Dział O JURZE - Środowisko naturalne - Kras - uwagi ogólne

Kras - proces rozpuszczania (erozji chemicznej) 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.
[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:
  • atmosfera - zawartość CO2 wynosi średnio 0,03%, ale przy gruncie może osiagać dużo wyższe wartości
  • 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:

    H2CO3 + CaCO3 => Ca(HCO3)2 (kwaśny węglan wapnia)

    Skały wapienne zbudowane są głównie z kalcytu i aragonitu (węglanu wapnia 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 w uproszczeniu można przyjąć iż najważniejsza jest termika środowiska w którym 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

    Niezależnie od tego, która z powyższych teorii "przeważy" nie można zapominać, że imponująca rzeźba dzisiejszej Jury powstawała w ciepłym i wilgotnym trzeciorzędzie.

    Oczywiście powyższe to tylko uwarunkowania fizyczno-chemiczne samej reakcji, jednak by w pełni mówić o rozwoju rzeźby krasowj niezbędny jest jeszcze jeden warunek, a jest nim obecność stref nieciągłości w skale.
    Mogą być to uwzględniając skalę i wpływ na zjawiska m.in.:
    - uskoki, spękania o genezie tektonicznej,
    - fugi międzyławicowe, oraz warstwy na kontakcie skał o różnej rozpuszczalności,
    - spękania ciosowe, w tym odprężeniowe.

    Wędrując wśród jurajskich ostańców bez większych problemów możemy zaobserwować gładkie pozbawione większej rzeźby powierzchnie kompresji i silnie urzeźbione, uszczelinione obszary poddane silnej tencji. Oczywiście na rzeźbę krasową nakładają się jeszcze starsze ślady krasu hydrotermalnego (ascenzyjnego) i młodsze wietrzenie mrozowe strefy peryglacjalnej okresu zlodowaceń.


  • Zjawiska krasowe

    Przekrój przez masyw krasowy :
    [na podstawie "Jaskinie Wyżyny Krakowsko-Wieluńskiej" M.Szelerewicz A.Górny]
    przekrój przez masyw krasowy
    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 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 poligenetyczne i różnowiekowe stromościenne pagóry wapiene rozwijające się głównie w wilgotnym i gorącym klimacie. 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)]
    Mogot
    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"]
    lejek otwarty
    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 inicującym powstawanie systemów jaskiniowych jest wspomniane na początu uszczelinowienie skały umożliwiające 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 wód podziemnych.

    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 miąższość 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), czy J. Niedźwiedzia Górna w Dolinie Wiercicy.


    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 zostaje nasycona kwaśnym węglanem wapnia.
    Z roztworu, wypływającego ze szczeliny stropowej, na skutek różnicy ciśnień uwalnia się dwutlenek węgla,
    a rekrystalizujący 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

    Nacieki jaskiniowe
    [na podstawie "Jaskinie Wyżyny Krakowsko-Wieluńskiej M.Szelerewicz A.Górny"]
    Nacieki jaskiniowe
    1 - nacieki rurkowe
    2 - stalaktyty
    3 - stalaktyty sferolityczne
    4 - heliktyty
    5 - kulumna naciekowa
    6 - stalagmity
    7 - misy naciekowe

    8 - draperie, zasłony
    9 - żebra
    10 - polewy
    11 - pola ryżowe
    12 - nacieki piaszczyste
    13 - nacieki grzybkowe
    14 - nacieki lodowe

    Z wyjątkiem nielicznych fragmentów gdzie podaję autora, wszystkie teksty, zdjęcia, kod i layout na stronach www.jurapolska.com, www.jurapolska.pl, www.kajakiempopilicy.pl są mojego autorstwa i wykorzystanie ich na jakimkolwiek polu możliwe jest tylko i wyłącznie po uzyskaniu pisemnej zgody.

    JuraPolska.com - z nami poznasz Jurę


    2001-2018 © Michał Demel
    tel. 692 47 58 25 lub 602 29 58 24
    JuraPolska.com & KajakiemPoPilicy.pl