Rozwój holoceńskich stożków napływowych

Transkrypt

1 VII Zjazd Geomorfologów Polskich kraków 2005 Rozwój holoceńskich stożków napływowych w dolinie bystrej (płaskowyż nałęczowski) Józef Superson, Wojciech Zgłobicki 1. Wprowadzenie Stożki napływowe stanowią ważny element w badaniach procesów morfodynamicznych, gdyż typ, struktura i tekstura ich osadów stanowi zapis zmian klimatycznych i procesów działających na stokach oraz w dnach dolin i młodych rozcięć erozyjnych (Sinkiewicz 1989, Nowaczyk 1991, Badura i in. 2003; Zygmunt 2003). Stosunkowo dobrze poznane są vistuliańskie stożki aluwialne rzek Kotliny Sandomierskiej (m.in. Nowaczyk 1991, Gębica 1995, 2004; Sokołowski 1995), natomiast niewiele opracowań z obszaru Polski dotyczy stożków holoceńskich, których rozwój jest uwarunkowany w znacznym stopniu działalnością człowieka (m. in. Teisseyre 1989, Sinkiewicz 1994). Podobna sytuacja ma miejsce w ośrodku lubelskim, gdzie nie podjęto kompleksowych badań stożków aluwialnych, pomimo powszechnego występowania tych form w dnach dolin oraz aplikacyjnego waloru badań. W związku z powyższym, autorzy podjęli próbę kompleksowego zbadania holoceńskich stożków napływowych, występujących w dolinach Wyżyny Lubelskiej. Niniejsze opracowanie jest prezentacją wstępnych badań tych form w dolinie Bystrej. 2. Budowa geologiczna i rzeźba zlewni środkowej i dolnej Bystrej Stożki napływowe występują głównie w dolinie środkowej i dolnej Bystrej. Dolina tego odcinka rzeki rozcina wierzchowinę Płaskowyżu Nałęczowskiego (ryc. 1). W lekko falistą, wierzchowinę, położoną na wysokości m n.p.m, wcięta jest, oprócz doliny Bystrej, gęsta sieć suchych dolin, parowów i wąwozów (Harasimiuk, Henkiel 1975/1976).

2 424 Józef Superson, Wojciech Zgłobicki Ryc. 1. Szkic geomorfologiczny zlewni środkowego odcinka Bystrej (za: Superson i in. 2003) 1 wierzchowiny i stoki lessowe, 2 równina denudacyjna, 3 dna dolin, 4 suche doliny, 5 wąwozy, 6 koryta rzek, 7 krawędzie lessowe, 8 linie przekrojów. Powierzchnię podplejstoceńską zlewni Bystrej tworzą utwory danu (gezy i siwaki) przykryte miejscami utworami oligoceńskimi. Utwory podlessowego plejstocenu reprezentują osady glacjalne (gliny zwałowe zlodowacenia Odry) oraz fluwioglacjalne (żwiry i piaski ze żwirami) i limniglacjalne (iły warwowe, mułki). Osady fluwioglacjalne zachowały się na zboczach i w dnie skalistej doliny Bystrej (Harasimiuk, Henkiel 1975/1976). Pokrywa lessowa zlewni występuje w postaci płatów różnych rozmiarów i miąższości. Brak jest lessu w dnie doliny Bystrej i w dnach jej dopływów oraz równoleżnikowych niecek. Największe miąższości 20 m, a miejscami ponad 30 m pokrywa lessowa osiąga w zachodniej części zlewni. Dolina Bystrej wycięta jest w skałach paleogeńskich. Wypełniają ją utwory plejstoceńskie i holoceńskie o miąższości do 12 m (piaski, żwiry, gliny zwałowe, torfy i osady deluwialno-proluwialne). Współczesne zbocza doliny, o wysokościach względnych rzędu m, mają przeciętnie długość m. Szerokość płaskiego dna doliny wynosi średnio m, miejscami zwęża się ono do zaledwie 200 m. W okolicach Wąwolnicy spadek dna doliny wynosi około 0,15%, natomiast w rejonie Celejowa wzrasta do 0,35%. U wylotu niektórych bocznych dolin i wąwozów występują stożki napływowe, których promień dochodzi do m. Na odcinku Nałęczów Celejów występują 24 form tego typu. Około 50% z nich rozwija się współcześnie dość intensywnie.

3 Rozwój holoceńskich stożków napływowych w dolinie Bystrej Najczęściej stożki zlokalizowane są u wylotów złożonych form wąwozowych, pojedynczych wąwozów zboczowych oraz wąwozów drogowych. Najbardziej czytelne stożki związane są z wąwozami i głębocznicami rozcinającymi strome zbocza doliny Bystrej. Część stożków jest obecnie w stanie kopalnym, gdyż zostały one zasypane utworami powodziowymi. Ze względu na sprzyjające warunki środowiska przyrodniczego oraz rolnicze użytkowanie także współcześnie opisywany obszar charakteryzuje się dużą dynamiką procesów rzeźbotwórczych. Tempo obniżania użytkowanych rolniczo zboczy oceniane jest na 2,0 do 7,4 mm/rok (Zgłobicki 2002), dynamicznie rozwija się część wąwozów (Rodzik, Zgłobicki 2000). Przy czym w ciągu ostatniego półwiecza intensywność procesów erozyjnych zmniejsza się ze względu na zmniejszanie się areału gruntów ornych na rzecz zadrzewień i trwałych użytków zielonych (Baran-Zgłobicka, Zgłobicki 2002). 3. Budowa wybranych stożków Stożek w Nałęczowie powstał u wylotu wąwozu rozcinającego dno suchej doliny, wykształconej w obrębie lewego zbocza doliny Bystrej (ryc. 1). Długość głównego wąwozu to około 600 m, zaś promień stożka dochodzi do 60 m. Formę budują w całej masie mułki szarożółte, w stropie z oznakami współczesnej pedogenezy. W proksymalnej części stożka mułki leżą na osadach złożonych w suchej dolinie (mułki szare, laminowane), natomiast w części dystalnej przykrywają namuły torfiaste. Osady organiczne są odgraniczone od osadów suchej doliny piaskami korytowymi (ryc. 2). Górną część namułów torfiastych datowano metodą 14 C na młodszy brąz (3 380 ± 80 lat BP). Ryc. 2. Budowa stożka w Nałęczowie 1 mułkowe osady stożka, mułki dolinne, 3 namuły torfiaste, 4 piaski ze żwirami, 5 mułki piaszczyste, 6 mułki ilaste, 7 less.

4 426 Józef Superson, Wojciech Zgłobicki Przebadano także kopalny stożek napływowy w okolicach Celejowa (ryc. 3). Położony jest on po lewej stronie rzeki, u wylotu głębokiego wąwozu, który rozcina całkowicie lessy i częściowo piaszczysto-żwirowe osady fluwioglacjalne. Powierzchnia zlewni wąwozu przekracza 1 km 2, główna forma rozcina dno głębokiej, suchej doliny erozyjno-denudacyjnej. Stożek, o promieniu ok. 120 m, zbudowany jest ze słabo wysortowanych piasków ze żwirami skał skandynawskich ze szczątkami gałęzi. Materiał organiczny uzyskał datę 14 C 970 ± 80 lat BP (Ki-11391). Osady te leżą na warstwie holoceńskich torfów, przykrywa je natomiast piaszczysta mada antropogeniczna o miąższości ok. 1,5 m. Ryc. 3. Przekrój geologiczny przez dolinę Bystrej w Celejowie (za: Superson i in. 2003) 1 namuły, 2 mułki, 3 mułki piaszczyste, 4 mułki piaszczysto-ilaste, 5 mułki ilaste, 6 mułki torfiaste, 7 torfy, 8 piaski, 9 piaski ilaste, 10 less, 11 piaski różnoziarniste, 12 proluwia, 13 gezy. 4. Uwarunkowania rozwoju stożków napływowych Wstępne badania stożków napływowych w dolinie Bystrej pozwoliły zaobserwować kilka prawidłowości w rozwoju tych form. Stożki występują częściej pod lewym, południowym zboczem doliny Bystrej, gdzie wąwozy zboczowe tworzą gęstą sieć. Stożki u wylotu form dolinnych są mniej czytelne w rzeźbie ze względu na fakt częściowego ich zamaskowania osadami powodziowymi. Rola wielkości zlewni wydaje się nie mieć tu większego znaczenia. Początek formowania stożków należy wiązać z uruchomieniem erozji dennej w wąwozach zboczowych. Wcześniej przeprowadzone badania osadów wąwozowych i powodziowych sugerują, że wąwozy zaczęły się rozwijać już w neolicie, kiedy nastąpił etap masowego wycinania lasów na wierzchowinach przez ludność kultury pucharów

5 Rozwój holoceńskich stożków napływowych w dolinie Bystrej lejkowatych (Śnieszko 1995, Nogaj-Chachaj 2000). Były to prawdopodobnie krótkie wąwozy wierzchowinowe, które nie docierały do den dolin rzecznych. Świadczy o tym ciągła warstwa osadów organicznych, tworzących się w dnie doliny Bystrej, w tym okresie (Superson i in. 2003). Wąwozy powstawały w zachodniej części Płaskowyżu Nałęczowskiego również w epoce brązu (Zgłobicki i in. 2003). Także te formy osiągały niewielkie rozmiary i rozcinały górne części zboczy suchych dolin erozyjno-denudacyjnych, a materiał pochodzący z erozji wąwozowej redeponowany był w dnach suchych dolin i nie docierał do den dolin rzecznych. Drugi etap wycinania lasów na Płaskowyżu Nałęczowskim zachodził w XI w. w wyniku budowy grodów obronnych i osad Państwa Piastów. Lasy wycinano wówczas także na zboczach doliny, co przyczyniło się do odmłodzenia i rozwoju wąwozów wierzchowinowych oraz powstania nowych wąwozów zboczowych i dolinnych. Na istnienie wczesnośredniowiecznej fazy erozji wąwozowej (XI w.) wskazują m. in. badania prowadzone w zachodniej części Płaskowyżu, w systemie wąwozowym Doły Podmularskie (Zgłobicki i in. 2003). Także inni badacze, zajmujący się problemami historycznej erozji wąwozowej na obszarach lessowych Wyżyny Lubelskiej i Roztocza, uznają ostatnie 1000 lat jako okres powstania sieci wąwozów lessowych (Maruszczak 1973, Buraczyński 1989/1990). Gwałtowny rozwój denudacji na zboczach spowodował przykrycie osadów organicznych madą antropogeniczną (Superson i in. 2003), zaś rozwój wąwozów zaowocował rozwojem stożków na dnie doliny. O początku tych procesów świadczy duża liczba dat 14 C stropu torfów. W optimum klimatycznym średniowiecza i podczas industralizacji Lubelszczyzny procesy denudacji i erozji wąwozowej uległy dalszemu przyspieszeniu. 5. Wnioski Powstanie i rozwój stożków napływowych na dnie doliny Bystrej jest uwarunkowane antropogenicznie. Depozycja osadów tych form zachodziła w wyniku intensywnej erozji wąwozowej w podatnym na rozmycie lessie, a ta z kolei została zapoczątkowana masowym wycięciem lasów na zboczach. Gruboziarnisty materiał niektórych stożków związany jest z katastrofalnymi zjawiskami i litologią zboczy doliny. Katastrofalne ulewy rozcinały dna dolin bardzo głęboko, docierając do osadów fluwioglacjalnych. Przeprowadzone do tej pory badania wskazują, że początek rozwoju większości stożków napływowych doliny Bystrej rozpoczął się we wczesnym średniowieczu (XI w.). Stożki napływowe wpłynęły na rozwój koryta rzecznego w dolinie. W większości przypadków koryto rzeczne przebiega środkiem doliny lub pod przeciwległym zboczem, w miejscach gdzie stożki rozwijają się u wylotu wąwozów.

6 428 Józef Superson, Wojciech Zgłobicki Literatura Badura J, Bluszcz A., Břizová E., Ciszek D., Issmer K., Moska P., Pawłyta J., Pazdur A., 2003, Holoceńskie zmiany środowiska przyrodniczego na przykładzie rozwoju stożka aluwialnego w rejonie Wzgórz Kożuchowskich (SW Polska), [w:] J. M. Waga, K. Kocel (red.), Człowiek w środowisku przyrodniczym zapis działalności, Sosnowiec, Baran-Zgłobicka B., Zgłobicki W., 2002, Współczesne zmiany natężenia erozji gleb na wyżynach lessowych (na przykładzie gminy Wąwolnica, Polska SE), Zeszyty Probl. Post. Nauk Roln. 487, Buraczyński J., 1989/1990, Rozwój wąwozów na Roztoczu Gorajskim w ostatnim tysiącleciu, Annales UMCS, B, 44/45, Gębica P., 1995, Evolution of the Vistula valley and alluvial fans of the Raba and Uszwica rivers between Uście Solne and Szczurowa in the Vistulian and Holocene, [w:] L. Starkel (red.), Evolution of the Vistula river valley during the last years, part V, Geogr. Stud. Special Issue, 8, Gębica P., 2004, Przebieg akumulacji rzecznej w górnym vistulianie w Kotlinie Sandomierskiej, Prace Geogr. IGiPZ PAN, 193, 229. Harasimiuk M., Henkiel A. 1975/1976, Wpływ budowy geologicznej i rzeźby podłoża na ukształtowanie pokrywy lessowej w zachodniej części Płaskowyżu Nałęczowskiego, Ann. UMCS, B, 30/31, Maruszczak H., 1973, Erozja wąwozowa we wschodniej części pasa wyżyn południowopolskich, Zeszyty Nauk. Post. Nauk. Roln. 151, Nogaj-Chachaj J., 2000, W epoce kamienia, [w:] E. Banasiewicz-Szykuła (red.), Archeologiczne odkrycia na obszarze Kazimierskiego Parku Krajobrazowego, Nowaczyk B., 1991, Wiek i warunki sedymentacji stożków napływowych w zachodniej części pradoliny warszowsko-berlińskiej, [w:] A. Kostrzewski (red.), Geneza litologia i stratygrafia utworów czwartorzędowych, UAM, Geografia, 50, Rodzik J., Zgłobicki W., 2000, Współczesny rozwój wąwozu lessowego na tle układu pól, [w:] S. Radwan, Z. Lorkiewicz (red.), Problemy ochrony i użytkowania obszarów wiejskich o dużych walorach przyrodniczych, Lublin, Sinkiewicz M., 1989, Zmiany rzeźby terenu Pojeziezierza Kujawskiego pod wpływem procesów stokowych, Stud. Soc. Scien. Toruń., C, 9, 6, Toruń. Sinkiewicz M., 1994, Paleogeograficzna wymowa budowy stożków napływowych w okolicy Biskupina na Pojezierzu Gnieźnieńskim, Acta Univ. Nicol. Copern., Geografia, 27, Sokołowski T., 1995, Evolution of the lower course of the Dunajec valley during Vistulian and Holocene, [w:] L. Starkel (red.), Evolution of the Vistula river valley during the last years, part V, Geogr. Stud. Special Issue, 8, Superson J. Jezierski W., Król T., 2003, Wpływ deforestacji Płaskowyżu Nałęczowskiego na rozwój osadów dna doliny Bystrej, [w:] J. M. Waga, K. Kocel (red.), Człowiek w środowisku przyrodniczym zapis działalności, Sosnowiec, Śnieszko Z., 1995, Ewolucja obszarów lessowych Wyżyn Polskich w czasie ostatnich lat, Prace Nauk. UŚ, Katowice,1496, Teisseyre A. K., 1989, Deposition of present-day wet alluvial fans (with examples from the Sudetes), Z. Geol. Wiss., Bd 17, H. 3,

7 Rozwój holoceńskich stożków napływowych w dolinie Bystrej Zgłobicki W., 2002, Dynamika współczesnych procesów denudacyjnych w północno-zachodniej części Wyżyny Lubelskiej, UMCS, Lublin, Zgłobicki W., Rodzik J., Schmitt A., Schmidtchen G., Dotterweich M., Zamhoffer S., Bork H-R., 2003, Fazy erozji wąwozowej w okolicach Kazimierza Dolnego, [w:] J. M. Waga, K. Kocel (red.), Człowiek w środowisku przyrodniczym zapis działalności, Sosnowiec, Zygmunt E., 2003, Stożek aluwialny dopływu rzeki Psiny jako wskaźnik rolniczej kolonizacji zlewni i erozji gleb w obrębie Płaskowyżu Głubczyckiego, [w:] J. M. Waga, K. Kocel (red.), Człowiek w środowisku przyrodniczym zapis działalności, Sosnowiec, Józef Superson Instytut Nauk o Ziemi Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej al. Kraśnicka 2c, d Lublin Wojciech Zgłobicki Instytut Nauk o Ziemi Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej al. Kraśnicka 2c, d Lublin

8