Trochę teorii
Denudacja
Wszelkie wyniosłości powierzchni Ziemi z czasem ulegają obniżeniu pod wpływem współdziałających ze sobą czynników wietrzenia, erozji i ruchów masowych. Materiał powstały w wyniku działalności wymienionych czynników podlega przemieszczeniu z wyższych miejsc do niższych. Ten stały proces przemieszczania się rozluźnionych materiałów z wyższych obszarów na niższe i prowadzący do stopniowego obniżania powierzchni Ziemi nazywamy denudacją. Proces ten obejmuje więc sumaryczne działanie wietrzenia, erozji i ruchów masowych.
Niezależnie od jednoczesnego wpływu trzech głównych procesów zaliczanych do denudacji – wietrzenia, erozji oraz ruchów masowych – w poszczególnych częściach świata mamy do czynienia z różnymi typami procesów denudacyjnych.
Zależnie od warunków zewnętrznych, np. klimatu lub czynników geologicznych, wyróżniamy denudację normalną, która rozwija się na obszarach o klimacie umiarkowanym mniej lub bardziej wilgotnym. W tym klimacie współdziałanie wietrzenia, erozji i ruchów masowych jest najlepiej widoczne. Ten typ denudacji jest najbardziej rozpowszechniony na Ziemi.
W klimacie suchym mamy do czynienia z denudacją pustynną. W tych warunkach na pierwszy plan wysuwa się wietrzenie mechaniczne (chemiczne z powodu braku wody jest marginalne). Erozja wodna i ruchy masowe odgrywają nieregularną lub słabą rolę.
Denudacja glacjalna występuje na obszarach poddanych okresowym lub całkowitym zlodowaceniom. W tym przypadku największe znaczenie mają wietrzenie mechaniczne i ruchy masowe (osuwiska, obrywy skalne - obszary górskie).
Ruchy masowe
Ruchy masowe (grawitacyjne) to przemieszczanie się mas skalnych w postaci pokryw zwietrzelinowych oraz luźnych i zwięzłych skał powierzchniowych wzdłuż stoków, wywołane przez oddziałującą na nie siłę ciężkości. Mogą przebiegać bardzo powoli lub gwałtownie (nawet w ciągu kilku sekund).
Stok znajduje się w równowadze, gdy utrzymuje się na nim luźny materiał skalny. Ruchy masowe mają miejsce wtedy, gdy równowaga stoku zostaje zakłócona. Do czynników naturalnych, które zakłócają równowagę stoku zaliczamy np.:
nasączenie zwietrzeliny wodą pochodzącą z opadów deszczu lub śniegu,
podcięcie stoku przez wodę,
zmiana spoistości skał wywołanej wietrzeniem,
działalność człowieka,
trzęsienie ziemi.
Naturalne | Antropogeniczne |
Zwiększanie stromości i długości stoków | |
naturalna erozja zboczy dolin polegająca na rozcinaniu dna i podcinaniu zboczy dolin przez cieki nisze starych osuwisk | wydobycie materiału w trakcie prac ziemnych terasy rolne |
Odciążenie stoków | |
gwałtowne rozcinanie dna i podcinanie zboczy dolin przez cieki | podcinanie stoku pod zabudowę (budynki, drogi) eksploatacja surowców skalnych (kamieniołomy) |
Obciążenie stoków | |
nagromadzenie mas koluwialnych | zabudowa (budynki, drogi) |
Rozpatrując proces ruchów masowych, należy zwrócić uwagę na trzy główne aspekty: siłę ciężkości, nachylenie stoku i zwięzłość skał. Na każde ciało znajdujące się na powierzchni pochylonej działa siła ciężkości w postaci dwóch składowych:
siły odrywającej – skierowanej zgodnie ze spadkiem,
siły trzymającej – skierowanej prostopadle do siły odrywającej.
Wartość siły odrywającej rośnie wraz ze wzrostem pochylenia powierzchni. Innymi słowy im bardziej składowa odrywająca będzie zbliżona do kierunku siły ciężkości, tym szybsze będzie przemieszczanie się mas skalnych po stoku.
Z nachyleniem stoku związany jest bezpośrednio kąt naturalnego spoczynku. Jest to maksymalny kąt, przy którym materiał luźny nie ulega jeszcze przemieszczaniu pod wpływem siły ciężkości. Wartość tego kąta jest bardzo różna i wynosi około 20° dla żwirów, 43° dla ostrokrawędzistych piargów oraz 35‑55° dla gruzowo‑gliniastych pokryw zwietrzelinowych. Z chwilą uzyskania przez zbocze kąta nachylenia większego od naturalnego kąta spoczynku następuje przemieszczanie materiału w dół stoku.
Poszczególne skały odznaczają się bardzo różną zwięzłością. Możemy wyróżnić skały zwięzłe – jak bazalt, wapień, piaskowiec – i luźne: piaski, żwiry, piargi, gliny. Ważnym czynnikiem jest zawartość części koloidalnych i wody, a także wielkość oraz kształt cząstek. Wymienione elementy determinują spoistość lub sypkość skał. Skały luźne i sypkie wymagają niewielkiego kąta nachylenia, aby uruchomić ruch przemieszczający. Odwrotna sytuacja występuje w przypadku skał zwięzłych i spoistych, które tworzyć mogą nawet pionowe ściany i urwiska.
Przebieg i podział ruchów masowych
Analizując ogólnie ruchy masowe, można stwierdzić, że mają one różne:
tempo – zachodzą szybko lub bardzo powoli,
rozmiary – mają rożną wielkość,
zasięg – mogą mieć różną głębokość,
nasilenie – mogą odbywać się często, rzadko lub okresowo.
Istotnym elementem jest przebieg ruchów masowych, gdyż warunkuje on powstawanie określonych form. Dlatego też ważne jest poznanie głównych czynników warunkujących ten przebieg:
nachylenie stoku,
budowa podłoża – zarówna ta litologiczna, jak i tektoniczna,
klimat – zwłaszcza temperatura i opady.
Zdecydowanie największy wpływ na przebieg ruchów masowych ma nachylenie stoku. To od niego zależy tempo, rozmiar i nasilenie ruchów masowych. Całkowicie inny przebieg mają ruchy masowe w przypadku stoku pionowego i takiego o większym lub mniejszym nachyleniu.
W zależności od wybranych kryteriów możemy wyróżnić wiele klasyfikacji ruchów masowych. Do najbardziej popularnych należy podział ruchów masowych na:
odpadanie,
obrywanie,
osuwanie,
spełzywanie,
spłukiwanie,
spływanie.
Odpadaniem nazywamy swobodny spadek pojedynczych fragmentów skalnych, (ziarna, okruchy skalne, bloki skalne) dokonujący się pod wpływem działania siły ciężkości. Odpadanie z pionowych ścian skalnych odbywa się w powietrzu. Przy mniejszych nachyleniach ruch ma charakter skokowy. Im dłużej trwa proces odpadania tym większe cofanie się ściany skalnej przy jednoczesnej redukcji jej nachylenia. Usypany u podnóża materiał skalny w kształcie stożka nosi nazwę piargów, które tworzą się u wylotu żlebu, czyli formie terenu górskiego o ukształtowaną wskutek wietrzenia mechanicznego, przypominającą kształtem rynnę skalną o stromych zboczach i spadzistych dnach. Ich profil poprzeczny przypomina kształtem literę „V”, przebieg żlebów najczęściej jest ściśle powiązany z występowaniem szczelin w materiale skalnym.
Obrywanie polega na nagłym odrywaniu się dużych mas skalnych i kumulowaniu się ich u podnóża stoku, w wyniku czego tworzy się blokowisko skalne. Obrywanie ma podobny przebieg do odpadania, ponieważ materiał skalny pokonuje część drogi w powietrzu. Przykładem takiego ruchu masowego mogą być obrywy na klifach na polskim wybrzeżu Bałtyku.
Gdy proces grawitacyjnego zsunięcia się warstw skalnych zachodzi szybko, mamy do czynienia z osuwaniem i powstawaniem osuwisk. W jego górnej części tworzy się nisza osuwiskowa, a materiał skalny u podnóża stoku tworzy jęzor osuwiskowy. Proces osuwania może trwać kilka minut, w czasie których osunięciu ulegają olbrzymie masy skalne i ziemia. W takich przypadkach prędkość osuwisk może dochodzić do kilku metrów na sekundę. W innych przypadkach proces ten może trwać kilka godzin lub dni (a nawet kilka lat). Osuwiska mogą powstać nagle i niespodziewanie lub mogą je poprzedzać pewne symptomy w postaci pęknięć, rys, szczelin itp. Uwzględniając stosunek do budowy geologicznej (układ warstw podłoża), możemy wyróżnić osuwiska: asekwentne, konsekwentne i insekwentne, obsekwentne, subsekwentne. Osuwiska możemy podzielić ze względu na rodzaj osuwanego materiału na osuwiska: ziemne, zwietrzelinowe - płytkie o dużych powierzchniach i skalne przejawiające się dużymi blokami skalnymi, występują m.in. w Karpatach, stokach Babiej Góry i Pilska.
Spływanie to gwałtowny proces, który zachodzi na stokach o dużym nachyleniu pod wpływem obfitych opadów deszczu, które polega na przemieszczeniu luźnych utworów nasiąkniętych wodą (spływy i potoki błotne). Przesuwająca się z dużą prędkością warstwa zwietrzeliny jest silnie przesiąknięta wodą. W zależności od wielkości przenoszonego materiału wyróżniamy spływy błotne, ziemne i gruzowe.
Spełzywanie to proces polegający na powolnym zsuwaniu się zwietrzeliny, który zachodzi na obszernych stokach o niewielkim nachyleniu od 3° do 6° . Ważnym czynnikiem wywołującym spełzywanie oprócz siły ciężkości jest przesiąkanie skał wodą. Powyginane pnie drzew, pochylone słupy lub płoty są oznakami spełzywania. W klimacie umiarkowanym spełzywanie występuje w czasie obfitych opadów lub tajania śniegu. Proces ten występuje również podczas odmarzania gruntu, na styku zamarzniętego i odmarzniętego gruntu, wtedy zachodzi soliflukcja, czyli proces spływania odmarzniętej powierzchniowo warstwy gruntu, w wyniku nasycenia wodą przez roztapianie przemarzniętego gruntu .w strefach wieloletniej zmarzliny.
Spłukiwanie to rodzaj ruchów masowych, który zachodzi na stokach. Intensywność tego zjawiska jest powiązana z wielkością opadów lub topnienia, ponieważ proces ten zachodzi w warunkach kiedy wielkość topnienia lub opadu przewyższa infiltrację. Polega na wymywaniu przez wodę materiału zwietrzałego oraz wierzchniej warstwy gleby i przemieszczeniu materiału, które prowadzi do jego modelowania. Najbardziej podatne na spłukiwanie są stoki zbudowane z drobnego materiału jakim jest np. ił i less. W wyniku intensywnego spłukiwania przy udziale niesionego materiału dochodzi do erozji podłoża, wówczas mogą utworzyć się dość charakterystyczne formy: derby, wądoły, wąwozy, parowy. Debry to wcięcia w dolinie na obszarze zwietrzelinowej w kształcie „V”. Wądoły natomiast to dolinki o płaskim dnie i stromych zboczach, które występują na obszarach trawiastych. Wąwozy są formami o urwistych zboczach i wąskich i nierównym dnie. Formy te są bardzo długie, ponieważ liczą od kilku do kilkunastu kilometrów, powstają one wskutek erozji wstecznej oraz rozcinania stoku zbudowanego z drobnego materiału podczas okresowych przepływów rzek w wyniku obfitych opadów. Parowom natomiast jest stroma dolina o płaskim dnie i stromych lecz nie urwistych zboczach. Forma ta powstaje w wyniku przekształcenia debr i wąwozów. Kolejną formą powstałą wskutek epizodycznych opadów są uedy, czyli podłużne, kręte i suche doliny na obszarach pustynnych, które stanowią koryta rzek okresowych.
Ruchy masowe- grafika interaktywna
Katastrofy wywołane występowaniem ruchów masowych
Najbardziej podatne na ruchy masowe są miejsca aktywne sejsmicznie o dużych spadkach terenu. W historii najczęściej na tych obszarach dochodziło do katastrofalnych skutków wywołanych przez ruchy masowe – bardzo dużej liczby ofiar oraz bardzo dużych strat materialnych.
Przykładem katastrofy wywołanej przez ruchy masowe jest lawina skalna w rejonie Huascarán w Peru, która została wywołana wstrząsem o magnitudzie 8 stopni w skali Richtera 31 maja 1970 r. Wówczas doszło do szybkiego osunięcia się mas lodowo‑skalnych, które w ciągu czterech minut pokonały drogę 11 kilometrów. Oszacowano, że średnia prędkość mas skalnych sięgała 160 km/h. Skutkiem tego zdarzenia było zasypanie dwóch miasteczek – Yungay i Ranrahirca – trzydziestometrową warstwą osadów o powierzchni około 20 ha. W wyniku tego zdarzenia śmierć poniosło ponad 18 tys. osób (wg niektórych danych 22–25 tys.).
