Rzeźba Tatr polodowcowa Projekt współfinansowany przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego za pośrednictwem Euroregionu Tatry w ramach Programu Współpracy Transgranicznej Rzeczpospolita Polska Republika Słowacka 2007 2013
Rzeźba Tatr polodowcowa Zakopane 2011 1
Polscy i słowaccy uczniowie poznają Tatry cykl imprez edukacyjnych RZEŹBA POLODOWCOWA TATR Opracowanie materiałów: Paweł Szczepanek Rysunki: Joanna Galica-Dorula Mapy: Marcin Guzik, Marcin Bukowski Autorzy fotografii: Monika Buźniak, Paweł Szczepanek, Andrzej Śliwiński Projekt graficzny, skład i druk: Lettra-Graphic Wyłączną odpowiedzialność za treść niniejszej publikacji ponosi Tatrzański Park Narodowy i w żadnym razie nie może ona być utożsamiana z oficjalnym stanowiskiem Unii Europejskiej ani Euroregionu Tatry. Wszelkie prawa zastrzeżone Żadna część tej publikacji nie może być powielana ani rozpowszechniana w jakikolwiek sposób bez pisemnej zgody posiadacza praw autorskich. Tatrzański Park Narodowy Kuźnice 1, 34-500 Zakopane tel. 18 20 23 200 e-mail: sekretariat@tpn.pl www.tpn.pl Zakopane 2011 ISBN 978-83-61788-44-7 Projekt współfinansowany przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego za pośrednictwem Euroregionu Tatry w ramach Programu Współpracy Transgranicznej Rzeczpospolita Polska Republika Słowacka 2007 2013
Temat: Rzeźba polodowcowa Tatr Cel ogólny Poznanie cech rzeźby Tatr świadczącym o jej polodowcowym pochodzeniu. Cele operacyjne Uczeń: potrafi określić, kiedy lodowce występowały w Tatrach; umie nazwać poszczególne części lodowca górskiego; potrafi wymienić i rozpoznać elementy rzeźby polodowcowej Tatr; zna pojęcie granicy wiecznego śniegu; przyjmuje postawę proekologiczną poprzez zdobywanie wiedzy o środowisku. Metody i techniki pracy podająca praktycznego działania prezentacja multimedialna Formy pracy zbiorowa indywidualna grupowa 3
Środki dydaktyczne prezentacja multimedialna karty pracy uczniów plansza edukacyjna model doliny polodowcowej Przebieg zajęć I faza wstępna Pogadanka 1. Nauczyciel rozmawia z uczniami na temat, gdzie występują lodowce na świecie i co o tym decyduje (prezentacja slajd nr 2). Praca z kartami pracy 2. Uczniowie wykonują zadanie nr 1 w kartach pracy. Prezentacja multimedialna 3. Nauczyciel prezentuje, w jaki sposób następuje przemiana śniegu w lód (slajdy nr 3 i 4) i jakie są tego konsekwencje, oraz kiedy i gdzie w Polsce były lodowce (slajd nr 5). Praca z kartami pracy 4. Uczniowie wykonują zadanie nr 2 w kartach pracy. II faza realizacyjna Prezentacja multimedialna 5. Nauczyciel omawia poszczególne elementy rzeźby polodowcowej i pokazuje je uczniom na slajdach (slajdy 6 23), zwracając uwagę na następujące zagadnienia: 4
Budowa lodowca górskiego uczniowie wykonują zadanie nr 3 w kartach pracy; Omówienie elementów rzeźby polodowcowej uczniowie wykonują zadania nr 4 oraz 5 w kartach pracy; Rzeźba polodowcowa świadczy o obecności lodowców; Jak poznać, że dolina była zlodowacona uczniowie wykonują zadania nr 6, 7, 8 i 9 w kartach pracy. III faza podsumowująca Zadania dla uczniów 7. Uczniowie wspólnie z nauczycielem wypełniają planszę edukacyjną. 8. Uczniowie wykonują model Doliny Roztoki i Doliny Pięciu Stawów Polskich. Definicje Dolina zawieszona rodzaj doliny bocznej oddzielonej od doliny głównej stromym progiem. Dno doliny bocznej znajduje się znacznie powyżej dna doliny głównej, czyli cała dolina jest w stosunku do niej zawieszona. Pole firnowe obszar powyżej granicy wiecznego śniegu, gdzie gromadzący się śnieg przemienia się w firn, a następnie w lód. Kocioł lodowcowy (kar, cyrk lodowcowy) zagłębienie terenu otoczone z trzech stron stromymi stokami (ścianami), a z czwartej ryglem skalnym. W kotle lodowcowym śnieg zamienia się w lód. Wygłady lodowcowe (mutony, barańce) forma ukształtowania powierzchni ziemi: rodzaj pagórka, wyniosłości skalnej o wysokości od kilkunastu centymetrów do kilkudziesięciu metrów, powstająca w wyniku procesu mechanicznego niszczenia podłoża skalnego wywoływanego przez działalność lodowca. Mutony odznaczają się charakterystycznym 5
podłużnym kształtem oraz gładką, wyślizganą powierzchnią z jednej strony, a poszarpaną z drugiej. Czasami na wygładzonej powierzchni występują rysy wskazujące kierunek ruchu lodowca. Jezioro wytopiskowe typ jeziora polodowcowego, powstałego w wyniku wytopienia się martwego lodu oderwanego od głównego jęzora lodowcowego. Charakteryzuje się nierównym dnem, z licznymi płyciznami i głębokością nieprzekraczającą 30 metrów. Jezioro karowe typ jeziora polodowcowego powstałego przez wypełnienie wodą cyrku lodowcowego. Z reguły są to jeziora głębokie, np. Wielki Staw Polski (79 m) najgłębsze jezioro w Tatrach i trzecie co do głębokości w Polsce. Próg ściana skalna oddzielająca kocioł lodowcowy od doliny, do której spływa jęzor lodowcowy. Dolina główna najgłębiej wydrążona dolina, do której spływają wszystkie cieki wodne, otoczona występującymi wyżej dolinami zawieszonymi. Morena rumosz skalny transportowany lub zdeponowany przez lodowiec. Źródło: Bac-Moszaszwili E., Jurewicz E. 2004. Wycieczki geologiczne w Tatry. Lodowce Lodowce to wielkie wolno płynące rzeki lodu. Powstają powyżej granicy wiecznego śniegu, czyli minimalnej wysokości, powyżej której śnieg nie topi się w ciągu roku, lecz stopniowo przekształca w lód. Przebieg granicy wiecznego śniegu zależny jest od szerokości geograficznej oraz od wysokości nad poziomem morza. Wpływ na nią ma także ukształtowanie terenu. Związane jest to z faktem, że do przemiany śniegu w lód potrzebna jest pewna jego minimalna masa oraz czas. Z tego względu w niektórych miejscach, mimo że teoretycznie wyliczona granica wiecznego śniegu przebiega niżej niż wysokość danego miejsca, brak obszarów akumulacji śniegu wyklucza możliwość występowania lodowców. 6
Takim obszarem są Tatry, gdyż klimatyczna granica wiecznego śniegu przebiega tu na wysokości około 2300 m n.p.m., ale na tej wysokości nie ma miejsc, w których śnieg mógłby się zgromadzić w odpowiedniej ilości i przekształcić w lód. Obecnie lodowce występują w wysokich górach (Andy, Alpy, Himalaje, Góry Skaliste) oraz w rejonach podbiegunowych (Antarktyda, Grenlandia, Islandia, Arktyka). Lód lodowcowy powstaje w wyniku zmiany struktury śniegu. Płatki śniegu tworzą się w wyniku bezpośredniej przemiany pary wodnej w lód, w wyniku zjawiska resublimacji. Puch śnieżny zawiera ok. 90% powietrza. W wyniku gromadzenia się śniegu wzrasta jego masa, a jej nacisk powoduje zmiany struktury kryształków lodu. Powietrze jest z nich wyciskane, pod wpływem ciężaru zamieniają się one w duże kryształy lodu. Zmniejsza się też zawartość powietrza. Na ten proces wpływa także topnienie i zamarzanie w ciągu dnia płatków śniegu. Z czasem znika sześciopromienista struktura płatków śniegu, tworzy się jednorodny lód o zawartości powietrza do 20%. Lód o takiej strukturze ma charakterystyczny niebieski kolor i jest bardzo twardy. W Polsce zlodowacenia występowały kilkukrotnie. Wyróżnia się zlodowacenia południowopolskie, środkowopolskie oraz północnopolskie. zlodowacenie północnopolskie zlodowacenie środkowopolskie zlodowacenie południowopolskie obszar nie pokryty lądolodem 7
W czasie ich trwania lądolód skandynawski wkroczył na tereny naszego kraju, jednak nigdy nie dotarł w rejon Tatr. W obrębie gór tworzyły się lokalne lodowce górskie, które w znacznym stopniu zadecydowały o współczesnym ich krajobrazie. Epoka lodowa w Tatrach Współczesny krajobraz Tatr został w największym stopniu ukształtowany przez lodowce, które w epoce lodowej, czyli plejstocenie (2 mln 10 tys. lat temu), pojawiały się w Tatrach kilkakrotnie. Ok. 500 tysięcy lat temu w czasie zlodowacenia południowopolskiego lądolód skandynawski dotarł do podnóży Karpat. Nie był jednak w stanie pokonać wzniesień i zatrzymał się mniej więcej na linii wyznaczonej przez równoleżnik przechodzący przez dzisiejszy Kraków. W tym czasie w Tatrach powstawały lodowce górskie. Na skutek chłodu granica wiecznego śniegu była znacznie obniżona w stosunku do jej dzisiejszego położenia (2300 m n.p.m.) i w Tatrach Wysokich przebiegała na wysokości ok. 1600 m n.p.m., a w Tatrach Zachodnich ok. 1500 m n.p.m. Powyżej tej wysokości śnieg nie topniał całkowicie, co roku gromadziły się nowe jego warstwy, które na skutek topnienia i zamarzania zmieniały się w ziarnisty firn, a później w lód. Lód jest ciałem stałym, jednak posiada pewną plastyczność, co objawiało się tym, że na skutek grawitacji zaczął on powoli spływać w dół. Miliony metrów sześciennych ciężkiego lodu (ciężar 1 metra sześciennego puchu śnieżnego wynosi ok. 85 kg, natomiast 1 metr sześcienny lodu waży ok. 900 kg), w miejscu, gdzie się on tworzył, poszerzały podłoże, przekształcając zagłębienia terenu w półkoliste nisze, które nazywamy cyrkami, kotłami albo karami lodowcowymi. Nadmiar lodu wydostawał się z cyrków lodowcowych w postaci jęzorów lodowcowych. Ogromne masy lodu obecne w jęzorach i kotłach żłobiły podłoże, wyrywając bloki skalne i je ścierając. W ten sposób powstały wygłady lodowcowe, zwane też barańcami lub mutonami. Z reguły kotły lodowcowe były oddzielone progiem od doliny, do której spływały jęzory. Taki próg możemy oglądać na przykład nad Morskim Okiem, spoglądając w kierunku Czarnego Stawu pod Rysami. 8
Spływający jęzor lodowcowy niósł ze sobą materiał skalny, który został wyrwany z podłoża lub opadł na powierzchnię lodu. Skały pchane przez masy lodu wzmacniały ścieranie podłoża, potęgując tym samym erozyjną działalność lodowca. Obecne w lodzie skały tworzyły rysy w podłożu, ściany dolin były wygładzane i zaokrąglane, zmieniał się także profil doliny. Przyjmował on kształt litery U, w odróżnieniu od profilu V-kształtnego charakterystycznego dla dolin modelowanych przez rzeki. Żłobienie podłoża było najbardziej nasilone w dolinach głównych, gdzie masa lodu była największa. W dolinach bocznych, w których gromadziło się mniej śniegu, erozyjna działalność lodu była mniejsza. Z tego względu doliny boczne są zwykle położone wyżej w stosunku do doliny głównej. Nazywamy je dolinami zawieszonymi. Pełznący w dół lód lodowcowy niósł ze sobą materiał skalny. Na pewnej wysokości poniżej granicy wiecznego śniegu lód topił się, pozostawiając w okolicy to, co było zgromadzone w jęzorze lodowcowym oraz na jego powierzchni. Były to najczęściej mniejsze lub większe bloki 9
skalne. Te największe, zwane wantami, możemy obserwować np. na szlaku do Morskiego Oka, w rejonie leśniczówki Tatrzańskiego Parku Narodowego. Takie nagromadzenie się materiału skalnego niesionego przez lodowiec nazywamy moreną. W zależności od miejsca, gdzie materiał ten został złożony, moreny dzielimy na: czołowe, denne, boczne i środkowe (między dwoma jęzorami). Miąższość moren dochodzi do kilkuset metrów. W rejonie Doliny Suchej Wody pokryła ona całkowicie materiałem granitowym leżące niżej inne skały. Spowodowało to wykształcenie się tak zwanych świerczyn namorenowych w reglu dolnym, co jest wyjątkowym zjawiskiem w Tatrach. Bory świerkowe są bowiem charakterystyczne dla regla górnego. Największym lodowcem w Tatrach, o długości około 14 kilometrów, był lodowiec Doliny Białki. W polskiej części Tatr najdłuższy był lodowiec Doliny Suchej Wody (8 km). Około 20 18 tysięcy lat temu klimat zaczął się ocieplać, co spowodowało podwyższenie się granicy wiecznego śniegu i w nisko położonych dolinach głównych stopiły się jęzory lodu. 10
morena czołowa morena boczna morena środkowa Z dolin zawieszonych wypływały potoki znoszące do doliny głównej piaski i żwiry. Ocieplenie następowało stopniowo, co skutkowało tym, że np. w rejonie Włosienicy czoło lodowca zatrzymało się na kilkadziesiąt lat. Było to związane z faktem, że wytworzył się stan równowagi między topnieniem i spływaniem lodowca. Miało to miejsce ok. 15 tysięcy lat temu. Ocieplenie postępowało jednak dalej, aż przyszedł moment, gdy śnieg topił się całkowicie w ciągu roku i nie mógł się tym samym przemieniać w lód. Lodowce zniknęły, a utworzone przez nie cyrki lodowcowe wypełniły się wodą. W ten sposób powstały jeziora polodowcowe, tak charakterystyczne dla Tatr Wysokich. Największym z nich jest Morskie Oko (34,5 ha), a najgłębszym Wielki Staw Polski w Dolinie Pięciu 11
Stawów Polskich (79 m). W Tatrach Słowackich największym jeziorem jest Wielki Hińczowy Staw o powierzchni ok. 20 ha. Większość jezior polodowcowych w Tatrach ma charakter karowy, to znaczy, że woda wypełnia cyrk lodowcowy. Jednak istnieją też polodowcowe jeziora o charakterze wytopiskowym. Do nich należy Szczyrbskie Pleso. Powstało ono na skutek uwięzienia w materiale morenowym ogromnych brył lodu. Był to martwy lód oderwany od głównego jęzora. Gdy stopił się, w dnie powstały zagłębienia i nierówności, które z czasem wypełniły się wodą. Jezioro karowe (z lewej) i jezioro wytopiskowe. Z epoką lodową wiąże się też występowanie rumowisk skalnych. 12
Są one utworzone z rumoszu skalnego pokrywającego znaczny obszar na powierzchni gruntu. Powstały na skutek rozsadzania skał przez zamarzającą wodę w szczelinach skalnych. Można je zobaczyć w wielu miejscach w Tatrach, np. w rejonie Przełęczy Kondrackiej, na Dubrawiskach i w rejonie Doliny Wielkiej Huczawy. Nie wszystkie doliny w Tatrach były zlodowacone. Doliny położone w rejonie reglowym (Strążyska, Białego, Za Bramką, Filipka, Olczyska) nie były zlodowacone. O tym, czy dana dolina była w przeszłości zlodowacona, można wnioskować, obserwując jej profil. Jeżeli nie ma on charakterystycznego kształtu przypominającego literę U, oznacza to, że nie było w niej lodowców. Jest to najważniejsze kryterium. Niekiedy jest tak, że w dolinach rzecznych występują pewne elementy rzeźby terenu świadczące o ich związku z lodowcami. Na przykład wędrując Doliną Olczyską, możemy zobaczyć granitowe bloki morenowe. Mogłoby się wydawać, że dolina ta była w przeszłości zlodowacona, jednak V-kształtny profil świadczy o jej rzecznym pochodzeniu. Wynika to z tego, że lodowiec Doliny Suchej Wody i Doliny Pańszczycy przelał się przez obniżenie terenu (między Kopieńcem a Wielką Królową Kopą) do górnej części tej doliny, zostawiając granitowe bloki. W obrębie Tatr Zachodnich doliny były zlodowacone tylko w ich górnej części. Widać to wyraźnie w profilu dolin, które poniżej 1000 m n.p.m. mają profil rzeczny, natomiast powyżej tej wysokości profil staje się charakterystyczny dla dolin polodowcowych. Na przykład Dolina Małej Łąki w dolnej części jest typową doliną rzeczną, natomiast w górnej, w rejonie Niżniej i Wyżniej Świstówki, można zauważyć typowe elementy rzeźby polodowcowej. Epoka lodowcowa skończyła się w Tatrach około 11 tysięcy lat temu. Obecnie granica wiecznego śniegu przebiega w Tatrach na wysokości ok. 2300 m n.p.m. Najwyższe szczyty są około 300 350 metrów wyższe. Wydawać by się mogło, że lodowce powinny w Tatrach występować także i dzisiaj. Nie dzieje się tak dlatego, że powyżej tej granicy nie ma odpowiednich pól akumulacji śniegu (pól firnowych), który spada niżej i w ciągu lata topi się. Tak więc nie tylko warunki klimatyczne wpływają na możliwość występowania lodowców, ważne w tym procesie jest także ukształtowanie powierzchni. W Tatrach obecne są natomiast pola 13
14
15 Rzeźba polodowcowa Tatr
wiecznego śniegu, zwane przez niektórych badaczy lodowczykami lub śnieżnikami. Największy w polskiej części Tatr jest w Bańdziochu (Mięguszowieckim Kotle). Jest to małe pole śnieżne leżące na wysokości 1973 2035 m n.p.m., zasilane śniegiem opadającym w postaci lawin z otaczających ścian. Podsumowanie O polodowcowym charakterze rzeźby Tatr świadczą: występowanie dolin o profilu litery U; obecność dolin zawieszonych i niżej położonych dolin głównych; obecność moren i progów; występowanie jezior polodowcowych. 16
17
ISBN 978-83-61788-44-7 18 egzemplarz bezpłatny