Rola martwego lodu w kształtowaniu rzeźby basenu unisławskiego

Rola martwego lodu w kszta³towaniu rzeŸby basenu unis³awskiego

Jaros³aw Kordowski*

The significance of dead ice blocks in the morphogenesis of the Unis³aw Basin(central Poland).Prz. Geol., 49: 918–922. S u m m a r y. The geomorphologic and geologic premises seem to indicate a role of dead ice blocks in shaping the relief of the Unis³aw Basin (lower Vistula River valley). This area is characterized by the untypical morphology of basin floor and specific depositional structures found in narrow, or high and isolated sandy elevations. Their origin was probably linked to the dead ice melting process that occurred during Late Glacial time. In the eastern part of the Basin these elevations are partly overlain by Holocene organic lacustrine and swamp deposits, whereas in the western part by floodplain deposits. The fluvial relief overlaps the morphology generated by melt-ing of dead ice blocks.

Key words: lower Vistula River valley, Unis³aw Basin, dead ice

Dolina dolnej Wis³y poni¿ej P³ocka by³a pokryta l¹dolodem podczas ostatniego zlodowacenia. Zdarzenie to pozostawi³o swoje charakterystyczne piêtno odró¿niaj¹ce tê czêœæ doliny od jej czêœci œrodkowej i po³udniowej. Doli-na dolnej Wis³y zasadniczo by³a ukszta³towaDoli-na ju¿ przed nasuniêciem ostatniego zlodowacenia (Brykczyñski, 1986). Ze wzglêdu na obecnoœæ rozleg³ego i wzglêdnie g³êbokiego obni¿enia wycofuj¹cy siê l¹dolód mia³ tu doskona³e warunki do pozostawiania bry³ martwego lodu (Falkowski, 1980; Mojski, 1980). Obecnoœæ form zwi¹zanych z martwym lodem lodowcowym w dolinie Wis³y stwierdzili ju¿ na prze³omie lat szeœædziesi¹tych i siedemdziesi¹tych Skompski (1969) w rejonie P³ocka i Drozdowski (1974) w basenie grudzi¹dzkim. Wyra¿a³y siê obecnoœci¹ form zwi¹zanych z wytapianiem martwego lodu (ozy, kemy, pokrywy ablacyjne) na wysokich pozio-mach morfologicznych doliny. Dowody na udzia³ bry³ mar-twego lodu w kszta³towaniu rzeŸby dna doliny Wis³y wystêpuj¹, moim zdaniem, równie¿ dalej na pó³noc doliny w basenie unis³awskim (ryc. 1).

Basen unis³awski to rozszerzenie doliny Wis³y wystê-puj¹ce na pó³noc od prze³omu fordoñskiego. By³o ono badane od dawna przez wiele osób (m.in. Galon, 1934; Drozdowski, 1965; Niewiarowski, 1968, 1970, 1987; Olszewski, 1968; Butrymowicz, 1981; Koz³owska & Koz³owski, 1985, 1990; Kordowski, w druku). Jego szero-koœæ wynosi ok. 8–9 km. Dno jest po³o¿one na przeciêtnej wysokoœci od 30 do 35 m. Mniej wiêcej po³owê szerokoœci basenu zajmuj¹ trzy poziomy równiny zalewowej B1, B2i B3 rozpoznane przez Galona (1934) i Niewiarowskiego (1987) z póŸniejszymi zmianami autora (Kordowski, w druku). Pokrywa osadów powodziowych na tych pozio-mach zaczê³a siê tworzyæ ok. 4 tys. lat temu (Niewiarow-ski, 1987). Wschodni¹ czêœæ omawianej jednostki tworzy szeroki na ok. 5 km obszar wystêpowania torfów i gytii (ryc. 2), z poœród których wystaj¹ — przeciêtnie na kilka metrów wysokoœci wzglêdnej — w¹skie, wyd³u¿one i w przypadku mniejszych form, bardzo prostolinijnie bie-gn¹ce wzniesienia piaszczyste. Mniejsze z nich przez Nie-wiarowskiego (1987) by³y uwa¿ane za dawne wa³y przykorytowe, a wiêksze za ostañce II tarasu rzecznego z póŸnego glacja³u. Pewne cechy ich budowy geologicznej

jak i morfologii wskazuj¹, ¿e w przypadku czêœci z tych form mo¿na te¿ rozwa¿yæ hipotezê powstania w ró¿nej wielkoœci rozpadlinach lodowych istniej¹cych w wielkiej bryle martwego lodu jaka utworzy³a siê w basenie unis³awskim i jego otoczeniu w trakcie recesji ostatniego l¹dolodu.

Morfologia i budowa wewnêtrzna wzniesieñ piaszczystych

Przegl¹d morfologii omawianych wa³ów piaszczys-tych przedstawia ryc. 1 i 2. Najd³u¿szy z takich wa³ów wystêpuje w miejscowoœci B³oto osi¹gaj¹c 5 km d³ugoœci i 1, 2 km szerokoœci. W Borównie wystêpuje wzniesienie d³ugoœci 2,5 km i 700 m szerokoœci. Stosunek d³ugoœci do maksymalnej szerokoœci w przypadku tych najwiêkszych form wynosi ok. 4. Formy mniejsze s¹ du¿o wê¿sze. Stosu-nek d³ugoœci do œredniej szerokoœci w niektórych przypad-kach przewy¿sza 10. Wa³y te przewa¿nie nie przekraczaj¹ 40 m n.p.m. Obecnie osi¹gaj¹ one do 10 m wysokoœci

wzglêdnej ponad poziom obecnego dna basenu

unis³awskiego, jednak u schy³ku glacja³u deniwelacje by³y jeszcze o 3 do 5 m wiêksze, bowiem nie istnia³o jeszcze wtedy wype³nienie biogeniczne we wschodniej czêœci, ani ok. 2 m mi¹¿szoœci pokrywa madowa w zachodniej czêœci basenu unis³awskiego. Wysokoœæ wzglêdna najwy¿szych form mog³a wiêc siêgaæ do 15 m. Powierzchnia tych wzniesieñ obfituje te¿ w liczne wynios³oœci i obni¿enia odbiegaj¹ce od typowej morfologii teras rzecznych. Na czêœci z nich rozwinê³y siê ma³ej mi¹¿szoœci pokrywy eoliczne i wydmy (Niewiarowski, 1970).

Budowa wewnêtrzna wzniesieñ piaszczystych Z wierceñ archiwalnych jak i przekrojów wykonanych przez Niewiarowskiego (1987) wynika, ¿e w basenie unis³awskim mi¹¿szoœæ utworów czwartorzêdowych (g³ównie piaski z domieszk¹ ¿wirów, na powierzchni zaœ osady organiczne i mady rzeczne) wynosi przeciêtnie od 10 do 20 m. Pod tymi piaskami znajduj¹ siê ilaste i mu³kowate utwory neogenu. Najwiêksze, dostêpne w tym obszarze, ods³oniêcie w miejscowoœci Gzin (ods³. O) rejestruj¹ce budowê poziomów tarasowych w po³udniowej czêœci base-nu, osi¹ga 7 m wysokoœci. Inne ods³oniêcia, dokumen-tuj¹ce budowê wa³ów piaszczystych, s¹ du¿o p³ytsze. Mimo to, na podstawie ich analizy mo¿na wnioskowaæ o *Polska Akademia Nauk, Instytyt Geografii i Przestrzennego

póŸnoglacjalne wzniesienia i terasy piaszczyste

Late Glacial sandy hills and terraces

CHE£MNO Gruczno Cieleszyn B³oto Unis³aw Czar¿e BYDGOSZCZ

B2

B3

B2

B1

B2

B1

B1

B2

B2

slopes of morainic plains

deluwia stokowe slopes deposits sandry sandurs równiny biogeniczne biogenic plains

Poziomy równiny zalewowej:

Floodplain levels:

B1 B2 B3

póŸnoglacjalne koryto Wis³y wyciête w zaadoptowanej rynnie glacjalnej

Late Pleistocene Vistula river channel in adopted subglacial channel

drogi

roads

wa³y przeciwpowodziowe

dikes

przypuszczalny zarys obni¿eñ po bry³ach martwego lodu

supposed extent of dead ice hollows

£oskoñ

B3

Ryc. 1. Przegl¹dowa mapa geomorfologiczna basenu unis³awskiego Fig. 1. Sketch geomorphologic map of the Unis³aw Basin

wzniesienia w basenie unis³awskim s¹ zbudowane z piasków z domieszkami ¿wirów. Niekiedy doœæ znaczny udzia³ wykazuj¹ piaski mu³kowate i ¿wiry. Charakterystyczny jest prawie ca³kowity brak mu³ków i i³ów.

Pod wzglêdem struktural-nym osady te nie s¹ zbyt zró¿ni-cowane. W zasadzie dominuje typ warstwowania poziomego i niskok¹towego przek¹tnego p³askiego. Nieco mniej czêste jest warstwowanie p³askie przek¹tne i masywne. Czasami spotyka siê niewyraŸne war-stwowanie horyzontalne ze smu-gami ¿elazistymi (ods³. C). Niekiedy te¿ struktury, które mo¿na t³umaczyæ przemieszcza-niem siê materia³u po bardziej stromych stokach form. Objawia siê to wystêpowaniem wtr¹ceñ, bry³, plam i przemazów mate-ria³u organicznego (te tylko w górnych czêœciach profili) lub piasku mu³kowatego w obrêbie dobrze wysortowanych facji piaszczystych.

W dwu przypadkach w dol-nych czêœciach ods³oniêæ nachy-lenie warstw osadu wynios³o ok. 45o _{(ods³. F i drobne wyrobisko} w pobli¿u ods³. E), co znacznie przekracza k¹t naturalnego zsypu piasku. Osady z k¹tem upadu wiêkszym od k¹ta natu-ralnego zsypu przechodz¹

stop-niowo w osady najpierw

warstwowane przek¹tnie p³asko, a potem niskok¹towo. Nie

zaob-serwowano uskoków w obrêbie warstw z du¿ym k¹tem upadu, ale mo¿e to byæ zwi¹zane jedynie z ma³¹ powierzchni¹ osadów analizowanych w ods³oniêciach. Odpreparowanie wiêkszych œcian by³o niemo¿liwe ze wzglêdu na nieustanne osuwanie siê ods³anianych warstw. Bardzo charakterystyczne dla wzniesieñ piaszczystych base-nu unis³awskiego jest wystêpowanie czasami ponad 3 m mi¹¿szoœci pakietów masywnych piasków przemytych (np. ods³ H). Obecnoœæ takich pakietów wi¹¿e siê najpraw-dopodobniej ze zsuwaniem siê i mieszaniem wczeœniej z³o¿onego materia³u piaszczystego, w wyniku takich gwa³townych zdarzeñ jak przerwanie podpieraj¹cej bariery lodowej. Niewykluczone, ¿e pakiety te powstawa³y, przy-najmniej w czêœci, w warunkach subakwalnych.

Kierunki odp³ywu wód zapisane w osadzie s¹ bardzo zró¿nicowane. Zasadniczo dominuje sektor pó³noc-no-wschodni, chocia¿ incydentalnie mo¿na te¿ spotkaæ odp³yw w kierunku po³udniowym. Nale¿y jednak

pamiê-pieniu bry³ martwego lodu. Obecne kierunki upadu warstw nie zawsze musz¹ odpowiadaæ kierunkom pierwotnym.

Topografia powierzchni basenu unis³awskiego pod pokryw¹ biogeniczn¹

Na ryc. 2 pokazano mi¹¿szoœci gytii i torfów wystê-puj¹cych w dnie basenu unis³awskiego, które s¹ rozdzielo-ne formami piaszczystymi. Struktury wystêpuj¹ce pod osadami organicznymi na obszarze miêdzy miejscowoœciami Czar¿e, Kokocko, Borówno, P³utowo i B³oto maj¹ wyraŸny uk³ad rzeki roztokowej. Roztoki s¹ bardzo wyraŸne chocia¿ zaskakujaco prostolinijne i miejscami bardzo g³êbokie przekraczaj¹ce 5 m. Nieco inaczej sytuacja przedstawia siê na obszarze gytiowiska miêdzy miejscowoœciami Gzin, Unis³aw, Go³oty i B³oto. To tutaj, a nie w pó³nocnej czêœci basenu pod³o¿e osadów organicznych jest po³o¿one najni¿ej. Z przekrojów Niewiarowskiego (1987) wynika, ¿e mi¹¿szoœci gytii i torfów mo¿e dochodziæ do 10 m. Obszar

0 5 km Bieñkówka Starogród Borówno P³utowo Go³oty UNIS£AW Gzin Czar¿e _B³oto Kokocko W is³a A B C D F E G H I J K N L M O >5,5m wzniesienia piaszczyste sandy hills A 0-1m 1-2m 2-3m 3-4m 4-5m 5-5,5m

zasiêg utworów powodziowych

extent of overbank deposits

równina morenowa morainic plain stoki doliny valley slopes deluwia slope deposits lokalizacja ods³oniêæ outcrops localisation

Mi¹¿szoœæ wype³nienia organicznego:

Thickness of organic infill:

sandry sandurs

przypuszczlny zasiêg bry³ martwego lodu

supposed area of dead ice hollows

Ryc. 2. Zasiêg i mi¹¿szszoœæ osadów jeziorno-bagiennych (gytie, torfy i martwice wapienne) we wschodniej czêœci basenu unis³awskiego

Fig. 2. The extent and thickness of lacustrine and swamp deposits (gyttia, peat and calcareous sinter) in eastern part of the Unis³aw Basin

S(G)m S(F)l Sl Sl/h S(F)h Gh S(F)h S(G)h SFh Gh Sh Sh S(FH)m 0

F

H

I

A

C

O

Objaœnienia do kodu litologiczno-strukturalnego

Explanations to the litology and structure of deposits

Oznaczenia litoloiczne: Lithological denotations: G–¿wir gravel S–piasek sand F–mu³ki i i³y fines H–obecnoœæ humusu humus presence (G)–domieszka ¿wiru admixture of gravel (S)–domieszka piasku admixture of sand

(H)–nieznaczna zawartoœæ materii organicznej

weak presence of humus

GS–¿wir piaszczysty sandy gravel GF–¿wir mu³kowaty silty gravel SG–piasek ze ¿wirem gravelly sand SF–piasek mu³kowaty silty sand Oznaczenia strukturalne: Structural denotations: m–struktura masywna massive structure

l–niskok¹towe warstwowanie przek¹tne

low angle cross-stratification

p–warstwowanie przek¹tne p³askie

planar cross-stratification

h–warstwowanie horyzontalne

horizonatal stratification

ch–niewyraŸne warstwowanie horyzontalne

crude horizonatal stratification

d–struktura zaburzona

disturbed structure

miejsca pomiaru biegu i upadu lamin

points of strike and dipping angle measurements

S(F)ch korzenie roots S(FH)m S(F)Hm S(FH)m SFm k¹t upadu lamin (45 ) wiêkszy od k¹ta naturalnego zsypu (

°

laminae dipping angle higher than of natural pouring one)

Sh S(G)h Sh S(G)m Sh Sl Sp? S(G)p? Sp? SFp? Sp SHm SHm Sp SGp S(G)p Sp SGp Sp SGm Sp Sl Sm Sl S(G)m Sl S(G)m Sl S(G)m Sl 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 0 1 2 4 5 6 7 Sp Sp G(S)m S(G)p Sp Gp S(G)p S(G)p Gp Gp Sp Gp S(G)l Sl S(G)p SFl Sl SFm S(G)l Sl S(F)l Sl S(F)l S(G)l SFl Sl Sm S(F)l Sp Sp Gp Sp/G(S)p S(F)p Sp Spd Gm Spd/Sm Sp S(G)Hm Sp S(F)m S(F)m Sm S(F)Hm

K

D

Ryc. 3. Profile litologiczne wybranych ods³onieæ zlokalizowanych we wzniesieniach piaszczystych we wschodniej czêœci basenu unis³awskiego

otoczeniu w pobli¿u sp¹gu ods³oniêcia E stwierdzono obecnoœæ warstw osadu o nachyleniu ponad 45o_{. W} zwi¹zku z tym obszar ten uznajê za wytopisko po bryle martwego lodu, które na ryc. 1 i 2 obwiedzione jest lini¹ kropkowan¹. Co ciekawe w dnie tego wytopiska mamy do czynienia z w¹skimi wa³ami piaszczystymi, podobnymi jak na reszcie basenu unis³awskiego. Du¿o mniejsze formy interpretowane jako wytopiska znajduj¹ siê te¿ na przeciw-ko miejscowoœci Go³oty i w miejscowoœci £osprzeciw-koñ (ryc. 1). Wytopisko na przeciw Go³ot obwiedzione jest wieñcem ods³oniêæ (E, G, N, L, M, H) i swym kszta³tem raczej nie budzi w¹tpliwoœci co do swej genezy. Wytopisko w £osko-niu na pó³nocnych krañcach Bydgoszczy jest form¹ nie-wielk¹ (maks. d³ugoœæ ok. 100 m). W stropie wype³nione jest 2 m warstw¹ torfów trzcinowo-drzewnych, pod który-mi znajduje siê 6 metrowa warstwa gytii weglanowych i kredy jeziornej, w sp¹gu nieco ilastej. Jeœli w opisanych formach (zaznaczonych na mapach) znajdowa³y siê bry³y martwego lodu, to powstaje pytanie czy mog³y one wype³niaæ jeszcze inne miejsca, a mo¿e nawet ca³y basen. Przypuszczam, ¿e tak — ze wzglêdu na obecnoœæ stromo postawionych warstw osadowych w ods³. F w centralnej czêœci basenu. Tu jednak zag³êbienia po martwym lodzie musia³y zostaæ przekszta³cone i rozmyte, w wyniku dzia³alnoœci prze³amuj¹cych siê na pó³noc wód Wis³y. Wody te, we wschodniej czêœci basenu unis³awskiego, zmodyfikowa³y prawdopodobnie obni¿enia po bry³ach martwego lodu w niewielkim tylko stopniu, st¹d tak pro-stoliniowy i g³êboki charakter roztok. Drobne i w¹skie for-my piaszczyste by³yby wiêc przewa¿nie efektem erozyjnej dzia³alnoœci rzeki, formy najwiêksze natomiast w wiêkszoœci efektem wczeœniejszych za³o¿eñ, zwi¹zanych z póŸnogla-cjalnym roz³o¿eniem bry³ martwego lodu.

Taki tok rozumowania wspiera obecnoœæ form sta-gnuj¹cego lodu na s¹siaduj¹cych obszarach Wysoczyzny Che³minskiej (Pasierbski, 1966) i Wysoczyzny Œwieckiej (Olszewski, 1969). Jeœli bry³y martwego lodu wystêpo-wa³y na wysoczyznach, to dlaczego nie mia³oby ich byæ w basenie unis³awskim, gdzie warunki do ich powstawania, ze wzgl¹du na niskie po³o¿enie topograficzne, by³y o wiele korzystniejsze.

Torfy i gytie zakrywaj¹ce obecnie te formy jak wynika z datowañ Niewiarowskiego (1987) rozpoczê³y rozwijaæ siê ok. 10 050 lat temu. Na pocz¹tku dominowa³a depozy-cja jeziorna (gytie, niekiedy kreda jeziorna) a póŸniej bagienna (torfy). Zatem powstanie roztok i wzniesieñ piaszczystych musia³o siê zakoñczyæ jeszcze w póŸnym plejstocenie. Osady powodziowe w tym odcinku doliny zaczê³y tworzyæ siê ju¿ 4 tys. lat temu, jednak na obszar gytiowiska wdzieraæ zaczê³y siê dopiero 2000 lat temu (Niewiarowski, 1987). W tym czasie wiêc na wschodzie basenu unis³awskiego dominowa³y najprawdopodobniej bagna i p³ytkie rozlewiska, likwidowane stopniowo w wyniku melioracji prowadzonych ju¿ od czasu osadzenia na tych ziemiach Zakonu Krzy¿ackiego. Zabiegi te przy-czyni³y siê do powstania miejscami siêgaj¹cej nawet 1,5–2 m br¹zowej warstwy murszów.

Wnioski koñcowe

Po recesji l¹dolodu z maksymalnego zasiêgu maksi-mum zlodowacenia Wis³y w basenie tym le¿a³y wielkie bry³y martwego lodu z licznymi rozpadlinami i przetaina-mi, w które od po³udnia zaczê³y wdzieraæ siê wody Wis³y. Wody te przyczyni³y siê do powstania powierzchni zasypa-nia siêgaj¹cej wysokoœci ok. 40 m n.p.m. Wytapianie siê bry³ martwego lodu powodowa³o stopniowe wy³anianie siê du¿ych form piaszczystych, miêdzy którymi powsta³y for-my mniejsze zwi¹zane z erozyjna dzia³alnoœci¹ rzeki. Mo¿na tu wiêc, na czêœci obszaru, wskazaæ na syngene-tyczne na³o¿enie siê rzeŸby fluwialnej na wytopiskow¹. Prawdopodobnie jeszcze w póŸnym glacjale Wis³a przyjê³a charakter rzeki z jednym dominuj¹cym korytem i prze-nios³a siê w zachodni¹ czêœæ basenu unis³awskiego, gdzie pozosta³a przez ca³y holocen. Opuszczone struktury rozto-kowe zajête zosta³y przez jeziorzysko, w którym osadza³y siê gytie. PóŸniej przekszta³ci³o siê ono stopniowo w p³ytkie rozlewiska i bagniska. W œredniowieczu zosta³y one osuszone przez cz³owieka i zajête pod uprawê, tworz¹c wspó³czesne dno basenu unis³awskiego.

Literatura

BRYKCZYÑSKI M. 1986 — O g³ównych kierunkach rozwoju sieci rzecznej Ni¿u Polskiego w czwartorzêdzie. Prz. Geogr., 57: 411–440. BUTRYMOWICZ N. 1981 — Szczegó³owa Mapa Geologiczna Polski 1 : 50 000, arkusz Che³mno. Wyd. Geol.

DROZDOWSKI E. 1965 — Mapa Geomorfologiczna Polski 1 : 50 000, arkusz Che³mno. IG PAN. Toruñ.

FALKOWSKI E. 1980 — Problemy genezy i interpretacji doliny œrod-kowej i dolnej Wis³y. Prz. Geol., 28: 345–347.

GALON R. 1934 — Dolina dolnej Wis³y, jej kszta³t i rozwój na tle budowy dolnego Powiœla. Bad. Geogr. Polski Pó³n.-Zach.: 12–13. KORDOWSKI J. 2001 (w druku) — Litologiczne i genetyczne zró¿ni-cowanie osadów pozakorytowych równiny zalewowej Wis³y miêdzy Górskiem i Che³mnem. Prz. Geogr.

KOZ£OWSKA M. & KOZ£OWSKI I.1985 — Szczegó³owa Mapa Geologiczna Polski 1 : 50 000, arkusz ¯o³êdowo. Wyd. Geol. KOZ£OWSKA M. & KOZ£OWSKI I. 1990 — Szczegó³owa Mapa Geologiczna Polski 1 : 50 000, arkusz Unis³aw. Wyd. Geol.

MOJSKI J.E. 1980 — Budowa geologiczna i tendencje rozwoju doliny Wis³y. Prz. Geol., 28: 332–333.

NIEWIAROWSKI W. 1968 — Mapa Geomorfologiczna Polski 1 : 50 000, arkusz Unis³aw. IG PAN. Toruñ.

NIEWIAROWSKI W. 1970 — Wydmy Basenu Unis³Awskiego. Z. Nauk. UMK, Geogr. 7: 3–25.

NIEWIAROWSKI W. 1987 — Evolution of the lower Vistula valley in the Unis³aw Basin and the river gap to the North of Bydgoszcz Fordon. [W:] Starkel L. (red.) — Evolution of the Vistula River Valley during the last 15 000 years. Geogr. Studies, Spec. Iss. IV, 2. PAN, Ossolineum, Wroc³aw: 234–252.

OLSZEWSKI A. 1968 — Mapa Geomorfologiczna Polski 1 : 50 000, arkusz Trzeciewiec. IG PAN. Toruñ.

OLSZEWSKI A. 1969 — Formy strefy marginalnej po³udniowego skraju Równiny Œwieckiej ze szczególnym uwzglêdnieniem form deglacjacji „arealnej”. Prz. Geogr., 41: 431–467.

PASIERBSKI M. 1966 — Formy powsta³e w lodzie stagnuj¹cym w po³udniowo zachodniej czêœci Wysoczyzny Che³minskiej. Z. Nauk. UMK, Geogr. 5: 61–74.

SKOMPSKI S. 1969 — Stratygrafia osadów czwartorzêdowych wschodniej czêœci Kotliny P³ockiej. Z badañ czwartorzêdu w Polsce, 12. Biul. Pañstw. Inst. Geol., 220: 175–258.