Czego najwięcej na ziemi? EarthCache

Czy piasek jest skałą?
Kto to jest Eol?
Czego wiatr nie wywiewa?
Czy w Polsce można znaleźć piaski z Sahary?
Czy piaskowiec powstaje z piasku, czy na odwrót?
Skąd się wzięła wydma w lesie?
Jak wygląda wydma w środku?

Są to pytania, na które znajdziesz odpowiedzi podczas lektury niniejszego EarthCache. Na sam koniec to ja zadam Ci 7 innych pytań, na które będziesz w stanie odpowiedzieć po uważnym przeczytaniu całego poniższego tekstu oraz wizyty w terenie, gdzie staniesz oko w oko z wydmą śródlądową.

piasek budujący wydmę.

Skały fascynowały mnie już od dziecka. Objawiało się to na przykład tym, że już jako przedszkolak znosiłem do domu różnego rodzaju "kamienie" znajdowane po roztopach na alejkach krakowskich Plant - zwykle były to żwiry pozostałe po sypaniu niewysortowanego "piasku" na pokryte śniegiem i lodem ścieżki. Wyjazd nad morze skutkował tym, że zamiast opalać się na plaży, lub szlifować umiejętności pływackie, brodziłem po kolana w wodzie, poszukując bursztynów pomiędzy ziarnami piasku. Bursztynów nie znalazłem, ale za to codziennie przynosiłem pokaźną kolekcję co ciekawszych okruchów skalnych. W miarę dorastania, coraz bardziej interesowały mnie skały i zawarte w nich minerały czy skamieniałości, ale nie sam piasek, który w moich oczach był "skalnym odpadem".
Jakież było moje zdziwienie, gdy na lekcji geografii dowiedziałem się, że piasek to też skała. Wiedza ta jednak nie przełożyła się mój szacunek do piasku, jak też na inne skały luźne np. żwir. Choć ten ostatni, jak już wcześniej wspomniałem, mógł być o tyle ciekawy, ze składał się z kilkucentymetrowych okruchów - np, granitów, kwarcytów, wapieni, a więc skał litych. Okazało się, że jest jeszcze jeden, pośredni typ skały, wyróżniany ze względu na stan skupienia budujących go minerałów. Tworzą go skały zwięzłe. Do tej ostatniej grupy zaliczamy np less, czy glinę, czyli skały, które pozostawione same sobie wprawdzie trzymają się kupy, ale w dłoniach przy niewielkim nacisku łatwo się rozpadają.

Typy skał ze względu na stopień zwięzłości - od lewej: skała luźna, skała zwięzła, skała lita.

Z racji dorastania w Krakowie, szczególną sympatią darzyłem wapienie. Nie dość, że można było w nich znaleźć skamieniałości, to jeszcze powstały w nich liczne w tym rejonie jaskinie. Na tym etapie piasek co najwyżej stanowił przeszkodę w poznawaniu całej jaskini, gdyż wypełniał wiele korytarzy po sam strop, czyniąc je niedostępnymi. Te moje skalne sympatie zadecydowały o wyborze studiów geograficznych, a w ich toku specjalizacji geomorfologicznej. Większość ćwiczeń terenowych odbywało się w Karpatach, stąd moje zainteresowania zostały nieco przekierowane na piaskowce, w których jak się okazało są zarówno jaskinie, jak i skamieniałości. Pozostałem jednak wierny skałom litym, bo do takich skał zalicza się właśnie piaskowiec, choć powstał właśnie z piasku. Nie pomógł nawet fakt, że moim promotorem była dr Bogdana Izmaiłow, której specjalizacją były procesy eoliczne, a więc takie, których czynnikiem jest wiatr przenoszący pyły i piasek. Nazwa "eoliczne" pochodzi od mitycznego greckiego władcy wiatrów Eola. Dzięki Pani Doktor dowiedziałem się jednak dużo o piasku i formach przez niego tworzonych. Niniejszym EarthCachem chciałem więc jej za tę wiedzę podziękować, a poszukiwaczom przybliżyć choć minimum wiedzy na temat procesów i rzeźby eolicznej.

Wiatr jest powszechnym na całej ziemi zjawiskiem atmosferycznym. Już niewielki jego podmuch jest w stanie porwać i przenieść dalej drobny materiał jakim jest pył i piasek. Oczywiście, warunkiem jest tu, żeby ten drobny materiał występował w podłożu, nie był ustabilizowany przez roślinność, no i żeby był suchy. Najlepsze warunki dla procesów eolicznych są oczywiście na pustyniach, ale i w naszym klimacie mamy miejsca, gdzie te procesy zachodzą - np. nad brzegami wód.
Wiejący wiatr napotykający nagromadzenie drobnego materiału skalnego, może go porywać i wywiewać. Proces taki nazywa się deflacją. Jeśli materiał jest pylasty bądź piaszczysty, wówczas jest on wywiewany stopniowo w całości, tworząc obniżenie deflacyjne. Jeśli drobny materiał jest wymieszany ze żwirem, lub głazami, wówczas tylko ten drobny jest wywiewany, a grubszy pozostaje tworząc bruk deflacyjny.
Porwany przez wiatr materiał skalny podlega transportowi eolicznemu. W stosunku do innych typów transportu (np rzecznego lub grawitacyjnego na stoku), odbywa się on niezależnie od nachylenia terenu, a więc nawet pod górę. W zależności od siły wiatru i wielkości materiału skalnego, może on być różnie transportowany. Większe ziarna piasku, czy nawet drobne żwiry transportowane są na niewielkie odległości tuż przy powierzchni gruntu, będąc wleczone bądź toczone. Mniejsze ziarna piasku unoszone są przez wiatr na niewielką wysokość (max. do 2m), a następnie spadają, aby odbić się od podłoża wykonując kolejne skoki. Przy uderzeniu w podłoże uruchamiają kolejne ziarna, które powielają ten proces, wskutek czego przemieszczane są duże ilości piasku. Ten sposób transportu nazywany jest saltacją. Pył oraz bardzo drobny piasek może zostać uniesiony przez wiatr na wysokość do kilku km i w ten sposób przeniesiony nawet o tysiące kilometrów. Czasami zdarza się, że na obszar Polski przynoszone są w ten sposób pomarańczowe pyły z Sahary, szczególnie dobrze widoczne na karoseriach aut lub na śniegu. Ten typ transportu zwany jest suspensją.

Rożne rodzaje transportu eolicznego. A - duży okruch skalny - brak ruchu. B - drobne żwiry - wleczenie i toczenie. C - piasek - saltacja. D - pył - suspensja

Niesiony wiatrem piasek uderza w napotkane na swojej drodze skały żłobiąc je i wygładzając jak papier ścierny. Jest to tzw. korazja. Efektem jej działania mogą być grzyby skalne lub graniasto oszlifowane odłamki skalne (graniaki). W ten sposób piaskowcowa skała, która wcześniej powstała z piasku, może z powrotem zamienić się w piasek i to poprzez uderzenia ziaren piasku. No i co, czy faktycznie nie piasku najwięcej na ziemi? Jakby nie było, to piasek składa się głównie z kwarcu (SiO2), a więc z tlenu i krzemu, a te dwa pierwiastki stanowią 73% masy Ziemi.
Przemieszczany przez wiatr materiał może tworzyć formy akumulacji eolicznej. Osadzający się na ziemi piasek może tworzyć zmarszczki wiatrowe (ripplemarki) mające postać niewielkich, równoległych do siebie grzbietów do wysokości kilku cm. Większymi formami są znane wszystkim wydmy.

Formy akumulacji eolicznej - po lewej ripplemarki, po prawej wydmy.

Wydmy powstają, gdy niesiony przez wiatr piasek napotka na przeszkodę. Może to być roślinność, wilgotne podłoże, albo ukształtowanie terenu. Na tej przeszkodzie piasek wytraca prędkość odkładając niesiony piasek, który sam dodatkowo staje się przeszkodą. W ten sposób coraz większa ilość piasku zaczyna budować wzniesienie. Mało tego - wiatr, oraz niesione przez niego ziarna piasku wzbijają w powietrze wcześniej osadzony piasek po stronie dowietrznej, natomiast osadzają go po stronie zawietrznej, gdzie prędkość wiatru jest mniejsza. Tak powstająca wydma zaczyna narastać i się jednocześnie przemieszczać.

Przekrój poprzeczny przez wydmę - widoczne warstwowanie zgodne z kierunkiem jej przesuwania się.

Taki sposób powstania wydm ma wpływ na kilka charakterystycznych jej cech, ważnych w ich identyfikacji:
- strona zawietrzna jest bardziej stroma od dowietrznej
- kierunek nachylenia warstw w wydmie jest zgodny z kierunkiem jej przemieszczania
- wydmy składają się głównie z piasku, nie zawierają żwirów i głazów.

No dobrze, ale skąd się tutaj wzięła wydma? Nie ma tu żadnej pustyni, a wszystko jest porośnięte trawą i drzewami. Oczywiście, ale nie zawsze tak było. Podczas ostatniego zlodowacenia lodowiec wprawdzie nie dotarł do południowej Polski (nie licząc lodowców górskich), jednak zmiany klimatyczne wywołane ochłodzeniem odcisnęły swój ślad. Po pierwsze w trakcie cieplejszych okresów zlodowacenia następowało intensywne topnienie lodowców górskich, co spowodowało odprowadzanie rzekami dużej ilości materiału skalnego. Było to przyczyną akumulacji na północ od Karpat dużej ilości piasków. Ostatnią fazą tego zlodowacenia był młodszy dryas, faza klimatyczna charakteryzująca się oziębieniem klimatu i suchością. W takich warunkach, bez pokrywy lodowej, przy bardzo skąpej roślinności, dochodziło do przewiewania piasku i tworzenia się wydm. Miało to miejsce ok. 12 tys. lat temu, więc całkiem niedawno. Ocieplenie się klimatu po młodszym dryasie zapoczątkowało obecnie trwającą epokę geologiczną, czyli holocen. Wówczas klimat ocieplił się, co skutkowało wzrostem roślinności i ustabilizowaniem ruchomych wcześniej wydm. Tak zakonserwowane wydmy przetrwały do dnia dzisiejszego.
Na ustabilizowanej wydmie wskutek obumierania materii organicznej zaczyna tworzyć się gleba. Na takim piaszczystym podłożu wykształcają się słabe, mało urodzajne gleby zwane bielicami. Jest to dobry temat na osobny EC, natomiast wspominam o nim ze względu na inne ciekawe zjawisko. Po ustabilizowaniu się wydmy i wytworzeniu się na niej gleby klimat może się znów ochłodzić i spowodować1 warunki dobre do tworzenia się nowych wydm. Wówczas ustabilizowaną wydmę może pokryć nowa warstwa piasku. Starsza warstwa gleby zostanie wówczas pogrzebana i zakonserwowana tworząc tzw. glebę kopalną. Łatwo ją rozpoznać, gdyż jej górna, ciemna powierzchnia odcina się bardzo wyraźną granica od gleby leżącej powyżej.

Profil gleby bielicowej (po lewej) oraz gleby bielicowej z widocznym poziomem gleby kopalnej (po prawej).

Wiele podręczników i artykułów o wydmach przedstawia różne rodzaje wydm. Prawda jest jednak taka, że podręcznikowe przykłady występują głównie w podręcznikach. Pagóry wydmowe tej części Polski najczęściej są efektem nałożenia się na siebie kilku wydm, ich powstawanie jest wieloetapowe, lub ich ostateczna forma jest wymuszona przez warunki geologiczne. To zwykle wyklucza zaklasyfikowanie wydmy jednoznacznie do jakiegoś typu. Zamiast tego chciałem zaproponować przyjrzenie się wydmie od środka, gdzie zapisana jest historia zmian klimatycznych tego obszaru na przestrzeni ostatnich kilkunastu tysięcy lat.

Aby zalogować znalezienie EarthCache musisz odwiedzić wskazane przez współrzędne tego EarthCache miejsce. Następnie musisz odpowiedzieć na poniższe pytania i przesłać je do mnie za pomocą formularza kontaktowego.

1. Współrzędne doprowadzą Cię do przekopu w wydmie, gdzie widoczna jest odkrywka, dzięki której lepiej poznasz budowę wydmy. Widoczna w odkrywce skała to:
A. Skała lita
B. Skała zwięzła
C. Skała luźna
D. To nie jest skała, tylko piasek.

2. Wskutek jakiego procesu powstała niniejsza wydma?
A. Deflacji
B. Transportu
C. Korazji
D. Akumulacji.

3. Ziarna piasku budujące wydmę znalazły się tu dzięki:
A. Wleczeniu
B. Toczeniu
C. Saltacji
D. Suspensji

4. Wchodząc do wykopu, przyjrzyj się piaszczystym skarpom. Spróbuj odnaleźć w górnej części poziom gleby kopalnej i odpowiedz, gdzie się on znajduje:
A. W skarpie od strony północnej
B. W skarpie od strony południowej
C. W skarpie od strony wschodniej
D. W skarpie od strony zachodniej.

5. Piasek w wydmie charakteryzuje się ukośnym warstwowaniem, na podstawie którego można odczytać, z jakiego kierunku wiał wiatr tworzący wydmę. Aby jednak zobaczyć to warstwowanie, zwykle konieczne jest zrobienie świeżej odkrywki. Aby niepotrzebnie nie rozkopywać wydmy, mam dla Ciebie wykonane zdjęcie z nieistniejącej już odkrywki tego kompleksu wydmowego.

Jeśliby tę odkrywkę umieścić w miejscu naszego EC, to gleba kopalna znajdowałaby się po lewej stronie zdjęcia. Wobec tego z jakiego kierunku wiały wiatry tworzące niniejszą wydmę?
A. Z południa
B. Z północy
C. Ze wschodu
D. Z zachodu.

6. Przyjrzyj się dokładnie materiałowi skalnemu, jaki buduje wydmę i odpowiedz, jaki jest stopień jego wysortowania oraz wielkość okruchów:
A. Materiał skalny jest dobrze wysortowany - wszystkie okruchy skalne mają do 1mm średnicy
B. Materiał skalny jest dobrze wysortowany - wszystkie okruchy skalne mają 1-2mm średnicy
C. Materiał skalny jest źle wysortowany - występują okruchy o średnicy poniżej 1mm, jak z przedziału 1-2mm
D. Materiał skalny jest źle wysortowany - występują okruchy o średnicy powyżej 1mm, z przedziału 1-2mm, jak i przekraczające 2mm


Znalezienie możesz zalogować po wysłaniu do mnie odpowiedzi. Jeśli odpowiedzi będą błędne, skontaktuję się z Tobą w tej sprawie.