Neživá příroda 2 Cvičení 9: Exogenní činnost ledovců Eolické exogenní procesy Ledovce - vznik firnu a ledu Trvalý led a sníh pokrývá asi 10 % povrchu pevniny a je v něm vázáno asi 75 % sladké vody. Nadmořská výška sněhové čáry závisí na klimatické oblasti: v okolí rovníku je to asi 5000 m, v mírném pásmu (Alpy) je to od 2600 do 3100 m a ve Skandinávii dosahuje výšky 1000 m. Uvnitř sněhových vrstev dochází k odpařování, rozpouštění, vsakování a opětovné krystalizaci firnu. Proces vzniku ledovcového ledu doprovází postupné zvyšování hustoty, snižování obsahu vzduchu a nárůst velikosti ledových zrn. Hustota sněhu je 0,1 g.cm-3 a obsah vzduchu kolem 90 %, ve firnu je to 0,5 g.cm-3 a 40 % a v samotném ledu vzroste hustota na 0,9 g.cm-3 a obsah vzduchu poklesne na 2-10 %. 2 Horské ledovce Každý ledovec má svojí sběrnou oblast, kde dochází k jeho akumulaci a oblast, kde dochází k jeho tavení a odpařování. Hranicí je sněžná čára v daných klimatických podmínkách. Rozlišujeme dva základní typy ledovců: horské a kontinentální. Horské ledovce vznikají ve vysokých nadmořských výškách a pohybují se ze sběrné oblasti ledovcového karu ledovcovým splazem ve formě údolního ledovce a jsou zakončeny čelem ledovce. Splynutím více ledovcových splazů v předpolí hor vzniká piedmontní (podhorský) ledovec. 3 Kontinentální ledovce Kontinentální ledovce zakrývají převážně plochou pevninu v polárních oblastech. Mohou z nich vyčnívat horské hřbety nebo vrcholy ve formě nunataků. Na okrajích kontinentálního ledovce se tvoří jazykovité výběžky, které sklouzávají až k mořské hladině. Zde se může vytvořit rovná vrstva šelfového ledu a na jeho okrajích dochází k telení ledovce – odlamování velkých ker, které mohou plout oceánem až ke 40 ° zeměpisné šířky. 4 Autor: Vaclav Bacovsky Pohyb ledovce I Akumulace velkého množství sněhových srážek v kombinaci s gravitačními silami uvádí ledovce do pohybu. Nahromaděním dostatečné vrstvy sněhu (60 m) dochází na bázi k tání ledu. V polárních oblastech je báze ledovců promrzlá a třecí odpor je značný. V každém krystalu ledu dochází ke kluznému pohybu ve strukturní mřížce a výsledkem je pomalý laminární tok těla ledovce. Ledovec se zcela přizpůsobuje svému podloží a rychlost jeho pohybu přibývá od podloží k povrchu a od krajů směrem do středu. U horských ledovců je teplota báze kolem bodu tání, podloží není promrzlé a ledovce se pohybují po tenké vrstvě tavné vody s mnohem menším odporem. K pohybu ledovce může také přispět kluzný pohyb sedimentů na bázi ledovce. 5 Pohyb ledovce II Postup ledovce závisí na řadě okolností, zejména množství přibývající sněhové hmoty, sklonu podloží a způsobu pohybu. U kontinentálních ledovců je rychlost pohybu kolem 30 cm za den, krátkodobě může dojít k náhlým postupům ledovce rychlostí až 80 cm za hodinu. Průměrná rychlost pohybu horských ledovců je několik centimetrů za den, krátkodobě to opět může být až metr za den. Při pohybu ledovce po nerovném podloží a zvláště na svahových hranách se kolmo k pohybu vytváří příčné pukliny. Rozšiřování ledovce do stran vyvolává vznik tahových podélných puklin. Uvnitř ledovcového tělesa vznikají střihové pukliny rovnoběžné s bází, které umožňují vzájemný posun horní a spodní části ledovce. 6 Erozivní činnost ledovce I Hromadění ledu dokáže významně zatížit podložní horniny, v krajním případě i způsobit pokles zaledněné oblasti. Skutečná erozivní činnost nastává, až když se ledovec uvede do pohybu. Vlastní led však nemá dostatečnou tvrdost k narušování podloží, ale unáší velké množství úlomků materiálu, které způsobují intenzivní rušivou činnost – exaraci (brázdění). U horských ledovců využívají splazy již dříve existujících údolí vytvořených vodními toky a přepracovávají je na široká obloukovitá údolí tvaru „U“ – tzv. trogy. Sklon bočních stěn závisí na odolnosti hornin, některé trogy mohou mít díky selektivnímu brázdění stupňovitý tvar. 7 Erozivní činnost ledovce II V horní části je ledovcové údolí zakončeno ledovcovým karem (kotlem), který má kruhovitý tvar a je sběrnou oblastí ledovce. Kar bývá od údolí oddělen prahem, který tvoří úlomky hornin vytlačené z karu. Po ústupu ledovce vznikají tzv. karová jezera (plesa, oka). Ledovcová údolí zasahující pod hladinu moře se označují jako fjordy. 8 Erozivní činnost ledovce III Kontinentální ledovce působí na své bázi rušivou činností na relativně plochém území. Dochází k ohlazování a obrušování skalního podkladu, které se označuje jako deterze. Tato činnost se výrazně projevuje po ústupu ledovce a zaoblené vyvýšeniny označujeme jako drumliny. Důkazem přítomnosti ledovce bývá i četné rýhování skalního podkladu, například na oblých kamenitých pahorcích s ohlazeným povrchem – tzv. oblíky. Pokud se při deterzi vytvoří protáhlé prohlubně, vznikají rinová jezera, často seřazená v řadách za sebou. 9 Transport ledovcem Erodovaný materiál dokáže ledovec transportovat na velké vzdálenosti a to i úlomky značných rozměrů. Na konci dráhy ledovce nebo po jeho ústupu dochází k sedimentaci klastického materiálu. Jednotlivé bloky hornin přesunuté ledovcem se označují jako bludné (eratické) balvany. Ledovcový sediment se obecně označuje jako til. Je zrnitostně nevytříděný a obsahuje úlomky zaoblené, ohlazené nebo rýhované, v závislosti na délce transportu. Zpevněním tohoto materiálu vzniká tilit. 10 Ledovcové (glacigenní) sedimenty I Morfologické tvary nahromaděných klastů se označují jako morény. Materiál v čele ledovce se hromadí v koncové (čelní) moréně. Na spodu a na okrajích ledovce mohou vzniknout bazální a boční morény. Nepravé střední morény vznikají z bočních morén dvou spojujících se ledovcových splazů, pravá střední moréna vzniká erozí nunataků. Při ústupu ledovce vznikají prostorově oddělené ústupové morény. 11 1 – boční morény 2 – střední moréna 3 – čelo ledovce 5 – čelní a ústupová moréna 6 – ledovcové radiální trhliny 7 – vnitřní moréna 8 – spodní moréna 9 – podélné pukliny Ledovcové (glacigenní) sedimenty II Tavné vody ledovců vytékají z jejich podloží a odnáší část materiálu o velikosti menších valounků, písku a jílu. Tento materiál může být sedimentován vodním tokem ve formě glacifluviálních sedimentů nebo unášen do jezera a vytvořit glacilakustrinní sedimenty. Když se materiál dostává až do moře, vznikají glacimarinní sedimenty. V předpolí ledovců vznikají na vnější straně morén ploché výplavové kužely – sandry. Tavné vody mohou na bázi ledovce vytvářet tunely, kde se ukládá materiál z bazálních morén a po ústupu ledovce vznikají podlouhlé vyvýšeniny uspořádané do přibližně rovnoběžných řad. Jsou označovány jako eskery (osary). 12 5 – sandry 7 – eskery 8 - drumliny eskery Eolické procesy – rušivá činnost I Pohyb vzdušných hmot je výsledek dopadající sluneční energie, která ohřívá atmosféru na různých místech s různou intenzitou. Různá teplota vzdušné hmoty způsobuje různou hustou a tím i různý tlak. Pohyb hmoty v atmosféře pak probíhá z míst s vyšším tlakem do míst s nižším tlakem a vzniká vítr. Rušivá činnost proudícího vzduchu (eolická činnost) probíhá většinou ve dvou krocích. Prvním krokem je větrná koraze (obrus) způsobená částicemi unášenými větrem, které postupně obrušují a dezintegrují povrch hornin. Druhým krokem je deflace, tedy eolický odnos zvětralého materiálu. 13 Eolické procesy – rušivá činnost II14 Účinky působení eolické eroze jsou do značné míry závislé na klimatických podmínkách, geologické stavbě nebo množství rostlinného pokryvu. Nejúčinnější působení eolické činnosti můžeme zaznamenat v aridních pouštních nebo polopouštních oblastech bez rostlinného krytu. Celý proces bývá podpořen intenzivním mechanickým zvětráváním založeným na změnách teplot. Formy eolické degradace I U různě odolných hornin působí eolický obrus a odnos více na měkčí horniny, zatímco tvrdší odolávají více. Dochází tak k selektivnímu zvětrávání a odnosu materiálu a vznikají různé geomorfologické tvary jako skalní stoly, skalní okna, skalní brány nebo skalní mosty. Největší množství částic transportuje vítr při zemi (cca do 0,5 m), takže těsně nad povrchem je erozivní činnost nejsilnější. U větších balvanů se tak mohou vytvořit jen malé kontaktní plochy s podložím a vznikají tak viklany. 15 Formy eolické degradace II Eolickým obrušováním valounů z tvrdých hornin vznikají rovné plochy, které se stýkají v ostrých hranách. Takové tvary se označují jako hrance. Větrnou korazí vznikají také povrchové skalní tvary označované jako skalní voštiny (aeroxysty). Často mají mřížovitý tvar nebo se jedná o symetricky shodné otvory tvořené systémem hřbítků a prohlubní. 16 Formy eolické degradace III Pouhou deflací jílovité až písčité složky mohou vznikat mělké deprese označované jako deflační pánve. Dlouhodobým odnosem mohou vznikat kamenné dlažby nebo kamenité pouště (hamady). 17 Eolický transport Běžný vítr dokáže transportovat jílové a prachové částice a pískové částice do velikosti asi 0,3 mm. V turbulentním proudění se prach, jíl a drobná písčitá zrna mohou udržet ve vznosu i na značné vzdálenosti. K pohybu pískových zrn, je třeba rychlost větru přesahující 5 m.s-1. Transport štěrkových částic je velmi omezený i u silného vzdušného proudění typu vichřic a orkánů. Větší částice se zpravidla pohybují válením nebo saltací, podobně jako ve vodním prostředí. Díky četným vzájemným interakcím při transportu jsou eolické částice velmi dobře opracované. Velké množství částic ve vznosu snižuje rychlost proudění vzduchu a velmi rychle přechází transport do sedimentace. 18 Tvořivá činnost větru I V okamžiku poklesu rychlosti větru dochází k sedimentaci unášených částic. Podobně jako u vody dochází i u větru k třídění částic podle velikosti (hmotnosti) tak, jak postupně slábne intenzita transportu. Vznikají tak eolické (váté) sedimenty. Velmi důležitým a široce rozšířeným eolickým sedimentem je spraš. Převládají v ní prachová a jílová zrna, značný je i podíl karbonátů. Spraše pokrývají velká území a jsou základem mnoha úrodných půd. 19 Tvořivá činnost větru II Vátý písčitý materiál vytváří různé formy písečných návějí. Nejmenší rozměry mají eolické čeřiny. Větší formy reprezentují písečné přesypy (duny). Vznikají na různých překážkách (keř, větší valoun), u kterých dochází k turbulentnímu proudění, vzduch mírně zpomalí a písčité částice se postupně usazují před i za překážkou. Růst pak pokračuje na závětrné straně, jejíž sklon je až 34 °, zatímco návětrná strana duny je pozvolnější. 20 Tvořivá činnost větru III Podle tvaru se rozlišuje několik typů písečných přesypů (dun). Příčné duny vznikají v aridních oblastech s dostatečným množstvím písečného materiálu. Přesypy podkovovité nebo půlměsícovité s cípy po směru větru jsou barchany. Parabolické duny jsou opakem barchanů, návětrná strana je strmější a ramena jsou otočena proti proudění větru. Podélné duny jsou protaženy ve směru větru. Komplexní duny bývají složitou kombinací předchozích typů. 21 Tvořivá činnost větru IV Podle místa vzniku se rozlišují pobřežní přesypy, které vznikají na plochých mořských pobřežích, kdy je jemný písek postupně přemístěn od pobřeží směrem do vnitrozemí. Vnitrozemské přesypy najdeme především v písečných pouštích. Písečné přesypy nejsou stálou formou, ale pozvolna se přesouvají ve směru převládajícího větru. Rychlost postupu závisí na intenzitě větru a dostupném množství písku. Běžně to bývá o desítky metrů ročně, ale při intenzivních bouřích to může být až 20 m za den. 22 Shrnutí23 Zapamatujte si:  Ledovce rozdělujeme na horské a kontinentální, zdrojem je sníh přeměněný na firn a ledovcový led  Ledovec se pohybuje, na jeho bázi dochází k intenzivní erozivní činnosti (exarace)  Ledovec unáší materiál všech velikostí a ukládá ho ve formě různých typů glacigenních sedimentů (sandry, eskery, morény)  Hlavními destrukčními procesy eolické činnosti jsou deflace a koraze  Projevem rušivé činnosti větru jsou viklany, skalní stoly, skalní okna nebo skalní mosty  Transportní činnost větru je omezena na jílovité, prachovité a písčité částice  Eolické sedimenty vytváří písečné přesypy různých forem, důležitým eolickým sedimentem je spraš