Wpływ działalności człowieka

Transkrypt

1 VII Zjazd Geomorfologów Polskich kraków 2005 Wpływ działalności człowieka na ewolucję pól wydmowych (na przykładzie południowego maroka) 1. Wprowadzenie Badania ewolucji pól wydmowych prowadzone są na dużą skalę od początku XX w. na różnych obszarach należących do suchej lub półsuchej strefy klimatycznej. Stwierdzono, że w ciągu ostatnich stu lat, zwłaszcza na obszarze północnej Sahary powstało dużo nowych pól wydmowych, które rozprzestrzeniają się bardzo dynamicznie. Wykazano dotychczas, że głównymi czynnikami mającymi wpływ na szybkość rozprzestrzeniania się pól wydmowych są: cechy metryczne wydm, zróżnicowanie rzeźby, siła i kierunek wiatru oraz wielkość dostawy materiału eolicznego zależna od podatności podłoża na deflację. Intensywność procesu deflacji zależy głównie od cech teksturalnych osadów podłoża, stopnia jego spoistości i wilgotności, siły wiatru, pokrycia powierzchni przez szatę roślinną (Coque 1962, Plit 1995). Niektórzy za ważny czynnik uznają również podatność podłoża na proces korazji, erozji mechanicznej podłoża powodowanej przez ziarna mineralne transportowane przez wiatr (Coque 1962). Badania dotyczące ewolucji pól wydmowych prowadzone były przez autora na obszarze północnej Sahary, a zwłaszcza na obszarze południowego Maroka, w rejonie środkowego odcinka rzeki Dra, gdzie dynamika rozprzestrzeniania się i liczba nowych pól wydmowych jest największa. Miały one na celu stwierdzenie, czy tak duża dynamika procesu związana jest tylko z globalnymi zmianami klimatycznymi, czy też proces ten zależny jest przede wszystkim od lokalnej działalności człowieka? Obszar środkowego odcinka doliny Dra stanowi szerokie, równoleżnikowe obniżenie ograniczone od północy wchodzącym w skład Antyatlasu grzbietem Jebel Bani, od

2 102 południa zaś krawędzią hamady Dra. Podłoże centralnej części tego obniżenia tworzą terasy zbudowane z różnoziarnistych osadów, związanych z roztokowymi korytami typowymi dla rzek o bardzo dużej zmienności przepływu, jakim charakteryzowała się w przeszłości rzeka Dra. Pozostała część obniżenia zbudowana jest z drobnoziarnistych, w przewadze ilastych lub pylastych osadów jeziornych. Tego typu osady można spotkać lokalnie na obszarze całego obniżenia w zagłębieniach terenu wypełnianych przez wodę dostarczaną epizodycznie przez liczne koryta rozcinające południowe stoki Jebel Bani. Region ten, podobnie jak całe północne obrzeżenie Sahary na obszarze Maroka, Algierii i Tunezji charakteryzuje się pustynnym, kontynentalnym klimatem z opadami poniżej 100mm/rok, dużą amplitudą dobową i sezonową temperatur, a także bardzo dużym parowaniem potencjalnym do 5000 mm/rok. Wiatr postrzegany jako jeden z głównych czynników wpływających na rozprzestrzenianie się pól wydmowych cechuje się dużą zmiennością zarówno pod względem siły, częstości występowania jak i kierunku. Źródłem wód powierzchniowych, a także w znacznej mierze podpowierzchniowych jest rzeka Dra, której początek położony jest na południowych stokach Atlasu Wysokiego w odległości około 400 km. Rzeka Dra przegrodzona jest współcześnie przez 80 zapór o łącznej wydajności około 50 m 3 /s (Rapp. Dra 4/VA 1968/1969). Największa zapora zbudowana w 1975 r. Mansur ad Dhabi położona na południe od Ouarzazate spiętrza prawie połowę wód Dra tworząc jezioro o powierzchni 45 km 2 i pojemności 0,56 km 3. Jej powstanie przyczyniło się do wydatnego obniżenia przepływu poniżej i w znaczący sposób wpłynęło na zmniejszenie zasilania w wodę badanego obszaru. Miejscem charakterystycznym jest również znajdujące się we wschodniej części obniżenia Jezioro Iriqui o powierzchni ok. 80 km 2. Jest to rozległa niecka o płaskim dnie, która z powodu wybudowania zapór wypełnia się obecnie wodą jedynie epizodycznie. Szata roślinna badanego obszaru jest bardzo uboga. Bardzo nieliczne fragmenty obszarów wydmowych porastają zbiorowiska rzadko rosnących traw, a obszary aluwialne, charakteryzujące się wysokim zasoleniem - kępy roślinności halofilnej. Nieco bardziej zwartą szatą roślinną odznaczają się koryta rzek epizodycznych, gdzie oprócz roślin trawiastych występują sporadycznie różne odmiany akacji. Zwartą szatę roślinną można spotkać jedynie w obrębie sztucznie nawadnianej oazy Mhamid. 2. Metody badań Badania terenowe prowadzone od 1996 roku polegały na określeniu zmian zasięgu pól wydmowych oraz powierzchni obszarów międzywydmowych przy pomocy systemu GPS. Pozwoliło to na znaczne uszczegółowienie informacji uzyskanych na podstawie map i zdjęć satelitarnych. Określono również cechy metryczne wybranych wydm oraz morfometrię podłoża. Obserwacje terenowe pozwoliły ponadto na określenie charakteru oraz zasięgu występowania zbiorowisk roślinnych oraz ocenę ich wpływu na przebieg procesów eolicznych. Badania laboratoryjne polegały na analizie uziarnienia oraz analizie składu mineralno-litologicznego osadów w tym składu minerałów ciężkich. Otrzymane wyniki cech teksturalnych osadów wydmowych i osadów podłoża pozwoliły na określenie źródła osadów wydmowych oraz ocenę stopnia eolizacji osadu tzn. stopnia przekształcenia

3 Wpływ działalności człowieka na ewolucję pól wydmowych osadów źródłowych w osady eoliczne (Mycielska-Dowgiałło 1995). Prace kameralne polegały na analizie map historycznych i zdjęć satelitarnych, co pozwoliło na określenie dynamiki zmian zasięgu pól wydmowych na badanym obszarze. 3. Charakterystyka pól wydmowych Współczesne pola wydmowe zajmują przeważający obszar równinnej części obniżenia. Większość wydm osiąga wysokość od kilku do kilkunastu metrów w części centralnej obszaru oraz od 1 do 3 metrów na krańcach zachodnich w rejonie jeziora Iriqui i wschodnich w rejonie oazy Mhamid. Są to głównie barchany lub wydmy barchanoidalne. Na obszarach najdłużej pokrytych przez pola wydmowe (Erg Sedrar, Erg Smer, Erg Mhazil) występują formy o kilkudziesięciometrowej wysokości względnej, osiągając maksymalną wysokość 111 m (Erg Souar). Są to w przewadze złożone wydmy barchanoidalne o stokach dowietrznych charakteryzujących się dużym zróżnicowaniem nachylenia osiągających kilkaset metrów długości i ponad stumetrowej długości stokach zawietrznych o stałym nachyleniu. Sporadycznie natrafić można na wydmy gwiaździste charakteryzujące się kilkoma liniami grzbietowymi. Ich położenie praktycznie nie zmienia się podczas zmiany kierunku wiatru przemodelowaniu ulegają jedynie ramiona tych form. Znaczny udział w obrębie pól wydmowych mają wydmy poprzeczne, co wiąże się z przewagą w tym regionie dwóch, przeciwnych kierunków wiatru. Zmienność ta wpływa na wahadłowo-postępowy sposób przemieszczania się wydm, co powoduje stosunkowo niewielką wartość wypadkową tego przemieszczenia. Dodatkowym czynnikiem ograniczającym tempo przemieszczania się wydm, a także wpływającym na ich kształt jest, obserwowana często na badanym obszarze, stosunkowo niewielka powierzchnia obszarów międzywydmowych. 4. Rozprzestrzenianie się pól wydmowych Dynamikę rozprzestrzeniania się pól wydmowych określono na podstawie analizy map i zdjęć satelitarnych z lat 1948 (kartowanie 1932), 1953, 1989 oraz pomiarów własnych (ryc. 1). Zasięg pól wydmowych w 1932 r., których powierzchnia była około 30 razy mniejsza niż obecnie, pozwala stwierdzić dużą szybkość rozprzestrzeniania się wydm w tym regionie. Wzrost dynamiki rozprzestrzeniania się wydm zauważalny jest zwłaszcza w latach trzydziestych i czterdziestych XX w. oraz od 1980 r. do dzisiaj. Zasięg wydm wyznaczony na podstawie kartowania z 1932 r. wskazuje, że był to okres inicjacji procesu akumulacji eolicznej na badanym obszarze. Potwierdzają to rekonesansowe badania geomorfologiczne przeprowadzone w latach dwudziestych ubiegłego stulecia (Piegot 1929). Zasięg pól wydmowych w latach pięćdziesiątych był zdecydowanie większy. Wydmy obejmowały obszary na północ od rzeki Dra oraz obszary wyższych teras nadzalewowych znajdujących się po obu jej stronach. Obszary położone wzdłuż dna doliny były w większości pozbawione form akumulacji eolicznej. Mogło to wynikać z braku dostępu lokalnego materiału dla procesu deflacji z uwagi na wyższy w tym okresie poziom wód gruntowych i związaną z nim ściśle, bogatszą

4 104 Ryc.1. Zasięg pól wydmowych w latach 1932, 1953, 1989, 1999/2001 szatę roślinną. Brak występowania form wydmowych na obszarach teras zalewowych mógł być również skutkiem usuwania materiału wydmowego przez występujące do tego czasu, raz na kilka lat, powodzie. Brak występowania tych zalewów w związku z wybudowaniem tamy w Ouarzazate spowodował rozprzestrzenianie się wydm także na terasy zalewowe, co można stwierdzić na mapie opracowanej na podstawie kartowania wykonanego w latach osiemdziesiątych. Północna i południowa granica pól wydmowych zbliżyła się do wyraźnych krawędzi morfologicznych. Pozbawione form wydmowych pozostawały w tym okresie jedynie obszary jeziora Iriqui oraz obszary ujściowe ouedu Dra do tego jeziora. Obecny zasięg pól wydmowych jest aż dwukrotnie większy niż ten z lat osiemdziesiątych (ryc. 1). Wydaje się, że od strony północnej i południowej rozprzestrzenianie się pól wydmowych zostało obecnie ograniczone ze względu na barierę morfologiczną. Od strony wschodniej rozprzestrzenianie wydm jest również częściowo ograniczone ze względu na rzeźbę terenu, natomiast znajdująca się w tej części obszaru oaza Mhamid, mimo wysiłków miejscowej ludności zmierzających do zatrzymania wydm nie stanowi obecnie dla nich skutecznej bariery. Od strony zachodniej rozprzestrzenianie pól wydmowych nie jest współcześnie istotnie ograniczone. Płaska powierzchnia misy jeziornej, pozbawiona roślinności i od kilkunastu lat sucha sprzyja zarówno intensyfikacji deflacji, jak i procesowi rozprzestrzeniania się wydm.

5 Wpływ działalności człowieka na ewolucję pól wydmowych Źródło osadów wydmowych Na podstawie analiz uziarnienia 72 próbek osadów nowych pól wydmowych stwierdzono, że materiał wydm znajdujących się na obszarach o podłożu genezy jeziornej jest zdecydowanie drobniejszy (0,1-,063 mm) niż materiał dojrzałych saharyjskich pól wydmowych. Przesunięcie maksymalnych częstości w kierunku drobniejszych frakcji związane jest z charakterem lokalnych obszarów alimentacyjnych zbudowanych z drobnoziarnistego materiału. Wydmy znajdujące się na terasach rzeki Dra charakteryzują się nieco grubszą frakcją. Są one jednak zdecydowanie gorzej wysortowane, co można łączyć z krótkim czasem procesu jakiemu podlegał materiał, jak również z dużym zróżnicowaniem frakcjonalnym osadów podłoża wynikającym z ich genezy. Jedynie wysortowanie materiału budującego partie wierzchowinowe najwyższych form jest dobre porównywalne z wysortowaniem dojrzałych wydm, których istnienie określa się na co najmniej kilkaset lat (Coque 1962). Wśród badanych osadów, cechujących się dość dużym zróżnicowaniem mineralogicznym i litologicznym, zaznacza się też duży udział składników mało odpornych na abrazję mechaniczną i procesy wietrzeniowe m.in. gipsu i klastów ilasto-żelazistych, co wskazuje na krótką drogę transportu materiału wydmowego. Najważniejszą cechą wskazującą na pochodzenie znacznej części materiału wydmowego z osadów budujących efemeryczne zbiorniki wodne, stwierdzoną na podstawie badań składu mineralno-litologicznego, jest występowanie w utworach wydmowych dużej ilości klastów żelazisto-ilastych. Zaobserwowane cechy petrologiczne wskazują na ich pochodzenie z erodowania osadów powstałych w lokalnych efemerycznych zbiornikach wodnych, do których spłukiwany był drobny materiał zabarwiony na czerwono związkami żelaza, typowy dla środowiska pustynnego. Wyniki procentowej zawartości minerałów ciężkich w badanych osadach wydmowych potwierdziły powyższe wnioski. Na lokalną dostawę materiału wskazuje m. in. duży udział minerałów ciężkich z grupy mik minerałów o budowie blaszkowej, bardzo podatnych na abrazję mechaniczną występującą szczególnie intensywnie podczas transportu eolicznego. 6. Wnioski Na podstawie przeprowadzonej analizy materiałów kartograficznych oraz zdjęć satelitarnych można stwierdzić, że tempo rozprzestrzeniania się pól wydmowych wybranych obszarów południowego Maroka jest bardzo duże. Wyniki analiz sedymentologicznych wskazują na krótkotrwałość procesu (niski stopień eolizacji osadu) oraz na duży związek rozprzestrzeniania się pól wydmowych z lokalnym źródłem materiału wydmowego. Można zatem stwierdzić, że głównym czynnikiem wpływającym na wzrost tempa rozprzestrzeniania się pól wydmowych jest zwiększenie się podatności lokalnych obszarów alimentacyjnych na proces deflacji. Wzrost tempa deflacji należy wiązać ze zmniejszeniem się stopnia wilgotności podłoża spowodowanego budową zapór na rzece Dra, zwłaszcza największej zapory poniżej Ouarzazate, która blokuje dopływ wód z Atlasu. Można zatem stwierdzić, że w regionie południowego Maroka nastąpiła w ciągu XX w. zmiana przyczyn wpływających na szybkość rozprzestrzeniania się pól wydmowych. Wydaje się, że na ewolucję pól wydmowych coraz większy wpływ mają

6 106 czynniki związane z lokalną działalnością człowieka natomiast czynnik zmian klimatu staje się czynnikiem drugorzędnym. Literatura Coque R., 1962, La Tunisie présaharienne, Etude géomorphologique, Armand Colin, Paris. Mycielska-Dowgiałło E., 1995, Wybrane cechy teksturalne osadów i ich wartość interpretacyjna, [w:] E. Mycielska-Dowgiałło, J. Rutkowski (red.), Badania osadów czwartorzędowych, WGiSR UW, PIG, PAN, Warszawa, Piegot L., 1929, Carte de reconnaissance de l Iquidi et des régions à l Ouest de Tabelbala et du Sud de l Oued Dra (Sahara occidental), Rev. Géogr. phys. et Géol. dyn., Paris, 2, 4, Plit F., 1995, Pustynnienie antropogeniczne na obrzeżach Sahary i w Azji Środkowej. Studium porównawcze, WGiSR UW, Warszawa. Rapp. Dra, 4/V A; 1968/1969, Rapport sur l amenagement de la valée du Dra, Min. Agric. du Maroc, Rabat. Wydział Geografii i Studiów Regionalnych Uniwersytet Warszawski ul. Krakowskie Przedmieście Warszawa