated material were also caused by unstable density stratification and thawing-freezing processes. These problems are going to be studied. * Opracowanie wykonano w ramach CPBP ОЗ.ОЗ.В7 187

4 Rye 1 Szkic obszaru badań: 1 lokalizacja odsłonięcia; 2 lodowce; 3 wały lodowo-morenowe; 4 masywy górskie; 5 terasy morskie, 6 jeziora i strumienie; 7 zasięg morza Fig 1 Sketch of investigated area: 1 - location of exposure; 2 - glaciers; 3 - ice-cored moraines; 4 - mountain massifs; 5 marine terraces; 6 lakes and streams; 7 sea extent 188 i

5 NW SE Ryc. 2. Profil osadów w krawędzi terasy morskiej 5-8 m npm na Tórrflya: a piasek równoziarnisty z otoczakami i okruchami muszli, szarożólty; b laminarie; с żwir średnioziarnisty z przelawiceniami gruboziarnistymi i z okruchami muszli; d piasek drobnoziarnisty szarożólty z przewarstwieniami żwiru i okruchami muszli; e żwir średnioziarnisty z okruchami muszli; f piasek" gruboziarnisty szary; g żwir gruboziarnisty z okruchami muszli; h piasek drobnoziarnisty jasnoszary Ryc. 2. Profile of deposits exposed in the edge of marine terrace 5-8 m a.s.l. on Tórrflya: a even-grained, yellowish-grey sand with gravel and shell detritus; b laminaria; с medium-grained gravel with coarse interbeddings and shell detritus; d fine-grained, yellowish-grey sand with gravel interbeddings and shell detritus; e medium-grained gravel with shell detritus; f coarse-grained, grey sand; g coarse-grained gravel with shell detritus; h fine-grained, light-grey sand 189