Zamknij

W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia Państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów na6.pl/cookies.pdf

na6.pl

Grawitacyjne ruchy masowe

dział: Geografia fizyczna świata

kategoria: Czynniki Egzogeniczne

  • Grawitacyjne ruchy masowe
  • Grawitacyjne ruchy masowe

    Grawitacyjnymi ruchami masowymi nazywamy proces przemieszczania się pokrywy zwietrzelinowej na stoku pod wpływem siły grawitacji. Zwietrzelina to materiał powstały na skutek procesów wietrzenia. Jej skład zależy od rodzaju podłoża i typu wietrzenia. Grubość pokrywy zwietrzelinowej zależy głównie od: klimatu, czasu wietrzenia, oraz kątu nachylenia terenu. Stoki o nachyleniu terenu powyżej 50° najczęściej pozbawione są zwietrzeliny. Kąt naturalnego spoczynku jest to kąt maksymalnego nachylenia stoku, przy którym materiał skalny nie ulega przemieszczeniu.

     

    Grawitacyjne ruchy masowe mogą być powolne, bądź zachodzić z bardzo dużą prędkością, mając nieraz katastrofalne skutki. Przemieszczane się mas skalnych po powierzchni Ziemi wywołane jest przede wszystkim przez działanie siły ciężkości. Na nachylonym stoku siła ta rozłożona jest na dwie składowe:

     

    • prostopadłą do powierzchni zbocza zwaną stykową
    • równoległą do powierzchni zbocza zwaną ześlizgową

     

    Wraz ze wzrostem kąta nachylenia zbocza wzrasta wartość składowej równoległej do niego, a więc i możliwość przemieszczenia się po nim zwietrzeliny. Ruchom grawitacyjnym przeciwdziałają właściwości skał takie jak spójność (cząsteczki skalne są ze sobą związane siłami wzajemnego przyciągania), oraz tarcie wewnętrzne (opór stawiany przesuwającym się cząsteczkom skalnym). Tarcie wewnętrzne uzależnione jest od kształtu minerałów, obecności wody, oraz wartości ciśnienia. Drobnoziarniste osady zawierające dużo wody mogą zostać uplastycznione, bądź upłynnione, ponieważ woda zmniejsza tarcie pomiędzy cząsteczkami skały. Zwietrzelina może poruszać się po stoku w różny sposób. Cząsteczki mogą staczać się po stoku, obrywać się ze stromych ścian spadając u ich podnóża, mogą pełzać, bądź osuwać się. Przebieg danego ruchu uwarunkowany jest kilkoma czynnikami: kątem nachylenia stoku, rodzajem skał budujących stok, układem warstw skalnych, poziomem zalegania wód gruntowych, oraz ilością opadów. Główną przyczyną wystąpienia grawitacyjnych ruchów masowych jest zachwianie mechanicznej równowagi zbocza górskiego. Naruszenie mechanicznej równowagi stoku może zachodzić na skutek wstrząsów sejsmicznych, bądź w wyniku działalności człowieka (eksploatacja kamieniołomów, budowa linii komunikacyjnej, czy zapór wodnych). Najczęstszą przyczyną ruchów masowych po stoku jest zmiana krążenia wód podziemnych.

     

    Grawitacyjne ruchy masowe ze względu na sposób i prędkość przemieszczania się mas skalnych podzielone zostały na:

    • odpadanie- proces ten zachodzi w obrębie ścian skalnych. Polega on na przemieszczaniu się niewielkich okruchów zwietrzeliny. Główną przyczyną odpadania jest intensywne wietrzenie termiczne i mrozowe. Intensywność odpadania zależy  głównie od odporności skały i siły wietrzenia, jakiemu podlega skała. Odpadły od ścian materiał skalny gromadzi się u ich podnóża, tworząc stożki i hałdy usypiskowe. W miejscu odpadania tworzą się jamy, nisze, bądź kieszenie. Odpadanie zachodzi najczęściej na stokach, których kąt nachylenia przekracza 45°. Jeśli ze stoków zsuwa się wietrzelina tworzą się żleby (wklęsłe formy ukształtowania terenu górskiego), natomiast u ich wylotów można obserwować stożki piargowe (nagromadzenie bloków i gruzu skalnego w kształcie stożka).
    • obrywanie- proces ten następuje przy niemal pionowych ścianach i jest najszybszą formą ruchów masowych. Prędkość tego ruchu może dochodzić do 150 metrów na sekundę. Obrywanie polega na nagłym oderwaniu się od podłoża i szybkim przemieszczeniu w dół wielkich mas skalnych (najczęściej w formie lawiny kamiennej). W miejscu oderwania się materiału powstają wyrwy, bądź nisze skalne. Obrywanie zachodzi zwykle niespodziewanie, w miejscach trudnych do określenia wcześniej, stąd w obszarach zamieszkanych przez człowieka stwarza zagrożenie dla życia oraz powoduje poważne straty materialne.
    • osuwanie- jest szybkim ruchem po powierzchni zbocza mas skalnych  o dużej objętości. Prędkość tego ruchu to kilka centymetrów na sekundę do kilku metrów na sekundę. W wyniku tego procesu powstają osuwiska. Osuwanie zachodzi zarówno w obrębie stoków o nachyleniach mniejszych niż 45° (na stokach bardziej stromych odpowiednikiem osuwania jest proces obrywania). Formy, które podlegają temu procesowi mogą przybierać charakter zwietrzelinowy, bądź mogą to  być  lite skały. Proces osuwania zachodzi bądź nagle, bądź poprzedzony jest powstaniem pęknięć, szczelin i rys w strefie oderwania. Zachodzący na większą skalę proces osuwania powoduje niekiedy katastrofalne skutki, niszcząc osiedla i ciągi komunikacyjne, zagradzając doliny i tworząc okresowe jeziora, a także spiętrzając wody rzek i powodując powodzie.
    • Spełzywanie to proces powolnego przemieszczania się zwietrzeliny po stoku. Jest on wywołany nasiąknięciem i wyschnięciem, lub też zamarznięciem i odmarznięciem pokrywy zwietrzelinowej. W wyniku spełzywania na stokach pokrytych darnią powstają zmarszczki, łamią się płoty, slupy telegraficzne a pnie drzew na stokach objętych procesem spełzywania przypominają kształtem literę „L”. Prędkość spełzywania wynosi od 0,2 do 7,5 mm/rok.
    • cieczenie- jest to ruch zwietrzeliny powstałej na skutek wietrzenia chemicznego. Proces ten jest charakterystyczny dla strefy gorącej wilgotnej, któremu podlega gruba warstwa zwietrzeliny. Cieczenie ograniczane jest przez zwartą pokrywę roślinną, stąd niekiedy zachodzi pod pokrywą leśną. Charakterystyczne dla tego procesu jest występowanie strumieni i pokryw błotnych znajdujących się w miejscach pozbawionych pokrywy roślinnej.
    • Soliflukcja jest to rodzaj ruchów masowych, występujących na obszarach klimatów zimnych. Proces ten polega na bardzo powolnym, ledwo dostrzegalnym (kilka milimetrów dziennie) zsuwaniu się po stoku zwietrzeliny nasiąkniętej wodą pochodzącą z topnienia śniegu lub z opadów deszczu.
    • Spłukiwanie to przemieszczanie zwietrzeliny przez wody opadowe i roztopowe. W wyniku tego procesu tworzą się formy erozyjne takie jak bruzdy, rozdoły czy wąwozy. Proces ten zachodzi szczególnie intensywnie na stokach, które nie są pokryte roślinnością. Przebieg spłukiwania uzależniony jest od spoistości i przepuszczalności podłoża, a także od ilości i natężenia opadów atmosferycznych.

    Osuwiska

     

    Kiedy grawitacyjny ruch mas skalnych po nachylonym stoku przybiera gwałtowny charakter powstaje osuwisko. Proces ten może trwać kilka sekund, minut, lub niekiedy kilka godzin, bądź dni. Osuwiska mogą mieć dużą siłę niszczącą. Przemieszczanie się mas skalnych po stoku odbywa się wzdłuż najsłabszej strefy. W jej obręb mogą wchodzić warstwy, które zbudowane są z różnych typów skał, mogą to być także powierzchnie pęknięć, czy odkuć. Niekiedy też w wyniku zachwiania równowagi mechanicznej stoku powstaje na stoku wklęsła powierzchnia, wzdłuż której skały ulegają przemieszczeniu. Przemieszczanie się zwietrzeliny odbywa się od powstania szczelin w formie łuku otwartego ku spadkowi zbocza. Wzdłuż tych szczelin odrywają się i przemieszczają w dół masy skalne, na skutek czego w górnej części stoku tworzy się nisza osuwiskowa, a od niej w kierunku spadku ciągnie się rynna osuwiskowa, którą zwietrzelina zjechała w dół. Rynna osuwiskowa przechodzi w język osuwiskowy, na który składają się osunięte masy skalne. Jest to obszar, na którym następuje gromadzenie niesionego materiału. Język osuwiskowy może odznaczać się długością do kilku lub kilkunastu metrów.

     

    Zdarzają się także osuwiska, które po powstaniu nie są już aktywne, inne są wprawiane w ruch wielokrotnie. Są też takie, które znajdują się w ciągłym ruchu. Działają one do momentu znacznego zmniejszenia się spadku zbocza. Na skutek działalności erozyjnej na podcinanych zboczach  rzek powstają osuwiska zboczowe. Osuwiska można rozróżnić ze względu na materiał biorący udział w ruchu. W ten sposób możemy wyszczególnić osuwiska zwietrzelinowe, oraz osuwiska skalne. Osuwiska są aktywne dotąd, dopóki zbocze nie osiągnie stanu równowagi mechanicznej. Moment ten jest osiągany przy różnym kącie nachylenia stoku. Osuwiska występują nie tylko na powierzchnie terenu, ale także na dnie morskim. Siła tarcia, oraz spójność cząsteczek praktycznie nie odgrywają żadnej roli podczas tworzenia się osuwiska podwodnego. W procesie powstawania tego rodzaju osuwiska decydujące znaczenie mają np. trzęsienia ziemi, czy zwiększenie ciężaru gromadzonych osadów. Podmorskie osuwiska powstają najczęściej na stokach kontynentalnych przy nachyleniu zbocza powyżej 4°. W ruchu osuwiskowym biorą udział osady znajdujące się na głębokości do kilkunastu metrów powierzchnią dna. Osuwiska podmorskie można spotkać w skałach, z których zbudowane są Beskidy. Ciągłe osuwiska podmorskie przyczyniły się do powstawania osadów zwanym fliszem karpackim.

     

    Każdego roku na całej kuli ziemskiej powstaje wiele osuwisk. Osuwiska stanowią szczególne zagrożenie jeżeli tworzą się w pobliżu zbiorników retencyjnych. W latach sześćdziesiątych na zaporze rzeki Vaiont we Włoszech do zbiornika wodnego runęło 240 tys. m3 skał i ziemi wypychając tym samym wodę ze zbiornika, która zalała wiele wsi i osiedli. Zginęło wówczas kilka tysięcy osób. Jedno z największych osuwisk miało miejsce w górach Pamir w 1911 roku. Bezpośrednią jego przyczyną było trzęsienie ziemi. Przemieszczeniu uległo wówczas 3 mld ton skał. Inne katastrofalne osuwisko wywołane na skutek trzęsienia ziemi wystąpiło w Chinach w 1920 roku na terenie lessowym. Obszar aktywności osuwiska był gęsto zaludniony. Życie straciło wtedy kilkanaście tysięcy osób. W 1985 roku  na skutek wybuchu kolumbijskiego wulkanu Nevado del Ruiz wystąpił ogromny spływ błotny, który zatopił położone w odległości 50 km od wulkanu miasteczko Armeno.

     

    Ruchy masowe w Polsce

     

    W Polsce ruchy masowe zdarzają się głównie w górach, oraz na zboczach dolin rzecznych. W Karpatach czynnikami wywołującymi tego rodzaju prpcesy są: duże nachylenie stoków, oraz budowa geologiczna. W Tatrach przeważają głównie obrywy, podczas gdy w Beskidach odnotowuje się głównie osuwiska. Ich powstawaniu sprzyja występowanie naprzemianległych, sfałdowanych piaskowców, mułowców, oraz łupków ilastych. Największe beskidzkie osuwisko siłą i rozmiarami dorównało osuwiskom alpejskim. Wystąpiło ono w 1907 roku. Po obfitych opadach spod wierzchołka Chryszczatej ruszyła ogromna masa skalna o objętości 10- 12 mln m3 niszcząc tym samym zbocze na powierzchni 1,5 km2. Tendencje do osuwisk występują także w sąsiedztwie zapór wodnych w Rożnowie, Czchowie, Porąbce, Tresnej, i Solinie. Na obszarach nizinnych wystąpieniem osuwisk zagrożone są głównie obszary położone w pobliżu stromych zboczy dolin rzecznych w Płocku, Warszawie, Toruniu, Sandomierzu, czy Włocławku. Na skutek ruchów masowych cofają się także brzegi Bałtyku w okolicach Wolina i Kamiennej Góry ( w przeciągu 200 lat brzeg cofnął się o 180 metrów). Osuwiska i spełzywanie  gruntu zachodzi także masowo na zboczach pradolin Wisły, Warty i Noteci. W miejscowości Trzęsacz zachowały się jedynie ruiny gotyckiego kościoła, który w poprzednim stuleciu znajdował się jeszcze 800 metrów od morza. Ruchy masowe zachodzące na obszarach zabudowanych są częstą przyczyną powstawania licznych katastrof i szkód budowlanych. W celu ustabilizowania stoku buduje się specjalne mury oporowe, oraz odwadnia się obszar stoku. Do powstawania szkód przyczyniają się nie tylko osuwiska, ale także spełzywanie, które powoduje pękanie budynków, a także innych obiektów.

     

    Wietrzenie, erozja, oraz grawitacyjne ruchy masowe współdziałające ze sobą powodują stopniowe obniżanie się wypukłych powierzchni terenu. Produkty wietrzenia i erozji przenoszone są pod wpływem grawitacji z miejsc wyżej położonych w te usytuowane niżej. Proces przemieszczania się produktów erozji, wietrzenia i ruchów masowych z wyższych obszarów w niższe nazywamy denudacją. Jej efektem jest zrównanie wielkich form terenu i transportowanie produktów niszczenia do obniżeń. Można wyróżnić dwie zasadnicze przyczyny denudacji: wahania temperatury powietrza na powierzchni ziemi, oraz siła grawitacji, powodująca ruch wody w rzekach, ruch lodowców i tworzenie się ruchów masowych. Czynniki te działają z różną prędkością, która uzależniona jest od klimatu, budowy geologicznej obszaru, oraz od wysokości nad poziomem morza. Denudacja zachodzi najintensywniej w górach, w zimnym klimacie, gdzie występują obfite opady śniegu.

    Marcin Obrzut