Zerknij w ozie na podwozie EarthCache

Podczas ostatnich wakacji odwiedziliśmy z Tompolską Wilno, gdzie nie mogłem sobie odmówić zaliczenia EC przy znajdujący się tam ozie. Na miejscu zobaczyliśmy wyraźny, kręty wręcz podręcznikowy wał, którego grzbietem prowadziła ścieżka miejskiego parku. Z miną znawcy wskazałem na niego ręką i powiedziałem do Tompolskiej - patrz, to jest oz, powstał wskutek akumulacji piasku i żwiru niesionego przez rzekę płynąca pod lodowcem. Czegoś tu nie rozumiem - powiedziała Tompolska - skoro pod lodem płynęła rzeka, to czemu nie wyżłobiła ona koryta, jak inne rzeki, tylko usypała wał? Zastrzeliła mnie tym pytaniem, niestety nie umiałem wówczas na nie odpowiedzieć.

Schemat powstawania ozu (https://www.dmr.nd.gov/ndgs/ndnotes/Eskers/Eskers.asp).

Minęło kilka miesięcy, kiedy wybraliśmy się z Tompolską w jej rodzinne strony na Podlasie. Już kilka tygodni przed wyjazdem wertowałem książki oraz internety w poszukiwaniu informacji o ciekawostkach geologicznych okolic Białegostoku. Natrafiłem na informacje o ozie w miejscowości Kamienna Nowa, w którym doskonale można obserwować osady, jakie go budują, a co za tym idzie jak powstał. Przed wizytą w terenie poczytałem sobie jeszcze co nieco o ozach a także uzyskałem kilka ciekawych informacji od dr Adama Krupy (Instytut Geografii, Uniwersytet Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy) - któremu niniejszym serdecznie dziękuję za wyjaśnienie moich wątpliwości. W terenie towarzyszyła mi nieoceniona Geożonka Tompolska, która nie zdradziła cienia niecierpliwości, kiedy babrałem się na miejscu w rdzawych, sypkich osadach, zbierając dane do niniejszego EC. Ostatecznie, w domowych pieleszach, korzystając z odrobiny wolnego czasu, udało mi się stworzyć tego EC, który odpowie nie tylko na pytanie Tompolskiej, ale także wyjaśni nieco więcej tajników powstawania ozów.

W plejstocenie miał miejsce na terenie dzisiejszej Polski szereg zlodowaceń. Kiedy klimat oziębiał się, lodowce narastały z północy na południe, kiedy zaś klimat ocieplał się, lodowce zatrzymywały się, bądź cofały. Taki proces cofania się lądolodu nazywamy deglacjacją. Przyczyną cofania się lądolodu było topienie się lodu. Topienie to następowało nie tylko w obrębie jego czoła, ale na całej jego powierzchni. Woda z topniejącego lodowca płynęła początkowo po jego powierzchni - była to tzw. woda supraglacjalna. Kiedy woda znajdowała szczeliny w lodzie wpływała wgłąb lodowca - była to woda inglacjalna. W końcu woda wnikając coraz głębiej aż dosięgała skalnego podłoża. Tam sieć mniejszych strumieni łączyła się w większe podlodowe rzeki, podobnie jak ma to miejsce w przypadku dzisiejszych strumieni i rzek na powierzchni ziemi. Takie wody płynące pod lodowcem nazywamy subglacjalnymi.

Rodzaje wód lodowcowych.

No i w tym momencie następuje dylemat mojej Geożonki - dlaczego te subglacjalne rzeki nie erodowały podłoża, tworząc (podobnie jak normalne rzeki) koryta rzeczne? Ależ tak właśnie się działo! Efektem tej działalności są powszechne w północnej Polsce rynny subglacjalne, w których obecnie znajdują się długie, wąskie i głębokie jeziora rynnowe (np. Jezioro Wigry). No, skoro tak się działo, to w takim razie skąd te ozy? Pewnie tak zapytała by mnie w tym momencie Geożonka, gdyby widziała co ja tu wypisuję. Teraz nie widzi, bo leży na kanapie i czyta książkę oczekując na odcinek Herkulesa Poirot. Wątpię jednak, czy ów detektyw rozwikłałby tę zagadkę. Rozwikłali ją geomorfolodzy obserwujący liczniejsze niż u nas ozy występujące na terenie Skandynawii. Otóż na tamtym terenie lodowiec znajdował się zwykle bezpośrednio na podłożu z litych, odpornych na erozję skał. Wody subglacjalne płynąc pod lodowcem nie były w stanie wciąć się w skalne podłoże, wcinały się więc w znajdujący się powyżej lodowiec. Niesione przez te wody piaski, żwiry i głaziki osadzały się na dnie takiego podlodowcowego tunelu. Po wytopieniu się lodowca pozostał podłużny wał zbudowany z tych osadów. W przypadku luźnych, podatnych na erozję osadów, jakie znajdowały się pod lodowcem na obszarze Polski północnej, następowało ich rozcinanie przez wody subglacjalne - tak powstały wspomniane wcześniej rynny subglacjalne. A jednak spotyka się na Niżu Polski wypukłe wały ozów. Czasem pod lodowcem znajdowały się na tyle zwięzłe gliny polodowcowe, że lodowiec częściowo wcinał się w podłoże, a częściowo w lodowiec powyżej. Naniesione tam osady częściowo wypełniły wyżłobioną w podłożu rynnę, częściowo zaś przestrzeń wyżłobioną w lodzie. Tego typu ozy nazywamy zakorzenionymi.

Powstawanie różnych form polodowcowych w zależności od podłoża: A - oz klasyczny, B - oz zakorzeniony, C - rynna subglacjalna.

Oz w Kamiennej Nowej opisywany jest jako podręcznikowa forma o wysokich walorach edukacyjnych. Przynajmniej tak było kilkanaście lat temu, kiedy to okresowo działała tu żwirownia i można było obserwować piękny przekrój przez jądro ozu. Obecnie strome ściany wyrobiska osunęły się i częściowo zarosły. Bynajmniej jednak miejsce nie zatraciło walorów edukacyjnych. To, co słabo obecnie widać, postanowiłem przedstawić za pomocą grafiki, zaś dokładne określenie co w poszczególnej warstwie się znajduje będzie jednym należało do odwiedzających niniejszy EC. Rysunek poniżej przedstawia ułożenie warstw osadów w ozie.

Przekrój przez oz w Kamiennej Nowej. 0 - podłoże, na którym wykształcił się oz; A, B, C - warstwy rdzenia ozu; D - osłona ozu.

Jak wynika z powyższego obrazka, w obrębie rdzenia ozu występują 3 różniące się od siebie warstwy. Różnice w nich polegają głównie na wielkości materiału jaki je buduje. Wielkość tego materiału zależy od siły wód subglacjalnych, które go przyniosły. Łatwo się domyślić, że im więcej wody, tym większa jej siła. Z kolei ilość tej wody zależała od ilości topniejącego lodu, a więc w okresach cieplejszych było jej więcej.
Interesujące jest łukowate wygięcie tych warstw. W normalnej rzece osady przecież układają się poziomo, skąd tutaj takie wygięcie? Rozwiązanie jest proste - odkładające się osady po bokach ograniczone były ścianami tunelu lodowcowego, a po wytopieniu się lodu po prostu "rozlały" się na boki.
Kiedy kończył się okres zlodowacenia wskutek długotrwałego ocieplenia klimatu, lodowiec zaczynał się topić, a jego czoło cofać. Tunele subglacjalne zawalały się, wskutek czego ustępował przepływ wody, a lód nad nimi powoli topniał. Lód ten zawierał materiał skalny, który po całkowitym wytopieniu się pokrył rdzeń ozu tworząc jego osłonę. Czasem w ciele lodowca znajdowały się całkiem duże głazy, które osiadły na wale ozu. Są one widoczne w kilku miejscach skarpy w żwirowni.

Głaz pochodzący z wytopionego lodowca.

Zmiany klimatyczne następowały powoli i pomimo ustąpienia lodowca panowały tu surowe warunki zimnego klimatu. Takie warunki powodują, że zewnętrzna warstwa skorupy ziemskiej pozostaje przez wiele lat w temperaturze poniżej 0 stopni Celsjusza. Takie zjawisko nazywamy wieczną zmarzliną. Współcześnie występuje ona np. na Syberii, gdzie sięga aż 1500 m w głąb ziemi. Znaleziono ją nawet w Polsce, w okolicy Suwałk, na głębokości ponad 350m pod powierzchnią terenu - jest to pozostałość po ostatnim zlodowaceniu, a więc sprzed 13 tys. lat! W rejonie występowania wiecznej zmarzliny zimą grunt jest przemarznięty aż do jego powierzchni, natomiast w lecie odmarza jego górna cześć (zwykle do głębokości 1-2m). Ta rozmarznięta część podłoża nazywana jest warstwą aktywną. Ponieważ pod spodem znajduje się wieczna zmarzlina, woda nie może wnikać wgłąb ziemi i na powierzchni tworzy się grząskie błoto. To powoduje, że na zboczach w okresach cieplejszych następuje spływanie tego materiału - taki proces nazywamy soliflukcją. Jeśli przyjrzysz się raz jeszcze zdjęciu z naniesionymi granicami warstw, zauważysz, że w centralnej części ozu jego osłona oraz górna cześć rdzenia jest jakby ścięta. To właśnie efekt działania tego procesu.
Występowanie wiecznej zmarzliny skutkowało też powstaniem klinów mrozowych. Powstają one, kiedy w porze zimnej grunt z wieczną zmarzliną kurczy się, pękając, natomiast w porze ciepłej do powstałej szczeliny wpływa błoto z powierzchni. Cykl ten powtarza się co roku, a szczelina powiększa się. Takie kliny mrozowe widoczne są w górnej części odsłonięcia, mają lejkowaty kształt i długość od kilkudziesięciu cm do kilku m wgłąb.

kliny mrozowe.

Będąc w wyrobisku można zaobserwować jeszcze jedną ciekawostkę związaną z pobytem lodowca - iły warowe. Można je obserwować przy waypoincie "ILY". Są to iły piaszczyste z widocznym gęstym, naprzemiennym jasnym i ciemnym warstwowaniem. Powstały one w jeziorach zastoiskowych, czyli zbiornikach wodnych powstających w trakcie cofania się lodowca. Kolor warstw uzależniony jest od pory roku - ciemne tworzyły się latem, a jasne w zimie. Jakkolwiek problematyka iłów warwowych wykracza już znacznie poza temat ozów i nie zadaję pytań związanych z tymi iłami, zachęcam do obejrzenia tych osadów przy okazji zwiedzania wyrobiska.

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 główne EC prowadzą w centralną część odsłonięcia. Przyjrzyj się co się znajduje w dnie wyrobiska, a więc w podłożu ozu. Jaki materiał skalny się tam znajduje i w jaki sposób przyczynił się on do tego, że powstał tam oz?
2. Udaj się teraz pod dodatkowe waypointy (warstwa A, B, C i D). Znajdziesz tam osady ozu odpowiadające jego poszczególnym warstwom. Warstwy A, B i C stanowią jądro ozu, warstwa D jego osłonę. Wyrobisko jest od jakiegoś czasu nieczynne, więc pionowe skarpy osunęły się materiał nieco się przemieszał. Kieruj się zatem wskazaniami GPS, a nie zdjęciem z naniesionymi warstwami - wówczas uzyskasz poprawne wyniki. Wszystkie punkty znajdują się na zboczach/skarpach. Weź do ręki luźny materiał skalny w każdym z punktów i opisz go pod względem wielkości okruchów, jego zwięzłości, barwy itp. Uwaga - warstwy A i C będą do siebie bardzo podobne, natomiast B i D będą się od nich wyraźnie różnić
3. Na podstawie obserwacji jakie poczyniłeś przy warstwach A, B i C oraz uważnej lektury listingu, spróbuj ustalić, która (które) z nich utworzyła się podczas chłodniejszej fazy zlodowacenia, a która (które) podczas cieplejszej?
4. Odszukaj przy górnej krawędzi skarpy kliny mrozowe i zbadaj, jaki materiał skalny je wypełnia. Czy poza barwą różni się on czymś od materiału otaczającego klin?
5. Czy gdzieś na terenie Polski znajduje się miejsc, gdzie może zachodzić soliflukcja? Jeśli tak, to gdzie?
6. Jak sądzisz, czy jest to typowy wał ozowy, czy jest to wał ozowy zakorzeniony?