MAPA GEOMORFOLOGICZNA ZACHODNIEGO WYBRZEŻA ZATOKI ADMIRALICJI, WYSPA KRÓLA JERZEGO

Transkrypt

1 Andrzej KOSTRZEWSKI Grzegorz RACHLEWICZ Zbigniew ZWOLIŃSKI Institute of Quaternary Research Adam Mickiewicz University Fredry Poznań, POLAND Wyprawy Geograficzne na Spitsbergen IV Zjazd Geomorfologów Polskich UMCS, Lublin 3-6 czerwca 1998 MAPA GEOMORFOLOGICZNA ZACHODNIEGO WYBRZEŻA ZATOKI ADMIRALICJI, WYSPA KRÓLA JERZEGO GEOMORPHOLOGICAL MAP OF WEST COAST OF THE ADMIRALTY BAY, KING GEORGE ISLAND Obszarem badań objęto zachodnie wybrzeża Zatoki Admiralicji na Wyspie Króla Jerzego w Szetlandach Południowych w Antarktyce. Wybrzeże to w dużej mierze zajęte jest przez Obszar Specjalnych Zainteresowań Naukowych nr 8 (Site of Special Scientific Interest, SSSI No. 8, Headland 1996). Jego współrzędne geograficzne wynoszą 62 08' S i 58 29' W, a powierzchnia równa jest 17,5 km 2. Pod względem geologicznym obszar badań sąsiaduje z największą jednostką tektoniczną wyspy - Uskokiem Fiordu Ezcurra, który rozdziela struktury mezozoiczne na północy od trzeciorzędowych na południu. Pomiędzy Cieśniną Bransfielda a linią uskoku Birkenmajer (1980) lokuje skały Nadgrupy Wyspy Króla Jerzego, na którą składa się kompleks warstwowanych law bazaltowych i andezytowych z wkładkami osadowymi prawdopodobnie wieku eocen środkowy - miocen oraz kompleks skalny intruzywnej Grupy Zatoki Admiralicji w postaci dąjek i słupów wulkanicznych (Birkenmajer et al. 1981). Typy skał występujących w otoczeniu Kopuły Warszawy nie przedstawiają zbyt dużego zróżnicowania petrograficznego przyjmując postać porfirowych andezytów o wielkości fenokryształów dochodzących do 2,5 mm lub afanitowych bazaltów, które to jednostki niejednokrotnie płynnie między sobą przechodzą, co bywa podkreślone strukturami fluidalnymi. Współczesna rzeźba zachodniego wybrzeża Zatoki Admiralicji na Wyspie Króla Jerzego jest wynikiem głównie plejstoceńskiego i holoceńskiego cyklu rzeźbotwórczego. Szetlandy Południowe, jak i Półwysep Antarktyczny podlegały w czwartorzędzie oddziaływaniu wielokrotnych wahań klimatycznych, które nie zostały jednoznacznie zarejestrowane w osadach i formach powierzchni terenu. W oparciu o dotychczasowe badania można przyjąć, że maksymalny 71

2 zasięg kopuły lodowej Szetlandów Południowych sięgał do 50 km wgłąb Cieśniny Drake'a i obejmował 7 większych wysp archipelagu. Dla wyspy Króla Jerzego prezentowane są w literaturze trzy schematy stratygraficzne czwartorzędu, w tym jeden z otoczenia zatoki Maxwella (Barsch, Musbacher 1986) i dwa z otoczenia Zatoki Admiralicji (John, Sugden 1971 oraz skompilowany z różnych prac Birkenmajera i jego zespołu z lat ). Według Johna, Sugdena (1971) rejestrację zdarzeń w plejstocenie znaczy wycinanie platform abrazyjnych na poziomie do 120 m n.p.m. w otoczeniu Zatoki Admiralicji. Po obniżeniu się poziomu morza następuje jedno lub kilka dużych zlodowaceń z północnego-zachodu. Następnie z postępującym ociepleniem i deglacjacją poziom morza podnosi się, przy czym dochodzi do odnawiania się lub wycinania małych półek plażowych do wysokości 275 m n.p.m. Koniec plejstocenu to znowu klimat lodowcowy, gdzie nie ma danych na temat poziomu morza, natomiast postępuje rozwój lokalnych czasz lodowych. W holocenie klimat ociepla się, jednak z licznymi wahaniami. Poziom morza jest wyższy niż współczesny i stopniowo, aczkolwiek z wahaniami opada z 54 m n.p.m. poprzez zaznaczające się półki na wysokości między 18 a 5 m n.p.m. do dzisiejszego poziomu z formowaniem półek poniżej 6 m n.p.m. Holocen cechował się licznymi nasunięciami i cofnięciami lodowców. John, Sudgen (1971) dokonali powyższych wydzieleń w oparciu o analizę podniesionych teras morskich, opierając się na wynikach badań Fairbridge'a (1961), który wyróżnił cztery okresy gwałtownego podnoszenia się poziomu morza datowane na , 8600, 5300 i 3800 lat BP. Zdaniem Birkenmajera we wczesnym plejstocenie występował okres ciepły nazwany Interglacjałem Kasprowego z zaznaczonymi poziomami teras morskich na wysokości 250 m, 225 m, 205 m i 180 m n.p.m., po którym doszło do silnego chłodnego wahnięcia klimatycznego. Kolejny interglacjał Ubocz korelowany z Eemem to poziomy terasowe na wysokościach , i m n.p.m., po których następuje zlodowacenie Warszawy jako epizod jednorodny lub dzielony na trzy przedziały zimne rozdzielone dwoma z niższych sekwencji półek terasowych wymienionych powyżej. Początek holocenu to transgresja Flandryjska wycinająca terasy w osadach poprzedzającego ją zlodowacenia na wysokościach 65, i m n.p.m. Na poziomie ostatniej z tych teras znaleziono warstwę torfu, którą wydatowano na lat BP (Birkenmajer et al. 1985). Kolejne niższe terasy (od 40 do 2 m n.p.m.) datowane są na młodszy holocen. W najmłodszym holocenie Birkenmajer zestawia różne zdarzenia glacjalne (mogące mieć charakter nasunięć szarżujących - surge) datowane lichenometrycznie lub 1 4 C w przedziale AD od 1240 poprzez m.in. 1450, 1780, 1880 po i (materiał gliniasty przemieszany z plażowym tworzący najmłodsze moreny pchnięte, zawierające fragmenty drzew, kości i artefaktów wielorybniczych nie starszych jak lat). Szczegółowo kartując północne skrzydło Lodowca Ekologii, Birkenmajer (1997) wyróżnia 72

3 cztery generacje moren, częściowo z trzonami lodowymi, o dużym zróżnicowaniu facjalnym osadów morenowych i inkorporowanym materiale plażowym. Współczesna rzeźba zachodniego wybrzeża Zatoki Admiralicji jest pozostałością funkcjonowania plejstoceńskiego systemu morfogenetycznego reprezentowaną przez typ rzeźby egzaracyjnej. Ostatnim znaczącym epizodem była recesja lodowców wiązana z okresem Małej Epoki Lodowej. Zasięg tych lodowców był jednak znacznie mniejszy aniżeli w okresie poprzednich epizodów glacjalnych (Birkenmajer 1980a, b, 198la, b). Sytuacją przestrzenną i genezą aktualnej rzeźby zachodniego wybrzeża Zatoki Admiralicji zajmowali się m.in. Bachi i in. (1987), Birkenmajer (1997), Marsz (1985), Rachlewicz (1996). Położenie Wyspy Króla Jerzego w strefie antarktycznej sprawia, że aktualny rozwój rzeźby odznacza się cechami indywidualnymi w stosunku do innych obszarów strefy polarnej. Współczesny morfosystem zachodniego wybrzeża Zatoki Admiralicji warunkowany jest położeniem geograficznym obszaru, jego tektoniką i litologią oraz klimatem. Wydzielony zespół form na prezentowanej mapie geomorfologicznej jest stale przekształcany i modyfikowany, co jest efektem funkcjonowania morfosystemu antarktycznej strefy morfoklimatycznej. Na badanym obszarze wydzielono następujące zespoły form: F o r m y s t r u k t u r a l n o - d e n u d a c y j n e są dominującymi w strefie niezlodowaconej, nadają szczególne piętno rzeźbie tego obszaru. Odzwierciedleniem cech strukturalnych oraz współczesnego systemu denudacyjnego są wyrównane i poszarpane linie grzbietowe, lokalne poziomy denudacyjne o założeniach strukturalnych a przede wszystkim zróżnicowane w formie i wykształceniu litologicznym stoki górskie. Na szczególną uwagę zasługują formy akumulacji podstokowej, które są efektem różnych procesów denudacyjnych, w warunkach zmiennego w czasie i przestrzennie zalegania pokrywy śnieżnej. F o r m y fluwialne zostały wykształcone na obszarach wolnych od lodu przez cieki zasilane głównie wodami z ablacji lodowcowej i śnieżnej. Reprezentowane są przez często niezorganizowany układ roztokowych koryt rzecznych oraz dna dolin z różnymi formami akumulacji korytowej i pozakorytowej. Doliny wychodzące z grzbietów górskich mają często charakter wciosowy, są wąskie, a ich profile podłużne są niewyrównane z licznymi progami i wodospadami (m.in. doliny Potoku Geografów, Potoku Ornitologów). W odcinkach dolnych, na równinach nadbrzeżnych koryta mają charakter roztokowy, tworząc rozległe stożki napływowe. Obok wymienionych młodych form dolinnych, występują dobrze wykształcone szerokie doliny o założeniach strukturalnych, z systemem poziomów terasowych i szerokimi dnami akumulacyjnymi. F o r m y g l a c j a l n e - o charakterze egzaracyjnym bądź akumulacyjnym - związane są z lodowcami będącymi obecnie w fazie recesji. Na przedpolu lodowców (np. Ekologii, Baranowskiego, Sphinx) występują wały moren czołowych rejestrujące kolejne stadia recesyjne, a także moreny środkowe 73

4 i boczne z jądrem lodowym oraz izolowane pagórki lodowo-morenowe. Pokrywy morenowe są zróżnicowane pod względem miąższości jak też litologicznym i reprezentowane są przez różne facje piaszczysto-żwirowo-głazowe i gliniaste. W nielicznych miejscach na obszarach pozbawionych pokrywy morenowej odsłaniają się wygłady skalne z rysami lodowcowymi. F o r m y f i u w i o g l a c j a l n e związane są z dużą aktywnością wód lodowcowych w okresie letnim, czego efektem są rozległe, płaskie powierzchnie sandrowe na przedpolach lodowców, zarówno na martwym lodzie, jak i na podłożu mineralnym. Powierzchnie sandrów są porozcinane licznymi korytami cieków okresowych. Dobrze zaznaczone jest zróżnicowanie facjalne akumulacyjnych serii fluwioglacjalnych. F o r m y n i w a l n e i k r i o g e n i c z n e są dobrze wykształcone we współczesnym systemie morfogenetycznym zachodniego wybrzeża Zatoki Admiralicji. Zespoły form niwalnych i kriogenicznych spotkać można w różnych sytuacjach przestrzennych, reprezentują one różne stadia rozwojowe (np. stoki Demay Point). Zaznaczają się m.in. w formie pierścieni i pasów gruzowo-kamienistych o różnej wielkości i wykształceniu. F o r m y l i t o r a l n e zajmują ważne miejsce we współczesnym systemie morfogenetycznym, są zróżnicowane pod względem morfo-litologicznym, przestrzennym i wiekowym. Reprezentowane są przez klify martwe i aktywne, wyniesione terasy i półki abrazyjne. Znaczne powierzchnie zajmują także plaże kamieniste, żwirowe i piaszczyste stowarzyszone z różnymi generacjami wałów burzowych. L o d o w c e i p o k r y w a ś n i e ż n a stanowią dominujący typ krajobrazu Wyspy Króla Jerzego. Z pola lodowego spływają liczne jęzory lodowe w stronę brzegów Zatoki, gdzie urywają się klifami lodowymi (lodowce Zalewskiego, Doktorów) lub tworzą stosunkowo płaskie czoła opierające się na lądzie (Ekologii, Sphinx). W okresie lata antarktycznego powierzchnie lodowców są silnie pokryte szczelinami o zróżnicowanym przebiegu. Brzeżne części lodowców podlegają silnej ablacji. Pokrywa supraglacjalna występuje głównie w sąsiedztwie nunataków i w strefie brzeżnej. Liczne są wypływy subglacjalne, które funkcjonują jeszcze po zakończeniu okresu maksymalnej ablacji. Pola śnieżne w dogodnych sytuacjach morfologicznych utrzymują się nawet przez cały okres lata antarktycznego, a ich rola morfologiczna jest wyraźna. I n n e - W wydzieleniu typów rzeźby nie zaznaczono osadów i form eolicznych, które jakkolwiek we współczesnym systemie morfogenetycznym są drugorzędne, to jednak są powszechne i zasługują na uwagę. Reprezentowane są one przez rozległe powierzchnie deflacyjne, jak i zróżnicowane pod względem formy i wykształcenia pokrywy eoliczne. Ważnym elementem współczesnej morfostruktury są jeziora o charakterze przybrzeżnym (lagunowym), z kolei najczęściej, okresowo występują na powierzchniach lodowców i ich przedpolach. Bardzo ograniczony zasięg na badanym obszarze mają formy antropogeniczne (ścieżki, drogi) i biogeniczne (pingwiniska, wyleżyska słoni morskich). Ze 74

5 względu na unikalny charakter obszaru zasięg antroposfery jest maksymalnie ograniczany. Wymienione zespoły form w układzie hierarchicznym pojedynczych form pozwoliły na skonstruowanie następującej sygnatury mapy geomorfologicznej: I. Formy strukturalno-denudacyjne 1. Szczytowe i stokowe powierzchnie strukturalne 2. Granie górskie a) ostre b) łagodne 3. Ściany skalne 4. Powierzchnie skalne 5. Żleby na stokach górskich 6. Powierzchnie stokowe a) skalne b) osypiskowe c) usypiskowe i proluwialne 7. Blokowiska skalne II. Formy fluwialne 1. Dna dolin 2. Koryta rzeczne 3. Stożki napływowe III. Formy glacjalne 1. Powierzchnie zmutonizowane 2. Wygłady skalne z rysami lodowcowymi 3. Barki lodowcowe 4. Wały moren czołowych, środkowych i bocznych z jądrem lodowym 5. Wały moren czołowych i bocznych 6. Powierzchnie morenowe 7. Morena walikowa 8. Pagórki lodowo-morenowe 9. Pokrywa supraglacjalna na martwym lodzie 10. Pokrywa supraglacjalna na aktywnym lodzie 11. Pojedyńcze, duże egzotyki IV. Formy glacifluwialne 1. Sandry na martwym lodzie 2. Sandry na podłożu mineralnym 3. Formy szczelinowe V. Formy niwalne i kriogeniczne 1. Stoki soliflukcyjne 2. Loby soliflukcyjne 3. Pierścienie kamieniste 4. Pasy kamieniste 5. Sieci poligonów szczelin mrozowych 75

6 VI. Formy pochodzenia morskiego 1. Klif aktywny 2. Klif martwy 3. Klif lodowy 4. Plaże kamieniste, żwirowe i piaszczyste 5. Krawędzie półek plażowych 6. Wały burzowe - współczesne 7. Wały burzowe - starsze 8. Równiny akumulacji brzegowej 9. Wyniesione terasy morskie VII. Lodowce i śnieg 1. Lodowce 2. Płaty wieloletniego śniegu 3. Wypływy subglacjalne 4. Strefy szczelin VIII. Inne 1. Obszary deflacyjne 2. Jeziora 3. Wodospady 4. Zabudowania 5. Granica SSSI No 8 LITERATURA BACHI F. A., HORN F. N. O., AYUP-ZOUAIN Y R. N., DILLENBURG S. R., 1987: Observacoes da morfologa e sedimentaao nas praias da Pennsula Fildes, Uha Rei Jorge e Stinker Point, Ilha Elefante, Pennsula Antrtica. Anais Congreso de la Associaao Brasileira de Estudos Qualernrio, 1, Porto Alegre, BARSCH D., MAUSBACHER R., 1986: New data on the relief developement of the South Shetland Islands, Antarctica. Interdisciplinary Sei. Rev., Vol. 11, No. 2, B1RKENMAJER K., 1980a: Geology of Admiralty Bay, King George Island (South Shetland Islands) - an outline. Polish Polar Res., 1 (1), BIRKENM AJER K., 1980b: Lichenometric dating of glacier retreat at Admiralty Bay, King George Island (South Shetland Islands, West Antarctica). Bull. Acad. Pol. Sei., Ser. Sei. Terre, 27 (1-2), BIRKENM AJER K., 198 la: Raised marine features and glacial history in the vicinity of H. Arctowski Station, King George Island (South Shetland Islands, West Antarctica). Bull. l'acad. Pol. Sei., Ser. Sei. Terre, Vol. XXIX, No. 2, BIRKENM AJER K., 1981 b: Lichenometric dating of raised marine beaches at Admiralty Bay, King George Island (South Shetlands, West Antarctica). Bull. Acad. Pol. Sei., Ser. Sei. Terre, 29 (2), BIRKENM AJER K., 1997: Quaternary geology at Arctowski Station, King George Island, South Shetland Islands (West Antarctica). Stud. Geol. Pol., 110, FAIRBRIDGE R. W., 1961: Eustatic changes in sea level [w:] L. H. Ahrens et al. (Eds.) Physics and chemistry of the Earth. Pergamon Press, Oxford,

7 HEADLAND, R. К., Protected Areas in the Antarctic Treaty Region. Scott Polar Research Institute, Cambridge, JOHN B. S., SUGDEN D. E., 1971: Raised marine features and phases of glaciation in the South Shetland Islands. Brit. Ant. Surv. Bull., 24, MARSZ A. A., 1985: Charakterystyka fizyczno-geograficzna obszarów lądowych w otoczeniu Zatoki Admiralicji jako podstawa rozpoznania fragmentu ekosystemu. Wyższa Szkoła Morska w Gdyni, na prawach rękopisu, 146 s. RACHLEWICZ G., 1996: Zmienność facjalna osadów przedpola lodowca Ekologii - Wyspa Króla Jerzego - Szetlandy Południowe [w:] A. Kostrzewski (Ed.): Geneza, litologia i stratygrafia osadów czwartorzędowych tom IL Wyd. UAM, Ser. Geografia, 57, SUMMARY In the years , during expeditions oflnstitute of Ecology of Polish Academy of Sciences, geomorphological researches were undertaken in the vicinity of Polish Polar Station "Henryk Arctowski". As the effect of these studies and from photogrametric analysis and field mapping, a geomorphological map was elaborated. The map of Admiralty Bay, King George Island (Battke 1990) was used as a topographic background. Primary features of the relief arise from geologic formation composed of Tertiary units, with strong influence of volcanic processes. Present-day relief bears the marks of Pleistocene and H olocene climatic conditions noted as phases of development and decay of ice cover. On ice-free areas sets of forms, resulting from interaction of different morphogenetic processes, in maritime polar climatic zone are observed. Their distribution gave assumption to distinguish following groups of signature on geomorphological map: 1 - structural and denudational forms; 2-fluvial forms; 3 - glacial forms; 4-fluvioglacial forms; 5 -landforms due to nivation and frost action; 6 - landforms of marine origin; 7 - glaciers and snow cover; 8 - additional sings. 77