Relikty krasu podziemnego

Transkrypt

1 VII Zjazd Geomorfologów Polskich kraków 2005 Relikty krasu podziemnego we współczesnej morfologii ostańców wyżyny krakowsko-częstochowskiej Rzeźba Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej ukształtowana została w warunkach specyficznej budowy geologicznej i zmieniających się na przestrzeni czasu cech klimatu. Pomimo dobrego poznania wiele zagadnień związanych z pochodzeniem rzeźby tego obszaru do dziś budzi wiele wątpliwości. Jednymi z najbardziej wyrazistych elementów współczesnej morfologii Wyżyny są, występujące zarówno na wierzchowinach jak i na zboczach rozcięć dolinnych, wapienne ostańce skalne. Ich geneza jest dyskutowana od ponad pół wieku, a wśród poglądów na powstanie form ostańcowych przeważają dwa nurty krasowy i odpornościowy. Geneza krasowa, według której ostańce są mogotami lub wzgórzami pomogotowymi powstałymi w warunkach gorącego i wilgotnego klimatu jako skutek rozwoju paleogeńskiej powierzchni zrównania (zrównania krasowego). Poglądy te zostały sformułowane przez M. Klimaszewskiego (1958), J. Pokornego (1963) i rozwinięte w oparciu o szczegółowe badania ostańców okolic Ryczowa, Smolenia i Strzegowej przez J. Polichtówną (1962). Zgodnie z drugim nurtem poglądów ostańce skalne Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej są twardzielami (twardzielcami, monadnokami), będącymi efektem różnej odporności na procesy wietrzeniowe i erozyjne wapieni budujących jej obszar. Ostańce twardziele zbudowane są z wapieni skalistych, bardziej odpornych na niszczenie i zostały wypreparowane z mniej odpornych wapieni płytowych i uławiconych. Rozwój tego poglądu był możliwy po publikacji S. Dżułyńskiego (1952), dotyczącej facjalnego zróżnicowania wapieni górnej jury i genezy wapieni skalistych. Ku odpornościowej genezie ostańców Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej skłaniają się m.in. J. Szaflarski (1955) oraz S. Gilewska (1972). Ściany skalne tych form pokryte są mikroformami, związanymi z procesami wietrzeniowymi (m.in. ospą krasową, struk-

2 482 turami gąbczastymi czy formami jamistymi). Były one dotychczas jednymi z głównych przedmiotów zainteresowania badaczy morfologii ostańców skalnych Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej (Otęska-Budzyn 1978, 1987). Nowe dane geologiczne w zakresie dużego przestrzennego zróżnicowania wapieni górnej jury (m.in. Heliasz 1990, Irmiński 1995, Krajewski, Matyszkiewicz 2004; Matyszkiewicz i in. 2001, 2004) oraz tektoniki (m.in. Bednarek i in. 1985; Jędrys i in. 2004) pozwalają jednak na stwierdzenie, iż geneza ostańców skalnych Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej jest bardziej złożona i musi być traktowana jako poligeniczna. W świetle tych danych współczesna morfologia wapiennych ostańców jest efektem pierwotnego, dużego zróżnicowania facjalnego osadów węglanowych w górnojurajskim zbiorniku morskim, na które nałożyła się późniejsza tektonika, intensywne i wielofazowe procesy krasowienia oraz późniejsze procesy wietrzenia mechanicznego i ruchy masowe (m.in. Matyszkiewicz 2004, Matyszkiewicz i in. 2004; Tyc 2001). Podstawowym czynnikiem rozwoju tych form było więc wykształcenie się na zróżnicowanym morfologicznie dnie oceanu Tetydy górnojurajskich budowli węglanowych, tzw. kompleksów biohermalnych. W obrębie budowli węglanowych występuje bardzo duże zróżnicowanie facji i odmian wapieni zarówno w profilu pionowym jak i lateralnie. Masywne lub wykazujące uławicenie wapienie organogeniczne, budujące biohermy obocznie przechodzą w wapienie detrytyczne, które powstały w wyniku niszczenia budowli węglanowej zarówno w trakcie jej wzrostu (w strefie podstawy falowania) jak i zaraz po jego zakończeniu (Matyszkiewicz i in. 2001, 2004; Matyszkiewicz 2004). Również w obrębie poszczególnych typów wapieni zarysowuje się ich przestrzenne (pionowe i poziome) zróżnicowanie, wyrażające się na przykład różnym typem szkieletu biohermy (wapienie organogeniczne) (Matyszkiewicz i in. 2001) lub różną genezą wapieni detrytycznych (spływów grawitacyjnych ziarnowych lub gruzowo-błotnych) (Krajewski, Matyszkiewicz 2004). Na dużą różnorodność litologiczną wapieni nakłada się jeszcze cały szereg cech strukturalnych górnojurajskich budowli węglanowych. Wśród nich wyraźne piętno na rozwój rzeźby i współczesną morfologię wapiennych ostańców wywarły powierzchnie nieciągłości sedymentacjnych, które warunkują występowanie w obrębie wapieni skalistych widocznego uławicenia, podkreślonego przez procesy wietrzenia chemicznego (w tym krasowienia). Procesy diagenezy masywu węglanowego jury górnej (zachodzące na różnych etapach rozwoju masywu) dodatkowo uwypukliły te elementy strukturalne. Wymienione cechy geologiczne oraz sieć spękań w największym stopniu zadecydowały o powstaniu i współczesnym ukształtowaniu ostańców Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej. Dzisiejsza morfologia ostańców skalnych Wyżyny odzwierciedla w głównej mierze ukształtowanie górnojurajskich budowli węglanowych. Należy jednak podkreślić, iż do struktury tych budowli nawiązują również wczesne stadia rozwoju krasu podziemnego tego obszaru. Najwcześniejsze, inicjalne stadium tego rozwoju, związane z wynurzeniem budowli węglanowych jeszcze w jurze górnej, jest zapisane w masie skalnej jako barwne wypełnienie przestrzeni między fragmentami wapieni (paleokras). Obok spękań ciosowych, które w znacznym stopniu uwarunkowały kierunki przepływu wód powstającego systemu krasowego, kontakty litologiczne różnych odmian wapieni oraz powierzchnie nieciągłości sedymentacyjnych były predysponowane do rozwoju krasu. Biorąc pod

3 Relikty krasu podziemnego we współczesnej morfologii ostańców uwagę fakt, że część systemu krasowego wykształcona w wapieniach płytowych uległa całkowitej degradacji pod wpływem procesów denudacyjnych i erozyjnych (zachowały się jedynie wypełnione osadami kopalne fragmenty tego systemu), ostańce są miejscem gdzie zachowały się relikty wczesnych faz (górnokredowej i paleogeńskiej) speleogenezy Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej (Tyc 2003). W związku przedstawionymi wyżej różnicami odporności skał w masywie górnej jury relikty te mogły przetrwać w masywnej odmianie wapieni skalistych budujących ostańce. Występują one obok poszerzonych korozyjnie szczelin, oddzielających poszczególne bloki skalne ostańców oraz otworów licznych, lecz stosunkowo niewielkich jaskiń. Do reliktowych form krasu podziemnego (zdenudowanych jaskiń) obecnych we współczesnej rzeźbie wapiennych ostańców na terenie Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej można zaliczyć: fragmenty kanałów freatycznych zachowane w formie kilkunastometrowych tuneli (np. Tunel, Rura Nad Tunelem w Górze Smoleń, meandrujący tunel w Górze Puchacz w Górach Sokolich) lub okien skalnych (np. Okiennik Wielki w Skarżycach, okno skalne na Górze Birów w Podzamczu, Skała Oczko w Smoleniu); fragmenty ścian, okapów i nisz skalnych pokryte jaskiniowymi formami korozyjnymi zagłębienia wirowe (typu scallops) (m.in. na ścianach Góry Birów, ostańca z Jaskinią Jasną w Strzegowej), fragmenty otwartych, poziomych kanałów freatycznych wzdłuż ścian ostańców, najczęściej w sąsiedztwie istniejących fragmentów jaskiń (np. Góra Zborów, Panieńskie Skały w Dolinie Prądnika); fragmenty ścian, okapów i nisz skalnych pokryte formami pochodzenia hydrotermalnego kotły konwekcyjne na stropach okapów i nisz skalnych (np. Góra Kołoczek w Skałach Kroczyckich, ostaniec z Jaskinią Jasną w Strzegowej), powierzchnie pokryte drobnymi jamkami korozyjnymi, częściowo wypełnionymi formami mineralnymi (m.in. związkami żelaza) (np. Góra Birów, Straszykowe Skały w Ryczowie); szczątkowe formy nacieków kalcytowych fragmenty skorodowanych polew naciekowych pokrywających zagłebienia wirowe i jamki korozyjne (np. Góra Birów, Straszykowe Skały); anastomozy sieć drobnych kanałów wykształconych wzdłuż powierzchni nieciągłości sedymentacyjnych, przechodzących czasem w korytarze jaskiniowe w głębi ostańca (np. w masywie Góry Popielowej w Skałach Kroczyckich); ciągi bloków zawaliskowych związanych z zawałem stropu jaskiń, najczęściej nawiązujących do strefy lateralnego przejścia od wapieni masywnych (z zachowanym fragmentem jaskini) do wapieni detrytycznych (zawalona część jaskini) (np. Zegarowe Skały w Smoleniu, Góra Smoleń, Straszykowe Skały). Obserwacje współczesnej morfologii wapiennych ostańców Wyżyny Krakowsko -Częstochowskiej i analiza przestrzennego rozmieszczenia reliktów krasu podziemnego wskazują, że część dzisiejszych ścian ostańców stanowi fragmenty ścian jaskiniowych. Zostały one przemodelowane przez późniejsze procesy powierzchniowej korozji, jak i przez procesy mechaniczne, stanowią jednak ważny element rzeźby wzgórz ostańcowych. Na przykładzie wielu ostańców można zauważyć, że ich rozpad zachodził wzdłuż powierzchni ścian tych reliktowych jaskiń.

4 484 Jedną z ważnych cech zachowanych w rzeźbie ostańców reliktowych jaskiń jest ich przestrzenne zróżnicowanie na obszarze Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej. Największe nagromadzenie śladów dawnego krasu podziemnego znajdziemy w środkowej części Wyżyny, pomiędzy Smoleniem, Ryczowem na południu a Skałami Kroczyckimi i Podlesickimi na północy. Taki rozkład uwarunkowany jest (1) zróżnicowaniem warunków rozwoju budowli węglanowych wynikających z różnic w morfologii dna oceanu Tetydy na omawianym obszarze (wyraźne różnice między obszarem krakowskim i częstochowskim) (Jędrys i in. 2004; Matyszkiewicz i in. 2004), (2) różnym stopniem wypiętrzenia, a co za tym idzie różnym stopniem zdenudowania wału metakarpackiego, którego najwyższym elementem jest środkowa część Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej (Lewandowski 1993) oraz (3) położeniem w stosunku do głównych struktur tektonicznych podłoża płyty mezozoicznej decydujących zarówno o zróżnicowaniu rozwoju budowli węglanowych (Jędrys i in. 2004) jak i o możliwości rozwoju zjawisk krasu hydrotermalnego (Pulina i in. 2002; Rudnicki 1978). Zachowane na powierzchni ostańców skalnych relikty podziemnego skrasowienia powstały w warunkach freatycznych lub epifreatycznych, kiedy dzisiejsze formy ostańcowe były przykryte miąższymi osadami górnej jury (kimerydu) i kredy. Ich obecność we współczesnej rzeźbie to świadectwo obniżenia się powierzchni terenu w wyniku procesów denudacyjnych i wejścia form podziemnych (speleogenetycznych) w strefę przypowierzchniową gdzie zachodzi rozpad i dezintegracja jaskiń (speleodestrukcja). Może to potwierdzać przypuszczenie wyrażane przez J. Lewandowskiego (1993), iż we współczesnej rzeźbie Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej brak jest elementów związanych z paleogeńską powierzchnią zrównania krasowego i przeczyć jednocześnie krasowej genezie ostańców skalnych w rozumieniu M. Klimaszewskiego (1958) i późniejszych opracowań J. Polichtówny (1962), J. Pokornego (1963) czy J. Otęskiej-Budzyn (1978). We współczesnej rzeźbie powierzchniowej Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej występują formy podziemne, które w homogenicznych masywach wapiennych, pozbawionych tak dużego zróżnicowania facjalnego wapieni, ulegają całkowitej dezintegracji pod wpływem procesów denudacyjnych. Przykładem tego są klasyczne obszary krasu węglanowego na świecie. W przypadku obszaru Wyżyny na etapie destrukcji jaskiń zostało wykorzystane to samo co przy speleogenezie zróżnicowanie facjalne wapieni górnojurajskich budowli węglanowych. Jest to wyjątkowa, uwarunkowana budową geologiczną, cecha rzeźby krasowej Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej. Literatura Bednarek J., Górecka E., Zapaśnik T., 1985, Uwarunkowania tektoniczne rozwoju mineralizacji kruszcowej w utworach jurajskich monokliny śląsko-krakowskiej, Annales Societatis Geologorum Poloniae, 53, Dżułyński S., 1952, Powstanie wapieni skalistych jury krakowskiej, Rocznik Polskiego Tow. Geol., 21, Gilewska S., 1972, Wyżyny Śląsko-Małopolskie, [w:] M. Klimaszewski (red.), Geomorfologia Polski, t. 1, PWN, Warszawa,

5 Relikty krasu podziemnego we współczesnej morfologii ostańców Heliasz Z., 1990, Sedymentacja wapieni górnej jury w regionie częstochowskim Jury Polskiej, Prace Nauk. Uniw. Śl., 1431, Irmiński W., 1995, Górnojurajski kompleks biohermalny w okolicach Niegowonic i Grabowej k. Zawiercia, Przegl. Geol., 43, Jędrys J., Grabowska T., Krajewski M., Matyszkiewicz J., Żaba J., 2004, Założenia strukturalne górnojurajskich budowli węglanowych na Wyżynie Krakowsko-Wieluńskiej w świetle danych magnetycznych, [w:] J. Partyka (red.), Zróżnicowanie i przemiany środowiska przyrodniczo -kulturowego Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej, Ojców, Klimaszewski M., 1958, Nowe poglądy na rozwój rzeźby krasowej, Przegl. Geogr., 30, Krajewski M., Matyszkiewicz J., 2004, Rozwój i architektura facjalna górnojurajskich kompleksów budowli węglanowych w SW części Wyżyny Krakowskiej, [w:] J. Partyka (red.), Zróżnicowanie i przemiany środowiska przyrodniczo-kulturowego Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej, Ojców, Lewandowski J., 1993, Rzeźba przedczwartorzędowa regionu Śląsko-Krakowskiego i jej ewolucja morfogenetyczna, Folia Quater., 64, Matyszkiewicz J., 2004, Skały Rzędkowickie przykład poligenicznej genezy ostańców na Wyżynie Krakowsko-Częstochowskiej, [w:] J. Partyka, A. Tyc (red.), Od Złotego Potoku do Ojcowa szlakiem wyprawy naturalistów z 1854 r., Ojców, Matyszkiewicz J., Gadomska A., Porębska E., 2001, Górnojurajskie budowle węglanowe rejonu Ogrodzieńca, Zesz. Nauk. AGH, Geologia, 27, Matyszkiewicz J., Krajewski M., Tyc A., Król K., Kędzierski J., Jędrys J., Świąder J., 2004, Rozwój facjalny górnojurajskiego kompleksu Skał Zegarowych k. Smolenia (Wyżyna Krakowsko -Wieluńska), [w:] J. Partyka (red.), Zróżnicowanie i przemiany środowiska przyrodniczo -kulturowego Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej, Ojców, Otęska-Budzyn J., 1978, Wapienne skałki obszaru Strzegowej i Smolenia na Wyżynie Częstochowskiej, Chrońmy Przyrodę Ojczystą, 5, Otęska-Budzyn J., 1987, Wapienne ostańce koło Ogrodzieńca na Wyżynie Częstochowskiej, Ochrona Przyr., 45, Pokorny J., 1963, The development of mogotes in the southern part of the Cracow Upland, Bulletin de l Academie Polonaise des Sciences, Série des Sciences Géologiques et Géographiques, 11, Polichtówna J., 1962, Ostańce Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej, ich geneza i znaczenie w krajobrazie, Ochrona Przyr., 28, Pulina M., Tyc A., Żaba J., 2002, The role of endogenic processes in evolution of karst in Central European Platform (example of South Polish Uplands), [w:] F. Gabrovsek (red.), Evolution of Karst: From Prekarst to Cessation, Zbirka Carsologica, Postojna, Rudnicki J., 1978, Role of convection in shaping subterranean karst forms, Kras i speleologia, 2 (11), Szaflarski J., 1955, Wierzchowinowe formy skalne Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej, PTTK, i Muzeum Regionalne w Częstochowie, Tyc A., 2001, Najciekawsze obiekty i zjawiska przyrody nieożywionej Parku Krajobrazowego Orlich Gniazd, Dąbrowa Górnicza Będzin, Wyd. Zespół Parków Krajobraz. Woj. Śl., ss. 133.

6 486 Tyc A., 2003, Przyczynek do speleogenezy Wyżyny Częstochowskiej, [w:] M. Gradziński, M. Szelerewicz (red.), Materiały 37. Sympozjum Speleologicznego Sekcji Speleologicznej Pol. Tow. Przyr. im. Kopernika, Wojcieszów, , Kraków, Katedra Geomorfologii Uniwersytet Śląski ul. Będzińska Sosnowiec