Nauka dla Społeczeństwa

13.08.2022
PL EN
22.12.2021 aktualizacja 22.12.2021

Erozja podziemna zmienia rzeźbę bieszczadzkich stoków i dolin

Fot. Fotolia Fot. Fotolia

Erozja podziemna zmienia rzeźbę bieszczadzkich stoków i dolin, prowadzi też do znacznego ubytku gleby. Skala działania tego procesu jest większa, niż przypuszczano - twierdzą geomorfolodzy, gleboznawcy i geofizycy, którzy zbadali zagłębienia i zapadliska, powstające m.in. na łąkach w Bieszczadach.

„Ponad 10 lat temu przeczytałam artykuł z lat 70. XX wieku, w którym były zdjęcia łąk bieszczadzkich z dużym zapadliskami, mającymi po kilka metrów długości i jeden – dwa metry głębokości - mówi dr Anita Bernatek-Jakiel z Zakładu Geomorfologii Instytutu Geografii i Gospodarki Przestrzennej Uniwersytetu Jagiellońskiego. - Od tamtej pory nie prowadzono żadnych badań w tym temacie. Nie dawało mi spokoju, że tak duże formy nie zostały przez nikogo szczegółowo zbadane. Zastanawiałam się, dlaczego takie zapadliska powstają, jak duże mogą być. Dlatego zaprosiłam do współpracy gleboznawców i geofizyków i ruszyliśmy do pracy".

Proces, który prowadzi do powstania tych zapadlisk, nazywa się sufozją (ang. soil piping, piping erosion). Jest to rodzaj erozji podziemnej, polegający na wymywaniu cząstek gleby przez wodę płynącą pod powierzchnią terenu. W wyniku wypłukiwania materiału powstają kanały sufozyjne. O ich istnieniu dowiadujemy się najczęściej dopiero, gdy dojdzie do zapadnięcia stropu kanału. Powstają wówczas zagłębienia, studnie sufozyjne, a czasem małe dolinki o długości kilku do kilkunastu metrów, które kończą się wlotem do kanału (tzw. ślepe dolinki). Proces ten prowadzi do zmiany kształtu stoku, dochodzi do spłaszczania odcinków wypukłych. Powstałe zapadliska zmieniają obieg wody na stoku. Sukcesywne zapadanie stropu kanałów prowadzi do powstania nowych dolin albo wydłużenia już istniejących. Lokalnie zmiany te mogą być naprawdę znaczące.

Ślepa dolinka sufozyjna w Tyskowej, Bieszczady (Zdjęcie: Anita Bernatek-Jakiel)
Ślepa dolinka sufozyjna w Tyskowej, Bieszczady (Zdjęcie: Anita Bernatek-Jakiel)

"Na samym początku zebraliśmy szczegółowe informacje o tym, gdzie, ile i jakiej wielkości formy możemy znaleźć. W różnych miejscach w Bieszczadach znaleźliśmy ponad 500 zapadlisk, które powstały przez zapadnięcie kanałów. Średnica kanałów wynosiła ok. 0,3-0,4 m i najczęściej znajdowały się na głębokości ok. 0,7–0,8 m, a maksymalnie nawet powyżej 2 metrów" – mówi dr Bernatek-Jakiel, cytowana w informacji prasowej przesłanej serwisowi Nauka w Polsce przez Stowarzyszenie Geomorfologów Polskich.

Cytowana w informacji prasowej badaczka przyznaje, iż była zaskoczona, że tych form jest tak dużo: "Skala procesu zaskoczyła nawet niektórych recenzentów, którzy początkowo wątpili, że w Bieszczadach zachodzi ten proces".

Dodaje, że na świecie najczęściej mówi się o sufozji w kontekście obszarów lessowych czy obszarów w klimacie półsuchym, natomiast w Bieszczadach występują gleby brunatne, które dotychczas nie były postrzegane jako podatne na ten proces.

Kanał sufozyjny (Zdjęcie: Anita Bernatek-Jakiel)
Kanał sufozyjny (Zdjęcie: Anita Bernatek-Jakiel)

Naukowcy zbadali właściwości gleb, które sprzyjają powstawaniu kanałów sufozyjnych. Okazało się, że duże znaczenie ma tu wysoka zawartość pyłu, dobrze rozwinięta struktura gleby i wysoka porowatość oraz aktywność biologiczna, czyli duża liczba kanałów drążonych przez zwierzęta żyjące w glebie. „Najczęściej taka wzmożona aktywność biologiczna w glebie występuje na łąkach i pastwiskach, a my znajdowaliśmy te formy także w lasach” – mówi dr Bernatek-Jakiel, która została laureatką nagrody Stowarzyszenia Geomorfologów Polskich za najlepszą pracę doktorską z zakresu geomorfologii za lata 2017-2020.

Dr Michał Jakiel z Pracowni Geografii Fizycznej Instytutu Geografii i Gospodarki Przestrzennej UJ zwrócił uwagę, że zapadliska występują głównie w lasach, które powstały w ostatnich kilkudziesięciu latach. "Postanowiliśmy przeanalizować zmiany użytkowania ziemi od połowy XIX w., żeby zobaczyć, jak dawniej wyglądało użytkowanie terenów, gdzie obecnie znajdujemy kanały sufozyjne i zapadliska – relacjonuje dr Jakiel. - Analizy wykazały, że formy te powstają w miejscach trwale użytkowanych jako łąki i pastwiska oraz w obszarach, gdzie dawniej były łąki, a po II wojnie światowej wkroczył las".

Zdaniem naukowca Bieszczady są pod tym względem miejscem szczególnym: dawniej były intensywnie użytkowane i zagospodarowane przez człowieka, a w wyniku przesiedleń ludności, m.in. w trakcie akcji Wisła w latach 1947-1950, zostały niemal wyludnione.

W ramach swoich badań naukowcy postanowili też sprawdzić, jak dużo materiału glebowego jest wypłukiwane z tych kanałów, i w jakim tempie zmieniają się rozmiary zapadlisk i studni.

"Prowadziliśmy monitoring i za pomocą szczegółowych pomiarów geodezyjnych sprawdziliśmy, że ubytek gleby różni się znacząco w poszczególnych latach, osiągając maksymalne wartości do prawie 28 ton na hektar na rok (t/ha/rok), a średnio - 1,34 t/ha/rok. Takie wartości są porównywalne do erozji powierzchniowej, która zachodzi na stokach karpackich, użytkowanych jako grunty orne. Okazało się, że w Bieszczadach na łąkach ubytek gleby może być prawie tak duży, jak na polu ziemniaków na Pogórzu Karpackim" – mówi dr Bernatek-Jakiel.

Co więcej, dzięki współpracy z geofizykami, za pomocą badań elektrooporowych i georadarowych naukowcy sprawdzili, co dzieje się pod powierzchnią terenu. Okazało się, że kanały sufozyjne mogą być miejscami nawet dwa razy dłuższe, niż szacowali na podstawie badań powierzchniowych. To oznacza, że i ubytek gleby może być znacznie większy, niż przypuszczamy - podsumowują.

Studnie sufozyjne na stoku użytkowanym jako łąka (Zdjęcie: Anita Bernatek-Jakiel)
Studnie sufozyjne na stoku użytkowanym jako łąka (Zdjęcie: Anita Bernatek-Jakiel)

Sufozja prowadzi do naruszenia i zniszczenia gleby, a więc ma wpływ na zmniejszenie powierzchni użytkowanej przez człowieka. Istnienie kanałów i zapadanie się terenu nad nimi utrudnia gospodarowanie. Tam, gdzie działa sufozja, dochodzi do intensywnej erozji stoków, nawet w obszarach użytkowanych jako łąki, które dotychczas nie były postrzegane jako obszary zagrożone erozją gleb. Tym samym badania sufozji powinny być kontynuowane nie tylko po to, by lepiej zrozumieć działanie tego procesu, ale także po to, by zapobiegać jej działaniu w obszarach użytkowanych przez człowieka.

Nauka w Polsce - PAP

zan/ agt/

Przed dodaniem komentarza prosimy o zapoznanie z Regulaminem forum serwisu Nauka w Polsce.

Copyright © Fundacja PAP 2022