Geologická činnost větru, pouště

Vítr, jeho vznik a vlastnosti Vítr – většinou horizontální pohyb vzduchu, kde musí překonávat překážky nastává pohyb vzhůru. Vítr je podmíněn porušením rovnováhy vzduchových vrstev (projevuje se nestejným rozdělením barometrického tlaku). Je určen dvěma veličinami – směr, rychlost (m/s) Příčiny: nestejné oteplování vzduchových vrstev nerovnoměrné rozdělení vodních par ve vzduchu Izobara – spojuje místa se stejným tlakem (760 mm Hg – normální tlak) Barický gradient – rozdíl barometrického tlaku na vzdálenost 1 rovníkového stupně (111 km). Vítr neproudí přesně ve směru gradientu, tj. kolmo k izobarám, ale je odchylován rotací Země (na s. polokouli vpravo, na j. vlevo). Odchylky rostou se zeměpisnou šířkou. Cyklona – víry v barometrických minimech ve směru proti směru hodinových ručiček (+) Anticyklona – víry v barometrických maximech ve směru hodinových ručiček (-)

Vítr jako geologický činitel Působení větru je přímé a nepřímé: a) nepřímé – přináší vláhu (různá podnebí) b) přímé – eolická činnost (rušivá a tvořivá činnost – rozrušování, transport, eolické usazování) Podmínky pro geologickou činnost větru: síla větru – erozní činnost přímo úměrná síle větru váha, velikost a tvar horninových součástek (při zemi, nad zemí, kutálení), plocha částic poloha horninových částic na zemském povrchu – větrná strana, závětří sypká povaha horninového materiálu. Míra působení větru závisí na obsahu vody. Aridní podnebí podporuje geologickou činnost větru, humidní ji omezuje. Hrubý písek vysychá rychleji, jíly velmi pomalu. Podobně jako vlhkost působí i solné roztoky (vzlínáním vystupují k povrchu a zeminy stmelují, někdy odpar povrchových vod – obr.1) rostlinný porost omezuje činnost větru. Osazování rostlinstvem živočišstvo a člověk – zvířata rozšlapají jílovité zeminy na povrchu, zvětšuje se větrná eroze. Nakypřování půdy, vyhazován zemin na povrch. Člověk – ničení porostu, osazování

Obr.1: Death valley

Větrná eroze Při větrné erozi rozlišujeme dva pochody: deflace (odvívání) koraze (větrná abraze - obrušování) a) Deflace = větrné odnášení, odvívání odmetání. Předpokladem pro uplatnění deflace jsou suchá zrna písku. Ve vyšších polohách přibývá účinků deflace s rostoucí silou větru. V humidních oblastech malá intenzita, vázáno na sušší období. V aridních oblastech – malý rostlinný pokryv, suchý povrch – vyšší účinky deflace. Na povrch se dostávají holé skály. Písečné bouře. Pouštní dlažba - vzniká odnosem jemnějších částic, větší fragmenty hornin tvoří mozaiku pouštní dlažby (obr. 2) Svědci – v suchých bezodtokých pánvích, na jejichž povrchu např. sádrovcová kúra, která je místně porušena. Eroze proniká do hloubky a vytváří rýhy, které se postupně rozšiřují a oddělují od sebe zbytky neodvátých vrstev krytých nahoře ochrannou korou

Obr.2: Pouštní dlažba počáteční stadium Obr. 3: Svědci

Koraze (větrná abraze) = rozrušování hornin způsobené nárazem časteček prachu, zrnek písku nebo hrubších horninových úlomků hnaných větrem. Vátým pískem a prachem se erozivní účinek větru značně zvětšuje, unášené částečky hornin působí jako nástroj při obrušování a vyhlazování skal. Z navětralého povrchu skal se nárazem zrnek písku oddrolují drobné kousky hornin, jemnější částečky vítr odnáší, hrubší úlomky padají k zemi. Větrná koraze postupuje selektivně – měkčí a zvětralejší části skal se nárazem vátého písku snáze rozrušují než části tvrdší a čerstvější. V souvrstvích složených z měkčích a odolnějších vrstev, vítr vymetá měkčí polohy rychleji – vznikají římsy a lišty . Obr. 4: Účinek selektivní koraze – římsy vypreparované v pískovci ve vrstvách zpevněných železitým tmelem

Koraze je nejúčinnější při zemi, kde jsou větrem unášeny největší částice. Viklany, skalní mosty, hřibovité skály. Obr. 5: Viklan v Jizerských horách Obr 6: Pravčická brána

Větrný (eolický) ohlaz – zejména na valounech uložených v písčitých a štěrkovitých souvrstvích. Vítr odnáší písek a ohlazuje jím valouny, takže jsou na vyčnívající ploše zbroušeny a zhlazeny. Hrance – více zbroušených ploch se stýká v hraně. Větší počet ploch se nevysvětluje změnou směru větru, ale je způsoben tím, že valouny se naklonily a převrátily v důsledku odvátí písku z jejich podloží. Obr. 8: Hranec

Deflace a koraze působí většinou současně, koraze je však jevem podružným. Deflace může působit i bez koraze, ta však bez deflace být nemůže. Nejpříznivější podmínky pro korazi jsou dány v aridních oblastech bez rostlinného pokryvu, v nichž vanou stále silné větry, a jejichž povrch je pokryt křemenným pískem. Je-li navíc skalní podklad tvořen měkkými, málo zpevněnými horninami, může se koraze vyvinout ve velkých rozměrech (Afrika - Sahara). Vadi – hluboká, strmá, zpravidla bezodtoká, půlkruhovitě zakončená údolí. Jsou to údolí vyhloubená tokem, v době než nastalo aridní klima. Teprve, když byla krajina změněna v úplnou poušť, deflace a koraze přetvarovala tyto struktury do dnešní podoby. Oasy – pánvovité prohlubně v pouštích, které vznikly v místech, kde vítr rozrušil a odvál zvětráním nakypřené horniny na výchozech puklin a zlomů a prohloubil tak v povrchu bezodtoké kotliny, jejichž dno se přiblížilo hladině podzemní vody.

Transport horninových částic větrem Materiál, jež přenáší vítr lze rozdělit do tří skupin: Hrubý materiál – zrna větší než 3 mm (zpravidla již nelétají) Písek – 0,05 až 3 mm (písek musí být suchý a neslepený, aby mohl létat) Prach – menší než 0,05 mm

Eolické usazeniny Rozdělení dle materiálu, hrubé, písčité, prachovité Hrubé usazeniny – většinou na úbočí horských hřebenů. Kamenitá a svahová suť – ostrohranné úlomky, jež byly větrem vyvráceny a následně uloženy gravitací. V pouštích – odvátí jemných částí, hrubé částice zůstávají na místě. Povrch ohlazen, hrance (pasivní pouštní uloženiny). Aktivní pouštní uloženiny – nahromaděním částic větrem skutečně nesených. Pouště pokryté pasivními hrubozrnnými uloženinami se nazývají kamenité neboli hamady. Písčité usazeniny – vátý písek. Duny, vznikají hromaděním písku na terénních překážkách. Písek se ukládá až do rovnovážného stavu, při němž je pohyb větru vanoucího při zemi co nejméně brzděn. Dva druhy: A) písečné navátiny, B) písečné přesypy

Písečné navátiny (připoutané duny) - vznik vždy vázán na existenci překážky. Na straně návětrné vítr vytvoří návěj, písečná navátina ukládající se na straně závětrné je závěj. Při příkré překážce vznikají v důsledku vzdušných vírů větrné brázdy (jsou oddáleny od překážky). Obyčejně se tvoří jen na straně návětrné. B) Písečné přesypy Duna srpovitá (rohlíkovitá) barchan. Základní tvar písečných dun, ostatní typy se mohou z tohoto odvodit. Výška barchanů činí obvykle 10 až 20 m.

Příčné přesypy – dlouhé valy probíhající kolmo na směr větru, vznikly splynutím Barchanů Podélné přesypy – probíhají ve směru větru – vznikají z dlouhých závějových cípů, které se vytvořily v pouštích za překážkami vyčnívajícími z povrchu krajiny. Parabolické přesypy – je-li val příčného přesypu přerušen vznikají přesypy podkovovitého tvaru podobající se obrácenému barchanu. Stěhování přesypů – pohyb ve směru větru. Možno pouze u zcela suchého písku. Na návětrné straně písku přibývá (navátím nových zrn) i ubývá (přepad zrn z vrcholu na závětrnou stranu) = stěhovavá duna. Přibývá-li písku, duna roste do výšky, a naopak je-li odnos větší než jeho usazování na závětrné straně, duna se snižuje.

Vnitřní stavba písečných přesypů U přesypu, který se ještě nestěhuje, jsou vrstvy na návětrné i závětrné straně konformní se svahem, jakmile se přesyp začne posunovat, jsou vrstvy přesypu zapadající proti větru deflací rozrušeny a přesyp je posléze tvořen výhradně vrstvami skloněnými směrem k závětří. Šikmé, příp.křížové zvrstvení (důsledek měnícího se směru a intenzity větru). Čeřiny – dlouhé, mělké navzájem rovnoběžné vlnovité rýhy oddělené ostrými žebrovitými vyvýšeninami. Vyvýšeniny jsou v podstatě příčné písečné přesypy probíhající kolmo na směr větru (nesouměrné - na návětrné straně mírné, na závětrné straně příkřejší). Čeřiny se neustále stěhují. Velikost čeřin a vzdálenost mezi nimi je přímo úměrná velikosti písčitých zrn.

Prachovité usazeniny Prach se vznáší ve velikých výškách – může se ukládat i na horách (na ledovcích). Nánosy prachu navátého větrem = spraš. Spraš je naprosto nevrstevnatá, mocnost u nás až 30 m, v Číně až 600 m. Barva žlutohnědá (od hydroxidu železa). Většinou obsahuje příměs uhličitanu vápenatého –vznik vápenatých konkrecí, tzv. cicvárů, vylučování bílého vápence na trhlinách a koříncích rostlin. Svislé sloupcovité rozpukání. Faktory usnadňující ukládání spraší: bezvětří, překážky větru, rostlinstvo, vlhký vzduch, mlhy, dešťové a sněhové srážky Rozšíření spraše: střední a východní Asie - největší, spraš se zde tvoří i dnes Evropa, Severní a jižní Amerika – pokrývá území, která sousedila s pevninským ledovcem. V Evropě – jižní Francie, jižní Německo, Čechy, Morava , Slezsko, severní úpatí Karpat, pannonská nížina, Ukrajina. Specifická fauna – druhy odpovídají chladné stepi, příp. tundře ledových dob.

Obr.: Sprašová krajina

Pouště a polopouště (téměř 1/3 povrchu kontinentů) Rozdělení pouští po stránce klimatologické A) Pravé pouště (oblasti nadměrně suché) – max. srážek 200 mm/rok Nevyskytují se zde periodické srážky. Téměř bez rostlinstva – tepelné výkyvy mezi dnem a nocí až 50 OC ( ve dne na výsluní až 70 OC) – pnutí ve skále – praskání kamenů, odlupování horninových desek – hojnost sypkého materiálu, absence rostlinného pokryvu – vysoká deflace (odnos). Toky (pouze z příležitostných srážek) jsou většinou vázány na nánosy horninové drti. Vadi. Sukulenty + rostliny, jejichž semena jsou do oblasti přinesena odjinud. B) Polopouště (oblasti středně suché) – úhrn srážek 200 – 400 mm/rok, každoročně pravidelné období srážek. Menší účinky koraze. Z eolických usazenin převládají váté písky nad sprašemi. Hladina podzemní vody mělčeji pod terénem v důsledku existence toků. Suchomilný ráz rostlin, jejich pravidelný rozvoj při srážkovém období. Stálejší toky, po cestě se dílem vypaří, dílem vsáknou – bezodtoké oblasti.

C) Oblasti polosuché Srážky 400 – 500 mm/rok. Střídání suchých období s vlhkými. Deště poměrně vydatné, po období dešťů dlouhé sucho. Rostlinstvo omezuje deflaci, větrná koraze nepatrná. Z eolických sedimentů převládají spraše. V rovině – stepi (souvislý pokryv trav, bylin a křoví, nedostatek stromů, občasné usychání rostlinstva).

Rozdělení pouští po stránce geologické Pouště skalnaté a kamenité – skalní podklad z části vystupuje až na povrch. Mechanickým rozpadem a účinkem slunečních paprsků se na povrchu hromadí balvany a kusy skal. Obr. Skalnatá poušť

Pouště oblázkové Je-li povrch pouště překryt hrubým štěrkem nebo kusy kamenů dochází k odvátí jemných částí. Povrch pouště tvořen pasivními eolickými usazeninami. Ohlazení kamenných součástí. Pouštní dlažba. Pouštní nátěr (lak) – skály, balvany, oblázky jsou často povlečeny vrstvičkou limonitové kůry.

Pouště písečné Vznikají hromaděním písku vyvátého ze sousedních kamenitých nebo oblázkových pouští. Obr. Písečná poušť

Pouště hlinité, jílovité, solné Uprostřed bezodtokých, nadměrně suchých pánví, kam občasné toky zanášejí kal. Tyto vodní toky rozpouštějí rozmanité soli, které přenášejí do středu pánví, kde vznikají solná jezera. Obr. Solná poušť

Aridní cyklus 1) Počáteční stadium – horské hřbety odděleny korytovitými kotlinami. Přívalové vody vyrývají ve svazích rýhy, při jejichž vyústění do kotlin se tvoří dejekční kužele drti. V kotlinách vznikají bezodtoká jezera. Stadium mladosti – horské hřbety jsou erozí značně rozryty, kotliny se zaplňují horninovou drtí Stadium zralosti – nižší kotliny se stávají erozivními základnami kotlin vyšších a načepovávají je Stadium pozdní zralosti – povrchové vody odtékající z vyšších kotlin do nižších rozrývají nánosy vyplňující vyšší kotliny četnými rýhami (krajinný typ Bad Lands) Stadium staroby – zarovnání reliefu. Z původních hřbetů zbývají jen ojedinělé svědecké pahorky. Zánik vodních toků úbytkem srážek. Silná deflace se projevuje větrnými víry

Obr: Stadium pozdní zralosti (Bad Lands)

Obr.: Stadium staroby

Geologické působení zemské tíže, svahové pohyby Na zemské tíži závisí působení ostatních exogenních činitelů. Tíží je ovlivňován i vývoj údolních a horských svahů. Každá hornina udrží pod daným sklonem jistou výšku (údržlivost), která je podmíněna soudržností a třením. Údržlivost závisí i na obsahu vody, porušuje se klimatickými poměry (promrznutím, vysycháním). Údržlivost vyjadřuje vnitřní odpor horniny vůči zemské tíži. Pokud sklon větší než odpovídá údržlivosti dochází k „vyrovnání“, které může být pomalé (sesouvání, sjíždění, popolézání) nebo rychlé (padání, řícení). Sypké písky (zcela nesoudržné) se udrží jen ve sklonu odpovídajícímu úhlu vnitřního Tření. Vlhký písek – nepravá soudržnost. Tekuté písky. Jíly – velká soudržnost, která však pomine se zvýšením obsahu vody (bobtnání) – Plasticita. Vyvřeliny – značná soudržnost. Závisí na rozpukanosti. Sedimenty – závisí na sklonu vrstev, petrografickém složení, povaze jednotlivých vrstev, zvodnění vrstev, jílovitých vložek Metamorfity – zpravidla menší než u vyvřelin, ale větší než u sedimentů

Sesuvy, klasifikace sesuvů Sesuv či svahový pohyb – pohyb hornin a zemin po svahu vyvolaný gravitací směřující do nižší nadmořské výšky. Rychlost může být variabilní až 200 km / hod. (horninové laviny), mm/rok (plížení). Klasifikace sesuvů dle typu materiálu Sesuvy pokryvných materiálů – zeminy, bahno, suť b) Sesuvy skalního podloží

Klasifikace sesuvů dle druhu pohybu Pád, řícení Skluz, sesouvání Proud, tečení a) Pád, řícení – na strmých svazích, kde nezpevněná vrstva se neudrží na povrchu a zřítí se dolů dolů (vliv mrazu, rozrušování kořínky)

b) Skluz, sesouvání – materiál zůstává spojitý, sesuv podle definované plochy.

Proud, tečení – zemní materiál se přemisťuje jako viskozní materiál. Většinou způsoben nasycením vodou.

Hlavní druhy sesuvů: a) slump b) skluz c) proudy d) plíživé pohyby Slump (rotační sesuv) – sesuv v prostředí skalních hornin či nesoudržných materiálů po ostře vymezené smykové ploše. Pohyb není obvykle příliš rychlý. Běžný např. v prostředí jílových souvrstvích. Sesuv je často složen z několika bloků. B) Skluz – sjíždění horninových bloků. Patří mezi nejrychlejší a nejdestruktivnější sesuvy. Často, v rozpukaných souvrstvích po plochách paralelních se sklonem svahu. Např. sesuv pískovců po podložním souvrství jílů. Časté na jaře – infiltrovaná voda.

Proudy – relativně rychlý pohyb směsi vody a součástí hornin Proudy – relativně rychlý pohyb směsi vody a součástí hornin. Nepřesně vymezená smyková plocha. Suťové proudy, bahenní proudy, půdotoky, sněhokamenité proudy. Mohou být přenášeny poměrně velké horninové bloky, poměrně značný erozivní charakter. Bahnité proudy časté v rovníkových oblastech (přívalové deště, sopky). Suťové proudy – Alpy (mury) Creeping (plíživé pohyby) – postupný pohyb pokryvu na jemných sklonech. Jedna z hlavních příčin – opakované změny objemu vlivem zamrzání a roztávání zemin na povrchu. Hákování vrstev (obr.), ohýbání stromů. Rychlost od 1 mm/rok (může dosahovat až řádu jednotek metrů za rok)

Permafrost a soliflukce – pomalé tečení povrchové, roztáté vrstvy Permafrost a soliflukce – pomalé tečení povrchové, roztáté vrstvy. Děje se i na velmi mírných sklonech (2 až 3O). Roztátá voda nemůže infiltrovat hlouběji.

Faktory ovlivňující vznik sesuvů Přírodní Podzemní voda ve svahu, tání, deště Vegetace Eroze u úpatí Zemětřesení (napadání hornin na nestabilní svahy, zkapalnění zemin v důsledku otřesů) Vulkanické erupce Lidskou činností Vibrace, výbuchy Zemní práce (podkopání paty svahů, zatížení horních částí) Odstranění vegetace Činnosti vedoucí ke změně infiltračních poměrů (stavebnictví, zemědělství, lesnictví, kanalizace)