m n.p.m TATRY TATRY ZACHODNIE WYSOKIE BABIA GÓRA TATRY BIESZCZADY

Transkrypt

1 Krystyna German Środowisko przyrodnicze polskich Karpat nowe poglądy, odkrycia, wydarzenia Wprowadzenie Karpaty polskie jako region fizycznogeograficzny, wykazują silne zróżnicowanie środowiska przyrodniczego. Jest ono wynikiem krzyżowania się kierunków zróżnicowania poszczególnych elementów środowiska przyrodniczego, a także nałożenia się zmienności horyzontalnej cech środowiska na ich zróżnicowanie piętrowe, związane ze wzrostem wysokości n.p.m. Mimo tej złożoności, środowisko przyrodnicze jest w wysokim stopniu zbadane i rozpoznane przez wielu specjalistów prowadzących badania w tym regionie. Zaznaczający się jednak postęp nauki i zastosowanie nowych technik badawczych wpłynęły w ostatnich latach na poszerzenie wiedzy o tym regionie, a nawet na wysunięcie nowych poglądów dotyczących genezy i zasobów naturalnych tego obszaru. W ostatnich latach baczniejszej uwagi badaczy wymaga dynamika środowiska przyrodniczego tego obszaru. Środowisko przyrodnicze jest bowiem systemem dynamicznym, podlegającym zmianom w czasie i przestrzeni. W ostatniej dekadzie XX wieku i na początku XXI wieku zarysowały się liczne zmiany w systemie środowiska przyrodniczego Karpat, uwarunkowane wzmożoną presją czynników naturalnych, a także pozaprzyrodniczych, związanych z transformacją antropopresji. Czynniki te powodują wyraźne zmiany w systemie środowiska i wymagają nowych badań oraz aktualizacji wiedzy przyrodniczej. Celem opracowania jest więc zaprezentowanie wybranych zagadnień poszerzających i aktualizujących wiedzę o środowisku przyrodniczym Karpat polskich oraz wskazanie obecnych kierunków jego transformacji, wyłaniających się z badań prowadzonych w Zakładzie Geografii Fizycznej IGiGP UJ. Ogólne prawidłowości zróżnicowania środowiska przyrodniczego polskich Karpat Zróżnicowanie środowiska przyrodniczego polskich Karpat wynika przede wszystkim z odziaływania sił wewnętrznych. Ukształtowały one złożoną strukturę litologiczno-tektoniczną: zrębowofałdowych Karpat Wewnętrznych i fałdowych Karpat Zewnętrznych. Rozciągłość struktur tektonicznych układa się w kierunku zachód-wschód, 121

2 a zróżnicowanie budowy geologicznej górotworu z południa ku północy. Warunkuje ono w dużym stopniu zróżnicowanie rzeźby terenu, gleb i właściwości wód podziemnych, a także ogólny kierunek pochylenia powierzchni terenu z południa ku północy. Południkowo (w ogólnym zarysie) układa się także rozczłonkowanie gór siecią rzeczną. Położenie gór w strefie ścierania się dominujących w cyrkulacji, oceanicznych i kontynentalnych mas powietrza powoduje zmianę parametrów klimatycznych, a przede wszystkim spadek wartości opadów, wzrost nasłonecznienia i zmniejszenie zachmurzenia z zachodu ku wschodowi. Bogactwo gatunkowe i zróżnicowanie przestrzenne roślinności wynika m.in. z krzyżowania się gatunków zachodnio- i wschodniokarpackich, które przenikają się między Białą Dunajcową a Wisłoką (Towpasz, Zemanek, 1995) i znacznego udziału gatunków ciepłolubnych, które przywędrowały z południa oraz szczególnie licznego udziału endemitów i reliktów. Na zróżnicowanie horyzontalne nakłada się zróżnicowanie piętrowe klimatu i roślinności. Pewne elementy piętrowości zaznaczają się także w rzeźbie terenu, procesach morfogenetycznych i glebach, co daje podstawy do wyróżniania pięter krajobrazowych (geoekologicznych). Piętrowość środowiska przyrodniczego najpełniej wykształciła się w Tatrach. Piętra roślinne wykazują ponadto lokalne zróżnicowanie. W Tatrach Wschodnich zaznacza się brak regla dolnego, piętra Babiej Góry są nieco obniżone w stosunku do Tatr, a w Bieszczadach występuje wyraźna anomalia piętrowości w całym łuku Karpat (ryc.1). Ryc. 1. Piętra roślinne Tatr, Babiej Góry i Bieszczad m n.p.m TATRY WYSOKIE TATRY ZACHODNIE TATRY BABIA GÓRA BIESZCZADY

3 Zarysowane zróżnicowanie środowiska przyrodniczego jest podstawą znacznej fragmentacji regionu w podziale fizycznogeograficznym (tab. 1). Szczegółową charakterystykę poszczególnych regionów i mapę z podziałem regionalnym zawiera opracowanie zbiorowe (Balon i in., 1995). Tab. 1. Podział fizycznogeograficzny polskich Karpat (Balon i in., 1995) Podprowincje Makroregiony Mezoregiony 1. Karpaty Zachodnie Zewnętrzne 2. Karpaty Zachodnie Wewnętrzne 3. Karpaty Wschodnie Zewnętrzne 1.1. Pogórze Karpackie Beskidy Zachodnie 2.1. Podhale Tatry Pogórze Śląskie Pogórze Wielickie Pogórze Ciężkowickie Pogórze Strzyżowskie Pogórze Dynowskie Pogórze Przemyskie Doły Jasielsko-Sanockie Beskid Śląski Kotlina Żywiecka Beskid Mały Beskid Średni Beskid Żywiecki Pogórze Orawsko-Jordanowskie Gorce Beskid Wyspowy Kotlina Sądecka Beskid Sądecki Beskid Niski Kotlina Orawsko-Nowotarska Pieniny Pogórze Spisko-Gubałowskie Obniżenie Podtatrzańskie Tatry Reglowe Tatry Zachodnie Tatry Wschodnie 3.1. Bieszczady Bieszczady Niskie Bieszczady Wysokie 123

4 124 Nowe poglądy i odkrycia Zastosowanie nowych technik badawczych w metodach geofizycznych zaowocowało lepszym rozpoznaniem tektoniki wgłębnej Karpat i odkryciem nowych zasobów naturalnych. W świetle tych badań stwierdzono, że Karpaty Wewnętrzne i Zewnętrzne należą do dwóch różnych bloków skorupy ziemskiej, o różnej budowie wgłębnej i różnych właściwościach fizycznych (Stupnicka, 1989). Pieniński Pas Skałkowy traktuje się obecnie jako szew strukturalny, będący wynikiem subdukcji płyt kontynentalnych (wciągania płyty północnej pod południową), podlegających przesuwaniu w poziomie prawoskrętnym ruchem Karpat Wewnętrznych względem Zewnętrznych. Procesem subdukcji tłumaczy się też brak zakorzenienia w głębi płaszczowiny magurskiej Karpat Zewnętrznych, która przylega od północy do uskoku wgłębnego oddzielającego od niej Pieniński Pas Skałkowy, a także olbrzymie deformacje płaszczowin pasa i mioceński wulkanizm w strefie wgłębnych uskoków (Birkenmajer, 1986). Uskoki te, powstałe w miocenie, sięgają głęboko w skorupę ziemską, która do nieciągłości Mohorovičića po stronie południowej ma miąższość 30 km, a po stronie północnej około 40 km (Stupnicka, 1989). Głębokie wiercenia poszukiwawcze, prowadzone w drugiej połowie XX wieku zaowocowały odkryciem znacznych zasobów wód geotermalnych, nawierconych w wielu rejonach Karpat Wewnętrznych i Zewnętrznych (Ostrowicka-Chrząstowska, Płonka, 1986). Najbardziej perspektywiczny zbiornik wód hipertermalnych (o temperaturze powyżej 40 o C) znajduje się na Podhalu, w geologicznej niecce podhalańskiej położonej między Tatrami na południu i Pienińskim Pasem Skałkowym na północy. W strukturze tej pod synklinalnie wykształconymi seriami fliszu podhalańskiego kontynuują się na znaczne głębokości również nieckowato wykształcone, tatrzańskie serie reglowe, aż po południowy, szczelnie do nich przylegający uskok Pienińskiego Pasa Skałkowego (ryc. 2). Według J. Chowańca (1996) zasilanie wód geotermalnych występujących w seriach reglowych na terenie niecki, następuje na terenie Tatr Reglowych, a wędrówkę tych wód systemem szczelin krasowych do zbiornika, zdaniem B. Kępińskiej (wiadomość ustna) szacować można na tys. lat. Wody te izolowane są od góry nieprzepuszczalnymi seriami fliszu podhalańskiego a od północy szczelnymi seriami Pienińskiego Pasa Skałkowego, a zatem mają cechy zbiornika artezyjskiego i wypływają odwiertami na powierzchnię ziemi pod znacznym ciśnieniem. W 1992 roku rozpoczęto ich eksperymentalne

5 wykorzystanie w Doświadczalnym Zakładzie Geotermalnym w Białym Dunajcu, na odwiercie Bańska, a od 1993 roku służą do ogrzewania budynków we wsi Bańska i w Białym Dunajcu. Instalacja ta była pierwszą tego typu w Europie Środkowej. W latach wykonano 6 odwiertów na głębokości m, w których stwierdzono wody o temperaturze o C w złożu i ciśnieniu atmosfer, o niskiej mineralizacji i wysokiej wydajności. W 2001 roku rozpoczęto ogrzewanie Zakopanego wodami o temperaturze 88 o C. Perspektywicznie zakłada się rozszerzenie tego typu sieci ciepłowniczej na znaczną część Podhala (chociaż obecnie spółka Geotermia Podhalańska ma problemy finansowe). Pozwoliło by to skutecznie rozwiązać problem niskiej emisji CO 2 i SO 2, zalegającej nad Podhalem, a kumulującej się w Obniżeniu Podtatrzańskim i Kotlinie Nowotarskiej przez znaczną część roku. Dzięki wodom geotermalnym, które stały się jeszcze jednym, bardzo cennym zasobem naturalnym, istnieje szansa na wybitną poprawę jakości środowiska w całym regionie Podhala, a być może także w innych regionach Karpat. Ryc. 2. Schemat zasilania i występowania wód geotermalnych na Podhalu. (J. Chowaniec, 1996, uproszczone) TATRY PODHALE S m n.p.m Tatry Obniżenie Zakopiańskie Pogórze Spisko-Gubałowskie Pieniński Kotlina Pas Orawsko- Skałkowy Nowotarska Gorce N otwór Zakopane otwory Bańska m 2394 m m granice struktur geologicznych wybrane uskoki kierunki przepływu wód podziemnych zasilających wody termalne wybrane otwory z nawierconymi wodami termalnymi 125

6 Oddziaływanie sił wewnętrznych w Karpatach trwa nadal i przejawia się zarówno w poziomych ruchach przesuwczych jak i pionowych o charakterze bardzo powolnym lub nagłym (Baumgart-Kotarba, 1991/92). Badania geodynamiki Europy Środkowej realizowane przez 11 krajów, w tym Instytut Geodezji Wyższej i Astronomii Geodezyjnej Politechniki Warszwskiej, w ramach programu CERGOP (Środkowoeuropejski Regionalny Projekt Geodynamiczny) wykazują, że Karpaty pełzną na północ w tempie 1-3 cm rocznie (wywiad Prof. J. Śledzińskiego, Dziennik Polski, 17.II.1999). Porównanie tempa ruchu współczesnego z tempem przesuwczym z okresu fałdowania Karpat Zewnętrznych w miocenie: sarmat dolny 2,6 cm/rok, sarmat środkowy 1,5 cm/rok, sarmat górny 6,4 cm/rok (Kozikowski, 1980), wskazuje na znaczne tempo współczesnych ruchów tektonicznych, zbliżone do okresu fałdowań. 126 Wydarzenia w środowisku przyrodniczym Karpaty są regionem o podwyższonej sejsmiczności, gdzie najczęściej w Polsce występują słabe trzęsienia ziemi. Z mapy M. Hojny-Kołoś (2002) wynika, że w latach stwierdzono na terenie polskich Karpat 12 epicentrów trzęsień ziemi o intensywności od 5-9 w 12- stopniowej skali MSK-64 oraz 16 epicentrów przypuszczalnych o intensywności 4-8 w w/w skali. Występowały one w zachodniej części Karpat po rejon Dukli w Beskidzie Niskim, a najczęściej - w Karpatach Wewnętrznych. Szczególne nasilenie trzęsień ziemi miało miejsce w latach 90. XX wieku, a najsilniejsze w II połowie XX w. były trzęsienia ziemi na Podhalu w dniu 11.IX. i 13.X roku. W dniu 11.IX wystąpiło trzęsienie o magnitudzie 3,7 w 9-stopniowej skali Richtera, z płytkim epicentrum na terenie Domańskiego Wierchu koło Czarnego Dunajca (Hojny-Kołoś, 1997). Było ono wyraźnie odczuwalne w postaci akustycznej i w postaci drgań przez mieszkańców, nie spowodowało jednak większych strat. Podobną magnitudę (3,7) miało drugie trzęsienie ziemi w dniu 13.X.1995 z epicentrum w rejonie Białki Tatrzańskiej. Drgania te zapewne wiążą się z ruchami przesuwczymi skomplikowanych struktur tektonicznych Karpat w głębi ziemi. Środowisko przyrodnicze Karpat podlega współcześnie wyraźnej transformacji wynikającej z częstego pojawiania się intensywnych opadów o dużym nasileniu i wysokich wartościach dobowych, przekraczających nawet 100 mm. Skutkiem tych opadów są licznie występujące w regionie ruchy masowe, odmładzające stare osuwiska i

7 tworzące nowe geokompleksy osuwisk, niekiedy o znacznych rozmiarach, jak np. osuwisko w Lachowicach powstałe w 2001 roku (Bajgier- Kowalska, 2003). Powstają także spływy gruzowe (Tatry), gruzowobłotne (Beskidy) lub błotne na Pogórzu Karpackim, które rzadko były dawniej notowane w Karpatach. Badania prowadzone w Zakładzie Geografi Fizycznej IGiGP UJ nad funkcjonowaniem nowopowstałych geokompleksów wskazują na znaczne zróżnicowanie tempa ich stabilizacji i znaczną ingerencję człowieka w ich dalszy rozwój. W terenach rolniczych powstające formy akumulacyjne w postaci jęzorów czy spływów są stopniowo usuwane przez człowieka, a gruntom ornym przywracana jest poprzednia funkcja. W terenach zalesionych podlegają one dalszemu naturalnemu rozwojowi. Formy wklęsłe pozostają w krajobrazie trwale i powodują wzrost jego fragmentacji. W dolinach rzecznych dochodzi do wyraźnego ich poszerzenia i pogłębienia na skutek intensywnych procesów erozji i osiadania zboczy podczas powodzi (German 2000; 2001). Przyrodnicze zjawiska ekstremalne ujawniają także całą gamę konfliktów w dnach dolin między ich funkcją przyrodniczą a przeinwestowaniem spowodowanym przez człowieka. Problem ten wymaga pilnego rozwiązania i przywrócenia równowagi funkcji w dnach dolin w myśl wdrażanej obecnie idei zrównoważonego rozwoju (German 1998; 2004). Do ważnych wydarzeń w ostatnich latach, które pozostawiły trwałe skutki w krajobrazie, zaliczyć należy też przejście niezwykle silnej trąby powietrznej 29 maja 2001 roku, pasem o długości 11 km i szerokości m ma Podhalu od Bielanki po Nowy Targ. Spowodowała ona całkowite zniszczenie lasów na powierzchni 42,4 ha oraz zniszczenie lub uszkodzenie 106 budynków mieszkalnych i gospodarczych w 6 miejscowościach (Niedźwiedź i in., 2003). Czynnikami pozaprzyrodniczymi uwarunkowane są natomiast przemiany krajobrazu Karpat pod wpływem porzucania gruntów ornych przez człowieka. Grunty te, wyłączone z gospodarowania podlegają w szybkim tempie renaturalizacji i w ten sposób powiększa się powierzchnia terenów zalesionych, a w niektórych regionach można mówić nawet o obniżeniu granicy rolno leśnej (Sadowski, 2001). Zmiany te w największym stopniu dotyczą Beskidów i Podhala, dezaktualizując istniejące mapy użytkowania ziemi i powodują transformację sposobu funkcjonowania środowiska przyrodniczego. Problem ten wymaga obecnie badań w szerszej skali. 127

8 128 LITERATURA: Bajgier-Kowalska M., 2003, Wpływ działalności człowieka na odmłodzenie i rozwój osuwisk [w:] Człowiek w środowisku przyrodniczym, zapis działalności PTG, Sosnowiec, Balon J., German K., Kozak J., Malara H., Widacki W., Ziaja W., 1995, Regiony fizycznogeograficzne [w:] J. Warszyńska (red.), Karpaty Polskie, UJ, Kraków, Baumgart-Kotarba M., 1991/92, Rozwój geomorfologiczny Kotliny Orawskiej w warunkach ruchów neotektonicznych, Studia Geomorph. Carpatho-Balcan, 25-26, Birkenmajer K., 1979, Przewodnik geologiczny po Pienińskim Pasie Skałkowym, 2 wydanie, Wyd. Geologiczne, Warszawa, Chowaniec J., 1996, Hydrogeologiczne warunki zasilania i przepływu wód podziemnych w utworach trzeciorzędowych na pograniczu Tatr i niecki podhalańskiej [w:] A. Kotarba (red.), Przyroda tatrzańskiego Parku Narodowego a człowiek, 1, Nauki o Ziemi, Kraków - Zakopane, German K., 1998, Konflikt funkcji przyrodniczych i antropogenicznych w dnach dolin [w:] Krajobraz dolin rzecznych po katastrofie, [red. Łuczyńska-Bruzda M.], Politechnika Krakowska, Kraków, German K., 2000, Funkcjonowanie geosystemów fliszowych w okolicy Żegociny w ekstremalnych warunkach opadowo-powodziowych 9 lipca 1997 roku, Studia z zakresu Geografii Fizycznej, Prace Geograficzne IG UJ 105, Kraków, (O) German K., 2001, Tendencje rozwoju popowodziowych form w Karpatach w latach [w:] K. German, J. Balon (red.) Przemiany środowiska przyrodniczego Polski a jego funkcjonowanie, Problemy Ekologii Krajobrazu, 10, IGiGP UJ, PAEK, Kraków, German K., 2004, Wybrane problemy zrównoważonego rozwoju na terenie karpackich dolin rzecznych [w:] M. Kistowski (red.) Studia ekologiczno-krajobrazowe w programowaniu rozwoju zrównoważonego, Probl. Ekologii Krajobrazu XIII, Gdańsk, Hojny-Kołoś M., 1997, Sejsmiczność Podhala w 1995 r., Mapa Inst. Geofizyki PAN. Hojny-Kołoś M., 2002, Trzęsienia ziemi w Polsce w latach , Mapa Inst. Geofizyki PAN, Warszawa. Kozikowski H., 1980, Tektogeneza Karpat Zewnętrznych, Prace Inst. Górnictwa Naftowego i Gazownictwa, 43, 171.

9 Niedźwiedź T., German K., Sadowski P., 2003, Synoptic conditions of the tornado occurence in the Podhale region on 29 may 2001 and its natural and economic impacts, Prace Geograficzne IGiGP UJ,l 112, Kraków, Ostrowicka-Chrząstowska H., Płonka A., 1986 (druk 1988), Wody termalne Karpat polskich, Geologia 12, 4, Stupnicka E., 1989, Geologia regionalna Polski, Wyd. Geologiczne, Warszawa, 286. Sadowski P., 2001, Renaturalizacja środowiska przyrodniczego Pcimia (Beskid Średni) Problemy Ekologii Krajobrazu, 10, IGiGP UJ, PAEK, Kraków, Towpasz K., Zemanek B., 1995, Szata roślinna [w:] J. Warszyńska (red.), Karpaty Polskie, UJ, Kraków,