MODELAREA NATURALÃ A RELIEFULUI

MODELAREA NATURALÃ A RELIEFULUI

1. INTRODUCERE

Partea superioara a litosferei este modelata (erodata), indiferent de climatul sub care se afla, de catre agentii atmosferici, de cei ai hidrosferei sau ai biosferei, ajutati in procesul de transport al materialelor ce rezulta (si uneori chiar in procesele de distrugere) de catre actiunea gravitatiei.

Pentru lamurirea modului cum lucreaza fiecare agent modelator al scoartei terestre, este necesar sa-l urmarim in cadrul proceselor pe care le desfasoara. Limitandu-se la cei mai insemnati agenti si procese care iau nastere, pot fi recunoscute urmatoarele grupe:

dezagragarea si alterarea;

procesele eoliene;

porniturile sau deplasarile de teren;

modelarea prin apele curgatoare;

gelivatia si actiunea ghetarilor;

procesele marine de litoral.

Vom retine ca majoritatea agentilor modelatori prezinta o actiune compusa din urmatoarele trei procese: actiunea de distrugere, de transport, si de depunere. Exista si cazuri cand agentul nu indeplineste una din aceste actiuni (ex. la dezagragare si alterare, lipseste actiunea de transport, ea fiind preluata de actiunea gravitatiei).

La cele expuse mai sus vom adauga si faptul ca, in afara de activitatea in sine a fiecaruia dintre agentii modelatori, trebuie sa se urmareasca si interactiunea lor. Astfel, interventia unuia poate contribui la activarea altora ( de ex. eroziunea inlatura cuvertura de sol, punand in acest fel roca gazda in contact direct cu agentii care produc dezagregarea etc.).

2. PROCESELE DE DEZAGREGARE SI ALTERARE

2.1. Dezagregarea

Dezagregarea sau eroziunea mecanica (denumire improprie) se produce ca efect al unor cauze diferite cum ar fi: variatii diurne de temperatura accentuate, alternarea inghetului si dezghetului, actiunea vietuitoarelor.

Pentru a ajunge la dezagregarea rocii prin procesele respective este necesara persistenta sau repetarea indelungata a fenomenului in timp (ani, decenii, sau chiar secole).

2.1.1. Dezagregarea prin variatii de temperatura

Acest fenomen este maxim in tinuturile aride, semiaride sau in zonele temperate. Conditiile optime pentru dezvoltarea fenomenului de dezagragare se intrunesc atunci cand exista: o amplitudine termica diurna accentuata (datorata temperaturilor extreme), precipitatii reduse si o vegetatie rara.

Trebuie sa mentionam ca nu orice schimbare de temperatura duce la fenomenul de dezagragare a rocilor. Amplitudinea termica anuala, oricat de mare ar fi, nu are efect practic in aceasta privinta, deoarece majoritatea rocilor prezinta proprietatea de a rezista la dilatarea si contractia lenta. Numai trecerile bruste intre temperaturile extreme cum sunt variatiile dintre zi si noapte, duc la faramitarea stancilor prin dezagregare. Dilatandu-se si contractandu-se repede si repetat, coeziunea rocii slabeste. Fenomenul capata proportii maxime in zonele inalte ale muntilor, unde aerul rarefiat permite o incalzire puternica in timpul zilei si in zonele de desert, unde temperatura se apropie sau coboara sub 0 C pentru ca peste 3 - 4 ore nisipul sa friga ajungand la 40 C, astfel ca se inregistreaza o amplitudine termica diurna de 35- 55 C.

Pe baza unor observatii vom retine ca in dezagregarea fizica nu atat temperatura aerului influenteaza in mod hotarator, ci incalzirea directa a rocii prin insolatie. Masuratorile arata ca, atunci cand in aer se inregistreaza temperatura de 20 C, solul ajunge la 35 C.

Cercetarile facute asupra modului cum se produce fisurarea rocii au aratat ca, din pricina conductibilita ii termice slabe a rocii, stratul superficial se incalzeste mai puternic decat cel de dedesupt, astfel ca, atunci cand se dilata, intampina rezistenta din partea for ei de coeziune care-l leaga de restul masei de roca.

In timpul noptii, stratul superior se contracta mai tare decat cel situat dedesupt. In acest fel, stratul superficial ajunge sa fie strabatut de o re ea de fisuri, orientate diferit unele de altele, ceea ce explica desfacerea lui in bucati.

In zonel de desert plesnirea rocilor se produce mai ales noaptea, cand roca se contracta fiind insotita de zgomot specific (seamana cu o detunatura de arma).

Daca variatiile de temperatura si insolatie contribuie direct la dinamica dezagregarii, umiditatea si invelisul vegetal franeaza dezvoltarea acestui proces.

In tara noastra, in conditiile unui climat temperat continental, lipsit de excesivitate, procesele de dezagregare prin insolatie sunt putin dezvoltate. Cele mai caracteristice sunt in partea de nord-vest a masivului dobrogean, precum si in etajul alpin al Carpatilor, unde insa se imbina cel mai adesea cu dezagregarea prin inghet - dezghet.

Dezagregarea prin insolatie se diferentiaza in raport cu natura petrografica a rocilor astfel, rocile eruptive, mai tari, se dezagrega mai repede decat cele sedimentare, fapt ce se explica prin indicele de dilatare diferit al particulelor constitutive ale rocii si prin deosebirea de culoare dintre mineralele componente.

2.1.2. Dezagregarea prin inghet - dezghet sau (gelifractia)

Se aseamana cu precedenta prin aceea ca se produce tot in urma unor schimbari de temperatura ( in jurul a 0 C) dar intervine cu rol hotarator un element in plus - apa - care actioneaza aici ca brizant. Doua particularitati ale apei au rol hotarator in acest proces. Prima este aceea de a se infiltra usor prin fisurile cele mai fine ale rocilor. A doua particularitate a apei este aceea ca ea ingheata din afara spre interior (de sus in jos), nemailasand posibilitatea de a se dilata in sus, adica spre exterior, ci numai lateral. In felul acesta apa lucreaza ca o adevarata pana care forteaza peretii fisurilor. Puterea apei ca agent1 este ridicata din pricina ca punctele de maxima (4 C) si minima densitate (0 C), de mimin (4 C) si maxim (0 C) volum sunt atat de apropiate, incat pot fi atinse printr-o oscilatie mica a temperaturii, iar schimbarea de stare de agregare se produce brusc, cu mare violenta.

Cercetarile au aratat ca presiunea cu care apasa apa la inghet asupra peretilor fisurilor, este cuprinsa intre 2040 kg/cm² si 6000 kg/cm².

Repetarea fenomenului in anotimpurile de tranzitie (primavara si toamna) duce la largirea treptata a fisurilor, transformandu-le in crapaturi din ce in ce mai mari, sporind astfel progresiv cantitatea de apa infiltrata si prin urmare puterea de apasare la inghet.

Modul cum actioneaza inghetul asupra rocilor se diferentiaza dupa intensitatea gerului care produce inghetul , dupa ritmul si frecventa inghetului-dezghetului si dupa natura perioadei de inghet. Durata inghetului este hotaratoare pentru rocile alcatuite din particule mari, deoarece este necesara o anumita trecere a timpului pentru propagarea inghe ului. Vom retine ca, daca dezagregarea prin insolatie se manifesta in adancime pana la aproximativ 30 cm, dezagregarea prin inghet, afecteaza roca mult mai adanc (ex. la noi in tara pana la 1 m). In zonele polare este comun inghetul peren al rocilor din subsol pe adancimi variabile. In timpul scurt al verii se dezgheata doar o patura de sol de la suprafata, restul se mentine inghetat avand in Siberia de Est 100 m grosime.

Graba cu care actioneaza gelifractia depinde de asemenea de felul rocii, cele gelive adica poroase si imbibate cu apa se macina mult mai repede decat cele compacte: este modul in care actioneaza asa numita eroziune diferentiala. Asa se explica formele de polite pe care le capata stratele de roca mai tare, dezgolite dedesupt, unde ele se reazama pe un orizont de roci mai gelive (ex. Podisul Moldovei).

La latitudinea tarii noastre, fragmentarea stancilor prin dezagregare (in mai mare masura prin gelifractie), actioneaza cu deosebire asupra crestelor golase ale muntilor. Astfel, caracteristice sunt: crestele crenelate numite uzual custuri, alaturi de varfurile piramidale de ace si de varfuri izolate numite turnuri (cu aspect ruiniform) (ex. Turnul Portii din Retezat, sau stalpii de andezit din varful Ignis).

Grohotisurile apar la altitudini si in roci diferite. Pe pantele mai slab inclinate se formeaza campuri de pietre .

2.1.3. Dezagregarea prin umflare

Dezagregarea prin umflare se produce cu deosebire in rocile impermeabile (argile, marne, maluri fine etc.). In stare uscata, argila prezinta o mare coerenta datorita porilor ei stransi. In contact cu apa, aerul este inlocuit din porii rocii, si se ingroasa astfel mult pelicula de umezeala din jurul particulelor rocii. Ca urmare roca se umfla, isi mareste volumul ( la unele tipuri de argile chiar cu 33% ). Acest proces se produce uneori cu destula violenta (ex. in Transcaucazia, unde umflarea provoaca bombarea terasamentelor cailor ferate) si duce la slabirea coerentei rocii. Prin uscare (rezultata din scurgerea, dar mai ales din evaporarea apelor), particulele rocii cauta sa revina la starea lor initiala, adica sa se prinda unele de altele. Cotractia prin uscare insa este atat de puternica, incat malurile se strang in forma de placi cu margini rectilinii despartite intre ele prin crapaturi, largi de catva centimetri.

2.2. Alterarea

Spre deosebire de dezagragare, care efectueaza o simpla faramitare mecanica a rocii, neintervenind schimbari in insasi compozitia ei moleculara, alterarea presupune transformarea unora dintre mineralele componente care au anumite proprietati, ca in orice proces chimic. Alterarea poate lucra paralel cu dezagregarea. Astfel, in masura in care faramitarea mecanica este mai dezvoltata, ia amploare si alterarea rocii, intrucat suprafata libera care poate fi atacata de agentii chimici devine mereu mai mare. Alterarea poate lucra si independent de dezagragare; poate chiar pregati calea dezagregarii caci in mod obisnuit patrunde mult mai adanc in scoarta terestra.

Cum actioneaza alterarea.

In natura exista numeroase substante care actioneaza asupra rocilor prin procese de alterare. Intre acestea mai active sunt unele gaze din compozitia atmosferei cum ar fi: dioxidul de carbon (CO₂), oxigenul, diferite saruri de tipul clorurilor, sulfatilor si nitratilor, cuprinse in roci si vehiculate prin intermediul apei, microorganismele si chiar unele vietuitoare superioare. Zapada si aerul marin sunt de asemenea active in procesul de alterare a rocilor, deoarece zapada contine fixate in stelutele ei mai multe gaze decat ploaia si care persista timp mai indelungat. Aerul marin este mai activ decat cel continental, datorita continutului sau in vapori si saruri (clorura de sodiu, clorura si sulfatul de magneziu) cu ajutorul carora ataca rocile. Zapada actioneaza asupra rocilor mai ales primavara la topire, creand pe calcare o patina de descompunere galbui-rosiatica datorita oxizilor de fier (zona Langa-Galbena-Rosu, din Fagaras), sau bruna-rosiatica pe rocile cristaline (ex. circul glaciar Balea). Zapada exercita si o actiune coroziva cu deosebire asupra povarnisurilor calcaroase slab inclinate, conlucrand cu apele din ploi la crearea unor santulete neregulate cunoscute sub denumirea de lapiezuri.

Ca dizolvant, apa ataca rocile si mineralele in masura solubilitatii fiecareia. Astfel, este sarea care se dizolva foarte usor, apoi gipsul (CaSO₄) care se dizolva putin mai greu la aceeasi temperatura, iar calcarul se dizolva si mai putin in aceleasi conditii, (ex. 1l de apa dizolva la 20 C - 264g de sare; 2g de gips si doar 0,014g de calcar). Trebuie de retinut si faptul ca, actiunea de dizolvare a apei creste cu cat este mai calda.

Apa altereaza rocile si prin hidratare un exemplu tipic de hidratare se observa la gips; respectiv, fiecare molecula din acest mineral se combina cu doua molecule de apa dand sulfatul hidratat de calciu, urmat de o marire a volumului cu 33%. In acest fel roca se umfla producand asa numitele cute false ale stratului de gips. Prin hidratare hematita trece in limonit (galbui-roscat). Fenomenul se intalneste in natura sub forma palariei de fier de la capatul superior al zonei mineralizate.

Dioxidul de carbon din aer ori din sol mareste puterea de dizolvare a apei prin formarea acidului carbonic (H₂CO₂), care lucreaza foarte activ asupra rocilor calcaroase si chiar asupra celor eruptive.

Calcarul (CaCO₃), relativ putin solubil, este transformat in bicarbonat de calciu, care este mult mai solubil. La suprafata, calcarele se dizolva, transformandu-se intr-o scoarta de alterare foarte feruginoasa denumita   terra rossa (acest fenomen este mai frecvent in zonele de clima calda). Apa patrunde si in fisurile (mai ales in zonele de intersectii ale fisurilor) rocilor calcaroase formand asa numitele puturi de lapiez. O parte din crapaturile rezultate din dizolvare duc la separarea din stanca calcaroasa a unor blocuri care se rostogolesc pe panta.

2.3. Acumularea produselor de dezagregare si alteare

Atat procesul de dezagregare cat si cel de alterare actioneaza intodeauna in directia distrugerii rocilor. Acesti agenti denudatori nu dispun insa (ca apa curgatoare, vantul, ghetarii etc.) de mijlocul de a pune in miscare sfaramaturile pe care le produc. Transportul acestora este ceva intamplator si se poate datora fie gravitatiei (in cazul cand sfaramaturile rocii se afla in panta), fie interventiei altor agenti (apa de siroire sau vantul), care imprima aceasta mobilitate. Dar insasi faramitarea rocilor este o premisa a punerii lor in miscare. Cu cat materialul rezultat este mai tare maruntit, cu atat el are mai mari posibilitati de deplasare si poate ajunge la departari mai mari. Pe de alta parte, transportul cotribuie el insusi la faramitarea mai departe a materialului pus in miscare (prin lovire,strivire etc.).

Invers decat la transporturi, depunerea sfaramaturilor de dezagregare si alterare se face mai cu usurinta, cand acestea sunt alcatuite din fragmente mari sau de marimi diferite, intrucat cele fine astupa spatiile ditre blocurile mari, colturoase, fixandu-le in felul acesta. Dupa modul in care are loc acumularea materialelor provenite din dezagregare si alterare deosebim: eluvii, deluvii si coluvii.

Eluviul reprezinta depozitul ce se formeaza prin acumularea pe loc a produselor de dezagregare si alterare acolo unde panta terenului, apropiata de orizontala, impiedica punerea lor in miscare. Particulele care alcatuiesc eluviul sunt de dimensiuni variabile, nesortate, de obicei colturoase si fara stratificatie.

Eluviul poate fi alcatuit din bolovani si blocuri izolate, cum este acel gruss ( din tinuturile polare ale Siberiei de Nord-Est ). Un eluviu asemanator, alcatuit din blocuri amestecati cu aschii colturoase de roca, numit campuri de pietre, se intalneste si in zona alpina a muntilor nostri (ex. Retezat, Fagaras, Rodnei etc.).

Deluviul este depozitul rezultat din dezagregarea si alterarea, acumulat pe panta. Se deosebeste de eluviu prin aceea ca produsele dezagregarii si alterarii nu raman pe loc. Pe masura ce bucatile se desprind din stanca, ele se pun in miscare datorita gravitatiei (prin alunecare, rostogolire), prin procesul de deplasare lenta (ablatie, ablatum = a indeparta) a particulelor din masa acumularilor de felul creeping-ului sau datorita apelor ce se scurg la suprafata, de unde si denumirea (deluvio = a spala). Aceasta dezgolire continua a sfaramaturilor activeaza atacul mai departe asupra stancii. In felul acesta, pe povarnisuri, procesele de dezagregare si alterare sunt mai active decat in zona de platou. Produsele acestea de sfaramitare depuse si miscate pe versanti, care capata, tocmai datorita deplasarii lor, anumite caracteristici proprii, poarta numele de deluvii. Prin acumularea acestor materiale, povarnisurile isi schimba infatisarea, prin faptul ca, se incarca cu materiale de alta natura, in general mai afanate , pe seama carora se formeaza cu usurinta solurile, avand in acest fel loc o modificare nu numai cantitativa, ci si calitativa. Pentru asemenea formatiuni este folosit termenul de pante deluviale.

Deluviul este un depozit aflat in echilibru relativ instabil, usor de indepartat. De multe ori o schimbare in aparenta neinsemnata, cum ar fi inlaturarea invelisului vegetal de deasupra (defrisari, desteleniri ), suprapasunatul etc., poate rupe acest echilibru si intreg depozitul deluvial poate fi inlaturat in scurta vreme, ajungandu-se la roca vie (afloriment). Se pot diferentia mai multe faze de distrugere a pantelor deluviale: una incipienta, cu alunecari de tipul creep-urilor, ascunse sub covorul vegetal,cu rigole putini adanci si spalari mai accentuate in partea superioara a povarnisului; o faza maxima de dezvoltare a tuturor acestor procese, de adancire a lor pana la baza depozitului deluvial, cu antrenarea celei mai mari parti a lui spre baza versantului, deci de trecere a materialului deluvial in depozit coluvial, si o faza finala de linistire a distructiei pe resturile depozitului deluvial subtiat.

Coluviile sunt materiale depuse la baza versantului. Ele provin din depozitele deluviale. Spre deosebire insa de deluvii, coluviile au o stabilitate mai mare, datorata atat pantei mai reduse, cat si a suportului dat de marginea albiei majore pe care se sprijina, ca pe o opritoare .