1

SADRŽAJ:

3. TEKTONIKA 3.1. Primarni oblici pojavljivanja, položaj i raspored stijena u litosferi 3.2. Slojevi

3.3. Osnovne strukture stijena u litosferi 3.3.1. Bore 3.3.2. Rasjedi

3.3.3. Navlake 4. DINAMIKA ZEMLJE 4.1. Egzodinamika i egzodinamski faktori 4.1.1. Insolacija

4.1.2. Voda

4.1.2.1. Površinske vode 4.1.2.2. Voda u podzemlju 4.1.2.3. Mehanizam punjenja tla vodom i Palmerova metoda 4.1.2.4. Voda u kršu 4.1.2.5. Voda u priobalju i na otocima

4.1.2.6. Oceani i mora

4.1.2.7. Jezera

4.1.3. Snijeg i led 4.1.4. Vjetar 4.1.5. Organizmi

2

3. TEKTONIKA Prostorni odnosi među stijenama litosfere ovise o njihovim fizičkim i kemijskim svojstvima, prostoru u kojem su nastale i promjenama kojima su bile zahvaćene od postanka do danas. Ti odnosi u litosferi mogu biti veoma složeni, a posljedica su primarnog stanja i/ili naknadnih, sekundarnih poremećaja. 3.1. Primarni oblici pojavljivanja, položaj i raspored stijena u litosferi Batolit je najveći primarni oblik pojavljibanja eruptivnih intruzivnih stijena –. Nastao je u dubini litosfere. Njegove dimenzije vezane su uz višekratne intruzije magme, mogućnosti razmicanja okolnih stijena (dinamika zemljine kore – tektonika ploča) i mogućnost pretaljivanja pod utjecajem visokih temperatura. Lakoliti su nastali prodiranjem magme kroz pukotine. Magma se, zbog povećane viskoznosti uslijed hlađenja (prodiranjem kroz pukotine u hladnijim okolnim stijenama), horizontalno ne može širiti, tako da je gornje naslage izdignula u obliku svoda. Sklad ili sill nalazi se uglavnom u horizontalnom položaju, često u međuslojnim pukotinama, a najveće je debljine upravo iznad pukotine kroz koju je magma prodrla.

Žila ili žica nastala je utiskivanjem magme u pukotinu. To je pretežito uspravan oblik male debljine. U unutrašnjosti litosfere žica je povezana s većim eruptivnim tijelima, a na površini se često nalazi u blizini vulkana.

Izljevi lave su efuzivni oblici čiji je postanak vezan za veće pukotine. Produkt relativno mirnoga, obilnog i višekratnog izlijevanja jesu eruptivne ploče, koje mogu biti složene jedna na drugu, a često prekrivaju velike površine.

Postanak vulkana povezan je s cjevastim otvorima. Lava vulkana obično prekriva manje površine u njegovoj neposrednoj blizini (vulkanski stožac, koji «slojevito» raste višekratnim erupcijama) , a na veće udaljenosti može biti raznesen samo sitni vulkanoklastični materijal.

Za akumulacije piroklastičnog materijala, bez obzira na veličinu njegovih fragmenata i čestica, općenito se primjenjuje naziv tefra (Tephra). Herak (1990):

3

Primarni oblici pojavljivanja sedimentnih stijena su slojevi i gromadasti grebeni, a također i nepravilno raspoređene nakupine klastičnog materijala nastale u uvjetima u kojima se nije moglo obaviti njegovo sortiranje. Primarni položaj sedimentnih stijena rezultat je mjesta na kojem su one taložene i uvjeta pri kojima se ono odvijalo (okoliš taloženja). Svako područje sedimentacije odlikuje se prostornim značajkama i dinamikom transportiranja. Zbog utjecaja dinamike vode, u marinskim se područjima rastrošeni materijal prenesen tekućicama taloži pretežito u formi horizontalnih slojeva. Ako je rastrošeni materijal taložen u područjima gdje dinamika vode nije izražena, primarni položaj sedimenata ovisit će o nagibu dna taložnog prostora. Prilikom horizontalnog taloženja klastičnog materijala zrna se mogu sortirati prema veličini, pa se takva slojevitost naziva gradacijskom. Kosa i unakrsna slojevitost nastaju pri sedimentaciji u područjima s jakim dinamičkim utjecajem prijenosnog sredstva (smjera i energije), posebno vode i vjetra.

(A)

(B)

(C) (D) (A) Kosa (a) i unakrsna (b) slojevitost (po Frantzenu, preuzeto iz Herak, 1990). (B) Gore: valne brazde – dolje: strujne brazde – strelica označava smjer strujanja (preuzeto iz Herak, 1990). (C) Nastanak eolske kose slojevitosti (prema Botvinkini, preuzeto iz Šestanović, 2001). (D) Slojevitost naslaga delte: 1 – gornji dio delte(a – nadvodni, b – podvodni); 2 – glavni dio sedimenata srednjeg dijela delte; 3 – sedimenti donjeg dijela delte (prema Botvinkini, preuzeto iz Šestanović, 2001).

4

Kod aluvijalnih naslaga karakteristična je promjena značajki slojevitosti s promjenama granulometrijskog sastava fragmenata. Kosa isprekidana slojevitost značajka je priobalnih dijelova u jezerskim područjima, dok se u središnjim dijelovima klastični materijal taloži pretežito u formi horizontalnih slojeva. Kod glacijofluvijalnih sedimenata također postoji primarna kosa slojevitost, s mjestimično veoma tankim slojevima koji mogu biti unakrsni, odnosno mogu prelaziti u horizontalne slojeve. Eolski sedimenti odlikuju se nepravilnom, kosom i unakrsnom slojevitošću, s tankim klinastim slojevima. U područjima delta nastaju sedimenti s primarnom kosom slojevitošću, koju karakterizira pojava šljunka različitog petrografskog sastava i veličine valutica. Takve naslage mogu imati veliku debljinu (često više stotina metara) i zauzimati površinu od nekoliko kvadratnih kilometara. U priobalnim naslagama često je primjetna kosa slojevitost u istovrsnom dobro sortiranom materijalu, što je posljedica primjesa rezistentnih minerala različite boje (poput magnetita, ilmenita, hornblende i sl.).

Kosa slojevitost je u marinskim područjima posljedica tokova pri dnu. Granice među slojevima su nepravilne, pretežito klinastog oblika, a veoma dobro su izražene u slučaju postojanja organskih ostataka, rezistentnih obojenih minerala i promjene veličine fragmenata. U marinskim područjima, u dubinama do oko 200 m, izražena je i valovita slojevitost, koja nastaje pod utjecajem dinamike morske vode, a odlikuje se valovitim oblikom slojeva. Zbog utjecaja različitih faktora često u prirodi nastaje više međusobno povezanih tipova slojevitosti (v. slike). Uzrok nastanka složene slojevitosti može biti u izmjenjivanju razdoblja mirnog taloženja materijala s razdobljem povećane dinamike u sedimentacijskom prostoru.

Osim slojevitih, u prirodi se nalaze i gromadaste sedimentne stijene koje su u masi redovito mnogo dulje nego šire, a u vertikalnom smjeru mogu doseći velike dimenzije. Metamorfne stijene primarno mogu biti vrstane i gromadaste. Međutim, najčešći pojavni oblici tih stijena su škriljavi, što je posljedica uvjeta njihova postanka. Poznavanje primarnog položaja i oblika pojavljivanja stijena koristi u rekonstrukciji promjena koje su uslijedile nakon njihova postanka. Prema tome izgrađuju li stijene kontinente ili oceanska područja, njihov raspored je različit.

Preuzeto iz Šestanović (2001).

5

Na površini kontinentalnog dijela litosfere nalaze se sedimentne stijene čija je debljina veoma promjenljiva, a sežu približno do 15 km dubine. Ispod njih, ili uz njih, pretežito su kisele eruptivne i metamorfne stijene do dubine oko 35 km. Osnovu tim stijenama u najdubljim dijelovima kontinenata uglavnom čine bazične eruptivne i metamorfne stijene. U oceanskim područjima litosfere nalaze se pretežito bazične eruptivne stijene promjenljive debljine, iznad kojih mogu biti veoma tanki, najvećim dijelom nevezani sedimenti. 3.2. Slojevi Sloj je geološko tijelo omeđeno jasno izraženim diskontinuitetima (slojnim ploham) od naslaga ispod i iznad njega. Izgrađen je uglavnom od istovrsnog materijala, taloženog u jednolikim uvjetima. Debljina sloja je malena u odnosu prema površini koju zauzima. Granice među slojevima veoma su jasne u primjerima promjene dinamičkih uvjeta taloženja i sastava klastičnog materijala koji ulazi u sedimentacijski prostor. Slojevitost se može registrirati i na temelju prisutnosti krupnoklastičnih fragmenata, organskih ostataka, konkrecija i drugih pojava raspoređenih po plohama slojevitosti, što može biti povezano s prekidom u sedimentaciji. Međutim, slojevitost nije jasno izražena u seriji sedimenata koji od krupnozrnastih postupno prelaze u sitnozrnaste. Prirodni bočni završetak nekog sloja, manifestiran stanjivanjem, zove se isklinjavanje.

(preuzeto iz Herak, 1990):

(preuzeto iz Tajder & Herak, 1966):

6

Na donjoj plohi sloja ostaju tragovi podloge, a na gornjoj se ponekad vide tragovi valova, kapljica kiše, kretanja organizama, utiskivanja drugog (alohtonog) materijala u primarne pukotine sloja, kao i ostaci fosila. Sve te manifestacije veoma su nam korisne kad dajemo ocjene o tome je li sloj prevrnut tektonikom ili nije. Pojavljivanje sloja na površini naziva se izdankom. Debljinu sloja određuje okomica povučena između njegovih dviju ploha, podine i krovine. Da bismo mogli utvrditi pravu debljinu sloja, moramo poznavati njegov položaj u prostoru, jer se sloj na površini obično pojavljuje u svojoj prividnoj debljini. Slojeve u prirodi danas malokad nalazimo u njihovu prvobitnom položaju. Zbog poremećaja kojima su bili zahvaćeni oni su često nagnuti pod različitim kutom, a njihov položaj u prostoru određujemo na izdancima koji su dostupni promatranju i mjerenju. Položaj sloja determinira njegovo pružanje, smjer nagiba i kut nagiba (ili samo nagib).

Pružanje sloja je njegova presječnica s horizontalnom ravninom, a smjer nagiba definira stranu svijeta prema kojoj je sloj nagnut (v. sliku). Kut nagiba (ili samo nagib) je kut što ga sloj zatvara s horizontalnom ravninom. Elementi položaja sloja mjere se geološkim kompasom. Geološki kompas se u nekim detaljima razlikuje od geografskoga.

(svi prikazi preuzeti iz Herak, 1990):

7

Na slijedećim slikama prikazani su glavni tipovi geološkog kompasa i način mjerenja položaja sloja. Strane svijeta - istok i zapad - na geološkom kompasu su zamijenjene, odnosno podjela od 0° do 360° označena je obrnuto od smjera kazaljke na satu. Zbog te značajke prilikom mjerenja ne treba preračunavati zapadne stupnjeve u istočne i obrnuto, već neki smjer u prirodi očitavamo izravno na kompasu. Na geološkom kompasu ugrađen je klinometar, dio kojim mjerimo nagib sloja. Ima svoju posebnu ljestvicu s podjelom od 0° do 90°. Na geološkom kompasu postoji i libela kojom kontroliramo horizontalnost kompasa. Kod nagnutog sloja mjerimo dva njegova elementa: smjer nagiba i nagib. Pružanje takva sloja okomito je na smjer nagiba i ne treba ga mjeriti. Kod vertikalnog sloja mjerimo njegovo pružanje, a kod horizontalnog sloja provjeravamo njegovu horizontalnost libelom i klinometrom.U najširoj upotrebi je više tipova kompasa, a najčešće se koriste dva tipa, Brunton i Clar (prikazani na slikama), od njih se češće koristi Brunton. Tip Brunton sastoji se od kućišta, poklopca i dioptra. U kućištu se nalazi igla, azimutni brojčanik (koji se posebnim vijkom može okretati oko vertikalne osovine radi poništavanja deklinacije). Ovaj kompas je tako konstruiran da može služiti za mjerenje elemenata pada i kao priručni mjerni instrument.

VIJAK ZA PONIŠTAVANJE DEKLINACIJE

KLINOMETAR SA CJEVASTOM LIBELOM

PLOČICA ZA MJERENJE KUTA NAGIBA

KOČNICA

POKLOPAC

CJEVASTA LIBELA

KOČNICA

VIJAK ZA PONIŠTAVANJE DEKLINACIJE

8

Elementi pada planare (ravnine pukotine ili položaja sloja) mjere se kompasom tipa Brunton na sljedeći način: kompas se postavi uz mjerenu površinu tako da je nula okrenuta u smjeru pada (nagiba), dok cijela površina poklopca leži na mjerenoj površini a kutija zauzima horizontalan položaj (libela!). Kada se igla umiri, ispod njenog sjevernog (bojom označenog) kraja očita se azimut (smjera nagiba).

Mjerenje azimuta (smjera) nagiba (lijevo) i kuta nagiba (desno) kompasom tipa Brunton

(slike kompasa i načina mjerenja preuzete od Dimitrijević, 1978). Prilikom njihanja igla se može zaustavljati jakim pritiskanjem kočnice, ali očitanje azimuta treba vršiti bez kočenja igle, da se ona ne bi pri tome pomaknula. Zatim se poklopac potpuno otvori, a kompas dužom ivicom postavi vertikalno na padnu ravninu sloja (u smjeru nagiba); pomoću poločice na donjoj površini poklopca postavi se cjevasta libela klinometra u horizontalan položaj i očita kut nagiba (vidi sliku). Ako je otkrivena donja površina sloja, obično nije pogodno mjerenje sa «nulom» u smjeru pada (nagiba), kao na gornjoj površini. Točniji rezultati postižu se ako se kompas okrene (0° suprotno od smjera nagiba) i poklopac prisloni uz sloj. Azimut nagiba se tada očita ispod južnog kraja igle (jer je položaj kompasa prethodno promijenjen za 180O, treba za istu vrijednost promijeniti i očitanje).

9

Standardne oznake prikaza položaja sloja koje se koriste u geološkim kartama.

Kod nagnutog sloja mjerimo dva njegova elementa: smjer nagiba i njegovu veličinu (odnosno, kut nagiba - ili samo nagib).Pružanje takva sloja okomito je na smjer nagiba i ne treba ga mjeriti. Kod vertikalnog sloja mjerimo njegovo pružanje, a kod horizontalnog sloja provjeravamo njegovu horizontalnost libelom i klinometrom. Standardizirane znake za položaj kosog, prebačenog (prevmutog), horizontalnog i vertikalnog sloja, kakve se koriste za grafičke prikaze u geološkim kartama, prikazane su slikom. Kad u nizu slojeva promatramo jedan, onda su svi oni iznad njega krovina, a ispod podina. Sloj neposredno iznad promatranog je neposredna krovina, a onaj netom ispod je neposredna podina. Pritom moramo razlikovati topografsku od stratigrafske krovine i podine, jer slojevi u prirodi mogu biti prevrnuti, odnosno prebačeni. Topografska krovina i podina je stijenska masa iznad promatranog sloja, odnosno ispod njega neovisno o njihovoj starosti, dok stratigrafsku krovinu uvijek izgrađuju mlađi slojevi (taloženi su na starijim slojevima), a podinu stariji. Ako je normalan slijed slojeva, topografska i stratigrafska krovina i podina se podudaraju, a ako su slojevi prebačeni, tad su u topografskoj krovini starije naslage (stratigrafska podina), a u podini mlađe (stratigrafska krovina). Odnosi topografskih i stratigrafskih krovina prikazani su na lijedećoj slici.

VERTIKALNI SLOJ

(preuzeto iz Herak, 1990):

10

Međusobno paralelni slojevi koji su vremenski kontinuirano taloženi, bez obzira na njihov nagib, nazivaju se konkordantnim ili konformnim slojevima. Ako dva niza slojeva nisu vremenski kontinuirano taložena, onda oni međusobno mogu biti pod nekim kutom. Takav odnos slojeva je diskordantan. Ponekad nailazimo, npr., da su vremenski diskontinuirano nastali slojevi međusobno paralelni, odnosno prividno konkordantni. Zbog nepostojanja kontinuiranosti u taloženju (tzv. stratigrafske praznine) takvi su slojevi također diskordantni, bez obzira na njihov paralelan položaj. Diskordancija nastaje uglavnom zbog utjecaja epirogenetskih i orogenetskih pokreta, a može biti erozijska i kutna. Erozijska diskordancija nastaje onda kad se mlađi slojevi talože na erodirane starije naslage koje nisu jače poremećene. Kutna diskordancija nastaje kad su mlađi slojevi taloženi pod nekim kutom u odnosu na starije, erodirane i tektonikom poremećene, naslage.

(preuzeto iz Herak, 1990)

(preuzeto iz Herak, 1990)

11

3.3. Osnovne strukture stijena u litosferi Analiza slojeva iznimno je važna za utvrđivanje njihova međusobnog položaja. Na temelju proučavanja odnosa slojeva, kod sedimentnih stijena razlikujemo tri osnovne strukture: bore, rasjede i navlake. 3.3.1. Bore

Bora je strukturna jedinica koja nastaje savijanjem stijena litosfere uglavnom zbog utjecaja tlakova prenesenih po slojevima. Mogućnost boranja slojeva ovisi o sastavu, strukturi, plastičnosti, tvrdoći i drugim fizičko - mehaničkim i petro-grafskim svojstvima stijena, a također i o njihovoj debljini i položaju u litosferi, (zbog povišene temperature i tlaka krovinskih naslaga, stijene u većim dubinama su podložnije savijanju i boranju od onih na površini). Bora se sastoji od izbočenog dijela - antiklinale, i udubljenog -sinklinale, koji su spojeni srednjim krakom. Ravnina položena pravcima povijanja slojeva naziva se osnom ravninom. Osne ravnine antiklinalu i sinklinalu uzdužno dijeli u dva krila.

Pravac koji prolazi sjecištem osne ravnine i bilo kojeg sloja antiklinale ili sinklinale jest os bore i on definira njezino pružanje.

Središnji dio bore koji se nalazi između njezinih krila naziva se jezgrom. Kod antiklinale u jezgri se nalaze najstarije naslage, a kod sinklinale najmlađe. Najviši izbočeni dio antiklinale je tjeme, a najniži uleknuti dio sinklinale dno. Čelo je uzdužni završetak antiklinale, vidljiv na obje strane osne ravnine kad se duž nje tjeme spušta.

( preuzeto iz Šestanović, 2001)

(preuzeto iz Herak, 1990)

12

U erodiranoj antiklinali primjećujemo da se u zatvorenom koncentričnom rasporedu naslaga, u središtu nalaze najstariji slojevi, a udaljavanjem od središta slijede mlađi. Kada je ta antiklinala izduljena, naziva se brahiantiklinala. Ako su joj duljina i širina brahiantiklinale približno jednake, onda je to doma. Kod erodirane sinklinale, u zatvorenom koncentričnom rasporedu naslaga u središtu se nalaze najmlađi slojevi, a udaljavanjem od središta sve stariji. Ako je sinklinala izduljena, naziva se brahisinklinala. Kad su kod sinklinale duljina i širina približno jednake, takva sinklinala naziva se bazenom.

( preuzeto iz Herak, 1990)

( preuzeto iz Šestanović, 2001)

13

( preuzeto iz Herak, 1990)

Čestje pojava da se u boranim naslagama formira reljf, koji je inverzan strukturi. Na mjestima antiklinala (ispupčene bore) formiraju se udoline (negativni oblici reljefa), a na mjestima sinklinala (uleknute bore) formiraju se uzvišenja (pozitivni oblici reljefa)

Posebna vrsta su koljenčaste bore, monokline ili fleksure (v. sliku), koje nastaju pretežito radijalnim tlakovima. Pukne li tada srednji istanjeni krak takve bore, ona prelazi u rasjed.

U ležištima soli česte su dijapirske bore koje nastaju kao posljedica tektonskih pokreta i različitih svojstava soli i okolnih sedimenata. Naime, soli su relativno male gustoće i plastične, tako da u seriji naslaga samo kraće vrijeme mogu zadržati svoj prvobitni oblik leće ili sloja. Promjene nastaju pod teretom krovinskih naslaga, a manifestiraju se na način da leća soli (ili sloj ili kakvo drugačije formirano solno tijelo – soli, gipsa, anhidrita …, manje specifične mase od okolnih stijena), ako nije posve stisnuta čvrstim okolnim naslagama, prelazi u stupoliko tijelo koje se pokreće prema površini i pritom deformira krovinske naslage.

14

Bore se u prirodi nalaze neporemećene i poremećene. Poremećene bore mogu biti nagnute pod različitim kutovima, stisnute i sl., tako da razlikujemo više tipova. Mogu se upoznati i njihov oblik rekonstruirati na temelju podataka do kojih se dolazi istraživanjem postojećih elemenata na terenu. Osnovne bore se mogu razlikovati primjenom dvaju kriterija, od kojih se prvi temelji u odnosu položaja osne ravnine bore prema horizontalnoj ravnini, a drugi na odnosu položaja krila prema osnoj ravnini bore. Ovisno o položaju osne ravnine bore prema horizontalnoj ravnini razlikuju se: uspravne, kose, prebačene, polegnute i utonule bore (v. slike – preuzete it Herak, 1990).

S obzirom na položaj krila prema osnoj ravnini razlikujemo normalne, izoklinalne i lepezaste bore (v. slike). Kod normalnih bora krila divergiraju pravilno od osne ravnine, kod izoklinalnih bora krila su paralelna osnoj ravnini, a kod lepezastih bora krila se sastavljaju poput lepeze.

(sve slike preuzete iz Herak, 1990)

15

Sekundarne bore (v. slike). Slojevi različitog sastava ne ponašaju se jednako pri baranju. Ginoviti sedimenti plastični su i zato podatni (»nekompetentni«), a većina drugih sedimenata je krta (»kompetentna«), pa pri boranju slojeji često pucaju na isteznoj strani. Ako postoji izmjena krtih i plastičnih slojeva, tada krti slojevi u krovini i podini plastičnog sloja imaju različito relativno kretanje koje se odražava i na plastičnom sloju izmedu njih, pa tako nastaju vačne mikrobore (v. sliku). Njihove su osne plohe nagnute u smjeru pokreta krovinskog sloja, pa mikroantiklinale konvergiraju tjemenu makroantiklinale, a mikrosinklinale dnu makrosinklinale. Zbog toga često fragmenti s mikroborama omogućuju rekonstrukciju makrobora, čak ako su i prebačene ili utonule.

(preuzeto iz Herak, 1990)

U dubljim dijelovima litosfere slojevi mogu biti plastičniji. U tom slučaju masa plastičnije interkalacije migrira prema dnu proširene makrosinklirale a stanjuje se u makroantiklinali. Po tome se i najlakše razlikuju od jednoličnih vlačnih mikrobora, a nazivaju se minijaturne bore. Česte su u terenima izgradenim od metamorfnih stijena.

Na terenu se često nalaze sustavi bora kao što su izoklinalne serije, antiklinoriji i sinklinoriji. Izoklinalnu seriju izgrađuje sustav izoklinalnih bora. Antiklinoriji i sinklinoriji predstavljaju veće antiklinalne i sinklinalne strukture s naknadno boranim krilima.

preuzeto (iz Herak, (preuzeto iz Herak, 1990)

16

3.3.2. Rasjedi

Rasjedi su osnovne strukturne jedinice u litosferi koje nastaju pomicanjem dijelova stijenske mase po pukotini koja se naziva paraklazom ili rasjednom površinom. Po paraklazi se dijelovi stijenske mase mogu izdizati, spuštati i uzdužno pomicati pod utjecajem vertikalnih (radijalnih) i horizontalnih (tangencijalnih) tlakova. Paraklaza može biti vertikalna i nagnuta, hrapave ili gotovo posve glatke površine. Ako su pokrenuti dijelovi stijenske mase površinu paraklaze uglačali struganjem, nastaje pojava koja se naziva gorsko zrcalo. Pri tome nastale strije svjedoče o smjeru kretanja krila, a njihove elemente (smjer i nagib) možemo mjeriti geološkim kompasom. Za definiranje rasjeda, moramo poznavati njegove osnovne elemente. Uz paraklazu, to su još i krila rasjeda, dijelovi stijenske mase s jedne i druge strane paraklaze. Kod vertikalne paraklaze krila se nazivaju po stranama svijeta. Kod rasjeda s nagnutom paraklazom krila se označuju ovisno o položaju prema njoj, tako da se razlikuje podinsko i krovinsko krilo rasjeda. Podinsko krilo je ono koje se nalazi ispod paraklaze, a krovinsko iznad nje. Kod rasjeda s vertikalnom paraklazom krila se označuju prema stranama svijeta. Krila se po nagnutoj paraklazi mogu pomicati paralelno s njezinim pružanjem, u smjeru nagiba paraklaze ili koso. Pomicanje krila može biti u ravnoj liniji, u krivulji i u nizu prekinutih linija - ako je postojala sukcesija pokreta u različitim smjerovima. Pomicanje može ići u bilo kojem smjeru po rasjednoj površini. Pomicanje u smjeru nagiba paraklaze može se rastaviti u dvije komponente: hod, kojim označavamo horizontalni razmak krila, i skok, koji se odnosi na njihov vertikalni razmak. U kosom pomicanju, osim boda i skoka, nastaje i veći ili manji horizontalni pomak paralelno s pružanjem paraklaze. Naprotiv, pri pokretima koji se odvijaju samo paralelno s pružanjem paraklaze, nema skoka ni boda, već samo horizontalni pomak. Konačno, po uspravnoj paraklazi može postojati samo skok i eventualno horizontalni pomak paralelno s paraklazom. Obično razlikujemo tri osnovna tipa rasjeda. Normalni rasjedi obuhvaćaju sve vertikalne rasjede (bez boda) i rasjede kose paraklaze s hodom zbog kojega su krila više ili manje međusobno udaljena (v. slike). Oni su posljedica ekspanzije i gravitacije. Reversni rasjedi imaju krovinsko krilo uzdignuto uz kosu paraklazu (v. sliku). Do iste pojave dolazi ako je podinsko krilo spušteno niz paraklazu, kao i kombinacijom jednog i drugog kretanja.

17

Kod reversnih rasjeda zbog kompresije krila se približavaju pa zauzimaju manji prostor od prvotnoga. Zbog toga su hod i skok obrnuto usmjereni nego kod normalnog kosog rasjeda. Osim toga, starije naslage najahuju na mlađe, po ćemu se prepoznaje reversni rasjed u vertikalnim istražnim bušotinama (ponavljanje identičnog slijeda slojeva – v. sliku s bušotinom). Istosmjerni (homotetični) rasjedi imaju paraklazu koja je nagnuta u istom smjeru kao i slojevi, ali ne mora biti i pod istim kutom. Protusmjerni (antitetični) rasjedi obilježeni su paraklazom koja je nagnuta obrnuto od slojeva na krilima. Rasjede kojima se paraklaza pruža više ili manje paralelno s pružanjem slojeva nazivamo uzdužnima. Njihova paraklaza ima redovito drugačiji nagib nego slojevi na krilima rasjeda. Zbog toga se u profilu pojedini stratigrafski članovi ponavljaju ili iščezavaju. Ako se paraklaza pruža koso u odnosu na pružanje slojeva, radi se o dijagonalnom rasjedu, dok kod poprečnih rasjeda paraklaza presijeca slojeve više ili manje okomito na njihovo pružanje. Kod škarastih rasjeda krila su relativno razmaknuta samo na jednom kraju. U smjeru drugoga kraja rasjeda pomak se smanjuje i napokon iščezava. Naprotiv kod rotacijskih rasjeda na oba kraja rasjeda krila su relativno razmaknuta, i to u suprotnim smjerovima zbog stanovite rotacije na paraklazi oko neke središnje točke.

Dakako, postoje i kombinacije različitih tipova rasjeda. Trenje krila pri kretanju stvara na njihovim rasjednutim površinama uglačane površine koje nazivamo gorska zrcala. Prutanja, odnosno brazdanja (strije) na njima upućuju na pravac kretanja, a ponekad i smjer posljednjeg kretanja (ako ih je bilo više u različitim smjerovima). Osim toga na rasjedu se može stvoriti fina glina (takva glina može biti uzrokom klizanja, odrona - u usjecima i zasjecima, ili urušavanja – kombinirano s drugim ključnim pukotinama u tunelima) ili čak i breča. Sastojci takve tektonske breče redovito su sferični s oštrim rubovima, a materijal je istovjetan s materijalom krila rasjeda. No, može se ipak dogoditi da u rasjednu pukotinu naknadno uđe zdrobljen materijal i tamo se cementira. Prepoznaje se po tome što u svojem sastavu redovito ima barem tragove stranog (alohtonog) materijala.

BUŠ0 T I NA

18

Rasjedi s horizontalnim kretanjem obilježeni su samo kretanjem u pravcu pružanja paraklaze. Pri tom kretanju ne mora biti ni hoda ni skoka. Ali pomak može biti u dva smjera, pa razlikujemo desne i lijeve rasjede, prema tome jesu li krila jedno u odnosu prema drugome pomaknuta udesno ili ulijevo (v. sliku). U novije vrijeme se za ovaj tip rasjeda upotrebljava i izraz transkurentni rasjedi.

Rasjedi s horizontalnim kretanjem kod kojih na obje strane u pružanju pomak naglo prestaje ili se mijenja oblik i smjer nazivaju se transformni rasjedi. Sustavi rasjeda U prirodi se rasjedi ponekad nalaze pojedinačno, ali je češća pojava više rasjeda koji čine različite sustave. Tako razlikujemo stepeničaste strukture, tektonske grabe, timor, horst ili stršenjak i ljuskave strukture (v. slike – sve iz Herak, 1990). Stepeničasta struktura nastaje kod istosmjernog spuštanja blokova uzduž većeg broja normalnih rasjeda koji se pretežito paralelno nižu jedan do drugoga.

Stepeničasta struktura

19

Tektonska graba (rov – v. grabu Rajne) nastaje spuštanjem dijela terena između dva ili više paralelnih normalnih rasjeda. U takvim je primjerima središnji dio relativno spušten u odnosu prema rubnim dijelovima. Timor, horst ili stršenjak (v. sliku) nastaje sustavom normalnih rasjeda koji na terenu rezultiraju spuštanjem bokova, pri čemu središnji dio ostane relativno na istom mjestu. Struktura slična timoru je prodor, koji nastaje kada se starije naslage utiskuju prema površini i u rasjednutom terenu izdignu dio između dvaju ili više bočnih rasjeda. Zbog njihove sličnosti, timore i prodore ponekad je teško razlikovati na terenu.

(a) Horst po obliku i postanku; (b) Horst po obliku a prodor po postanku. (preuzeto iz Herak, 1990).

20

Ljuskava struktura nastaje sustavom reverznih rasjeda. Naslage između dviju paraklaza nazivamo ljuskom. Ovisno o prethodnim poremećajima terena koji je zahvaćen reverznim rasjedanjem, dijelovi stijenske mase se u svakoj ljusci mogu ponoviti cjelovito ili samo djelomično.

3.3.3. Navlake Navlake su strukture u litosferi kod kojih stijenske mase, koje su primarno bile jedne uz druge, nalazimo jedne na drugima. U prirodi često nalazimo starije mase navučene na rnlade. Međutim, to nije pravilo jer je moguće da i mlađe mase budu navučene na starije. Manje navlake nastaju iz polegnutih bora i reversnih rasjeda po blago položenoj paraklazi ili reverznim rasjedanjem bora. Velike navlake ili šarijaži nastaju istiskivanjem stijenske mase u visinu, nakon čega se istisnuta masa gravitacijski prostire na okolne stijenske komplekse. Tako pokrenute naslage mogu biti navučene na veoma veliku površinu. Pri navlačenju razlikuje se krovinski, relativno pokrenuti (navučeni) dio terena i podinski, relativno nepokrenuti dio.

(a) Ljuskava struktura nastala reversnim rasjedanjem bora, ili (b) samo reversnim rasjedanjem (preuzeto iz Herak, 1990).

(Herak, 1990).

(prema Herak, 1973., preuzeto iz Šestanović, 2001) Elementi navlake

21

Ishodišno područje pokrenute stijenske mase naziva se korijenom navlake. On je najcešće veoma poremećen. Najudaljeniji dio navlake je čelo. Pojavu kad joj je krovinski dio mjestimično erodiran, pa se vide naslage u podini, nazivamo tektonskim oknom (ili prozorom). Odvojeni ostatak navlake je navlačak ili tektonska krpa. U području gorskih lanaca često je postojanje sustava navlaka, nastalih zbog različitog otpora stijena u pokrenutom terenu.

Pukotine Pukotine su plohe diskontinuiteta uzduž kojih nije došlo do većih pomaka u stijenskoj masi. Među njima razlikujemo dijaklaze, pukotine nešto većih dimenzija (koje u sedimentnim stijenama mogu presijecati više slojeva), i leptoklaze, ako su im dimenzije manje. Veoma sitne pukotine koje često ne možemo registrirati okom, nazivaju se prsline. Pukotine mogu nastati u svim razdobljima nastajanja i postojanja stijena. Za njihovo cjelovito definiranje potrebno je poznavati ove njihove značajke:

• način postanka (genezu) • položaj pukotine u prostoru i njezina orijentacija • oblik i dimenziju • zijev (otvorenost) • vrstu i značajke ispune • stanje plohe pukotine.

Postoji više klasifikacija pukotina prema načinu postanka. Međutim, sve one u osnovi razlikuju primarne pukotine, nastale u fazi formiranja stijene, i sekundarne, nastale zbog djelovanja endodinamskih i egzodinamskih faktora na već formiranu stijenu. U fazi formiranja eruptivnih stijena nastaju pukotine zbog promjene volumena tijekom hlađenja magme. Pri sušenju vlažnih sedimenata i zbog promjene volumena u fazi dijageneze, te prekida usedimentaciji nastaju tzv. dijagenetske pukotine tijekom nastanka sedimentnih stijena, kojima pripadaju i međuslojne pukotine. Među sekundarnim pukotinama osobito značenje imaju one koje su nastale djelovanjem tlaka na stijenu.

22

Prema kinematici nastanka razlikujemo:

• tenzijske pukotine • relaksacijske pukotine • pukotine smicanja.

Tenzijske pukotine nastaju okomito na smjer najmanjeg tlaka. Obično su otvorene, bez ispune, ili naknadno ispunjene različitim materijalom. Mogu biti nepravilne, lećaste ili peraste (uz rasjede). Relaksacijske pukotine nastaju okomito na smjer najvećeg tlaka, u fazi kad njegovo djelovanje prestane i nastupi relaksacija u stijenskoj masi. Obično su zatvorene i ravne. Pukotine smicanja nastaju paralelno sa smjerom srednje jakog tlaka, a sa smjerom najvećeg tlaka zatvaraju oštri kut. To su najčešće stisnute, glatke i ravne pukotine kod kojih, u slučaju kretanja, mogu nastati strije paralelno sa smjerom kretanja stijenske mase. Položaj pukotine u prostoru određen je koordinatama x, y, z točke u kojoj se ona nalazi. Kod dulje pukotine njezin se položaj određuje s dvije točke ili više. Orijentacija pukotine mjeri se geološkim kompasom, a određena je njezinim elementima položaja (smjerom i kutom nagiba za nagnute pukotine, pravcem pružanja za vertikalne, a utvrđivanjem horizontalnosti za horizontalne). Oblik pukotine određuje se njezinim oblikom po pružanju (ravna, valovita, stepeničasta, zupčasta) i oblikom njezine površine (glatka, hrapava). Dimenzija pukotine definirana je njezinom duljinom i širinom, a zijev označava otvorenost pukotine, tj. razmak mjeren dužinom okomice na plohe pukotine. Vrstu i značajke ispune definira materijal ispune pukotine, i to prema mineralnom sastavu, granulometriji, čvrstoći i stupnju vlažnosti. Stanje plohe pukotine podrazumijeva njezinu trošnost ili nepromijenjen izgled u odnosu na okolnu stijenu.

Pukotine po kinematici nastanka (preuzeto iz Šestanović, 2001).

23

Klivaž i njegova primjena u rekonstrukciji struktura (iz Herak, 1990).

Ako su pukotine nastale kao posljedica većih tektonskih poremećaja, onda je njihov položaj u određenoj vezi s elementima nastale makrostrukture. Npr., pri boranju i rasjedanju terena u slojevitim stijenama nastaje sustav uskih, gustih, paralelno poredanih pukotina koji se zove pukotinski klivaž. Takav sustav pukotina česta je popratna pojava boranja, a ako su pritom nastale pukotine paralelne s osnom ravninom bore, nazivaju se klivažom osne ravnine. Analizom klivaža moguće je utvrditi elemente bore i onda kad na terenu nađemo samo neke njezine fragmente. Kod rasjeda, klivaž može biti paralelan s paraklazom ili pod određenim kutom na nju. Na terenu on često upućuje na postojanje rasjeda i u slučajevima kad je rasjed prekriven.

24

U terenu se malokad nalaze pojedinačne (slučajne) pukotine. Naprotiv, one su često koncentrirane i čine sustave pukotina (pukotinski sistemi), koje se nalaze kao određeni broj istovrsnih s obzirom na kinematiku nastanka. Za utvrđivanje osnovnih parametara sustava pukotina nužno je odrediti broj zastupljenih istovrsnih pukotina prema kinematici nastanka, pojave pojedinačnih pukotina, međusobne odnose u prostoru među istovrsnim pukotinama i ukupan broj pukotina u sustavu. Uz to, za cjelovito proučavanje sustava pukotina nužno je utvrditi i sve značajke pojedinih istovrsnih pukotina (pukotinskih sistema) i pojedinačnih pukotina koje čine sustav. Istraživanje pukotina ima osobito značenje u sklopu inženjerskogeoloških istraživanja terena, jer one upućuju na mehanička oštećenja bitna za stabilnost kosina i iskopa, te mogućnost korištenja kamena kao prirodnog građevnog materijala. Podaci o pukotinama se nakon terenskih istraživanja statistički obrađuju i grafički prikazuju određenim dijagramima. Starost tektonskih struktura

Određivanje relativne starosti pojediih tektonskih struktura važno je za rekonstrukciju stupnjeva strukturnih promjena u nekom terenu. Određivanje se može izvesti samo onda ako se zna starost stijena. Struktura je mlađa od naslaga koje je zahvatila, a starija od onih koje su s obzirom na položaj trebale biti zahvaćene, a ipak nisu jer ih u doba tektonskog poremećaja nije bilo (v. sliku: prema Heraku, 1990).

25

4. DINAMIKA ZEMLJE Na Zemlji djeluju različite vanjske i unutarnje sile koje rezultiraju promjenama stanja u reljefu i prostornom odnosu stijena litosfere. Djelovanje tih sila je povezano, a odvija se od vremena postanka Zemlje do danas. Vanjske sile izazivaju procese koji se manifestiraju uglavnom na površini Zemlje. Procesi izazvani unutarnjim silama rezultat su unutarnje građe i odnosa u Zemlji, a manifestiraju se i u dubini i na njenoj površini. Dugotrajnim uzajamnim djelovanjem vanjskih i unutarnjih sila mijenja se ne samo površinski dio litosfere već i njeni dublji dijelovi. Pritom, djelovanje unutarnjih sila rezultira jakim pokretima koji uvjetuju nastajanje neravnina na površini litosfere, uz globalne promjene prostornih odnosa stijenskih masa, dok vanjske sile fizičkim razaranjem i kemijskim otapanjem stijena, transportom razorenog i otopljenog materijala i njegovim akumuliranjem u nižim dijelovima, reljef zaravnjuju. Procese i pojave koji su nastali utjecajem vanjskih sila proučava egzodinamika, a one nastale djelovanjem unutarnjih sila endodinamika. 4.1. Egzodinamika i egzodinamski faktori Zajedno s procesima i pojavama koje uzrokuju, egzodinamske sile imaju odraz u dijelu litosfere u kojemu se odvija svekolika ljudska aktivnost. S obzirom na klimatske prilike, u nivalnom se području posebno izražava utjecaj snijega i leda, u humidnom vode i organizama, a u aridnom insolacije i vjetra. Poznavanje utjecaja egzodinamskih sila omogućuje ocjenjivanje podobnosti nekog terena za građenje te planiranje i projektiranje adekvatne zaštite u slučaju njihova štetnog djelovanja. 4.1.1. Insolacija Insolacija je proces kojim sunčeve zrake djeluju direktno na stijene litosfere. Zbog utjecaja insolacije povisuje se temperatura stijene i ona se rasteže. Najčešće to rastezanje nije jednoliko, jer ovisi o fizičkim i kemijskim svojstvima minerala koji grade stijenu, a izrazitije je na površini nego u njenoj unutrašnjosti. Kada nema insolacije, stijena se hladi i steže. Višekratnim ponavljanjem ciklusa zagrijavanje - hlađenje kohezijske sile između mineralnih zrna stijene slabe, nastaju mikroprsline i pukotine koje se šire i produbljuju, a konačni rezultat je dezintegracija stijenske mase. Otpornost stijene na utjecaj insolacije ovisi o njenom mineralnom sastavu, strukturnim i teksturnim značajkama, klimatskom području, reljefu terena, vegetaciji i debljini pokrova. Utjecaj insolacije je izrazitiji u krupnozrnastim stijenama heterogenog sastava (zbog različitog intenziteta širenja minerala), zatim u područjima s većim temperaturnim razlikama dan - noć te u ravničarskim terenima bez vegetacije i pokrova. 4.1.2. Voda Voda se u prirodi nalazi u zračnom omotaču Zemlje, na njenoj površini i u podzemlju, pa razlikujemo atmosfersku, površinsku i podzemnu vodu.

26

Ona kontinuirano cirkulira, pri čemu joj se mijenja agregatno stanje i prostorni položaj. Takvo kruženje vode naziva se hidrološkim ciklusom. Voda s kopnenih i morskih površina isparava u atmosferu, odakle se vraća u obliku oborina. Dio oborina ispari odmah i vraća se u atmosferu, drugi dio teče potocima i rijekama u jezera i mora, a dio ponire u podzemlje.

(preuzeto iz Herak, 1990).

Podzemna se voda nakon duljeg ili kraćeg toka različitim i često zamršenim podzemnim putovima, vraća na površinu i s površinskim tekućim vodama ulijeva u jezera i mora ili u njih ulazi direktno iz podzemlja. Važnost vode iznimno je velika jer sudjeluje u razaranju stijena, transportu i akumulaciji fragmenata i čestica koje sobom nosi, čime neposredno utječe na oblikovanje Zemljina reljefa. Ali njezin utjecaj u svim klimatskim područjima nije jednak. U humidnom području djelovanje je vode najizrazitije i najpotpunije, jer djeluje na površini i u podzemlju, kemijski i mehanički. U glacijalnom području voda djeluje samo u graničnoj zoni, gdje nastaje otapanjem leda i snijega, pri čemu transportira rastrošeni materijal koji akumulira u niža područja, a sudjeluje i u razaranju stijena kad se smrzne u pukotinama. U aridnom području voda se nakuplja uglavnom oborinama u obliku pljuskova. Zbog izrazite insolacije brzo isparava. Mehanički prenosi fragmente i čestice na male udaljenosti te sudjeluje u kemijskom otapanju stijena.

4.1.2.1. Površinske vode Dio površinskih voda teče pod utjecajem gravitacije, formirajući pritom bujice (povremene brze i obilne tokove na strmim padmama), potoke (stalne ili povremene manje tokove) i rijeke (stalne veće tokove). U pojedinim dijelovima toka, rijeke i potoci mogu imati bujični karakter. Brzina vodnih tokova ovisi o mnogim faktorima, a ponajprije o nagibu terena, značajkama stijena, količini vode i hrapavosti površine korita. Uz riječne tokove nastaju sedimenti kao produkt naplavina, a u njima su sadržani fragmenti stijena čije su dimenzije širokog raspona: od velikih blokova i oblutaka do najfinije gline. Takvi sedimenti nazivaju se aluvijalnim sedimentima. Vodni tokovi su iznimno važni za vodoopskrbu, poljoprivredu i energetiku. Riječne doline i terase ujedno mogu biti važna nalazišta građevinskog materijala i rijetkih dragocjenih minerala (poput zlata, platine, dijamanata i sl.).

27

4.1.2.2. Voda u podzemlju Najveća količina vode u podzemlju nakuplja se infiltracijom oborina. To je meteorska ili vadozna voda. Manji dio nastaje kondenzacijom vodenih para, uz mjestimično direktno spajanje vodika i kisika (juvenilna voda), a u nekim se stijenama od vremena njihova postanka nalaze neznatne količine vode (konatna voda). Količina meteorske vode u podzemlju ovisi o količini (ništa manje o kontinuitetu!) oborina, zasićenosti podzemlja (popunjenosti površinskog sloja tla do punog kapaciteta), nagibu površine, propusnosti stijena i vegetaciji. Veća količina oborina u terenima izgrađenim od propusnih stijena rezultira mogućnošću nakupljanja većih količina podzemne vode, a strmi nagib padina, zasićeno podzemlje i vegetacija smanjuju mogućnost infiltracije. Dio vode zadržane u kapilarnim porama ili uz stijenke pukotina naziva se fizički vezanom vodom ili vlagom, a dio koji se kreće pod utjecajem gravitacije je slobodna voda. S obzirom na hidrodinamičke značajke u podzemlju se generalno razlikuju:

• prozračna zona ili zona aeracije, • zona vode temeljnice ili zona freatske vode.

Prozračna zona je područje blizu površine u kojem ispunjenost šupljina vodom ovisi o količini oborina. Tu postoji fizički vezana voda (vlaga), a slobodna freatska voda pod utjecajem gravitacije teče postojećim šupljinama prema nižim razinama. U podzemlju, ispod prozračne zone, nalazi se voda temeljnica. Ona ispunjava prazne prostore do nepropusne podloge. Granicu između prozračne zone i zone vode temeljnice karakterizira nepravilan kapilarni obrub koji ovisi o veličini i ujednačenosti kapilarnih pora. Neposredno ispod kapilarnog obruba nalazi se vodno lice. Ono može biti na različitim dubinama, što ovisi o geološkoj građi terena, klimatskim faktorima, eventualnom istjecanju i sl. Oblik vodnog lica ovisi o rasporedu propusnih i nepropusnih dijelova stijenske mase i obliku površine terena. Kod jednolične propusnosti stijena vodno lice u blagim obrisima prati površinu terena. Ako je propusnost stijena promjenljiva, nastaju lokalna uzvišenja i udubljenja vodnog lica različita od površinske konfiguracije. S obzirom na činjenicu da voda u podzemlju cirkulira i zadržava se u porama i šupljinama (u nevezanim klastičnim sedimentima) i pukotinama i šupljinama (u vezanim stijenama), ukupna količina vode koja se može nakupiti ovisi o stupnju poroznosti određenog sedimenta odnosno stijene. Poroznost je determinirana odnosom volumena pora i šupljina u stijeni prema njezinu ukupnom volumenu. A ukupni volumen pora i šupljina, kao i njihova veličina, ovisi o veličini zrna i njihovu rasporedu te o vezivu koje ispunjava prostor između zrna. Ta se definicija odnosi na stijene s intergranularnom poroznosti (nevezani sedimenti: šljunci i pijesci i poluvezane stijene - gline), a označuje primarnu poroznost. U vezanim stijenama (npr. karbonatima) voda se nakuplja i cirkulira u pukotinama, pa se zato kaže da se vezane stijene odlikuju sekundarnom (pukotinskom) poroznosti.

28

Stupanj ukupne poroznosti uzorka neke stijene izražen u postocima izračunava se primjenom formule:

gdje su:

• n - stupanj ukupne poroznosti uzorka stijene,

• V - ukupni volumen uzorka stijene,

• VV - ukupni volumen pora i šupljina u uzorku

• VS - volumen uzorka bez pora i šupljina Ukupna količina vode koja se može nakupiti u stijeni ovisi o stupnju njezine poroznosti. Osim ukupne poroznosti, razlikuje se još i efektivna poroznost, koja definira odnos između volumena slobodne vode u stijeni i njezina volumena. Slobodna voda je ona koja se može kretati u poroznom mediju, a kretati se može samo u šupljinama većim od dimenzija kapilare. To znači da količina vode koja se može dobiti iz stijene ovisi o efektivnoj poroznosti. Stijena može propuštati vodu, što se naziva propusnošću ili permeabilnšću. Propusnost ovisi o veličini pora u stijeni (a ne o ukupnoj poroznosti!) i stoga nije proporcionalna poroznosti. Tipovi poroznoati prikazani su na slici desno. Naime, gline imaju veliku poroznost (neke čak veću od 50%), ali su praktično vodonepropusne jer su pore tako male da se voda veže uz površinu stijenki i ne može istjecati. Podaci o efektivnoj poroznosti dobivaju se laboratorijskim ispitivanjima koeficijenta filtracije (vodopropusnosti) na uzorku ili testiranjem vodnih objekata u prirodi.

4.1.2.3. Mehanizam punjenja tla vodom i Palmerova metoda Korektnija predodžba mehanizma punjenja tla vodom i njezine raspodjele u tlu dana je na slijedećoj slici (prema Chernicoff & Whitney, 2007). Iako mehanizam punjenja tla vodom izgleda naoko jednostavno, u naravi to nije tako. Proces je veoma složen i poštuje niz rubnih uvjeta. Zato ga valja opisati korektno.

(iz Herak, 1990).

29

Penzar (1976) navodi da se pedesetih i šezdesetih godina istraživanjem stanja vlažnosti tla bavio W.C. Palmer. Palmer (1965) je, navodi Penzar (1976), po uzoru na Thornthwaite-ovu metodu određivanja viška i manjka vode u tlu, razvio općenitiji postupak, sličan knjigovodstvu, kojim se izračunavaju primici i gubici vlage (stvarni i potencijalni) u sustavu tlo s vegetacijom i vodotocima - atmosfera. Pojedine stavke tog proračuna su same po sebi zanimljive, a kao konačan rezultat proizlazi iz njih indeks (severity index), koji pokazuje intenzitet suhoće ili vlažnosti u izvjesnom razdoblju. Palmerova metoda nudi čitav niz korisnih informacija, kao što su: obavještenja o zalihama vlage i njenom kretanju u tlu, po tlu, od tla u atmosferu i obrnuto, i konačno, numerički izraženu mjeru za intenzitet suhoće ili vlažnosti, u obliku indeksa. Meteorološka služba SAD-a prihvatila je Palmerovu metodu, te se otada redovito računa Palmerov indeks za svaku pokrajinu. Popularizaciji i shvaćanju Palmerove metode kod nas bitno su doprinijeli Penzar (1976), Penzar, I. & Penzar; B. (1976), Pandžić (1989., 1990), Pandžić & Vučetić (1991., 1992., 1993., 1994. i 1995), Vidaček, Tomić & Romić (1993) i dr. O s n o v e P a l m e r o v e m e t o d e Određivanje indeksa suhoće, prema Palmeru (1965), provodi se u više faza. Za potrebe razmatranja i ocjena stanja pornih pritisaka u tlu zadovoljava već prva faza Palmerova postupka ili proračun komponenata bilance vode u tlu. Kod toga, prenosi Penzar (1976), bitne su dvije osnovne pretpostavke. a) Oborine koje padnu na tlo, troše se u prvom redu na evapo-transpiraciju, zatim na punjenje tla vodom. Višak vode, koji nakon toga preostane, otječe. Ako nema dovoljno oborina, na evapo-transpiraciju se troše zalihe vode iz tla, a površinskog otjecanja nema.

b) Zamišljeno je da se tlo dijeli u dva sloja, kojima debljina nije strogo određena. Površinski je sloj otprilike ekvivalentan obradivom sloju. Poznata je činjenica da se taj sloj prvenstveno puni vlagom od oborina, te da se iz njega (jer sadrži najviše korijenja), najprije troši vlaga na evapotranspiraciju. Ispod površinskog sloja nalazi se drugi sloj tla, donja zona korijenja, za koji Palmer smatra da se puni oborinskom vodom tek pošto površinski sloj bude zasićen, a i prazni se tek potom, kada bude isparena sva vlaga iz površinskog sloja. Količina vode, koju tlo može maksimalno sadržavati, ovisi o stvarnoj dubini korijenja i o svojstvima dotičnog tla. Ova, maksimalna količina vode, koju tlo može primiti do punog zasićenja, naziva se kapacitet tla za vodu.

30

Obadvije pretpostavke su realne, i dobro aproksimiraju stvarne procese u prirodi. Uz te pretpostavke, iz poznatog kapaciteta tla za vodu i početne količine vode u tlu, pomoću srednje temperature i količine oborine u razdoblju koje je uslijedilo, dadu se jednostavno odrediti komponente hidrološkog proračuna za jedinice vremena, npr. od po mjesec dana. Komponente hidrološke bilance su slijedeće:

P - količina oborina (mm) – planetarne oborine prikazane su slikom (Bowen, 1980).

ET - evapotranspiracija (mm), L - gubitak vode iz tla (mm), R - punjenje tla vodom (mm), RO - površinsko otjecanje (mm), Ss - sadržaj vode u površinskom sloju tla na

kraju mjeseca (mm), Su - sadržaj vode u donjem sloju tla na kraju

mjeseca (mm), PE - potencijalna evapotranspiracija (mm), PL - potencijalni gubitak vode iz tla (mm), PR - potencijalno punjenje tla (mm), i PRO - potencijalno površinsko otjecanje (mm).

Količina oborina (P) se mjeri, i sastavni je dio redovne aktivnosti odgovarajućih hidrometeoroloških službi. Evapotranspiracija (ET) predstavlja količinu vode, koja je isparila s bilja i površine tla. Palmer ovu komponentu hidrološke bilance računa po metodi Thornthwaitea. Za određivanje potencijalne evapotranspiracije tom metodom, upotrebljavaju se podaci temperature zraka s korekcijama u odnosu na zemljopisnu širinu ili trajanje dnevnog osvjetljenja. Detaljniji prikaz metode dali su Penzar (1976), te Tomić, Vidaček & Romić (1993). Aktualna evapotranspiracija jednaka je potencijalnoj, ako oborine ima dovoljno, ili je manja od potencijalne. Gubitak vode iz tla (L) potrošene na evapotranspiraciju, računa se za svaki sloj posebno, a zatim se zbraja. Ako je količina oborine veća od potencijalne evapotranspiracije, tog gubitka nema. Punjenje tla vodom (R) nastupa u okolnostima kada tlo nije zasićeno vlagom, a oborina je veća od potencijalne evapotranspiracije. Površinsko otjecanje (RO) nastupa kada su zalihe vode u tlu popunjene (popunjen je maksimalni kapacitet tla za vodu), a potencijalna je evapotranspiracija manja od količine oborine. Količine vode u površinskom i donjem sloju tla (Ss i Su), računaju se iz ostalih komponenata hidrološke bilance.

31

Potencijalna evapotranspiracija (PE) je količina vode koja bi se mogla ispariti iz bilja i iz tla, kad bi bilo dosta vlage na raspolaganju. Potencijalni gubitak vode iz tla (PL) je količina vlage koju bi tlo moglo izgubiti kad dotičnog mjeseca ne bi bilo oborine. Potencijalno punjenje tla vodom (PR) je potrebna količina vode potrebna da se tlo dovede do potpunog zasićenja vlagom. Potencijalno površinsko otjecanje (PRO) je najveće otjecanje koje bi moglo nastupiti, kad bi potencijalna evapotranspiracija bila jednaka nuli. Račun hidrološke bilance najbolje je započeti nakon zimskih kišovitih mjeseci, jer tada možemo biti sigurni da je tlo potpuno zasićeno vlagom. Bilanca vode računa se zatim za svaki mjesec (ili desetodnevni period) redom, u dugom nizu godina. U osnovi, hidrološki proračun aproksimira pojave ulaza, zadržavanja i kretanja oborinske vode u sustavu tlo - biljka - atmosfera, a stanje dinamičke ravnoteže pojedinih komponenata bilance vode u tlu izražava slijedeća opća jednadžba:

P + L = ET + R + RO Valja spomenuti da se, zbog pretpostavki na kojima se zasniva hidrološki proračun, može smatrati da vrijednosti površinskog otjecanja nisu sasvim realne u doba kada na relativno suho tlo padne snažan pljusak, te kad oborina padne u obliku snijega i ne može se otopiti tijekom istog mjeseca. U prvom slučaju, koji se događa ljeti, metoda daje manje otjecanje nego što je stvarno bilo. U drugom slučaju, koji se događa zimi, otjecanje što ga daje hidrološki proračun nije nastupilo ili je bilo slabijeg intenziteta, te se djelomično prenosi u slijedeći topliji mjesec. Spomenimo još jedan detalj. Kos, Tomić & Plišić (1993) istraživali su mogućnosti proračuna potreba za vodom, u nekom određenom natapnom sustavu. Pri utvrđivanju hidrološke bilance natapnog područja, preporučili su analizu temeljiti na dekadnim vrijednostima, gdje god je to moguće. Navode, da efektivne oborine predstavljaju samo dio ukupnih oborina. Najčešće, od ukupnih količina oborina jedan dio otječe površinom, jedan dio se gubi na isparavanje (evapotranspiracija), a dio vode se izgubi i na duboko poniranje (ispod zone korijenja). Dio vode izgubljen na duboko poniranje najjednostavnije se mjeri lizimetrima. Spomenuti autori navode, da se duboko poniranje obično pojavljuje nakon jače natapne norme ili intenzivnih kiša, te da ono može u izvjesnim slučajevima iznositi i do 20% ukupno dodane vode. Ovim dijelom bilance, koji se odnosi na duboko poniranje, Palmer se nije opterećivao. Taj dio vode ionako ne ostane sadržan u onom sloju tla, koji sudjeluje u hidrološkoj bilanci. On je očito, implicitno sadržan u otjecanju, gdje naprosto nije bilo potrebe razdvajati dio koji otječe površinski od onoga koji otječe putem dubokog poniranja. Upravo količina vode, koja odlazi na duboko poniranje, ima direktnog utjecaja na izdašnosti izvora i piezometarske nivoe vode u tlu. Srebrenović (1986), prikazujući vodne bilance kontinenata, navodi slijedeće podatatke za Evropu: - visina oborina iznosi 734 mm = (100%) - površinsko otjecanje 210 mm = (28,6%) - podzemno otjecanje 109 mm = (14,9%) - ukupno otjecanje 319 mm = (43,5%) - isparavanje 415 mm = (56,5%).

32

Prema prethodnim podacima moglo bi se zaključiti da na duboko poniranje, koje zatim otječe podzemno, odlazi prosječno oko 15% od ukupno pale oborine. Istražujući utjecaj oborine i svih relevantnih rubnih uvjeta na povišenje nivoa vode u tlu i izdašnosti izvora, Ortolan (1996) je zaklljučio: Nužan i dovoljan uvjet za početak porasta ili opadanja izdašnosti izvora i piezometarskih nivoa podzemne vode je nastupanje ili prestanak površinskog otjecanja, određenog Palmerovom metodom proračuna komponenata bilance vode u tlu. Ovdje će se prikazati samo osnovni momenti, potrebni za daljnje bolje razumijevanje predmetne problematike, koja u početku podrazumijeva efektivnu oborinu, potom infiltraciju vode u tlo i mogućnosti njenog daljnjeg dubokog poniranja, do stalnog nivoa podzemne vode. Pojam efektivne oborine nije jedinstveno shvaćen. U hidrologiji je to onaj dio oborine koji će površinski otjecati. U proizvodnji biljnih kultura će to biti onaj dio vode koji ostane u plićem dijelu tla do dubine zakorijenjivanja bilja, dok će u hidrogeologiji biti interesantan samo onaj dio oborine koji se odnosi na duboko poniranje. Na taj će način, putem dubokog poniranja, oborine utjecati na povišenja piezometarskih nivoa podzemnih voda i povećanja izdašnosti izvora. Dakako, da bi piezometarski nivoi podzemne vode i izdašnosti izvora mogli porasti, potrebno je da veličina dotoka putem dubokog poniranja bude veća od mogućnosti podzemnog otjecanja. Prije svega, obzirom da se u literaturi pojmovi dubokog poniranja i infiltracije miješaju ili poistovjećuju, postavimo ovdje jasnu razliku između ovih naziva. Infiltracijom ćemo smatrati kompletnu oborinu, koja bude upijena u tlo. Pod pojmom dubokog poniranja, koje u agrotehnici označava gravitacijsko spuštanje vode u dublje dijelove tla ispod korijenova sustava bilja (Kos, Plišić & Tomić, 1993), mi ćemo podrazumijevati efektivnu oborinu u hidrogeološkom smislu, odnosno onaj dio oborine infiltrirane u tlo koji se, prvenstveno pod djelovanjem gravitacije procjeđuje do stalnog nivoa podzemne vode. U nekim slučajevima to može biti procjeđivanje do relativno vodonepropusne podloge, ako stalnog nivoa nema u onom dijelu vertikalnog presjeka tla koji je za nas interesantan. Srebrenović (1986) navodi pojam kapaciteta infiltracije, koji označava maksimalnu brzinu kojom neko tlo može u datim uvjetima primiti vodu. Dalje spominje, da se brzina infiltracije s trajanjem kiše i fenomena poniranja smanjuje po eksponencijalnom zakonu, da bi se konačno približila svojoj minimalnoj vrijednosti. Prenosi i podatke o brzini infiltracije u prvom satu oborine, za različite vrste tla:

- za glinu 1 - 5 cm, - za pjeskovitu glinu 10-25 cm, - za pjeskovita zemljišta > 25 cm.

Srebrenović (1986) prenosi shvaćanje zona vlažnosti u tlu, i način procjeđivanja vode kroz profil, prema Bodmanu & Culmanu (1943). Prema njihovom shvaćanju, tlo se može podijeliti na četiri zone vlage. Pri tome, debljine pojedinih zona nisu stalne, i ovise od slučaja do slučaja.

33

a) U prvoj - pripovršinskoj zoni, pretpostavlja se zasićenje (potpuna saturacija), tako da vlaga u tlu ima tendenciju prelaska u nižu zonu.

b) Druga zona - zona transmisije, nalazi se ispod zone saturacije. Pretpostavlja se da je to nezasićena zona s približno jednakim sadržajem vode. Kod teško obradivih tala sadržaj vlage iznosi 60-80% zasićenja pora. U ovoj zoni postoji nizak stupanj napetosti, tako da se kretanje odvija po zakonu gravitacije.

c) Treća zona - zona vlaženja, predstavlja vezu između gornje zone transmisije i vlažne fronte, ispod zone vlaženja. d) Četvrta zona - vlažna fronta, najdublja je u nizu i predstavlja neku vrstu demarkacione linije prema suhom tlu. Tla, koja sadrže visok postotak koloidne gline, stežu se i raspucavaju za vrijeme dužih sušnih perioda. U ovakvom stanju tlo može primiti daleko veće količine vode, nego u normalnim uvjetima. Dubina pukotina, njihov zijev i kontinuitet, uvjetuju porast brzine i količine infiltracije oborinske vode. Ta brzina obično premašuje intenzitet oborine, i teži konstanti, sve dok se pukotine ne ispune vodom, a tada se naglo smanjuje. Ono, što nas još posebno može zanimati, je upoznavanje s onim aspektima podzemne hidraulike u koje infiltracija unosi specifičan problem ovisan o interakciji vode i tla u sistemu tečenja. Zato se osvrnimo na podzemnu vodu i oblike njezinog gibanja, kako to opisuju Agroskin, Dmitrijev & Pikalov (1973). U običnom tlu i u poroznim vodopropusnim slojevima, voda se može nalaziti u različitim stanjima.

a) Pri najmanjoj vlažnosti voda je upijena u zrnca tla, i može se odstraniti samo zagrijavanjem tla do 100°C. Pri takvoj vlažnosti, koja se zove higroskopska, gibanje vode u tlu nije moguće.

b) Pri povećanju vlažnosti, voda u obliku filma omotava zrnca tla i može se gibati samo pod djelovanjem sila uzajamnog molekularnog djelovanja između čestica vode i tla. U takvom slučaju radi se o tzv. opnenoj vodi.

c) Daljnjim povećanjem vlažnosti, voda zapunjuje najuže pore, i može se gibati već pod djelovanjem sila kapilarnog tlaka. To je kapilarna voda. U prethodna tri stanja, molekularne sile su toliko važne, da se u sporedbi s njima gravitacija zanemaruje.

d) Pri daljnjem povećanju vlažnosti, sadržaj vode u tlu postaje tako visok, da ona zapunjava sve pore i tada postaje sposobnom za gibanje pod djelovanjem sile teže, pa se zbog toga zove gravitacijska voda.

Od trenutka, kada podzemna voda u tlu postane sposobnom za gravitacijsko gibanje, možemo je istinski smatrati podzemnom vodom. Ta se podzemna voda kroz pore i pukotine u tlu spušta (ponire) u dublje dijelove, sve dok ne stigne do nekog nepropusnog sloja, odnosno nekog stalnog nivoa podzemne vode. Nepropusni sloj je neka vrsta dna po kojem nastupa gibanje podzemnog toka, od mjesta više potencijalne energije prema mjestu niže potencijalne energije. Područje u kojem se voda vertikalno procjeđuje kroz pore, prsline i pukotine u tlu - do podzemnog toka, naziva se područjem infiltracije. U području infiltracije protoka se povećava uzduž toka, na račun dubokog poniranja novih količina vode u podzemni vodotok, na svakoj duljini njegova gibanja. Na taj način u tlu dolazi do povišenja piezometarskih nivoa podzemne vode, a na mjestima izbijanja podzemne vode na površinu terena, povećavaju se izdašnosti izvora.

34

Zapaža se da su svi autori, koji su spomenuti u prethodnim izlaganjima, suglasni u jednom: do procjeđivanja vode u dublje slojeve (dubokog poniranja, kako ga mi ovdje nazivamo), može doći tek potom, kada je najplića zona tla potpuno saturirana. To je dakle onaj nuždan uvjet, koji dovodi u vezu reagiranja izdašnosti izvora na oborine. Za ilustraciju objašnjenja mehanizma punjenja tla vodom, na sljedećem dijagramu daje se ovisnost izdašnosti niza izvora na području Medvednice (Ortolan, 1996), u višegodišnjem nizu opažanja o parametrima hidrološke bilance – onako kako je to objasnio i definirao Palmer.

35

Analizirajmo sada spomenutu zavisnost, prikazanu na prethodnoj slici. Na njoj se jasno zapažaju određene zakonitosti, a to su: • opadanja izdašnosti izvora nastupaju istovremeno s prestankom zasićenosti tla do punog kapaciteta (ili i nešto

ranije!), • porasti izdašnosti izvora nastupaju istovremeno (ili kasnije) u odnosu na nastupanje zasićenosti tla do punog

kapaciteta, a trend opadanja izdašnosti traje i do nekoliko mjeseci nakon postignuća maksimalnog deficita vlage u tlu. Iz prethodnih razmatranja, može se nepobitno zaključiti, da izdašnosti izvora imaju čvrstu vezu sa sadržajem vode u prvom metru tla, te da su opadanja i porasti izdašnosti vezani uz deficit vlage ili potpuno zasićenje vodom u prvom metru tla. Zaključuje se nadalje, da je zasićenje vlagom prvog metra tla nuždan ali ne i dovoljan uvjet, za nastupanje početka porasta izdašnosti izvora. Isto tako, prestankom zasićenosti prvog metra tla obavezno počinje opadanje izdašnosti izvora, ali izdašnost može početi sa silaznim trendom i prije pojave deficita vlage u tlu. Pogledajmo sada (na dijagramu zavisnosti) istovremeno i varijaciju površinskog otjecanja (RO), kao bitne komponente hidrološke bilance. Praktično bez odstupanja, u cijelom promatranom periodu od siječnja 1961. godine do prosinca 1974. godine, pojava suviška vode u hidrološkoj bilanci, koji bi trebao površinski otjecati, označava i nastupanje početka porasta izdašnosti izvora, a prestanak površinskog otjecanja označava i prestanak porasta izdašnosti izvora, odnosno početak opadanja njihove izdašnosti. Nadalje, maksimalne izdašnosti javljaju se pri kraju kontinuiranih višemjesečnih perioda površinskog otjecanja, a njihova veličina ovisi o dužini trajanja i veličini površinskog otjecanja. Konačni zaključak, na temelju prethodno razmatranog, bio bi onaj od kojega smo krenuli: nuždan i dovoljan uvjet za početak porasta ili opadanja izdašnosti izvora je nastupanje ili prestanak površinskog otjecanja, određenog Palmerovom metodom proračuna komponenata bilance vode u tlu. Dovoljan uvjet je, kao što smo vidjeli, tek pojava površinskog otjecanja. No, ako oborine tada prestanu, prestaje i punjenje tla vodom. Time smo pokazali da je Palmerova metoda određivanja komponenata hidrološke bilance vode u tlu, na izloženom primjeru, vjerodostojna za najozbiljnija hidrogeološka razmatranja. Prema svemu naprijed navedenom, logično slijedi teza da maksimalnim izdašnostima izvora odgovaraju i maksimalni piezometarski nivoi vode u tlu, i obratno, minimalnim izdašnostima izvora odgovaraju i minimalni piezometarski nivoi vode u tlu. Obzirom da za vrijeme mjerenja izdašnosti izvora na južnom pobočju Medvednice nisu postojali i podaci o piezometarskim nivoima vode u tlu, u doktorskoj disertaciji (Ortolan, 1996), prethodna teza je razmotrena na tri primjera novijega (tada novijega!) datuma. Učinjeno je to uspoređujući kolebanja piezometarskih nivoa vode u tlu s mjerodavnim komponentama hidrološke bilance. Sva tri primjera pokazala su održivost postavljene tvrdnje.

Pod utjecajem gravitacije slobodna freatska voda u podzemlju kreće se s više razine na nižu kad postoji razlika u visini vodnog lica između dviju točaka i mogućnost tečenja s obzirom na veličinu pora i/ili pukotina. Njezin tok može biti laminaran i odvija se kroz pore i pukotine malih dimenzija, te turbulentan - kad voda teče kroz veće kanale. U specifičnim slučajevima slobodna voda može imati prijelazni režim toka - sadrži elemente laminarnog i turbulentnog toka.

36

Ako se u podzemlju izmjenjuju vodopropusne i vodonepropusne stijene, voda se može u vodopropusnom sloju nalaziti pod određenim tlakom koji je kroz pukotinu ili izvedenu bušotinu može izbaciti na površinu. Tada govorimo ukliještenoj podzemnoj vodi ili o arteškoj vodi. Ako je tlak nedovoljan da vodu izbaci na površinu, ali podigne njezinu razinu u pukotini ili bušotini iznad razine u kojoj ona egzistira, govorimo o subarteškoj vodi. 4.1.2.4. Voda u kršu Nazivom krš (engl. karst, slov. kras, tal. carso, njem. karst) obuhvaćena je cjelovitost specifičnih geomorfoloških, hidrogeoloških i hidroloških značajki terena izgrađenih pretežito od vapnenca i dolomita, te (podređeno) gipsa, soli i drugih stijena koje su podložne otapanju pod utjecajem vode. Podzemna voda u kršu, za koji je karakteristična sekundarna (pukotinska) poroznost, može se pojaviti kao koncentrirani vodni tok, kao podzemna voda sa slobodnim vodnim licem ili bez njega te kao arteška krška voda (kad se krški vodonosni kolektor nalazi između nepropusnih slojeva). U kršu su podzemne vodne komunikacije brojnije i bolje razvijene od površinskih. Voda u podzemlju krša teče razvijenim pukotinskim sustavima, pri čemu postojeće pukotine modelira i širi. Postupno proširenje pukotina nastaje zbog otapanja karbonatnih stijena, koje može biti veoma intenzivno ako voda sadrži ugljik-dioksid i kiseline.

37

Raspored i dinamika podzemnih voda u kršu ovise, dakle o sustavima pukotina i njihovim značajkama. S obzirom na specifičnost u hidrogeološkom i hidrološkom smislu, istraživanje voda u kršu predstavlja izniman problem koji se multiplicira nemogućnošću shematiziranja, jer su i na relativno bliskim lokacijama odnosi često posve različiti. Brojna istraživanja podzemnih voda u kršu rezultirala su spoznajama o postojanju više hidrodinamičkih zona. To su:

• prozračna zona, u kojoj voda teče pod utjecajem gravitacije nepravilnim, pretežito vertikalnim pukotinama,

• prijelazna zona, kod koje pri niskom vodostaju u podzemlju voda teče kao u prozračnoj zoni, a njegovim povišenjem teče pretežito lateralno, također pod utjecajem gravitacije,

• zona lateralne i stalne silazne cirkulacije, u kojoj voda teče pod utjecajem gravitacije,

• zona sifonalne stalne cirkulacije, gdje voda silazno teče u području podzemne razvodnice i uzlazno (pod utjecajem hidrostatskog tlaka) u području izlijevanja na površini,

• zona usporene dubinske cirkulacije, u kojoj postoji hidrostatski tlak, a voda teče polako.

U okršenim područjima nastale su erozijskim i korozijskim radom površinskih i podzemnih voda brojne specifične mortfološke pojave: škrape, ponikve (vrtače ili doci), jame, ponori, špilje ili pećine, uvale i krška polja. Idealizirani prikaz procesa okršavanja i načina punjenja vodonosnika u kršu dat je na prethodnoj slici (Tišljar, 2001).

38

Škrape su uska žljebasta udubljenja na površini vapnenačkih stijena. Nastale su korozivnim radom vode, a u ukupnom oblikovanju krša nemaju veću važnost. lako ih nalazimo i u drugim terenima (zbog čega ih neki autori ne smatraju tipičnim krškim morfološkim pojavama), u kršu su one mnogobrojne i lijepo razvijene, a zastupljene su i na povrsini i u podzemlju.

Ponikve (vrtače, doci) su Ijevkasta, okruglasta ili duguljasta udubljenja nastala otapanjem i erodiranjem vapnenaca i dolomita u tektonikom razlomljenim područjima (zbog čega se često nalaze u nizovima ili u skupinama), odnosno urušavanjem podzemnih praznih prostora. Njihovo je dno uže od površinskog dijela i najčesće je zaravnjeno obradivom zemljom crvenicom.

39

Jame su pretežito vertikalne udubine ili pukotine manjeg promjera, koje samo ponekad sežu do razine podzemne vode. Nastale su erozijskim i korozijskim radom vode duž sustava pretežito vertikalnih pukotina. Ponori su pukotine ili udubine koje površinski dio terena u kršu povezuju s podzemnim vodnim tokovima. Nastali su erozijskim i korozijskim radom vode duž dubokih pukotina. Špilje (pećine) su podzemni prostori različitih oblika i dimenzija, s vodom ili bez nje, odnosno sa sigama ili bez njih, a nastale su korozijskim i erozijskim radom vode u razlomljenom vapnenačkom podzemlju. Veći špiljski oblici imaju više različito nagnutih kanala, hodnika i dvorana koji mijenjaju položaj i dimenzije ponekad i u različitim razinama. Voda u špiljama teče kanalima, pod utjecajem gravitacije i kroz sifone, pod tlakom. Takvi podzemni tokovi mogu biti stalni i povremeni. U suhim špiljama voda se s površine cijedi kroz sitne pukotine, vlaži zidove i sudjeluje u nastanku špiljskog nakita, a može formirati i tzv. travertinske bazene koji su uglavnom stalno ispunjeni vodom. Ti bazeni mogu biti veoma mali, promjera svega nekoliko centimetara, ali i veliki (promjera nekoliko metara). Temperatura je u špiljama promjenljiva s obzirom na dubinu, količinu vode, godišnje doba i vezu s površinom. U pravilu, temperatura je u špilji ljeti niža od prosječne dnevne temperature, a zimi viša. Izlučivanjem kalcij karbonata u špiljama nastaju različiti oblici špiljskog nakita, među kojim su najzastupljenije sige. Mogu se razvijati sa stropa, tada se nazivaju stalaktitima, ili s dna, a onda su to stalagmiti. Spajanjem stalaktita i stalagmita, nastaju stupovi. Poznatije špilje kod nas su Vranjača u Kotlencima blizu Splita i špilje ispod područja Ogulina (koje su turistička atrakcija), te Vindija u Hrvatskom zagorju, Veternica kod Zagreba i Cerovačke pećine kraj Gračaca (važne kao nalazišta ostataka prahistorijskih ljudi). Uvale su manje zatvorene duguljaste depresije, nastale mehaničkim i korozijskim radom vode u razlomljenim područjima "uzdužnim" spajanjem ponikava. Duge su do nekoliko kilometara, a širine puno manje. Njihovo dno je najčešće neravno, a obično nemaju ni površinske tokove. Krška polja su najveće i najvažnije morfološke pojave u kršu. To su duboke zatvorene depresije kojih duljina iznosi i više desetaka kilometara, dok im je širina puno manja. Pružanje dulje osi krških polja u dinarskom kršu pretežno ima pravac sjeverozapad - jugoistok. Dno je u većini slučajeva zaravnjeno mlađim jezerskim i aluvijalnim sedimentima različite debljine. Pokrivene vapnenačke naslage ne moraju biti zaravnjene, za što je dobar primjer Buško blato (dokazano istraživačkim radovima za potrebe ostvarenja akumulacije). Ima, također i krških polja koja nisu posve prekrivena mlađim jezerskim i aluvijalnim naslagama, pa je na njihovoj površini vidljivo neravno dno izgrađeno od vapnenačkih stijena.

U mnogim se krškim poljima nalaze brežuljci, tzv. humci, koji su neerodirani ostaci vapnenačkih naslaga. Kroz većinu krških polja teku veći ili manji, stalni i povremeni vodotoci što izviru na jednoj, a kroz ponore se gube na drugoj strani polja. Mnoga su krška polja povremeno poplavljena (proljeće i jesen), kad kapacitet ponora nije dovoljan za otjecanje svih voda koje dotječu površinskim stalnim ili povremenim vodotocima te podzemnim tokovima i oborinama. Istraživanjima je dokazano da je postanak krških polja predisponiran tektonikom, nakončega je slijedilo oblikovanje korozivnim i erozivnim radom vode.

Morfološke pojave u kršu kod nas su najbolje i najpotpunije razvijene u vapnencima Dinarida. Krška područja zauzimaju oko 50 % površine naše zemlje, a u Europi sličnih područja ima u Grčkoj (Helenidi), Italiji (Apenini), Španjolskoj (Pirineji i Betijski kordiljeri), u području Alpa, Karpato-Balkanida, na Krimu i Kavkazu.

40

4.1.2.5. Voda u priobalju i na otocima U priobalnom području i na otocima, uz uvjet postojanja vodopropusnih naslaga, slatka voda dolazi u kontakt s morskom. Prirodu tog kontakta proučili su i interpretirali u terenima s međuzrnskom poroznošću W. B. Ghybcn 1888. i A. Herzbcrg 1901. Uočili su da je granicno područje između slatke i morske vode u takvim terenima pravilno i da ovisi samo o visini vodnog lica i razlici u gustoći tekućina. Iz matematičkog izraza (nazvanog Ghybcn -Herzbergov zakon), može se za idealne uvjete dobiti podatak da se na svaki metar nadvišenja slatke vode iznad razine mora, nalazi ispod razine mora leća slatke vode do dubine približno 40 m, što će u mnogome ovisiti o gustoći morske vode. U Mediteranu je taj odnos između 1:35 i 1:38 (Margeta, 1992). Na našim otocima i u priobalju, gdje teren izgrađuju pretežito karbonatne okršene stijene i flišne naslage s pukotinskom i kavernoznom poroznošću, različite i često na malim udaljenostima promjenljive propusnosti, Ghyben - Herzbergov zakon ne daje pouzdane podatke.

Iako se kod nas u praksi rabi približan izraz hs ≈ 40 hf, taj se odnos može definirati precizno slijedećim izrazom:

hs = ρf / (ρs – ρf )* hf

Pri tome je: hs – dubina slatke vode od kote mora do kontakta slatke i slane vode (engl. «interface») hf – visina razine slatke podzemne vode iznad kote mora; ρf - gustoća slatke vode; ρs - gustoća slane vode.

41

lzvori ili vrela

Ako podzemna voda izađe na površinu, mjesto njezinog izlaženja nazivamo izvorom ili vrelom. Ona će izaći na površinu samo ako za to postoje geološke i morfološke predispozicije. Odnosno, pojavljivanja podzemne vode na površini ovisit će o kontaktu propusnih i nepropusnih naslaga, pukotinama povezanim s površinom terena, prostiranju sabirnog područja, reljefu i razini podzemne vode.

U osnovi, razlikuju se dva tipa izvora: silazni i uzlazni. Kod silaznog izvora voda se izlijeva pod utjecajem gravitacije, a kod uzlaznih na površinu izlazi pod tjecajem hidrostatskg tlaka. Postoji više podtipova silaznih i uzlaznih izvora. Preljevni izvori su oni kod kojih se voda prelijeva preko neke nepropusne podloge. Budući da im je vodno lice nagnuto prema izvoru, to su podtipovi silaznih izvora. U izuzetnim prilikama pojavljivanje nekoga uzlaznog vrela može ovisiti i o plinovima i parama. Uzmimo kao primjer vodenu paru i plinove što izlaze iz magmatskih intruzivnih tijela u litosferi. Oni prodiru prema površini i miješaju se s podzemnom vodom koju ugrijavaju. Ugrijana voda teži prema površini, ali zbog nejednolikog rasporeda šupljina njezino kretanje nailazi na zapreke (uska grla). Zbog toga se donji sloj vode jače ugrije, čak i do vrelišta, te prelazi u paru koja ima veći obujam od vode. Tako se tlak odozdo pojačava i periodički dolazi do izbacivanja vrućeg vodoskoka. To izaziva smanjenje tlaka i prestanak izbacivanja sve dok nova količina vode ne prijeđe u paru. Ovu pojavu nazivamo gejzir (v. sliku).

42

Ako neko vrelo izbija na morskom dnu, ispod razine morske vode nazivamo ga vrulja. Takvih vrela ima mnogo uz našu jadransku obalu, a najpoznatija je Vrulja između Omiša i Makarske. Ima krških vrela koja su u vezi s nekim podzemnim vodotokom pa izbacuju vodu samo za vrijeme jakih oborina, i to samo onaj suvišak vode koji ne može proteći podzemljem. Međutim, za vrijeme nižeg vodostaja ti otvori, koje nazivamo estavele, mog primati vodu s površine jednako kao i svaki pravi ponor. Estavele nalazimo u našim krškim poljima u većem broju (v. sliku). Ponekad i vrulje mogu funkcionirati kao estavele.

Postoje i izvori mineralnih voda, kod kojih je sadržaj otopljenih tvari veći od 1000 mg/l. Poznatiji izvori mineralnih voda kod nas nalaze se u Jamnici i Lipiku. Prema balneološkoj klasifikaciji termalnim izvorima nazivaju se oni čija je temperaura vode na samom izvoru viša od 20°C. Do povišenja temperature vode u podzemlju dolazi kad se ona na svom putu spusti do većih dubina s višim temperaturama. Termalne vode najčešće nastaju infiltracijom meteorske vode, ali postoje i one juvenilnog podrijetla. Takve vode su najčešće mineralizirane, pa se zbog Ijekovitih svojstava koriste u zdravstvene svrhe. Termalni izvori najčešće se nalaze u područjima aktivnih i ugašenih vulkana, te uz duboke rasjede. Poznatiji termalni izvori kod nas, koji se koriste u zdravstvene svrhe, jesu Varaždinske toplice, Krapinske toplice, Stubičke toplice, Lipičke toplice i Splitske toplice.

43

S obzirom na iznimnu važnost izvora za opskrbu pitkom vodom naselja i industrije, te u zdravstvene i druge svrhe, prijeko je potrebna njihova zaštita od onečišćivanja, čiji uzročnici mogu biti anorganskog i organskog podrijetla. Zakonska regulativa štiti izvorska područja (i crpilišta), ali osnova zaštite treba imati prije svega preventivan karakter: pravodobno utvrđivanje mogućih onečiščivaća (v. sliku) i njihovo eliminiranje prije nego se negativno odraze na izvor (ili crpilište) - bilo u pogledu čistoće vode ili njezine izdašnosti.

Neki od brojnih potencijalnih izvora zagađenja (kontaminacije) slobodnog vodonosnika (iz Chernicoff & Whitney, 2007).

44

4.1.2.6. Oceani i mora U oceane i mora, koji čine 71% ukupne Zemljine površine, ulijeva se najveći dio površinskih tekućih voda, koje sobom s kopna nose ogromne količine otopljenih i neotopljenih mineralnih tvari. Zato su morski prostori veoma važni za postanak novih sedimenata. Računa se da je tijekom duge geološke prošlosti Zemlje oko 90% svih sedimentnih tvorevina nastalo u tim područjima. Morska voda sadrži prosječno oko 33‰ otopljenih soli, što varira ovisno o klimatskim i lokalnim prilikama. Općenito se može reći da hladna mora, za razliku od toplih, imaju manju količinu otopljenih soli. Temperatura morske vode ovisi o klimatskom pojasu. Temperatura polarnih mora iznosi između 00C i 40C, a onih u ekvatorijalnom pojasu od 20°C do 27°C. Dinamika mora i oceana uvjetovana je odnosima u Sunčevu sustavu, razlikama u temperaturi, odnosno koncentraciji morske vode, promjenama u atmosferi, potresima i aktivnostima podmorskih vulkana, a manifestira se pojavama plime i oseke, morskih struja i valova.

Morska doba (plima i oseka) nastaju zbog djelovanja privlačne sile Mjeseca i rotacije Zemlje. Variraju s Mjesečevim fazama jer nastaju kao posljedica Mjesečeve privlačne sile. Mjesec jače privlači jedinice mase na površini nego u unutrašnjosti. Zbog toga se Zemljin vodeni pokrivač na strani prema Mjesecu jače izboči nego litosfera ispod njega. Na suprotnoj strani Zemlje privlačna Mjesečeva sila je slabija od centrifugalne sile pa plimu na toj strani izaziva centrifugalna sila (v. sliku). Zemlja se u odnosu na Mjesec okrene jedanput za nešto više od 24 sata, jer se Mjesec u svojem kruženju približuje istočno, pa za to vrijeme nastaju dvije plime i oseke, ali ima i dana sa samo jednom plimom i osekom. Tijekom plime i oseke pokreću se ogromne mase vode. Sunce isto utječe na plimu i oseku, ali ti su utjecaji mnogo manji zbog daljine. Morske struje nastaju djelovanjem vjetra, plime, oseke i različite gustoće morske vode uzrokovane nejednakom temperaturom i koncentracijom. Najpoznatija je Golfska struja, koja pokreće čak 30 puta veću masu vode nego sve tekućice zajedno. Morske struje veoma erodiraju dno i djeluju na proces postanka sedimenata u morskim područjima.

45

U nastavku se, radi preglednosti, daje tablični prikaz, s klasičnim tipom klasifikacije okoliša taloženja (iz Tišljar, 2001), u kojemu su sadržani i okoliši o kojima će biti riječi u nastavku izlaganja. Valovi nastaju zbog utjecaja vjetra, odnosno zračnog strujanja iznad morske površine. Ali, oni mogu lokalno i regionalno nastati i od podmorskih erupcija vulkana, podmorskih klizanja i potresa (katastrofalni tsunami-valovi). Valovi razaraju obalu i usitnjavaju razoreni materijal, koji pojačava njihovo destruktivno djelovanje u obalnom području. Ovisno o dubini mora i obliku morskog dna, uvjetima života, dinamici i sedimentaciji razlikuje se nekoliko morskih područja.

• obalno područje ili litoral • plitkomorsko područje, neritik ili šelf (kontinentski prag) • batijalno područje (kontinentska padina ili slaz) • abisalno područje (oceanska ravnica)

• hadal

(iz Herak, 1990)

Uobičajeno nazivlje oceanografske klasifikacije marinskih okoliša taloženja prikazano je u tablici (iz Tišljar, 2001)u nastavku izlaganja. Vezano uz to, zgodno je ovdje objasniti pojam litofacijesa, kakvim se najčešće shvaća. To je facijes (okoliš) u kojemu se najvažniji kriteriji izdvajanja naslaga temelje na litološkim, sedimentacijskim, fizikalnim i kemijskim značajkama stijena. Slijedimo sada klasifikaciju, koju je prikazao Herak (1990). Područje otvorenog mora s dubinama većim od 200 m naziva se pelagijal, a dubokomorski sedimenti u kojima nalazimo ostatke organizama otvorenog mora i većih dubina, pelagičkim sedimentima.

46

Obalno područje ili litoral je zona plime i oseke, a najčešće ga karakteriziraju:

• strme obale • blage (zaravnjene) obale • delte • estuari • limani • lagune.

U podrucju strmih obala posebno je izražena razaralačka djelatnost valova ili abrazija. Razoreni materijal valovi sortiraju po masi i veličini fragmenata i čestica i talože u moru zajedno s materijalom koji je s kopna transportiran u obalno područje.

Blage, zaravnjene obale (plimske ravnice) jesu područja akumuliranja materijala što ga donose valovi. Delte su lepezasti oblici riječnih ušća nastalih brzom akumulacijom materijala transportiranog s kopna (progradacija kopna u more). Zbog brzog nagomilavanja materijala nagib ušća se smanjio te je rijeka u aluvijalnom nanosu usjekla više kraćih tokova koji meandriraju.

Estuari su potopljene riječne doline otvorene prema moru (uvlačenje mora u kopno). U njima se uglavnom talože sitnozrnasti pijesci. Evolucijom (geološkom), estauri postupno prelaze u delte. Lagune su manja zatvorena područja ispunjena morskom vodom, povremeno potpuno odvojena od mora. U njima se mogu taložiti različite soli, ako se koncentracija poveća zbog jače izraženog isparavanja. S obzirom na slabo izraženu dinamiku mora, tu se malokad nalaze šljunci i krupnozrnasti pijesci.

47

Limani su zatvorene potopljene riječne doline. Od direktnog utjecaja mora odvojene su podmorskim barijerama i u njima se taloži pretežito sitnozrnasti materijal.

Plitkomorsko područje, neritik ili šelf (kontinentski prag) seže do 200 m, odnosno 400 m dubine, s veoma razvedenim reljefom morskog dna i raznolikim sedimentima čiji postanak ovisi o dubini, klimi, salinitetu, dinamici, čistoci mora i dr. U plićim dijelovima nastaju šljunkovite i pjeskovite naslage. U neritiku polarnih mora taloži se materijal koji donose ledenjaci, a u toplim morima posredstvom koralja, crvenih vapnenačkih algi i drugih bioloških zajednica nastaju vapnenački grebeni. Ipak, najvažniji sedimenti neritika jesu biogeni i kemogeni vapnenci. Batijalno područje (kontinentska padina ili slaz) seže od 200 m (400m) do 2000 m (3000 m) dubine. Na sedimentaciju u tom području djeluju morske struje u površinskom dijelu i mutne (turbidine) struje pri dnu. Površinske struje nose sitne lebdeće organizme (plankton) i fine neotopljene glinene i vapnenačke čestice. Turbidine struje nose klastični materijal. Iz mutnog toka u pokretu se najprije talože najkrupnije čestice, zatim sve sitnije, sšto rezultira sortiranošću zrna horizontalno, odnosno u smjeru toka mutne struje. Važniji sedimenti batijala su pijesci i šljunci, laporoviti i glinoviti sedimenti, muljevi različitih boja i euksinski sedimenti, nazvani po crnom moru - Pontus Euxinus. (U mirnim dubokomorskim uvjetima bez kisika i svjetlosti talože se najfinije klastične čestice s brojnim ostacima planktonskih i drugih sitnih organizama. Zbog nedostatka kisika ne dolazi do potpunog raspadanja organskih ostataka, već se djelovanjem anaerobnih bakterija taloži organski mulj, tzv. sapropel.) Abisalno područje (oceanska ravnica) seže u dubinu preko 2000 m, odnosno 3000 m. Organski život u tim dubinama je rijetkost. Sedimenti nastaju uglavnom od veoma finoga klastičnog materijala, donesenog morskim strujama i vjetrovima, te od skeleta uginulih planktonskih organizama. U ovom području talože se pretežito karbonatni i silicijski sedimenti. Važniji karbonatni sedimenti abisala jesu globigerinski i pteropodni mulj (nazvani po organizmima od čijih su ostataka nastali). Silicijski abisalni sedimenti su radiolarijski i dijatomejski mulj, također nazvani po ostacima organizama. Općenito se može reći da od svih navedenih marinskih područja u abisalu nastaje manja količina novih sedimenata. Morska se razina u geološkoj prošlosti Zemlje mijenjala pretežito zbog klimatskih promjena, što se naziva eustatičkim pokretima ili eustazijom. Pokrete izazvane zaleđivanjem i odleđivanjem velikih masa vode na kopnu i u moru nazivamo glacioeustazijom. No, do mijenjanja morske razine dolazilo je i zbog spuštanja i izdizanja kopna i oceanskih područja uzrokovanih endodinamskim silama, a također i zbog promjena u izostatskoj ravnoteži nastalih odterećivanjem jednog dijela kopna zbog erozije i opterećivanjem drugog.

48

Pojave kolebanja morske razine prisutna su i danas. Posljedice povišenja morske razine tijekom povijesnog razdoblja vidljive su iz brojnih nalazišta ljudske kulture koja su u današnjim uvjetima pod morem. Današnje pokrete kolebanja morske razine možemo pratiti i precizno mjeriti. Postoje dokazi da je tijekom geološke prošlosti dolazilo u više navrata do spuštanja i izdizanja kopna, odnosno izdizanja i spuštanja morske razine zbog eustazije, što je rezultiralo cikličkom sedimentacijom.

Epikontinentalna mora poplavljivala su velike dijelove kopna u geološkoj prošlosti.

Pojava poplavljivanja kopna naziva se transgresijom, a pojava povlačenja mora s kopna, regresijom. Dokazi o izmjenjivanju transgresija i regresija tijekom geološke prošlosti nalaze se u sedimentima litosfere. Transgresija se može prepoznati po tome što sedimentna serija često počinje krupnoklastičnim materijalom, konglomeratima i (rjeđe) brečama, kao produktom razaranja strmih obala. Međutim, ako se spuštanje kopna zbilo brzo, krupnoklastični sedimenti mogu izostati.

Transgresivna serija sedimenata nalazi se na starijim naslagama nastalim u moru ili na kopnu, koje mogu biti više ili manje poremećene, a uz to su u kopnenim uvjetima bile podvrgnute procesima trošenja. Osim toga, mlađi slojevi transgresivne serije uvijek imaju veću rasprostranjenost od starijih. Kod regresije mlađi slojevi uvijek imaju manju rasprostra-njenost od starijih, a talože se pretežito klastični i kemijski sedimenti. Regresiju može karakterizirati nepostojanje marinskih sedimenata u određenom području tijekom nekog geološkog razdoblja. Na nju također mogu upućivati i eventualne interkalacije kontinentalnih sedimenata u marinskim, te pojava kontinentalnih sedimenata taloženih na marinskim, ali te značajke ne moraju uvijek biti zastupljene.

Vremensko razdoblje u kojem su kopnene mase ispod mora naziva se inundacijom. Ako kroz to vrijeme nema izrazitih poremećaja litosfere, taložit će se silnoklastični materijal i vapnenački sedimenti. Razdoblje u kojem je određeno područje iznad morske razine naziva se emerzijom. Ta faza je karakterizirana razarenjem i trošenjem stijena pod utjecajem egzodinamskih faktora.

A

49

4.1.2.7. Jezera Relativno male zatvorene depresije na kopnu, stalno ili povremeno ispunjene stajaćom vodom, nazivamo jezerima. Nastaju na više načina, a najčešće pregrađivanjem riječne doline sedrom ili materijalom nastalim mehaničkim trošenjem, ispunjavanjem vodom depresija nastalih tektonskim poremećajima, radom ledenjaka i korozijskim i erozijskim radom vode u kršu, te u kraterima ugaslih vulkana (onda ih zovemo kaldere). U geološkom smislu jezera su kratkotrajne pojave na površini kopna. Vodu mogu primati od rijeka i potoka, izvora i oborina, a gube je isparavanjem, te podzemnim i površinskim otjecanjem. Sa stajalista sedimentacije osnovnu ulogu imaju valovi, struje i vertikalna cirkulacija vode te kemijska svojstva vode, oblik i dimenzije depresije, količina organizama i materijala koje donose tekućice. Važniji sedimenti jezera jesu: klastični sedimenti, nastali razaranjem obala i nakupljanjem materijala prenesenog rijekama i potocima (šljunci, pijesci, gline i lapori); organogeni sedimenti (jezerska kreda, bituminozni lapori, dijatomejska zemlja, sapropel i dr.) i kemijski sedimenti, znakoviti za slana jezera u područjima intenzivnog isparavanja (različite karbonatne, sulfatne i kloridne soli).

4.1.3. Snijeg i led Djelovanje snijega i leda je najizrazitije u područjima gdje godišnje padne makar toliko snijega koliko ga se i otopi. Danas je tzv. vječnim snijegom i ledom pokriveno oko 10% kopnene površine. Snježna granica nije oštro ni jednoznačno određena jer ovisi o geografskom položaju određenog područja. Veće mase snijega, nakupljene u strmim područjima, mogu se pokrenuti u obliku lavina. U nižim područjima snijeg se otopi, ili njegovim nakupljanjem nastane zrnasti led s mjehurićima zraka - firn. Utjecajem vlage i tlaka, firn prelazi u gustu ledenu masu koja se sporo kreće prema nižim područjima. Takvu pokretnu ledenu masu, najčešće jezičastog oblika, nazivamo ledenjakom. Mase ledenjaka na površini i u središtu se brže kreću nego one na rubu i dnu, posljedica čega je pojava rubnih, poprečnih i uzdužnih pukotina. Tipičan izgled ledenjaka (Herak, 1990) prikazan je na slici, u nastavku izlaganja.

Rubne pukotine rezultat su sporijeg kretanja rubnih dijelova ledenjaka i otpora na bokovima. Poprečne pukotine nastaju kad ledenjak prolazi kaskadnim terenom, a uzdužne prilikom izlaska ledenjaka iz uže u širu dolinu. Ledenjaci razaraju stijene i produbljuju podlogu po kojoj se pokreću, pri čemu odnose rastrošeni i razlomljeni materijal, različit po sastavu, obliku i krupnoći fragmenata. Takav materijal naziva se morenama, a ovisno o njihovu položaju u ledenjaku razlikuju se površinske, unutarnje, podinske, bočne, središnje i čelne morene. Podinske morene potpomažu produbljavanje i brazdanje terena kojim ledenjak klizi, što se naziva glacijalnom erozijom ili eksaracijom. U podinskim morenama fragmenti često imaju izbrazdane plohe, koje su nastale struganjem po podlozi.

50

Kad se ledenjak spusti ispod granice vječnog snijega i leda otapa se, a morenskimaterijal pritom može ostati na mjestu gdje je odložen, a može biti kraće ili dulje prenesen vodom nastalom otapanjem ledenjaka i taložen kao glaciofluvijaini sediment. Nevezani nesortirani morenski materijal naziva se til, a poluvezani tilit. 4.1.4. Vjetar Geološka aktivnost vjetra neposredno se manifestira u obliku razaranja stijena, prijenosa čestica i njihovog taloženja. Posredno, vjetar djeluje na raspored vlage u zraku i raspored oborina, a prenoseći dio svoje energije na valove, djeluje na intenzitet razaranja morskih i jezerskih obala. Uloga vjetra jače je izražena u područjima bez vegetacije, prije svega u pustinjama, zatim u područjima gdje ledenjaci odlažu morenski matenjal (periglacijalna područja) i na pješčanim obalama. U pustinjskim područjima bez vegetacije, s velikim temperaturnim razlikama dan-noć i intenzivnom insolacijom, stijene se brzo troše i raspadaju, a sitne čestice pijeska i praha odnosi vjetar često na velike udaljenosti. Aktivnost vjetra, manifestirana odnošenjem sitnih čestica, a time ogoljavanjem i snižavanjem tla, naziva se deflacijom.

Veće fragmente vjetar kotrlja, tako da oni stružu, glačaju i produbljuju, odnosno erodiraju tlo. Takva aktivnost vjetra naziva se eolskom erozijom ili korazijom. U pustinjskim područjima s mnogo pijeska vjetar često formira i pokreće nizove pješčanih humaka, koje nazivamo dine ili sipine. Oblik sipina ovisi o smjeru vjetra, a odlikuju se valovitom površinom okomitom na njegov smjer. Sipine srpastog oblika nazivaju se barhanama.

U periglacijalnim područjima s oskudnom vegetacijom ili bez nje ima dosta sitnih čestica koje jaki vjetrovi odnose prema toplijim područjima u kojima ih talože.

51

Na pješčanim obalama se (slično kao i u pustinjama) djelovanje vjetra manifestiraodnošenjem sitnih čestica, oblikovanjem obalnih sipina i eolskom erozijom. Djelovanjem vjetra nastali su eolski sedimenti, karakteristični dobrom sortiranošću zrna. Među njima, najpoznatiji i najrasprostranjeniji je prapor ili les. Ti su sedimenti različitog mineralnog sastava, a pretežito su izgrađeni od kvarca, feldspata, kalcita i drugih otpornih minerala, većinom dobro zaobljenih zrna.

4.1.5. Organizmi Aktivno djelovanje biljaka i životinja (koje je u životu čovjeka gotovo neprimjetno) manifestiralo se tijekom dugoga vremenskog razdoblja važnim efektima u razaralačkom i graditeljskom smislu. Neke životinje ruju tlo i čine ga rahlim, što vodi olakšava odnošenje materijala i ogoljavanje terena. U obalnom području školjke i drugi životinjski organizmi mehanički i kemijski razaraju i otapaju stijene a pri truljenju vodi daju komponente koje povećavaju njezinu sposobnost otapanja, čime indirektno utječu na trošenje stijena.

Daleko je važnija graditeljska aktivnost organizma. Mnoge životinje iz vode uzimaju kalcij-karbonat i druge minerale kojima grade svoje skelete, ljušturice i kućice. Nakon uginuća, nagomilavanjem ostataka takvih organizama nastaju vapnenci i druge sedimentne stijene, a koralji, primjerice, aktivno (svojim rastom) grade grebene i sl. U nastanku sedre i vapnenca važnu ulogu imaju neke mahovine i vapnenačke alge. Takve se biljke za izgradnju svojih ovoja neposredno mogu koristiti kalcij-karbonatom. Posredno, biljke djeluju na stvaranje vapnenca kad iz otopina bogatih kalcij hidrogenkarbonatom asimiliraju ugljik-dioksid, zbog čega otopina postaje prezasićena i iz nje se izlučuje kalcij-karbonat. Velike mase biogenih sedimenata, nastalih u plitkom moru, dokazuju važnu ulogu organizma u izgradnji litosfere.