Dział O JURZE - Środowisko naturalne - Kras - uwagi ogólne
Kras - proces rozpuszczania skał stosunkowo łatwo rozpuszczalnych przez wody powierzchniowe i podziemne, wraz z procesami towarzyszącymi składającymi się na krasowienie, a także wytwarzana przez nie charakterystyczna rzeźba krasowa i systemy odwodnienia.
Proces krasowienia dotyczy skał węglanowych, oraz ewaporytów(halit, gips itp.), jego istotą są następujące reakcje chemiczne:
Głównymi źródłami nasycania wody dwutlenkiem węgla są:atmosfera - zawartość CO2 wynosi średnio 0,03%, ale przy gruncie może dojść w tropikach do 20% z pokrywy humusowej - w trakcie rozkładu sub. organicznych uwalniany jest CO2 w wyniku procesów geochemicznych
W wyniku kontaktu roztworów ze skałami węglanowymi następuje kolejna reakcja:
Skały wapienne zbudowane są głównie z kalcytu(CaCO3),czyli związku, który w kontakcie z kwasem węglowym jak i innymi kwasami organicznymi ulega powyższej reakcji chemicznej i przechodzi w łatwo rozpuszczalny(w wodzie) kwaśny węglan wapnia.
Zasadniczymi warunkami definiującymi intensywność krasowienia jest wielkość opadów i termika otoczenia, dodatkowo należy uwzględnić prędkość krążenia wody i czas jej kontaktu z podłożem. Ponieważ w warunkach suchych krasowienie zostaje zahamowane ważna jest tempemperatura środowiska w jakim zachodzi cały proces.
Są dwie znacznie różniące się teorie dotyczące procesów krasowienia: kras w klimacie zimnym - większa agresywność wody(większe nasycenie CO2 w roztworze) = szybsze wietrzenie chemiczne
kras w klimacie gorącym - także większa agresywność wody (występowanie kwasów organicznych, oraz biologicznego CO2) i ze względu na wyższą temp. szybszy przebieg reakcji chemicznej
[Słownik geologii dynamicznej red. W. Jaroszewskiego Wydawnictwa Geologiczne W-wa 1985]
Proces krasowienia dotyczy skał węglanowych, oraz ewaporytów(halit, gips itp.), jego istotą są następujące reakcje chemiczne:
H2O + CO2 => H2CO3 (kwas węglowy)
Głównymi źródłami nasycania wody dwutlenkiem węgla są:
W wyniku kontaktu roztworów ze skałami węglanowymi następuje kolejna reakcja:
H2CO3 + CaCO3 => Ca(HCO3)2 (kwaśny węglan wapnia)
Skały wapienne zbudowane są głównie z kalcytu(CaCO3),czyli związku, który w kontakcie z kwasem węglowym jak i innymi kwasami organicznymi ulega powyższej reakcji chemicznej i przechodzi w łatwo rozpuszczalny(w wodzie) kwaśny węglan wapnia.
Zasadniczymi warunkami definiującymi intensywność krasowienia jest wielkość opadów i termika otoczenia, dodatkowo należy uwzględnić prędkość krążenia wody i czas jej kontaktu z podłożem. Ponieważ w warunkach suchych krasowienie zostaje zahamowane ważna jest tempemperatura środowiska w jakim zachodzi cały proces.
Są dwie znacznie różniące się teorie dotyczące procesów krasowienia:
Niezależnie od tego, która z powyższych teorii "przeważy" nie można zapominać, że imponująca rzeźba dzisiejszej Jury powstawała w ciepłym i wilgotnym trzeciorzędzie.
Zjawiska krasowe
Przekrój przez masyw krasowy :
[na podstawie "Jaskinie Wyżyny Krakowsko-Wieluńskiej" M.Szelerewicz A.Górny]
|
1 - jaskinia krasowa 2 - wywierzysko 3 - ślepa dolina z ponorem 4 - lejki krasowe 5 - otwarty lejek krasowy 6 - studnia krasowa 7 - skałki zboczowe |
Wyróżniamy pięć podstawowych form rozwoju rzeźby krasowej :
- kras odkryty - skała poddawana jest bezpośredniej działalności czynników atmosf.
- kras zielony - rozwijający się pod warstwą darni i cienkiej warstwy gleby
- kras zakryty - reprodukowany w osadach niekrasowiejących
- kras podziemny
- kras kopalny - powstały w minionych epokach geol., obecnie zagrzebany w nierozpuszczalnych skałach młodszych
Pierwsze trzy formy zaliczamy do krasu powierzchniowego.
- kras odkryty - skała poddawana jest bezpośredniej działalności czynników atmosf.
- kras zielony - rozwijający się pod warstwą darni i cienkiej warstwy gleby
- kras zakryty - reprodukowany w osadach niekrasowiejących
- kras podziemny
- kras kopalny - powstały w minionych epokach geol., obecnie zagrzebany w nierozpuszczalnych skałach młodszych
Pierwsze trzy formy zaliczamy do krasu powierzchniowego.
Kras powierzchniowy
Zasadniczym czynnikiem kształtującym rozwój krasu powierzchniowego są szaroko pojęte wody powierzchniowe. Poza rozpuszczaniem duże znaczenie ma erozja mechaniczna i akumulacyjna wody, a w klimacie umiarkowanym zaleganie pokrywy śnieżnej. Pojęcie krasu pow. rozciąga się zarówno na drobne formy typu ospa krasowa jak i na duże doliny.
Poniżej krótki przegląd form charakterystycznych dla terenów Wyżyny :
1. Ostańce - są to pozostałości trzeciorzędowych mogotów - stromościennych pagórów wapiennych rozwijających się w wilgotnym i gorącym klimacie tropiku. Zbudowane są zazwyczaj ze stosunkowo odpornych na wietrzenie wapieni skalistych, podnóże zalegają produkty wietrzenia chemicznego i mechanicznego.
Przekrój ostańca pomogotowego na Płaskowyżu Ojcowskim
2. Doliny krasowe - głębokie, wąskodenne, często skaliste jary, poprzecinane progami. Dla Jury charakterystyczna jest niesymetryczność zboczy (Wyżna Olkuska)
3. Doliny ślepe (zamknięte) wycięte w utworach niekrasowiejących, zakończone ryglem, zazwyczaj występują w nich ponory. Najbardziej znany jest ponor (łykawiec) w okolicach Murowni odprowadzający wody do wywierzyska pod Stokową Skałą w dolinie Prądnika
4. Lejki krasowe - powstają w trakcie rozpuszczania ścian krzyżujących się szczelin.
Lejek otwarty - Jaskinia W Leju :
Jeżeli lejek rozwija się pod warstwą utworów przepuszczalnych (piaski) nazywany jest lejkiem reprodukowanym. W przypadku zapadnięcia się stropu jaskiń dochodzi do powstawania m.in. lejków zapadliskowych.
Jedno z ciekawszych skupisk lejków jest na prawym zboczu Będkówki - znajdują się tam także lejki otwarte - jaskinie Krucha Szczelina, W Leju; innym przykładem otwartego leja jest wejście do jaskini Kamiennego Gradu (Mirowska Góra - Niegowa)
5. Studnie krasowe - owalne, lub szczelinowate pionowe partie, często połączone z poziomymi systemami korytarzy. Ciekawostką jest Gliwicka Studnia o głębokości 17m i stałej średnicy ok. 1m.
Formy występujące zazwyczaj na eksponowanych powierzchniach skalnych :
6. Żłobki krasowe - powstają pod wpływem działania wody opadowej, roztopowej na skałach o nachyleniu powierzchni 5-80o. Są to bruzdy dochodzące nawet do 2m głębokości i kilkunastu metrów długości (na Jurze są to formy zdecydowanie mniejsze) i przebiegu zgodnym z kierunkiem spadku
7. Jamy krasowe - forma występująca, na Jurze, znacznie częściej niż żłobki. Powstają na powierzchniach płaskich lub słabo nachylonych, w miejscach krzyżowania się szczelin, dno zazwyczaj jest pokryte zwietrzeliną i roślinnością.
8. Ospa krasowa - drobne zagłębienia w powierzchni skały wapiennej.
Poniżej krótki przegląd form charakterystycznych dla terenów Wyżyny :
1. Ostańce - są to pozostałości trzeciorzędowych mogotów - stromościennych pagórów wapiennych rozwijających się w wilgotnym i gorącym klimacie tropiku. Zbudowane są zazwyczaj ze stosunkowo odpornych na wietrzenie wapieni skalistych, podnóże zalegają produkty wietrzenia chemicznego i mechanicznego.
Przekrój ostańca pomogotowego na Płaskowyżu Ojcowskim
[wg J. Pokornego (1961)]
|
|
1 - trzeciorzędowe iły rezydualne (domieszka kaolinitu) 2 - peryglacjalny rumosz wapienny 3- zwietrzelina interglacjalna 4- less (czwartorzęd) Wm - wapień masywny (skalisty) Wp - wapień płytowy |
2. Doliny krasowe - głębokie, wąskodenne, często skaliste jary, poprzecinane progami. Dla Jury charakterystyczna jest niesymetryczność zboczy (Wyżna Olkuska)
3. Doliny ślepe (zamknięte) wycięte w utworach niekrasowiejących, zakończone ryglem, zazwyczaj występują w nich ponory. Najbardziej znany jest ponor (łykawiec) w okolicach Murowni odprowadzający wody do wywierzyska pod Stokową Skałą w dolinie Prądnika
4. Lejki krasowe - powstają w trakcie rozpuszczania ścian krzyżujących się szczelin.
Lejek otwarty - Jaskinia W Leju :
[na podstawie "Jaskinie Wyżyny Krakowsko-Wieluńskiej M.Szelerewicz A.Górny"]
 |
Najczęściej spotykane są lejki z rozmycia - okrągły zarys, średnica kilka, kilkanaście metrów, dno płaskie lub stożkowe, ściany o nachylaniu 20-30o. Na dnie zazwyczaj znajdują ponory odprowadzające wody opadowe i roztopowe - w przypadku zatkania takiej szczeliny przez materiały nieprzepuszczalne (glina) mogą powstawać jeziorka krasowe. |
Jeżeli lejek rozwija się pod warstwą utworów przepuszczalnych (piaski) nazywany jest lejkiem reprodukowanym. W przypadku zapadnięcia się stropu jaskiń dochodzi do powstawania m.in. lejków zapadliskowych.
Jedno z ciekawszych skupisk lejków jest na prawym zboczu Będkówki - znajdują się tam także lejki otwarte - jaskinie Krucha Szczelina, W Leju; innym przykładem otwartego leja jest wejście do jaskini Kamiennego Gradu (Mirowska Góra - Niegowa)
5. Studnie krasowe - owalne, lub szczelinowate pionowe partie, często połączone z poziomymi systemami korytarzy. Ciekawostką jest Gliwicka Studnia o głębokości 17m i stałej średnicy ok. 1m.
Formy występujące zazwyczaj na eksponowanych powierzchniach skalnych :
6. Żłobki krasowe - powstają pod wpływem działania wody opadowej, roztopowej na skałach o nachyleniu powierzchni 5-80o. Są to bruzdy dochodzące nawet do 2m głębokości i kilkunastu metrów długości (na Jurze są to formy zdecydowanie mniejsze) i przebiegu zgodnym z kierunkiem spadku
7. Jamy krasowe - forma występująca, na Jurze, znacznie częściej niż żłobki. Powstają na powierzchniach płaskich lub słabo nachylonych, w miejscach krzyżowania się szczelin, dno zazwyczaj jest pokryte zwietrzeliną i roślinnością.
8. Ospa krasowa - drobne zagłębienia w powierzchni skały wapiennej.
Kras podziemny
Czynnikiem inkludującym powstawanie systemów jaskiniowych są zazwyczaj tektoniczne spękania, szczeliny, fugi międzyławicowe, oraz warstwy na kontakcie skał o różnej rozpuszczalności - umozliwiają one przenikanie roztworów w głąb masywów krasowych. Woda krążąca w szczelinach poprzez rozpuszczanie i erozję stopniowo je poszerza. Jednocześnie ważnym czynnikiem w rozwóju systemów jaskiniowych jest zmiana bazy erozyjnej tzn. obniżanie poziomu wody.
W jaskiniach możemy wydzielić trzy strefy będące równocześnie etapami rozwoju jaskiń.
1. strefa saturacji - korytarze całkowicie wypełnione wodą, głównym czynnikiem jaskiniotwórczym jest wietrzenie chemiczne.
2. strefa wadyczna - woda płynie dolnymi partiami korytarza, oddziaływuje zarówno poprzez erozję jak i wietrzenie chemiczne.
3. strefa aeracji - woda pojawia się tylko sporadycznie (np. gwałtowne opady), rozwija się szata naciekowa i namulisko.
Namulisko to osady wypełniające (zazwyczaj częściowo) korytarze jaskiń - ze względu na pochodzenie wydzielamy osady:
autochtoniczne - powstające w jaskiniach : nierozpuszczalne w wodzie składniki skał wapiennych (terra rossa), gliny, iły, fragmenty nacieków, obrywy ze stropu i ścian
allochtoniczne - piaski, żwiry, lessy, gliny itp. naniesione przez wodę z powierzchni, szczątki pochodzenia organicznego (w tym także ślady pobytu człowieka).
W datowaniu namuliska bardzo ważną role odgrywa znajomość przebiegu procesów wietrzenia i akumulacji. Dla klimatu zimnego charakterystyczne są m.in. ostrokrawędzisty gruz wapienny, gliny lessowe, klimat cieplejszy to intensywniejsze wietrzenie chemiczne, większy przyrost szaty naciekowej. W niektórych jaskiniach Wyżyny miąższność osadów przekracza 10m.
Największą jaskinią Jury jest obecnie (2007r.) J. Wierna w Ostrężniku, Dolina Wiercicy (długość 1027m, głębokość 30m), najgłębszą J. Studnisko w rez. Sokole Góry koło Olsztyna pod Częstochową (długość 337m, głębokość 77,5m), natomiast jedną z najciekawszych jest największe odkrycie ostatnich lat, czyli J. Brzozowa koło Trzebniowa (długość 645m, głębokość 18,5m)
Dokładne opisy i plany jaskiń Jury można znalezć na stronach Sopockiego Klub Taternictwa Jaskiniowego,
oraz w książce "Jaskinie Wyżyny Krakowsko-Wieluńskiej" M.Szelerewicz A.Górny
W jaskiniach możemy wydzielić trzy strefy będące równocześnie etapami rozwoju jaskiń.
1. strefa saturacji - korytarze całkowicie wypełnione wodą, głównym czynnikiem jaskiniotwórczym jest wietrzenie chemiczne.
2. strefa wadyczna - woda płynie dolnymi partiami korytarza, oddziaływuje zarówno poprzez erozję jak i wietrzenie chemiczne.
3. strefa aeracji - woda pojawia się tylko sporadycznie (np. gwałtowne opady), rozwija się szata naciekowa i namulisko.
Namulisko to osady wypełniające (zazwyczaj częściowo) korytarze jaskiń - ze względu na pochodzenie wydzielamy osady:
autochtoniczne - powstające w jaskiniach : nierozpuszczalne w wodzie składniki skał wapiennych (terra rossa), gliny, iły, fragmenty nacieków, obrywy ze stropu i ścian
allochtoniczne - piaski, żwiry, lessy, gliny itp. naniesione przez wodę z powierzchni, szczątki pochodzenia organicznego (w tym także ślady pobytu człowieka).
W datowaniu namuliska bardzo ważną role odgrywa znajomość przebiegu procesów wietrzenia i akumulacji. Dla klimatu zimnego charakterystyczne są m.in. ostrokrawędzisty gruz wapienny, gliny lessowe, klimat cieplejszy to intensywniejsze wietrzenie chemiczne, większy przyrost szaty naciekowej. W niektórych jaskiniach Wyżyny miąższność osadów przekracza 10m.
Największą jaskinią Jury jest obecnie (2007r.) J. Wierna w Ostrężniku, Dolina Wiercicy (długość 1027m, głębokość 30m), najgłębszą J. Studnisko w rez. Sokole Góry koło Olsztyna pod Częstochową (długość 337m, głębokość 77,5m), natomiast jedną z najciekawszych jest największe odkrycie ostatnich lat, czyli J. Brzozowa koło Trzebniowa (długość 645m, głębokość 18,5m)
Dokładne opisy i plany jaskiń Jury można znalezć na stronach Sopockiego Klub Taternictwa Jaskiniowego,
oraz w książce "Jaskinie Wyżyny Krakowsko-Wieluńskiej" M.Szelerewicz A.Górny
Formy naciekowe
Woda (zawierająca roztwory kwasu węglowego i kwasów organicznych) przepływając przez masyw węglanowy wchodzi w reakcję z węglanem wapnia. W efekcie tej reakcji woda zostaje nasycona kwaśnym węglanem wapnia ( Ca(HCO3)2).
Z wody, wypływającej ze szczeliny stropowej, na skutek różnicy ciśnień uwalnia się dwutlenek węgla i kalcyt tworzący nacieki.
Ca(HCO3)2 => CaCO3 + H2O + CO2
Nacieki dzielimy na dwie grupy:
grawitacyjne - powstające z krystalizacji podczas grawitacyjnego przepływu roztworu
agrawitacyjne - kierunek wzrostu wyznacza krystalizacja
Ciekawostką dla osób które nie miały styczności z geologią jest prosty sposób na identyfikację czy fragmentu nacieku był stalaktytem czy stalagmitem.
stalaktyt - kryształy kalcytu ułożone poziomo, koncentrycznie do otworu środkowego,
stalagmit - kryształy kalcytu ułożone pionowo, lekko skośnie ku górze
Nacieki jaskiniowe
Z wody, wypływającej ze szczeliny stropowej, na skutek różnicy ciśnień uwalnia się dwutlenek węgla i kalcyt tworzący nacieki.
Nacieki dzielimy na dwie grupy:
grawitacyjne - powstające z krystalizacji podczas grawitacyjnego przepływu roztworu
agrawitacyjne - kierunek wzrostu wyznacza krystalizacja
Ciekawostką dla osób które nie miały styczności z geologią jest prosty sposób na identyfikację czy fragmentu nacieku był stalaktytem czy stalagmitem.
stalaktyt - kryształy kalcytu ułożone poziomo, koncentrycznie do otworu środkowego,
stalagmit - kryształy kalcytu ułożone pionowo, lekko skośnie ku górze
Nacieki jaskiniowe
[na podstawie "Jaskinie Wyżyny Krakowsko-Wieluńskiej M.Szelerewicz A.Górny"]
 |
1 - nacieki rurkowe
2 - stalaktyty 3 - stalaktyty sferolityczne 4 - heliktyty 5 - kulumna naciekowa 6 - stalagmity 7 - misy naciekowe |
8 - draperie, zasłony |