SADRAJ:3. TEKTONIKA 3.1. Primarni oblici pojavljivanja, poloaj i
raspored stijena u litosferi 3.2. Slojevi 3.3. Osnovne strukture
stijena u litosferi 3.3.1. 3.3.2. 3.3.3. Bore Rasjedi Navlake
4. DINAMIKA ZEMLJE 4.1. Egzodinamika i egzodinamski faktori
4.1.1. 4.1.2. Insolacija Voda
4.1.2.1. Povrinske 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 kru
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. 4.1.4. 4.1.5. Snijeg i led Vjetar
Organizmi
1
3. TEKTONIKA Prostorni odnosi meu stijenama litosfere ovise o
njihovim fizikim i kemijskim svojstvima, prostoru u kojem su
nastale i promjenama kojima su bile zahvaene od postanka do danas.
Ti odnosi u litosferi mogu biti veoma sloeni, a posljedica su
primarnog stanja i/ili naknadnih, sekundarnih poremeaja. 3.1.
Primarni oblici pojavljivanja, poloaj i raspored stijena u
litosferi Batolit je najvei primarni oblik pojavljibanja eruptivnih
intruzivnih stijena . Nastao je u dubini litosfere. Njegove
dimenzije vezane su uz viekratne intruzije magme, mogunosti
razmicanja okolnih stijena (dinamika zemljine kore tektonika ploa)
i mogunost pretaljivanja pod utjecajem visokih temperatura.
Lakoliti su nastali prodiranjem magme kroz pukotine. Magma se, zbog
poveane viskoznosti uslijed hlaenja (prodiranjem kroz pukotine u
hladnijim okolnim stijenama), horizontalno ne moe iriti, tako da je
gornje naslage izdignula u obliku svoda. Sklad ili sill nalazi se
uglavnom u horizontalnom poloaju, esto u meuslojnim pukotinama, a
najvee je debljine upravo iznad pukotine kroz koju je magma
prodrla. ila ili ica nastala je utiskivanjem magme u pukotinu. To
je preteito uspravan oblik male debljine. U unutranjosti litosfere
ica je povezana s veim eruptivnim tijelima, a na povrini se esto
nalazi u blizini vulkana. Izljevi lave su efuzivni oblici iji je
postanak vezan za vee pukotine. Produkt relativno mirnoga, obilnog
i viekratnog izlijevanja jesu eruptivne ploe, koje mogu biti sloene
jedna na drugu, a esto prekrivaju velike povrine. Postanak vulkana
povezan je s cjevastim otvorima. Lava vulkana obino prekriva manje
povrine u njegovoj neposrednoj blizini (vulkanski stoac, koji
slojevito raste viekratnim erupcijama) , a na vee udaljenosti moe
biti raznesen samo sitni vulkanoklastini materijal. Za akumulacije
piroklastinog materijala, bez obzira na veliinu njegovih fragmenata
i estica, openito se primjenjuje naziv tefra (Tephra). 2
Herak (1990):
Primarni oblici pojavljivanja sedimentnih stijena su slojevi i
gromadasti grebeni, a takoer i nepravilno rasporeene nakupine
klastinog materijala nastale u uvjetima u kojima se nije moglo
obaviti njegovo sortiranje. Primarni poloaj sedimentnih stijena
rezultat je mjesta na kojem su one taloene i uvjeta pri kojima se
ono odvijalo (okoli taloenja). Svako podruje sedimentacije odlikuje
se prostornim znaajkama i dinamikom transportiranja. Zbog utjecaja
dinamike vode, u marinskim se podrujima rastroeni materijal
prenesen tekuicama taloi preteito u formi horizontalnih slojeva.
Ako je rastroeni materijal taloen u podrujima gdje dinamika vode
nije izraena, primarni poloaj sedimenata ovisit e o nagibu dna
talonog prostora. Prilikom horizontalnog taloenja klastinog
materijala zrna se mogu sortirati prema veliini, pa se takva
slojevitost naziva gradacijskom. Kosa i unakrsna slojevitost
nastaju pri sedimentaciji u podrujima s jakim dinamikim utjecajem
prijenosnog sredstva (smjera i energije), posebno vode i
vjetra.
(B)
(A)
(C)
(D)
(A) Kosa (a) i unakrsna (b) slojevitost (po Frantzenu, preuzeto
iz Herak, 1990). (B) Gore: valne brazde dolje: strujne brazde
strelica oznaava smjer strujanja (preuzeto iz Herak, 1990). (C)
Nastanak eolske kose slojevitosti (prema Botvinkini, preuzeto iz
estanovi, 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 estanovi, 2001).
3
Kod aluvijalnih naslaga karakteristina je promjena znaajki
slojevitosti s promjenama granulometrijskog sastava fragmenata.
Kosa isprekidana slojevitost znaajka je priobalnih dijelova u
jezerskim podrujima, dok se u sredinjim dijelovima klastini
materijal taloi preteito u formi horizontalnih slojeva. Kod
glacijofluvijalnih sedimenata takoer postoji primarna kosa
slojevitost, s mjestimino veoma tankim slojevima koji mogu biti
unakrsni, odnosno mogu prelaziti u horizontalne slojeve. Eolski
sedimenti odlikuju se nepravilnom, kosom i unakrsnom slojevitou, s
tankim klinastim slojevima. U podrujima delta nastaju sedimenti s
primarnom kosom slojevitou, koju karakterizira pojava ljunka
razliitog petrografskog sastava i veliine valutica. Takve naslage
mogu imati veliku debljinu (esto vie stotina metara) i zauzimati
povrinu od nekoliko kvadratnih kilometara. U priobalnim naslagama
esto je primjetna kosa slojevitost u istovrsnom dobro sortiranom
materijalu, to je posljedica primjesa rezistentnih minerala
razliite boje (poput magnetita, ilmenita, hornblende i sl.). Kosa
slojevitost je u marinskim podrujima posljedica tokova pri dnu.
Granice meu slojevima su nepravilne, preteito klinastog oblika, a
veoma dobro su izraene u sluaju postojanja organskih ostataka,
rezistentnih obojenih minerala i promjene veliine fragmenata. U
marinskim podrujima, u dubinama do oko 200 m, izraena je i valovita
slojevitost, koja nastaje pod utjecajem dinamike morske vode, a
odlikuje se valovitim oblikom slojeva. Zbog utjecaja razliitih
faktora esto u prirodi nastaje vie meusobno povezanih tipova
slojevitosti (v. slike). Uzrok nastanka sloene slojevitosti moe
biti u izmjenjivanju razdoblja mirnog taloenja materijala s
razdobljem poveane dinamike u sedimentacijskom prostoru. Osim
slojevitih, u prirodi se nalaze i gromadaste sedimentne stijene
koje su u masi redovito mnogo dulje nego ire, a u vertikalnom
smjeru mogu dosei velike dimenzije. Metamorfne stijene primarno
mogu biti vrstane i gromadaste. Meutim, najei pojavni oblici tih
stijena su kriljavi, to je posljedica uvjeta njihova postanka.
Poznavanje primarnog poloaja i oblika pojavljivanja stijena koristi
u rekonstrukciji Preuzeto iz promjena koje su uslijedile nakon
njihova estanovi (2001). postanka. Prema tome izgrauju li stijene
kontinente ili oceanska podruja, njihov raspored je razliit.
4
Na povrini kontinentalnog dijela litosfere nalaze se sedimentne
stijene ija je debljina veoma promjenljiva, a seu priblino do 15 km
dubine. Ispod njih, ili uz njih, preteito su kisele eruptivne i
metamorfne stijene do dubine oko 35 km. Osnovu tim stijenama u
najdubljim dijelovima kontinenata uglavnom ine bazine eruptivne i
metamorfne stijene. U oceanskim podrujima litosfere nalaze se
preteito bazine eruptivne stijene promjenljive debljine, iznad
kojih mogu biti veoma tanki, najveim dijelom nevezani sedimenti.
3.2. Slojevi Sloj je geoloko tijelo omeeno jasno izraenim
diskontinuitetima (slojnim ploham) od naslaga ispod i iznad njega.
Izgraen je uglavnom od istovrsnog materijala, taloenog u jednolikim
uvjetima. Debljina sloja je malena u odnosu prema povrini koju
zauzima. Granice meu slojevima veoma su jasne u primjerima promjene
dinamikih uvjeta taloenja i sastava klastinog materijala koji ulazi
u sedimentacijski prostor. Slojevitost se moe registrirati i na
temelju prisutnosti krupnoklastinih fragmenata, organskih ostataka,
konkrecija i drugih pojava rasporeenih po plohama slojevitosti, to
moe biti povezano s prekidom u sedimentaciji. Meutim, slojevitost
nije jasno izraena u seriji sedimenata koji od krupnozrnastih
postupno prelaze u sitnozrnaste. Prirodni boni zavretak nekog
sloja, manifestiran stanjivanjem, zove se isklinjavanje.(preuzeto
iz Tajder & Herak, 1966):
(preuzeto iz Herak, 1990):5
Na donjoj plohi sloja ostaju tragovi podloge, a na gornjoj se
ponekad vide tragovi valova, kapljica kie, 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 povrini naziva se izdankom. Debljinu
sloja odreuje okomica povuena izmeu njegovih dviju ploha, podine i
krovine. Da bismo mogli utvrditi pravu debljinu sloja, moramo
poznavati njegov poloaj u prostoru, jer se sloj na povrini obino
pojavljuje u svojoj prividnoj debljini. Slojeve u prirodi danas
malokad nalazimo u njihovu prvobitnom poloaju. Zbog poremeaja
kojima su bili zahvaeni oni su esto nagnuti pod razliitim kutom, a
njihov poloaj u prostoru odreujemo na izdancima koji su dostupni
promatranju i mjerenju. Poloaj sloja determinira njegovo pruanje,
smjer nagiba i kut nagiba (ili samo nagib).
(svi prikazi preuzeti iz Herak, 1990):
Pruanje sloja je njegova presjenica s horizontalnom ravninom, a
smjer nagiba definira stranu svijeta prema kojoj je sloj nagnut (v.
sliku). Kut nagiba (ili samo nagib) je kut to ga sloj zatvara s
horizontalnom ravninom. Elementi poloaja sloja mjere se geolokim
kompasom. Geoloki kompas se u nekim detaljima razlikuje od
geografskoga.
6
Na slijedeim slikama prikazani su glavni tipovi geolokog kompasa
i nain mjerenja poloaja sloja. Strane svijeta - istok i zapad - na
geolokom kompasu su zamijenjene, odnosno podjela od 0 do 360
oznaena je obrnuto od smjera kazaljke na satu. Zbog te znaajke
prilikom mjerenja ne treba preraunavati zapadne stupnjeve u istone
i obrnuto, ve neki smjer u prirodi oitavamo izravno na kompasu. Na
geolokom kompasu ugraen je klinometar, dio kojim mjerimo nagib
sloja. Ima svoju posebnu ljestvicu s podjelom od 0 do 90. Na
geolokom kompasu postoji i libela kojom kontroliramo horizontalnost
kompasa. Kod nagnutog sloja mjerimo dva njegova elementa: smjer
nagiba i nagib. Pruanje takva sloja okomito je na smjer nagiba i ne
treba ga mjeriti.KONICA
POKLOPAC KLINOMETAR SA CJEVASTOM LIBELOM
KONICA
VIJAK ZA PONITAVANJE DEKLINACIJE
Kod vertikalnog sloja mjerimo njegovo pruanje, a kod
horizontalnog sloja provjeravamo njegovu horizontalnost libelom i
klinometrom.U najiroj upotrebi je vie tipova kompasa, a najee se
koriste dva tipa, Brunton i Clar (prikazani na slikama), od njih se
ee koristi Brunton. Tip Brunton sastoji se od kuita, poklopca i
dioptra. U kuitu se nalazi igla, azimutni brojanik (koji se
posebnim vijkom moe okretati oko vertikalne osovine radi
ponitavanja deklinacije). Ovaj kompas je tako konstruiran da moe
sluiti za mjerenje elemenata pada i kao priruni mjerni
instrument.
CJEVASTA LIBELA VIJAK ZA PONITAVANJE DEKLINACIJE
PLOICA ZA MJERENJE KUTA NAGIBA
7
Elementi pada planare (ravnine pukotine ili poloaja sloja) mjere
se kompasom tipa Brunton na sljedei nain: kompas se postavi uz
mjerenu povrinu tako da je nula okrenuta u smjeru pada (nagiba),
dok cijela povrina poklopca lei na mjerenoj povrini a kutija
zauzima horizontalan poloaj (libela!). Kada se igla umiri, ispod
njenog sjevernog (bojom oznaenog) kraja oita se azimut (smjera
nagiba).
Mjerenje azimuta (smjera) nagiba (lijevo) i kuta nagiba (desno)
kompasom tipa Brunton (slike kompasa i naina mjerenja preuzete od
Dimitrijevi, 1978). Prilikom njihanja igla se moe zaustavljati
jakim pritiskanjem konice, ali oitanje azimuta treba vriti bez
koenja igle, da se ona ne bi pri tome pomaknula. Zatim se poklopac
potpuno otvori, a kompas duom ivicom postavi vertikalno na padnu
ravninu sloja (u smjeru nagiba); pomou poloice na donjoj povrini
poklopca postavi se cjevasta libela klinometra u horizontalan
poloaj i oita kut nagiba (vidi sliku). Ako je otkrivena donja
povrina sloja, obino nije pogodno mjerenje sa nulom u smjeru pada
(nagiba), kao na gornjoj povrini. Toniji rezultati postiu se ako se
kompas okrene (0 suprotno od smjera nagiba) i poklopac prisloni uz
sloj. Azimut nagiba se tada oita ispod junog kraja igle (jer je
poloaj kompasa prethodno promijenjen za 180O, treba za istu
vrijednost promijeniti i oitanje). 8
VERTIKALNI SLOJStandardne oznake prikaza poloaja sloja koje se
koriste u geolokim kartama. Kod nagnutog sloja mjerimo dva njegova
elementa: smjer nagiba i njegovu veliinu (odnosno, kut nagiba - ili
samo nagib).Pruanje takva sloja okomito je na smjer nagiba i ne
treba ga mjeriti. Kod vertikalnog sloja mjerimo njegovo pruanje, a
kod horizontalnog sloja provjeravamo njegovu horizontalnost libelom
i klinometrom. Standardizirane znake za poloaj kosog, prebaenog
(prevmutog), horizontalnog i vertikalnog sloja, kakve se koriste za
grafike prikaze u geolokim 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 prebaeni.
Topografska krovina i podina je stijenska masa iznad promatranog
sloja, odnosno ispod njega neovisno o njihovoj starosti, dok
stratigrafsku krovinu uvijek izgrauju mlai slojevi (taloeni su na
starijim slojevima), a podinu stariji. Ako je normalan slijed
slojeva, topografska i stratigrafska krovina i podina se
podudaraju, a ako su slojevi prebaeni, tad su u topografskoj
krovini starije naslage (stratigrafska podina), a u podini mlae
(stratigrafska krovina). Odnosi topografskih i stratigrafskih
krovina prikazani su na lijedeoj slici.
(preuzeto iz Herak, 1990):
9
Meusobno paralelni slojevi koji su vremenski kontinuirano
taloeni, bez obzira na njihov nagib, nazivaju se konkordantnim ili
konformnim slojevima.
(preuzeto iz Herak, 1990)
Ako dva niza slojeva nisu vremenski kontinuirano taloena, onda
oni meusobno mogu biti pod nekim kutom. Takav odnos slojeva je
diskordantan. Ponekad nailazimo, npr., da su vremenski
diskontinuirano nastali slojevi meusobno paralelni, odnosno
prividno konkordantni. Zbog nepostojanja kontinuiranosti u taloenju
(tzv. stratigrafske praznine) takvi su slojevi takoer diskordantni,
bez obzira na njihov paralelan poloaj. Diskordancija nastaje
uglavnom zbog utjecaja epirogenetskih i orogenetskih pokreta, a moe
biti erozijska i kutna. Erozijska diskordancija nastaje onda kad se
mlai slojevi taloe na erodirane starije naslage koje nisu jae
poremeene. Kutna diskordancija nastaje kad su mlai slojevi taloeni
pod nekim kutom u odnosu na starije, erodirane i tektonikom
poremeene, naslage. 10
(preuzeto iz Herak, 1990)
3.3. Osnovne strukture stijena u litosferi Analiza slojeva
iznimno je vana za utvrivanje njihova meusobnog poloaja. Na temelju
prouavanja 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.
Mogunost boranja slojeva ovisi o sastavu, strukturi, plastinosti,
tvrdoi i drugim fiziko - mehanikim i petro-grafskim svojstvima
stijena, a takoer i o njihovoj debljini i poloaju u litosferi,
(zbog poviene temperature i tlaka krovinskih naslaga, stijene u
veim dubinama su podlonije savijanju i boranju od onih na povrini).
Bora se sastoji od izboenog dijela - antiklinale, i udubljenog
-sinklinale, koji su spojeni srednjim krakom. Ravnina poloena
pravcima povijanja slojeva naziva se osnom ravninom. Osne ravnine
antiklinalu i sinklinalu uzduno dijeli u dva krila. Pravac koji
prolazi sjecitem osne ravnine i bilo kojeg sloja antiklinale ili
sinklinale jest os bore i on definira njezino pruanje.(preuzeto iz
Herak, 1990)
Sredinji dio bore koji se nalazi izmeu njezinih krila naziva se
jezgrom. Kod antiklinale u jezgri se nalaze najstarije naslage, a
kod sinklinale najmlae. Najvii izboeni dio antiklinale je tjeme, a
najnii uleknuti dio sinklinale dno. elo je uzduni zavretak
antiklinale, vidljiv na obje strane osne ravnine kad se du nje
tjeme sputa.
( preuzeto iz estanovi, 2001)
11
U erodiranoj antiklinali primjeujemo da se u zatvorenom
koncentrinom rasporedu naslaga, u sreditu nalaze najstariji
slojevi, a udaljavanjem od sredita slijede mlai. Kada je ta
antiklinala izduljena, naziva se brahiantiklinala. Ako su joj
duljina i irina brahiantiklinale priblino jednake, onda je to doma.
Kod erodirane sinklinale, u zatvorenom koncentrinom rasporedu
naslaga u sreditu se nalaze najmlai slojevi, a udaljavanjem od
sredita sve stariji. Ako je sinklinala izduljena, naziva se
brahisinklinala. Kad su kod sinklinale duljina i irina priblino
jednake, takva sinklinala naziva se bazenom.( preuzeto iz estanovi,
2001)
( preuzeto iz Herak, 1990)
12
( preuzeto iz Herak, 1990)
estje pojava da se u boranim naslagama formira reljf, koji je
inverzan strukturi. Na mjestima antiklinala (ispupene bore)
formiraju se udoline (negativni oblici reljefa), a na mjestima
sinklinala (uleknute bore) formiraju se uzvienja (pozitivni oblici
reljefa) Posebna vrsta su koljenaste bore, monokline ili fleksure
(v. sliku), koje nastaju preteito radijalnim tlakovima. Pukne li
tada srednji istanjeni krak takve bore, ona prelazi u rasjed.
U leitima soli este su dijapirske bore koje nastaju kao
posljedica tektonskih pokreta i razliitih svojstava soli i okolnih
sedimenata. Naime, soli su relativno male gustoe i plastine, tako
da u seriji naslaga samo krae vrijeme mogu zadrati svoj prvobitni
oblik lee ili sloja. Promjene nastaju pod teretom krovinskih
naslaga, a manifestiraju se na nain da lea soli (ili sloj ili kakvo
drugaije formirano solno tijelo soli, gipsa, anhidrita , manje
specifine mase od okolnih stijena), ako nije posve stisnuta vrstim
okolnim naslagama, prelazi u stupoliko tijelo koje se pokree prema
povrini i pritom deformira krovinske naslage. 13
Bore se u prirodi nalaze neporemeene i poremeene. Poremeene bore
mogu biti nagnute pod razliitim kutovima, stisnute i sl., tako da
razlikujemo vie tipova. Mogu se upoznati i njihov oblik
rekonstruirati na temelju podataka do kojih se dolazi istraivanjem
postojeih elemenata na terenu. Osnovne bore se mogu razlikovati
primjenom dvaju kriterija, od kojih se prvi temelji u odnosu
poloaja osne ravnine bore prema horizontalnoj ravnini, a drugi na
odnosu poloaja krila prema osnoj ravnini bore. Ovisno o poloaju
osne ravnine bore prema horizontalnoj ravnini razlikuju se:
uspravne, kose, prebaene, polegnute i utonule bore (v. slike
preuzete it Herak, 1990).(sve slike preuzete iz Herak, 1990)
S obzirom na poloaj 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.
14
Sekundarne bore (v. slike). Slojevi razliitog sastava ne ponaaju
se jednako pri baranju. Ginoviti sedimenti plastini su i zato
podatni (nekompetentni), a veina drugih sedimenata je krta
(kompetentna), pa pri boranju slojeji esto pucaju na isteznoj
strani. Ako postoji izmjena krtih i plastinih slojeva, tada krti
slojevi u krovini i podini plastinog sloja imaju razliito relativno
kretanje koje se odraava i na plastinom sloju izmedu njih, pa tako
nastaju vane mikrobore (v. sliku). Njihove su osne plohe nagnute u
smjeru pokreta krovinskog sloja, pa mikroantiklinale konvergiraju
tjemenu makroantiklinale, a mikrosinklinale dnu makrosinklinale.
Zbog toga esto fragmenti s mikroborama omoguuju rekonstrukciju
makrobora, ak ako su i prebaene ili utonule.
(preuzeto iz Herak, 1990)
(preuzeto iz Herak, 1990) preuzeto (iz Herak,
U dubljim dijelovima litosfere slojevi mogu biti plastiniji. U
tom sluaju masa plastinije interkalacije migrira prema dnu proirene
makrosinklirale a stanjuje se u makroantiklinali. Po tome se i
najlake razlikuju od jednolinih vlanih mikrobora, a nazivaju se
minijaturne bore. este su u terenima izgradenim od metamorfnih
stijena. Na terenu se esto nalaze sustavi bora kao to su
izoklinalne serije, antiklinoriji i sinklinoriji. Izoklinalnu
seriju izgrauje sustav izoklinalnih bora. Antiklinoriji i
sinklinoriji predstavljaju vee antiklinalne i sinklinalne strukture
s naknadno boranim krilima. 15
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 povrinom. Po paraklazi se dijelovi
stijenske mase mogu izdizati, sputati i uzduno pomicati pod
utjecajem vertikalnih (radijalnih) i horizontalnih (tangencijalnih)
tlakova. Paraklaza moe biti vertikalna i nagnuta, hrapave ili
gotovo posve glatke povrine. Ako su pokrenuti dijelovi stijenske
mase povrinu paraklaze uglaali struganjem, nastaje pojava koja se
naziva gorsko zrcalo. Pri tome nastale strije svjedoe o smjeru
kretanja krila, a njihove elemente (smjer i nagib) moemo mjeriti
geolokim kompasom. Za definiranje rasjeda, moramo poznavati njegove
osnovne elemente. Uz paraklazu, to su jo 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 oznauju ovisno o poloaju 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 oznauju prema
stranama svijeta. Krila se po nagnutoj paraklazi mogu pomicati
paralelno s njezinim pruanjem, u smjeru nagiba paraklaze ili koso.
Pomicanje krila moe biti u ravnoj liniji, u krivulji i u nizu
prekinutih linija - ako je postojala sukcesija pokreta u razliitim
smjerovima. Pomicanje moe ii u bilo kojem smjeru po rasjednoj
povrini. Pomicanje u smjeru nagiba paraklaze moe se rastaviti u
dvije komponente: hod, kojim oznaavamo horizontalni razmak krila, i
skok, koji se odnosi na njihov vertikalni razmak. U kosom
pomicanju, osim boda i skoka, nastaje i vei ili manji horizontalni
pomak paralelno s pruanjem paraklaze. Naprotiv, pri pokretima koji
se odvijaju samo paralelno s pruanjem paraklaze, nema skoka ni
boda, ve samo horizontalni pomak. Konano, po uspravnoj paraklazi
moe postojati samo skok i eventualno horizontalni pomak paralelno s
paraklazom. Obino razlikujemo tri osnovna tipa rasjeda. Normalni
rasjedi obuhvaaju sve vertikalne rasjede (bez boda) i rasjede kose
paraklaze s hodom zbog kojega su krila vie ili manje meusobno
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 sputeno niz
paraklazu, kao i kombinacijom jednog i drugog kretanja. 16
Kod reversnih rasjeda zbog kompresije krila se pribliavaju 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 mlae, po emu se prepoznaje reversni
rasjed u vertikalnim istranim buotinama (ponavljanje identinog
slijeda slojeva v. sliku s buotinom). Istosmjerni (homotetini)
rasjedi imaju paraklazu koja je nagnuta u istom smjeru kao i
slojevi, ali ne mora biti i pod istim kutom. Protusmjerni
(antitetini) rasjedi obiljeeni su paraklazom koja je nagnuta
obrnuto od slojeva na krilima. Rasjede kojima se paraklaza prua vie
ili manje paralelno s pruanjem slojeva nazivamo uzdunima. Njihova
paraklaza ima redovito drugaiji nagib nego slojevi na krilima
rasjeda. Zbog toga se u profilu pojedini stratigrafski lanovi
ponavljaju ili iezavaju. Ako se paraklaza prua koso u odnosu na
pruanje slojeva, radi se o dijagonalnom rasjedu, dok kod poprenih
rasjeda paraklaza presijeca slojeve vie ili manje okomito na
njihovo pruanje. Kod karastih rasjeda krila su relativno razmaknuta
samo na jednom kraju. U smjeru drugoga kraja rasjeda pomak se
smanjuje i napokon iezava. Naprotiv kod rotacijskih rasjeda na oba
kraja rasjeda krila su relativno razmaknuta, i to u suprotnim
smjerovima zbog stanovite rotacije na paraklazi oko neke sredinje
toke.
B U 0 TI N A
Dakako, postoje i kombinacije razliitih tipova rasjeda. Trenje
krila pri kretanju stvara na njihovim rasjednutim povrinama uglaane
povrine koje nazivamo gorska zrcala. Prutanja, odnosno brazdanja
(strije) na njima upuuju na pravac kretanja, a ponekad i smjer
posljednjeg kretanja (ako ih je bilo vie u razliitim smjerovima).
Osim toga na rasjedu se moe stvoriti fina glina (takva glina moe
biti uzrokom klizanja, odrona - u usjecima i zasjecima, ili
uruavanja kombinirano s drugim kljunim pukotinama u tunelima) ili
ak i brea. Sastojci takve tektonske bree redovito su sferini s
otrim rubovima, a materijal je istovjetan s materijalom krila
rasjeda. No, moe se ipak dogoditi da u rasjednu pukotinu naknadno
ue zdrobljen materijal i tamo se cementira. Prepoznaje se po tome
to u svojem sastavu redovito ima barem tragove stranog (alohtonog)
materijala. 17
Rasjedi s horizontalnim kretanjem obiljeeni su samo kretanjem u
pravcu pruanja paraklaze. Pri tom kretanju ne mora biti ni hoda ni
skoka. Ali pomak moe 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
pruanju pomak naglo prestaje ili se mijenja oblik i smjer nazivaju
se transformni rasjedi.
Sustavi rasjeda U prirodi se rasjedi ponekad nalaze pojedinano,
ali je ea pojava vie rasjeda koji ine razliite sustave. Tako
razlikujemo stepeniaste strukture, tektonske grabe, timor, horst
ili strenjak i ljuskave strukture (v. slike sve iz Herak, 1990).
Stepeniasta struktura nastaje kod istosmjernog sputanja blokova
uzdu veeg broja normalnih rasjeda koji se preteito paralelno niu
jedan do drugoga.Stepeniasta struktura
18
Tektonska graba (rov v. grabu Rajne) nastaje sputanjem dijela
terena izmeu dva ili vie paralelnih normalnih rasjeda. U takvim je
primjerima sredinji dio relativno sputen u odnosu prema rubnim
dijelovima.
(a) Horst po obliku i postanku; (b) Horst po obliku a prodor po
postanku. (preuzeto iz Herak, 1990).
Timor, horst ili strenjak (v. sliku) nastaje sustavom normalnih
rasjeda koji na terenu rezultiraju sputanjem bokova, pri emu
sredinji dio ostane relativno na istom mjestu. Struktura slina
timoru je prodor, koji nastaje kada se starije naslage utiskuju
prema povrini i u rasjednutom terenu izdignu dio izmeu dvaju ili
vie bonih rasjeda. Zbog njihove slinosti, timore i prodore ponekad
je teko razlikovati na terenu. 19
Ljuskava struktura nastaje sustavom reverznih rasjeda. Naslage
izmeu dviju paraklaza nazivamo ljuskom. Ovisno o prethodnim
poremeajima terena koji je zahvaen reverznim rasjedanjem, dijelovi
stijenske mase se u svakoj ljusci mogu ponoviti cjelovito ili samo
djelomino.
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 esto nalazimo starije mase navuene na rnlade. Meutim, to
nije pravilo jer je mogue da i mlae mase budu navuene na starije.
Manje navlake nastaju iz polegnutih bora i reversnih rasjeda po
blago poloenoj paraklazi ili reverznim rasjedanjem bora.
(a) Ljuskava struktura nastala reversnim rasjedanjem bora, ili
(b) samo reversnim rasjedanjem (preuzeto iz Herak, 1990).
Velike navlake ili arijai nastaju istiskivanjem stijenske mase u
visinu, nakon ega se istisnuta masa gravitacijski prostire na
okolne stijenske komplekse. Tako pokrenute naslage mogu biti
navuene na veoma veliku povrinu. Pri navlaenju razlikuje se
krovinski, relativno pokrenuti (navueni) dio terena i podinski,
relativno nepokrenuti dio.(prema Herak, 1973., preuzeto iz
estanovi, 2001) Elementi navlake
(Herak, 1990).
20
Ishodino podruje pokrenute stijenske mase naziva se korijenom
navlake. On je najcee veoma poremeen. Najudaljeniji dio navlake je
elo. Pojavu kad joj je krovinski dio mjestimino erodiran, pa se
vide naslage u podini, nazivamo tektonskim oknom (ili prozorom).
Odvojeni ostatak navlake je navlaak ili tektonska krpa. U podruju
gorskih lanaca esto je postojanje sustava navlaka, nastalih zbog
razliitog otpora stijena u pokrenutom terenu.
Pukotine Pukotine su plohe diskontinuiteta uzdu kojih nije dolo
do veih pomaka u stijenskoj masi. Meu njima razlikujemo dijaklaze,
pukotine neto veih dimenzija (koje u sedimentnim stijenama mogu
presijecati vie slojeva), i leptoklaze, ako su im dimenzije manje.
Veoma sitne pukotine koje esto ne moemo registrirati okom, nazivaju
se prsline. Pukotine mogu nastati u svim razdobljima nastajanja i
postojanja stijena. Za njihovo cjelovito definiranje potrebno je
poznavati ove njihove znaajke: nain postanka (genezu) poloaj
pukotine u prostoru i njezina orijentacija oblik i dimenziju zijev
(otvorenost) vrstu i znaajke ispune stanje plohe pukotine. Postoji
vie klasifikacija pukotina prema nainu postanka. Meutim, sve one u
osnovi razlikuju primarne pukotine, nastale u fazi formiranja
stijene, i sekundarne, nastale zbog djelovanja endodinamskih i
egzodinamskih faktora na ve formiranu stijenu. U fazi formiranja
eruptivnih stijena nastaju pukotine zbog promjene volumena tijekom
hlaenja magme. Pri suenju vlanih sedimenata i zbog promjene
volumena u fazi dijageneze, te prekida usedimentaciji nastaju tzv.
dijagenetske pukotine tijekom nastanka sedimentnih stijena, kojima
pripadaju i meuslojne pukotine. Meu sekundarnim pukotinama osobito
znaenje imaju one koje su nastale djelovanjem tlaka na stijenu.
21
Prema kinematici nastanka razlikujemo: tenzijske pukotine
relaksacijske pukotine pukotine smicanja.
Tenzijske pukotine nastaju okomito na smjer najmanjeg tlaka.
Obino su otvorene, bez ispune, ili naknadno ispunjene razliitim
materijalom. Mogu biti nepravilne, leaste ili peraste (uz rasjede).
Relaksacijske pukotine nastaju okomito na smjer najveeg tlaka, u
fazi kad njegovo djelovanje prestane i nastupi relaksacija u
stijenskoj masi. Obino su zatvorene i ravne.
Pukotine po kinematici nastanka (preuzeto iz estanovi,
2001).
Pukotine smicanja nastaju paralelno sa smjerom srednje jakog
tlaka, a sa smjerom najveeg tlaka zatvaraju otri kut. To su najee
stisnute, glatke i ravne pukotine kod kojih, u sluaju kretanja,
mogu nastati strije paralelno sa smjerom kretanja stijenske mase.
Poloaj pukotine u prostoru odreen je koordinatama x, y, z toke u
kojoj se ona nalazi. Kod dulje pukotine njezin se poloaj odreuje s
dvije toke ili vie. Orijentacija pukotine mjeri se geolokim
kompasom, a odreena je njezinim elementima poloaja (smjerom i kutom
nagiba za nagnute pukotine, pravcem pruanja za vertikalne, a
utvrivanjem horizontalnosti za horizontalne). Oblik pukotine
odreuje se njezinim oblikom po pruanju (ravna, valovita,
stepeniasta, zupasta) i oblikom njezine povrine (glatka, hrapava).
Dimenzija pukotine definirana je njezinom duljinom i irinom, a
zijev oznaava otvorenost pukotine, tj. razmak mjeren duinom okomice
na plohe pukotine. Vrstu i znaajke ispune definira materijal ispune
pukotine, i to prema mineralnom sastavu, granulometriji, vrstoi i
stupnju vlanosti. Stanje plohe pukotine podrazumijeva njezinu
tronost ili nepromijenjen izgled u odnosu na okolnu stijenu.
22
Kliva i njegova primjena u rekonstrukciji struktura (iz Herak,
1990).
Ako su pukotine nastale kao posljedica veih tektonskih
poremeaja, onda je njihov poloaj u odreenoj 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 kliva. Takav sustav
pukotina esta je popratna pojava boranja, a ako su pritom nastale
pukotine paralelne s osnom ravninom bore, nazivaju se klivaom osne
ravnine. Analizom klivaa mogue je utvrditi elemente bore i onda kad
na terenu naemo samo neke njezine fragmente. Kod rasjeda, kliva moe
biti paralelan s paraklazom ili pod odreenim kutom na nju. Na
terenu on esto upuuje na postojanje rasjeda i u sluajevima kad je
rasjed prekriven.
23
U terenu se malokad nalaze pojedinane (sluajne) pukotine.
Naprotiv, one su esto koncentrirane i ine sustave pukotina
(pukotinski sistemi), koje se nalaze kao odreeni broj istovrsnih s
obzirom na kinematiku nastanka. Za utvrivanje osnovnih parametara
sustava pukotina nuno je odrediti broj zastupljenih istovrsnih
pukotina prema kinematici nastanka, pojave pojedinanih pukotina,
meusobne odnose u prostoru meu istovrsnim pukotinama i ukupan broj
pukotina u sustavu. Uz to, za cjelovito prouavanje sustava pukotina
nuno je utvrditi i sve znaajke pojedinih istovrsnih pukotina
(pukotinskih sistema) i pojedinanih pukotina koje ine sustav.
Istraivanje pukotina ima osobito znaenje u sklopu
inenjerskogeolokih istraivanja terena, jer one upuuju na mehanika
oteenja bitna za stabilnost kosina i iskopa, te mogunost koritenja
kamena kao prirodnog graevnog materijala. Podaci o pukotinama se
nakon terenskih istraivanja statistiki obrauju i grafiki prikazuju
odreenim dijagramima. Starost tektonskih struktura
Odreivanje relativne starosti pojediih tektonskih struktura vano
je za rekonstrukciju stupnjeva strukturnih promjena u nekom terenu.
Odreivanje se moe izvesti samo onda ako se zna starost stijena.
Struktura je mlaa od naslaga koje je zahvatila, a starija od onih
koje su s obzirom na poloaj trebale biti zahvaene, a ipak nisu jer
ih u doba tektonskog poremeaja nije bilo (v. sliku: prema Heraku,
1990).
24
4. DINAMIKA ZEMLJE Na Zemlji djeluju razliite 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 povrini
Zemlje. Procesi izazvani unutarnjim silama rezultat su unutarnje
grae i odnosa u Zemlji, a manifestiraju se i u dubini i na njenoj
povrini. Dugotrajnim uzajamnim djelovanjem vanjskih i unutarnjih
sila mijenja se ne samo povrinski dio litosfere ve i njeni dublji
dijelovi. Pritom, djelovanje unutarnjih sila rezultira jakim
pokretima koji uvjetuju nastajanje neravnina na povrini litosfere,
uz globalne promjene prostornih odnosa stijenskih masa, dok vanjske
sile fizikim razaranjem i kemijskim otapanjem stijena, transportom
razorenog i otopljenog materijala i njegovim akumuliranjem u niim
dijelovima, reljef zaravnjuju. Procese i pojave koji su nastali
utjecajem vanjskih sila prouava 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 podruju posebno izraava utjecaj snijega i leda, u
humidnom vode i organizama, a u aridnom insolacije i vjetra.
Poznavanje utjecaja egzodinamskih sila omoguuje ocjenjivanje
podobnosti nekog terena za graenje te planiranje i projektiranje
adekvatne zatite u sluaju njihova tetnog djelovanja. 4.1.1.
Insolacija
Insolacija je proces kojim suneve zrake djeluju direktno na
stijene litosfere. Zbog utjecaja insolacije povisuje se temperatura
stijene i ona se rastee. Najee to rastezanje nije jednoliko, jer
ovisi o fizikim i kemijskim svojstvima minerala koji grade stijenu,
a izrazitije je na povrini nego u njenoj unutranjosti. Kada nema
insolacije, stijena se hladi i stee. Viekratnim ponavljanjem
ciklusa zagrijavanje - hlaenje kohezijske sile izmeu mineralnih
zrna stijene slabe, nastaju mikroprsline i pukotine koje se ire i
produbljuju, a konani rezultat je dezintegracija stijenske mase.
Otpornost stijene na utjecaj insolacije ovisi o njenom mineralnom
sastavu, strukturnim i teksturnim znaajkama, klimatskom podruju,
reljefu terena, vegetaciji i debljini pokrova. Utjecaj insolacije
je izrazitiji u krupnozrnastim stijenama heterogenog sastava (zbog
razliitog intenziteta irenja minerala), zatim u podrujima s veim
temperaturnim razlikama dan - no te u ravniarskim terenima bez
vegetacije i pokrova. 4.1.2. Voda
Voda se u prirodi nalazi u zranom omotau Zemlje, na njenoj
povrini i u podzemlju, pa razlikujemo atmosfersku, povrinsku i
podzemnu vodu.
25
Ona kontinuirano cirkulira, pri emu joj se mijenja agregatno
stanje i prostorni poloaj. Takvo kruenje vode naziva se hidrolokim
ciklusom. Voda s kopnenih i morskih povrina isparava u atmosferu,
odakle se vraa u obliku oborina. Dio oborina ispari odmah i vraa se
u atmosferu, drugi dio tee potocima i rijekama u jezera i mora, a
dio ponire u podzemlje.
(preuzeto iz Herak, 1990).
Podzemna se voda nakon duljeg ili kraeg toka razliitim i esto
zamrenim podzemnim putovima, vraa na povrinu i s povrinskim tekuim
vodama ulijeva u jezera i mora ili u njih ulazi direktno iz
podzemlja. Vanost vode iznimno je velika jer sudjeluje u razaranju
stijena, transportu i akumulaciji fragmenata i estica koje sobom
nosi, ime neposredno utjee na oblikovanje Zemljina reljefa. Ali
njezin utjecaj u svim klimatskim podrujima nije jednak. U humidnom
podruju djelovanje je vode najizrazitije i najpotpunije, jer
djeluje na povrini i u podzemlju, kemijski i mehaniki. U
glacijalnom podruju voda djeluje samo u graninoj zoni, gdje nastaje
otapanjem leda i snijega, pri emu transportira rastroeni materijal
koji akumulira u nia podruja, a sudjeluje i u razaranju stijena kad
se smrzne u pukotinama. U aridnom podruju voda se nakuplja uglavnom
oborinama u obliku pljuskova. Zbog izrazite insolacije brzo
isparava. Mehaniki prenosi fragmente i estice na male udaljenosti
te sudjeluje u kemijskom otapanju stijena. 4.1.2.1. Povrinske vode
Dio povrinskih voda tee pod utjecajem gravitacije, formirajui
pritom bujice (povremene brze i obilne tokove na strmim padmama),
potoke (stalne ili povremene manje tokove) i rijeke (stalne vee
tokove). U pojedinim dijelovima toka, rijeke i potoci mogu imati
bujini karakter. Brzina vodnih tokova ovisi o mnogim faktorima, a
ponajprije o nagibu terena, znaajkama stijena, koliini vode i
hrapavosti povrine korita. Uz rijene tokove nastaju sedimenti kao
produkt naplavina, a u njima su sadrani fragmenti stijena ije su
dimenzije irokog raspona: od velikih blokova i oblutaka do
najfinije gline. Takvi sedimenti nazivaju se aluvijalnim
sedimentima. Vodni tokovi su iznimno vani za vodoopskrbu,
poljoprivredu i energetiku. Rijene doline i terase ujedno mogu biti
vana nalazita graevinskog materijala i rijetkih dragocjenih
minerala (poput zlata, platine, dijamanata i sl.). 26
4.1.2.2. Voda u podzemlju Najvea koliina vode u podzemlju
nakuplja se infiltracijom oborina. To je meteorska ili vadozna
voda. Manji dio nastaje kondenzacijom vodenih para, uz mjestimino
direktno spajanje vodika i kisika (juvenilna voda), a u nekim se
stijenama od vremena njihova postanka nalaze neznatne koliine vode
(konatna voda). Koliina meteorske vode u podzemlju ovisi o koliini
(nita manje o kontinuitetu!) oborina, zasienosti podzemlja
(popunjenosti povrinskog sloja tla do punog kapaciteta), nagibu
povrine, propusnosti stijena i vegetaciji. Vea koliina oborina u
terenima izgraenim od propusnih stijena rezultira mogunou
nakupljanja veih koliina podzemne vode, a strmi nagib padina,
zasieno podzemlje i vegetacija smanjuju mogunost infiltracije. Dio
vode zadrane u kapilarnim porama ili uz stijenke pukotina naziva se
fiziki vezanom vodom ili vlagom, a dio koji se kree pod utjecajem
gravitacije je slobodna voda. S obzirom na hidrodinamike znaajke u
podzemlju se generalno razlikuju: prozrana zona ili zona aeracije,
zona vode temeljnice ili zona freatske vode.
Prozrana zona je podruje blizu povrine u kojem ispunjenost
upljina vodom ovisi o koliini oborina. Tu postoji fiziki vezana
voda (vlaga), a slobodna freatska voda pod utjecajem gravitacije
tee postojeim upljinama prema niim razinama. U podzemlju, ispod
prozrane zone, nalazi se voda temeljnica. Ona ispunjava prazne
prostore do nepropusne podloge. Granicu izmeu prozrane zone i zone
vode temeljnice karakterizira nepravilan kapilarni obrub koji ovisi
o veliini i ujednaenosti kapilarnih pora. Neposredno ispod
kapilarnog obruba nalazi se vodno lice. Ono moe biti na razliitim
dubinama, to ovisi o geolokoj grai terena, klimatskim faktorima,
eventualnom istjecanju i sl. Oblik vodnog lica ovisi o rasporedu
propusnih i nepropusnih dijelova stijenske mase i obliku povrine
terena. Kod jednoline propusnosti stijena vodno lice u blagim
obrisima prati povrinu terena. Ako je propusnost stijena
promjenljiva, nastaju lokalna uzvienja i udubljenja vodnog lica
razliita od povrinske konfiguracije. S obzirom na injenicu da voda
u podzemlju cirkulira i zadrava se u porama i upljinama (u
nevezanim klastinim sedimentima) i pukotinama i upljinama (u
vezanim stijenama), ukupna koliina vode koja se moe nakupiti ovisi
o stupnju poroznosti odreenog sedimenta odnosno stijene. Poroznost
je determinirana odnosom volumena pora i upljina u stijeni prema
njezinu ukupnom volumenu. A ukupni volumen pora i upljina, kao i
njihova veliina, ovisi o veliini zrna i njihovu rasporedu te o
vezivu koje ispunjava prostor izmeu zrna. Ta se definicija odnosi
na stijene s intergranularnom poroznosti (nevezani sedimenti:
ljunci i pijesci i poluvezane stijene - gline), a oznauje primarnu
poroznost. U vezanim stijenama (npr. karbonatima) voda se nakuplja
i cirkulira u pukotinama, pa se zato kae da se vezane stijene
odlikuju sekundarnom (pukotinskom) poroznosti.
27
Stupanj ukupne poroznosti uzorka neke stijene izraen u postocima
izraunava se primjenom formule:
(iz Herak, 1990).
gdje su: n - stupanj ukupne poroznosti uzorka stijene, V -
ukupni volumen uzorka stijene, VV - ukupni volumen pora i upljina u
uzorku VS - volumen uzorka bez pora i upljina
Ukupna koliina vode koja se moe nakupiti u stijeni ovisi o
stupnju njezine poroznosti. Osim ukupne poroznosti, razlikuje se jo
i efektivna poroznost, koja definira odnos izmeu volumena slobodne
vode u stijeni i njezina volumena. Slobodna voda je ona koja se moe
kretati u poroznom mediju, a kretati se moe samo u upljinama veim
od dimenzija kapilare. To znai da koliina vode koja se moe dobiti
iz stijene ovisi o efektivnoj poroznosti. Stijena moe proputati
vodu, to se naziva propusnou ili permeabilnu. Propusnost ovisi o
veliini 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 ak veu od 50%),
ali su praktino vodonepropusne jer su pore tako male da se voda vee
uz povrinu stijenki i ne moe 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 predodba mehanizma punjenja tla vodom i
njezine raspodjele u tlu dana je na slijedeoj slici (prema
Chernicoff & Whitney, 2007). Iako mehanizam punjenja tla vodom
izgleda naoko jednostavno, u naravi to nije tako. Proces je veoma
sloen i potuje niz rubnih uvjeta. Zato ga valja opisati korektno.
28
Penzar (1976) navodi da se pedesetih i ezdesetih godina
istraivanjem stanja vlanosti tla bavio W.C. Palmer. Palmer (1965)
je, navodi Penzar (1976), po uzoru na Thornthwaite-ovu metodu
odreivanja vika i manjka vode u tlu, razvio openitiji postupak,
slian knjigovodstvu, kojim se izraunavaju primici i gubici vlage
(stvarni i potencijalni) u sustavu tlo s vegetacijom i vodotocima -
atmosfera. Pojedine stavke tog prorauna su same po sebi zanimljive,
a kao konaan rezultat proizlazi iz njih indeks (severity index),
koji pokazuje intenzitet suhoe ili vlanosti u izvjesnom razdoblju.
Palmerova metoda nudi itav niz korisnih informacija, kao to su:
obavjetenja o zalihama vlage i njenom kretanju u tlu, po tlu, od
tla u atmosferu i obrnuto, i konano, numeriki izraenu mjeru za
intenzitet suhoe ili vlanosti, u obliku indeksa. Meteoroloka sluba
SAD-a prihvatila je Palmerovu metodu, te se otada redovito rauna
Palmerov indeks za svaku pokrajinu. Popularizaciji i shvaanju
Palmerove metode kod nas bitno su doprinijeli Penzar (1976),
Penzar, I. & Penzar; B. (1976), Pandi (1989., 1990), Pandi
& Vueti (1991., 1992., 1993., 1994. i 1995), Vidaek, Tomi &
Romi (1993) i dr. Osnove Palmerove metode Odreivanje indeksa suhoe,
prema Palmeru (1965), provodi se u vie faza. Za potrebe razmatranja
i ocjena stanja pornih pritisaka u tlu zadovoljava ve prva faza
Palmerova postupka ili proraun komponenata bilance vode u tlu. Kod
toga, prenosi Penzar (1976), bitne su dvije osnovne pretpostavke.
a) Oborine koje padnu na tlo, troe se u prvom redu na
evapotranspiraciju, zatim na punjenje tla vodom. Viak vode, koji
nakon toga preostane, otjee. Ako nema dovoljno oborina, na
evapo-transpiraciju se troe zalihe vode iz tla, a povrinskog
otjecanja nema. b) Zamiljeno je da se tlo dijeli u dva sloja,
kojima debljina nije strogo odreena. Povrinski je sloj otprilike
ekvivalentan obradivom sloju. Poznata je injenica da se taj sloj
prvenstveno puni vlagom od oborina, te da se iz njega (jer sadri
najvie korijenja), najprije troi vlaga na evapotranspiraciju. Ispod
povrinskog sloja nalazi se drugi sloj tla, donja zona korijenja, za
koji Palmer smatra da se puni oborinskom vodom tek poto povrinski
sloj bude zasien, a i prazni se tek potom, kada bude isparena sva
vlaga iz povrinskog sloja. Koliina vode, koju tlo moe maksimalno
sadravati, ovisi o stvarnoj dubini korijenja i o svojstvima dotinog
tla. Ova, maksimalna koliina vode, koju tlo moe primiti do punog
zasienja, naziva se kapacitet tla za vodu. 29
Obadvije pretpostavke su realne, i dobro aproksimiraju stvarne
procese u prirodi. Uz te pretpostavke, iz poznatog kapaciteta tla
za vodu i poetne koliine vode u tlu, pomou srednje temperature i
koliine oborine u razdoblju koje je uslijedilo, dadu se jednostavno
odrediti komponente hidrolokog prorauna za jedinice vremena, npr.
od po mjesec dana. Komponente hidroloke bilance su slijedee: P -
koliina oborina (mm) planetarne oborine prikazane su slikom (Bowen,
1980). ET - evapotranspiracija (mm), L - gubitak vode iz tla (mm),
R - punjenje tla vodom (mm), RO - povrinsko otjecanje (mm), Ss -
sadraj vode u povrinskom sloju tla na kraju mjeseca (mm), Su -
sadraj 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 povrinsko otjecanje (mm). Koliina oborina (P) se
mjeri, i sastavni je dio redovne aktivnosti odgovarajuih
hidrometeorolokih slubi. Evapotranspiracija (ET) predstavlja
koliinu vode, koja je isparila s bilja i povrine tla. Palmer ovu
komponentu hidroloke bilance rauna po metodi Thornthwaitea. Za
odreivanje potencijalne evapotranspiracije tom metodom,
upotrebljavaju se podaci temperature zraka s korekcijama u odnosu
na zemljopisnu irinu ili trajanje dnevnog osvjetljenja. Detaljniji
prikaz metode dali su Penzar (1976), te Tomi, Vidaek & Romi
(1993). Aktualna evapotranspiracija jednaka je potencijalnoj, ako
oborine ima dovoljno, ili je manja od potencijalne. Gubitak vode iz
tla (L) potroene na evapotranspiraciju, rauna se za svaki sloj
posebno, a zatim se zbraja. Ako je koliina oborine vea od
potencijalne evapotranspiracije, tog gubitka nema. Punjenje tla
vodom (R) nastupa u okolnostima kada tlo nije zasieno vlagom, a
oborina je vea od potencijalne evapotranspiracije. Povrinsko
otjecanje (RO) nastupa kada su zalihe vode u tlu popunjene
(popunjen je maksimalni kapacitet tla za vodu), a potencijalna je
evapotranspiracija manja od koliine oborine. Koliine vode u
povrinskom i donjem sloju tla (Ss i Su), raunaju se iz ostalih
komponenata hidroloke bilance. 30
Potencijalna evapotranspiracija (PE) je koliina 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 koliina
vlage koju bi tlo moglo izgubiti kad dotinog mjeseca ne bi bilo
oborine. Potencijalno punjenje tla vodom (PR) je potrebna koliina
vode potrebna da se tlo dovede do potpunog zasienja vlagom.
Potencijalno povrinsko otjecanje (PRO) je najvee otjecanje koje bi
moglo nastupiti, kad bi potencijalna evapotranspiracija bila
jednaka nuli. Raun hidroloke bilance najbolje je zapoeti nakon
zimskih kiovitih mjeseci, jer tada moemo biti sigurni da je tlo
potpuno zasieno vlagom. Bilanca vode rauna se zatim za svaki mjesec
(ili desetodnevni period) redom, u dugom nizu godina. U osnovi,
hidroloki proraun aproksimira pojave ulaza, zadravanja i kretanja
oborinske vode u sustavu tlo - biljka - atmosfera, a stanje
dinamike ravnotee pojedinih komponenata bilance vode u tlu izraava
slijedea opa jednadba: P + L = ET + R + RO Valja spomenuti da se,
zbog pretpostavki na kojima se zasniva hidroloki proraun, moe
smatrati da vrijednosti povrinskog otjecanja nisu sasvim realne u
doba kada na relativno suho tlo padne snaan pljusak, te kad oborina
padne u obliku snijega i ne moe se otopiti tijekom istog mjeseca. U
prvom sluaju, koji se dogaa ljeti, metoda daje manje otjecanje nego
to je stvarno bilo. U drugom sluaju, koji se dogaa zimi, otjecanje
to ga daje hidroloki proraun nije nastupilo ili je bilo slabijeg
intenziteta, te se djelomino prenosi u slijedei topliji mjesec.
Spomenimo jo jedan detalj. Kos, Tomi & Plii (1993) istraivali
su mogunosti prorauna potreba za vodom, u nekom odreenom natapnom
sustavu. Pri utvrivanju hidroloke bilance natapnog podruja,
preporuili su analizu temeljiti na dekadnim vrijednostima, gdje god
je to mogue. Navode, da efektivne oborine predstavljaju samo dio
ukupnih oborina. Najee, od ukupnih koliina oborina jedan dio otjee
povrinom, 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 obino
pojavljuje nakon jae natapne norme ili intenzivnih kia, te da ono
moe u izvjesnim sluajevima iznositi i do 20% ukupno dodane vode.
Ovim dijelom bilance, koji se odnosi na duboko poniranje, Palmer se
nije optereivao. Taj dio vode ionako ne ostane sadran u onom sloju
tla, koji sudjeluje u hidrolokoj bilanci. On je oito, implicitno
sadran u otjecanju, gdje naprosto nije bilo potrebe razdvajati dio
koji otjee povrinski od onoga koji otjee putem dubokog poniranja.
Upravo koliina vode, koja odlazi na duboko poniranje, ima direktnog
utjecaja na izdanosti izvora i piezometarske nivoe vode u tlu.
Srebrenovi (1986), prikazujui vodne bilance kontinenata, navodi
slijedee podatatke za Evropu: visina oborina iznosi 734 mm = (100%)
povrinsko otjecanje 210 mm = (28,6%) podzemno otjecanje 109 mm =
(14,9%) ukupno otjecanje 319 mm = (43,5%) isparavanje 415 mm =
(56,5%). 31
Prema prethodnim podacima moglo bi se zakljuiti da na duboko
poniranje, koje zatim otjee podzemno, odlazi prosjeno oko 15% od
ukupno pale oborine. Istraujui utjecaj oborine i svih relevantnih
rubnih uvjeta na povienje nivoa vode u tlu i izdanosti izvora,
Ortolan (1996) je zaklljuio:
Nuan i dovoljan uvjet za poetak porasta ili opadanja izdanosti
izvora i piezometarskih nivoa podzemne vode je nastupanje ili
prestanak povrinskog otjecanja, odreenog Palmerovom metodom
prorauna komponenata bilance vode u tlu.Ovdje e se prikazati samo
osnovni momenti, potrebni za daljnje bolje razumijevanje predmetne
problematike, koja u poetku podrazumijeva efektivnu oborinu, potom
infiltraciju vode u tlo i mogunosti njenog daljnjeg dubokog
poniranja, do stalnog nivoa podzemne vode. Pojam efektivne oborine
nije jedinstveno shvaen. U hidrologiji je to onaj dio oborine koji
e povrinski otjecati. U proizvodnji biljnih kultura e to biti onaj
dio vode koji ostane u pliem dijelu tla do dubine zakorijenjivanja
bilja, dok e u hidrogeologiji biti interesantan samo onaj dio
oborine koji se odnosi na duboko poniranje. Na taj e nain, putem
dubokog poniranja, oborine utjecati na povienja piezometarskih
nivoa podzemnih voda i poveanja izdanosti izvora. Dakako, da bi
piezometarski nivoi podzemne vode i izdanosti izvora mogli porasti,
potrebno je da veliina dotoka putem dubokog poniranja bude vea od
mogunosti podzemnog otjecanja. Prije svega, obzirom da se u
literaturi pojmovi dubokog poniranja i infiltracije mijeaju ili
poistovjeuju, postavimo ovdje jasnu razliku izmeu ovih naziva.
Infiltracijom emo smatrati kompletnu oborinu, koja bude upijena u
tlo. Pod pojmom dubokog poniranja, koje u agrotehnici oznaava
gravitacijsko sputanje vode u dublje dijelove tla ispod korijenova
sustava bilja (Kos, Plii & Tomi, 1993), mi emo podrazumijevati
efektivnu oborinu u hidrogeolokom smislu, odnosno onaj dio oborine
infiltrirane u tlo koji se, prvenstveno pod djelovanjem gravitacije
procjeuje do stalnog nivoa podzemne vode. U nekim sluajevima to moe
biti procjeivanje do relativno vodonepropusne podloge, ako stalnog
nivoa nema u onom dijelu vertikalnog presjeka tla koji je za nas
interesantan. Srebrenovi (1986) navodi pojam kapaciteta
infiltracije, koji oznaava maksimalnu brzinu kojom neko tlo moe u
datim uvjetima primiti vodu. Dalje spominje, da se brzina
infiltracije s trajanjem kie i fenomena poniranja smanjuje po
eksponencijalnom zakonu, da bi se konano pribliila svojoj
minimalnoj vrijednosti. Prenosi i podatke o brzini infiltracije u
prvom satu oborine, za razliite vrste tla: - za glinu - za
pjeskovitu glinu - za pjeskovita zemljita 1 - 5 cm, 10-25 cm, >
25 cm.
Srebrenovi (1986) prenosi shvaanje zona vlanosti u tlu, i nain
procjeivanja vode kroz profil, prema Bodmanu & Culmanu (1943).
Prema njihovom shvaanju, tlo se moe podijeliti na etiri zone vlage.
Pri tome, debljine pojedinih zona nisu stalne, i ovise od sluaja do
sluaja. 32
a) U prvoj - pripovrinskoj zoni, pretpostavlja se zasienje
(potpuna saturacija), tako da vlaga u tlu ima tendenciju prelaska u
niu zonu. b) Druga zona - zona transmisije, nalazi se ispod zone
saturacije. Pretpostavlja se da je to nezasiena zona s priblino
jednakim sadrajem vode. Kod teko obradivih tala sadraj vlage iznosi
60-80% zasienja pora. U ovoj zoni postoji nizak stupanj napetosti,
tako da se kretanje odvija po zakonu gravitacije. c) Trea zona -
zona vlaenja, predstavlja vezu izmeu gornje zone transmisije i
vlane fronte, ispod zone vlaenja. d) etvrta zona - vlana fronta,
najdublja je u nizu i predstavlja neku vrstu demarkacione linije
prema suhom tlu. Tla, koja sadre visok postotak koloidne gline,
steu se i raspucavaju za vrijeme duih sunih perioda. U ovakvom
stanju tlo moe primiti daleko vee koliine vode, nego u normalnim
uvjetima. Dubina pukotina, njihov zijev i kontinuitet, uvjetuju
porast brzine i koliine infiltracije oborinske vode. Ta brzina
obino premauje intenzitet oborine, i tei konstanti, sve dok se
pukotine ne ispune vodom, a tada se naglo smanjuje. Ono, to nas jo
posebno moe zanimati, je upoznavanje s onim aspektima podzemne
hidraulike u koje infiltracija unosi specifian problem ovisan o
interakciji vode i tla u sistemu teenja. Zato se osvrnimo na
podzemnu vodu i oblike njezinog gibanja, kako to opisuju Agroskin,
Dmitrijev & Pikalov (1973). U obinom tlu i u poroznim
vodopropusnim slojevima, voda se moe nalaziti u razliitim stanjima.
a) Pri najmanjoj vlanosti voda je upijena u zrnca tla, i moe se
odstraniti samo zagrijavanjem tla do 100C. Pri takvoj vlanosti,
koja se zove higroskopska, gibanje vode u tlu nije mogue. b) Pri
poveanju vlanosti, voda u obliku filma omotava zrnca tla i moe se
gibati samo pod djelovanjem sila uzajamnog molekularnog djelovanja
izmeu estica vode i tla. U takvom sluaju radi se o tzv. opnenoj
vodi. c) Daljnjim poveanjem vlanosti, voda zapunjuje najue pore, i
moe se gibati ve pod djelovanjem sila kapilarnog tlaka. To je
kapilarna voda. U prethodna tri stanja, molekularne sile su toliko
vane, da se u sporedbi s njima gravitacija zanemaruje. d) Pri
daljnjem poveanju vlanosti, sadraj vode u tlu postaje tako visok,
da ona zapunjava sve pore i tada postaje sposobnom za gibanje pod
djelovanjem sile tee, pa se zbog toga zove gravitacijska voda. Od
trenutka, kada podzemna voda u tlu postane sposobnom za
gravitacijsko gibanje, moemo je istinski smatrati podzemnom vodom.
Ta se podzemna voda kroz pore i pukotine u tlu sputa (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 vie
potencijalne energije prema mjestu nie potencijalne energije.
Podruje u kojem se voda vertikalno procjeuje kroz pore, prsline i
pukotine u tlu - do podzemnog toka, naziva se podrujem
infiltracije. U podruju infiltracije protoka se poveava uzdu toka,
na raun dubokog poniranja novih koliina vode u podzemni vodotok, na
svakoj duljini njegova gibanja. Na taj nain u tlu dolazi do
povienja piezometarskih nivoa podzemne vode, a na mjestima
izbijanja podzemne vode na povrinu terena, poveavaju se izdanosti
izvora. 33
Zapaa se da su svi autori, koji su spomenuti u prethodnim
izlaganjima, suglasni u jednom: do procjeivanja vode u dublje
slojeve (dubokog poniranja, kako ga mi ovdje nazivamo), moe doi tek
potom, kada je najplia zona tla potpuno saturirana. To je dakle
onaj nudan uvjet, koji dovodi u vezu reagiranja izdanosti izvora na
oborine. Za ilustraciju objanjenja mehanizma punjenja tla vodom, na
sljedeem dijagramu daje se ovisnost izdanosti niza izvora na
podruju Medvednice (Ortolan, 1996), u viegodinjem nizu opaanja o
parametrima hidroloke bilance onako kako je to objasnio i definirao
Palmer.
34
Analizirajmo sada spomenutu zavisnost, prikazanu na prethodnoj
slici. Na njoj se jasno zapaaju odreene zakonitosti, a to su:
opadanja izdanosti izvora nastupaju istovremeno s prestankom
zasienosti tla do punog kapaciteta (ili i neto ranije!), porasti
izdanosti izvora nastupaju istovremeno (ili kasnije) u odnosu na
nastupanje zasienosti tla do punog kapaciteta, a trend opadanja
izdanosti traje i do nekoliko mjeseci nakon postignua maksimalnog
deficita vlage u tlu. Iz prethodnih razmatranja, moe se nepobitno
zakljuiti, da izdanosti izvora imaju vrstu vezu sa sadrajem vode u
prvom metru tla, te da su opadanja i porasti izdanosti vezani uz
deficit vlage ili potpuno zasienje vodom u prvom metru tla.
Zakljuuje se nadalje, da je zasienje vlagom prvog metra tla nudan
ali ne i dovoljan uvjet, za nastupanje poetka porasta izdanosti
izvora. Isto tako, prestankom zasienosti prvog metra tla obavezno
poinje opadanje izdanosti izvora, ali izdanost moe poeti sa
silaznim trendom i prije pojave deficita vlage u tlu. Pogledajmo
sada (na dijagramu zavisnosti) istovremeno i varijaciju povrinskog
otjecanja (RO), kao bitne komponente hidroloke bilance. Praktino
bez odstupanja, u cijelom promatranom periodu od sijenja 1961.
godine do prosinca 1974. godine, pojava suvika vode u hidrolokoj
bilanci, koji bi trebao povrinski otjecati, oznaava i nastupanje
poetka porasta izdanosti izvora, a prestanak povrinskog otjecanja
oznaava i prestanak porasta izdanosti izvora, odnosno poetak
opadanja njihove izdanosti. Nadalje, maksimalne izdanosti javljaju
se pri kraju kontinuiranih viemjesenih perioda povrinskog
otjecanja, a njihova veliina ovisi o duini trajanja i veliini
povrinskog otjecanja. Konani zakljuak, na temelju prethodno
razmatranog, bio bi onaj od kojega smo krenuli: nudan i dovoljan
uvjet za poetak porasta ili opadanja izdanosti izvora je nastupanje
ili prestanak povrinskog otjecanja, odreenog Palmerovom metodom
prorauna komponenata bilance vode u tlu. Dovoljan uvjet je, kao to
smo vidjeli, tek pojava povrinskog otjecanja. No, ako oborine tada
prestanu, prestaje i punjenje tla vodom. Time smo pokazali da je
Palmerova metoda odreivanja komponenata hidroloke bilance vode u
tlu, na izloenom primjeru, vjerodostojna za najozbiljnija
hidrogeoloka razmatranja. Prema svemu naprijed navedenom, logino
slijedi teza da maksimalnim izdanostima izvora odgovaraju i
maksimalni piezometarski nivoi vode u tlu, i obratno, minimalnim
izdanostima izvora odgovaraju i minimalni piezometarski nivoi vode
u tlu. Obzirom da za vrijeme mjerenja izdanosti izvora na junom
poboju 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. Uinjeno je to usporeujui kolebanja piezometarskih nivoa
vode u tlu s mjerodavnim komponentama hidroloke bilance. Sva tri
primjera pokazala su odrivost postavljene tvrdnje. Pod utjecajem
gravitacije slobodna freatska voda u podzemlju kree se s vie razine
na niu kad postoji razlika u visini vodnog lica izmeu dviju toaka i
mogunost teenja s obzirom na veliinu pora i/ili pukotina. Njezin
tok moe biti laminaran i odvija se kroz pore i pukotine malih
dimenzija, te turbulentan - kad voda tee kroz vee kanale. U
specifinim sluajevima slobodna voda moe imati prijelazni reim toka
- sadri elemente laminarnog i turbulentnog toka.
35
Ako se u podzemlju izmjenjuju vodopropusne i vodonepropusne
stijene, voda se moe u vodopropusnom sloju nalaziti pod odreenim
tlakom koji je kroz pukotinu ili izvedenu buotinu moe izbaciti na
povrinu. Tada govorimo uklijetenoj podzemnoj vodi ili o artekoj
vodi. Ako je tlak nedovoljan da vodu izbaci na povrinu, ali podigne
njezinu razinu u pukotini ili buotini iznad razine u kojoj ona
egzistira, govorimo o subartekoj vodi. 4.1.2.4. Voda u kru Nazivom
kr (engl. karst, slov. kras, tal. carso, njem. karst) obuhvaena je
cjelovitost specifinih geomorfolokih, hidrogeolokih i hidrolokih
znaajki terena izgraenih preteito od vapnenca i dolomita, te
(podreeno) gipsa, soli i drugih stijena koje su podlone otapanju
pod utjecajem vode. Podzemna voda u kru, za koji je karakteristina
sekundarna (pukotinska) poroznost, moe se pojaviti kao
koncentrirani vodni tok, kao podzemna voda sa slobodnim vodnim
licem ili bez njega te kao arteka krka voda (kad se krki vodonosni
kolektor nalazi izmeu nepropusnih slojeva). U kru su podzemne vodne
komunikacije brojnije i bolje razvijene od povrinskih. Voda u
podzemlju kra tee razvijenim pukotinskim sustavima, pri emu
postojee pukotine modelira i iri. Postupno proirenje pukotina
nastaje zbog otapanja karbonatnih stijena, koje moe biti veoma
intenzivno ako voda sadri ugljik-dioksid i kiseline. 36
Raspored i dinamika podzemnih voda u kru ovise, dakle o
sustavima pukotina i njihovim znaajkama. S obzirom na specifinost u
hidrogeolokom i hidrolokom smislu, istraivanje voda u kru
predstavlja izniman problem koji se multiplicira nemogunou
shematiziranja, jer su i na relativno bliskim lokacijama odnosi
esto posve razliiti. Brojna istraivanja podzemnih voda u kru
rezultirala su spoznajama o postojanju vie hidrodinamikih zona. To
su: prozrana zona, u kojoj voda tee pod utjecajem gravitacije
nepravilnim, preteito vertikalnim pukotinama, prijelazna zona, kod
koje pri niskom vodostaju u podzemlju voda tee kao u prozranoj
zoni, a njegovim povienjem tee preteito lateralno, takoer pod
utjecajem gravitacije, zona lateralne i stalne silazne cirkulacije,
u kojoj voda tee pod utjecajem gravitacije, zona sifonalne stalne
cirkulacije, gdje voda silazno tee u podruju podzemne razvodnice i
uzlazno (pod utjecajem hidrostatskog tlaka) u podruju izlijevanja
na povrini, zona usporene dubinske cirkulacije, u kojoj postoji
hidrostatski tlak, a voda tee polako.
U okrenim podrujima nastale su erozijskim i korozijskim radom
povrinskih i podzemnih voda brojne specifine mortfoloke pojave:
krape, ponikve (vrtae ili doci), jame, ponori, pilje ili peine,
uvale i krka polja. Idealizirani prikaz procesa okravanja i naina
punjenja vodonosnika u kru dat je na prethodnoj slici (Tiljar,
2001). 37
krape su uska ljebasta udubljenja na povrini vapnenakih stijena.
Nastale su korozivnim radom vode, a u ukupnom oblikovanju kra
nemaju veu vanost. lako ih nalazimo i u drugim terenima (zbog ega
ih neki autori ne smatraju tipinim krkim morfolokim pojavama), u
kru su one mnogobrojne i lijepo razvijene, a zastupljene su i na
povrsini i u podzemlju.
Ponikve (vrtae, doci) su Ijevkasta, okruglasta ili duguljasta
udubljenja nastala otapanjem i erodiranjem vapnenaca i dolomita u
tektonikom razlomljenim podrujima (zbog ega se esto nalaze u
nizovima ili u skupinama), odnosno uruavanjem podzemnih praznih
prostora. Njihovo je dno ue od povrinskog dijela i najese je
zaravnjeno obradivom zemljom crvenicom. 38
Jame su preteito vertikalne udubine ili pukotine manjeg
promjera, koje samo ponekad seu do razine podzemne vode. Nastale su
erozijskim i korozijskim radom vode du sustava preteito vertikalnih
pukotina. Ponori su pukotine ili udubine koje povrinski dio terena
u kru povezuju s podzemnim vodnim tokovima. Nastali su erozijskim i
korozijskim radom vode du dubokih pukotina. pilje (peine) su
podzemni prostori razliitih oblika i dimenzija, s vodom ili bez
nje, odnosno sa sigama ili bez njih, a nastale su korozijskim i
erozijskim radom vode u razlomljenom vapnenakom podzemlju. Vei
piljski oblici imaju vie razliito nagnutih kanala, hodnika i
dvorana koji mijenjaju poloaj i dimenzije ponekad i u razliitim
razinama. Voda u piljama tee kanalima, pod utjecajem gravitacije i
kroz sifone, pod tlakom. Takvi podzemni tokovi mogu biti stalni i
povremeni. U suhim piljama voda se s povrine cijedi kroz sitne
pukotine, vlai zidove i sudjeluje u nastanku piljskog nakita, a moe
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 piljama promjenljiva s obzirom na dubinu, koliinu
vode, godinje doba i vezu s povrinom. U pravilu, temperatura je u
pilji ljeti nia od prosjene dnevne temperature, a zimi via.
Izluivanjem kalcij karbonata u piljama nastaju razliiti oblici
piljskog nakita, meu 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 pilje kod nas su Vranjaa u Kotlencima blizu
Splita i pilje ispod podruja Ogulina (koje su turistika atrakcija),
te Vindija u Hrvatskom zagorju, Veternica kod Zagreba i Cerovake
peine kraj Graaca (vane kao nalazita ostataka prahistorijskih
ljudi). Uvale su manje zatvorene duguljaste depresije, nastale
mehanikim i korozijskim radom vode u razlomljenim podrujima
"uzdunim" spajanjem ponikava. Duge su do nekoliko kilometara, a
irine puno manje. Njihovo dno je najee neravno, a obino nemaju ni
povrinske tokove. Krka polja su najvee i najvanije morfoloke pojave
u kru. To su duboke zatvorene depresije kojih duljina iznosi i vie
desetaka kilometara, dok im je irina puno manja. Pruanje dulje osi
krkih polja u dinarskom kru preteno ima pravac sjeverozapad
jugoistok. Dno je u veini sluajeva zaravnjeno mlaim jezerskim i
aluvijalnim sedimentima razliite debljine. Pokrivene vapnenake
naslage ne moraju biti zaravnjene, za to je dobar primjer Buko
blato (dokazano istraivakim radovima za potrebe ostvarenja
akumulacije). Ima, takoer i krkih polja koja nisu posve prekrivena
mlaim jezerskim i aluvijalnim naslagama, pa je na njihovoj povrini
vidljivo neravno dno izgraeno od vapnenakih stijena. U mnogim se
krkim poljima nalaze breuljci, tzv. humci, koji su neerodirani
ostaci vapnenakih naslaga. Kroz veinu krkih polja teku vei ili
manji, stalni i povremeni vodotoci to izviru na jednoj, a kroz
ponore se gube na drugoj strani polja. Mnoga su krka polja
povremeno poplavljena (proljee i jesen), kad kapacitet ponora nije
dovoljan za otjecanje svih voda koje dotjeu povrinskim stalnim ili
povremenim vodotocima te podzemnim tokovima i oborinama.
Istraivanjima je dokazano da je postanak krkih polja predisponiran
tektonikom, nakonega je slijedilo oblikovanje korozivnim i
erozivnim radom vode. Morfoloke pojave u kru kod nas su najbolje i
najpotpunije razvijene u vapnencima Dinarida. Krka podruja
zauzimaju oko 50 % povrine nae zemlje, a u Europi slinih podruja
ima u Grkoj (Helenidi), Italiji (Apenini), panjolskoj (Pirineji i
Betijski kordiljeri), u podruju Alpa, Karpato-Balkanida, na Krimu i
Kavkazu. 39
4.1.2.5. Voda u priobalju i na otocima U priobalnom podruju i na
otocima, uz uvjet postojanja vodopropusnih naslaga, slatka voda
dolazi u kontakt s morskom. Prirodu tog kontakta prouili su i
interpretirali u terenima s meuzrnskom poroznou W. B. Ghybcn 1888.
i A. Herzbcrg 1901. Uoili su da je granicno podruje izmeu slatke i
morske vode u takvim terenima pravilno i da ovisi samo o visini
vodnog lica i razlici u gustoi tekuina. Iz matematikog izraza
(nazvanog Ghybcn -Herzbergov zakon), moe se za idealne uvjete
dobiti podatak da se na svaki metar nadvienja slatke vode iznad
razine mora, nalazi ispod razine mora lea slatke vode do dubine
priblino 40 m, to e u mnogome ovisiti o gustoi morske vode. U
Mediteranu je taj odnos izmeu 1:35 i 1:38 (Margeta, 1992). Na naim
otocima i u priobalju, gdje teren izgrauju preteito karbonatne
okrene stijene i fline naslage s pukotinskom i kavernoznom
poroznou, razliite i esto na malim udaljenostima promjenljive
propusnosti, Ghyben - Herzbergov zakon ne daje pouzdane
podatke.
Iako se kod nas u praksi rabi priblian izraz hs 40 hf, taj se
odnos moe definirati precizno slijedeim izrazom:
hs = f / (s f )* hfPri tome je: hs dubina slatke vode od kote
mora do kontakta slatke i slane vode (engl. interface) f - gustoa
slatke vode; hf visina razine slatke podzemne vode iznad kote mora;
s - gustoa slane vode.
40
lzvori ili vrela Ako podzemna voda izae na povrinu, mjesto
njezinog izlaenja nazivamo izvorom ili vrelom. Ona e izai na
povrinu samo ako za to postoje geoloke i morfoloke predispozicije.
Odnosno, pojavljivanja podzemne vode na povrini ovisit e o kontaktu
propusnih i nepropusnih naslaga, pukotinama povezanim s povrinom
terena, prostiranju sabirnog podruja, 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 povrinu izlazi pod tjecajem hidrostatskg tlaka. Postoji
vie podtipova silaznih i uzlaznih izvora. Preljevni izvori su oni
kod kojih se voda prelijeva preko neke nepropusne podloge. Budui da
im je vodno lice nagnuto prema izvoru, to su podtipovi silaznih
izvora. U izuzetnim prilikama pojavljivanje nekoga uzlaznog vrela
moe ovisiti i o plinovima i parama. Uzmimo kao primjer vodenu paru
i plinove to izlaze iz magmatskih intruzivnih tijela u litosferi.
Oni prodiru prema povrini i mijeaju se s podzemnom vodom koju
ugrijavaju. Ugrijana voda tei prema povrini, ali zbog nejednolikog
rasporeda upljina njezino kretanje nailazi na zapreke (uska grla).
Zbog toga se donji sloj vode jae ugrije, ak i do vrelita, te
prelazi u paru koja ima vei obujam od vode. Tako se tlak odozdo
pojaava i periodiki dolazi do izbacivanja vrueg vodoskoka. To
izaziva smanjenje tlaka i prestanak izbacivanja sve dok nova
koliina vode ne prijee u paru. Ovu pojavu nazivamo gejzir (v.
sliku). 41
Ako neko vrelo izbija na morskom dnu, ispod razine morske vode
nazivamo ga vrulja. Takvih vrela ima mnogo uz nau jadransku obalu,
a najpoznatija je Vrulja izmeu Omia i Makarske. Ima krkih vrela
koja su u vezi s nekim podzemnim vodotokom pa izbacuju vodu samo za
vrijeme jakih oborina, i to samo onaj suviak vode koji ne moe
protei podzemljem. Meutim, za vrijeme nieg vodostaja ti otvori,
koje nazivamo estavele, mog primati vodu s povrine jednako kao i
svaki pravi ponor. Estavele nalazimo u naim krkim poljima u veem
broju (v. sliku). Ponekad i vrulje mogu funkcionirati kao estavele.
Postoje i izvori mineralnih voda, kod kojih je sadraj otopljenih
tvari vei od 1000 mg/l. Poznatiji izvori mineralnih voda kod nas
nalaze se u Jamnici i Lipiku. Prema balneolokoj klasifikaciji
termalnim izvorima nazivaju se oni ija je temperaura vode na samom
izvoru via od 20C. Do povienja temperature vode u podzemlju dolazi
kad se ona na svom putu spusti do veih dubina s viim temperaturama.
Termalne vode najee nastaju infiltracijom meteorske vode, ali
postoje i one juvenilnog podrijetla. Takve vode su najee
mineralizirane, pa se zbog Ijekovitih svojstava koriste u
zdravstvene svrhe. Termalni izvori najee se nalaze u podrujima
aktivnih i ugaenih vulkana, te uz duboke rasjede. Poznatiji
termalni izvori kod nas, koji se koriste u zdravstvene svrhe, jesu
Varadinske toplice, Krapinske toplice, Stubike toplice, Lipike
toplice i Splitske toplice. 42
S obzirom na iznimnu vanost izvora za opskrbu pitkom vodom
naselja i industrije, te u zdravstvene i druge svrhe, prijeko je
potrebna njihova zatita od oneiivanja, iji uzronici mogu biti
anorganskog i organskog podrijetla. Zakonska regulativa titi
izvorska podruja (i crpilita), ali osnova zatite treba imati prije
svega preventivan karakter: pravodobno utvrivanje moguih oneiivaa
(v. sliku) i njihovo eliminiranje prije nego se negativno odraze na
izvor (ili crpilite) - bilo u pogledu istoe vode ili njezine
izdanosti.
Neki od brojnih potencijalnih izvora zagaenja (kontaminacije)
slobodnog vodonosnika (iz Chernicoff & Whitney, 2007). 43
4.1.2.6. Oceani i mora U oceane i mora, koji ine 71% ukupne
Zemljine povrine, ulijeva se najvei dio povrinskih tekuih voda,
koje sobom s kopna nose ogromne koliine otopljenih i neotopljenih
mineralnih tvari. Zato su morski prostori veoma vani za postanak
novih sedimenata. Rauna se da je tijekom duge geoloke prolosti
Zemlje oko 90% svih sedimentnih tvorevina nastalo u tim podrujima.
Morska voda sadri prosjeno oko 33 otopljenih soli, to varira ovisno
o klimatskim i lokalnim prilikama. Openito se moe rei da hladna
mora, za razliku od toplih, imaju manju koliinu otopljenih soli.
Temperatura morske vode ovisi o klimatskom pojasu. Temperatura
polarnih mora iznosi izmeu 00C i 40C, a onih u ekvatorijalnom
pojasu od 20C do 27C. Dinamika mora i oceana uvjetovana je odnosima
u Sunevu 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 privlane sile Mjeseca i rotacije Zemlje. Variraju s
Mjeseevim fazama jer nastaju kao posljedica Mjeseeve privlane sile.
Mjesec jae privlai jedinice mase na povrini nego u unutranjosti.
Zbog toga se Zemljin vodeni pokriva na strani prema Mjesecu jae
izboi nego litosfera ispod njega. Na suprotnoj strani Zemlje
privlana Mjeseeva 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 neto vie od 24 sata, jer se
Mjesec u svojem kruenju pribliuje istono, pa za to vrijeme nastaju
dvije plime i oseke, ali ima i dana sa samo jednom plimom i osekom.
Tijekom plime i oseke pokreu se ogromne mase vode. Sunce isto utjee
na plimu i oseku, ali ti su utjecaji mnogo manji zbog daljine.
Morske struje nastaju djelovanjem vjetra, plime, oseke i razliite
gustoe morske vode uzrokovane nejednakom temperaturom i
koncentracijom. Najpoznatija je Golfska struja, koja pokree ak 30
puta veu masu vode nego sve tekuice zajedno. Morske struje veoma
erodiraju dno i djeluju na proces postanka sedimenata u morskim
podrujima. 44
U nastavku se, radi preglednosti, daje tablini prikaz, s
klasinim tipom klasifikacije okolia taloenja (iz Tiljar, 2001), u
kojemu su sadrani i okolii o kojima e biti rijei u nastavku
izlaganja. Valovi nastaju zbog utjecaja vjetra, odnosno zranog
strujanja iznad morske povrine. 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 pojaava njihovo destruktivno
djelovanje u obalnom podruju. Ovisno o dubini mora i obliku morskog
dna, uvjetima ivota, dinamici i sedimentaciji razlikuje se nekoliko
morskih podruja. obalno podruje ili litoral plitkomorsko podruje,
neritik ili elf (kontinentski prag) batijalno podruje (kontinentska
padina ili slaz) abisalno podruje (oceanska ravnica) hadal
(iz Herak, 1990)
Uobiajeno nazivlje oceanografske klasifikacije marinskih okolia
taloenja prikazano je u tablici (iz Tiljar, 2001)u nastavku
izlaganja. Vezano uz to, zgodno je ovdje objasniti pojam
litofacijesa, kakvim se najee shvaa. To je facijes (okoli) u kojemu
se najvaniji kriteriji izdvajanja naslaga temelje na litolokim,
sedimentacijskim, fizikalnim i kemijskim znaajkama stijena.
Slijedimo sada klasifikaciju, koju je prikazao Herak (1990).
Podruje otvorenog mora s dubinama veim od 200 m naziva se
pelagijal, a dubokomorski sedimenti u kojima nalazimo ostatke
organizama otvorenog mora i veih dubina, pelagikim sedimentima.
45
Obalno podruje ili litoral je zona plime i oseke, a najee ga
karakteriziraju: strme obale blage (zaravnjene) obale delte estuari
limani lagune. U podrucju strmih obala posebno je izraena
razaralaka djelatnost valova ili abrazija. Razoreni materijal
valovi sortiraju po masi i veliini fragmenata i estica i taloe u
moru zajedno s materijalom koji je s kopna transportiran u obalno
podruje.
Blage, zaravnjene obale (plimske ravnice) jesu podruja
akumuliranja materijala to ga donose valovi. Delte su lepezasti
oblici rijenih ua nastalih brzom akumulacijom materijala
transportiranog s kopna (progradacija kopna u more). Zbog brzog
nagomilavanja materijala nagib ua se smanjio te je rijeka u
aluvijalnom nanosu usjekla vie kraih tokova koji meandriraju.
Estuari su potopljene rijene doline otvorene prema moru
(uvlaenje mora u kopno). U njima se uglavnom taloe sitnozrnasti
pijesci. Evolucijom (geolokom), estauri postupno prelaze u delte.
Lagune su manja zatvorena podruja ispunjena morskom vodom,
povremeno potpuno odvojena od mora. U njima se mogu taloiti
razliite soli, ako se koncentracija povea zbog jae izraenog
isparavanja. S obzirom na slabo izraenu dinamiku mora, tu se
malokad nalaze ljunci i krupnozrnasti pijesci. 46
Limani su zatvorene potopljene rijene doline. Od direktnog
utjecaja mora odvojene su podmorskim barijerama i u njima se taloi
preteito sitnozrnasti materijal. Plitkomorsko podruje, neritik ili
elf (kontinentski prag) see do 200 m, odnosno 400 m dubine, s veoma
razvedenim reljefom morskog dna i raznolikim sedimentima iji
postanak ovisi o dubini, klimi, salinitetu, dinamici, istoci mora i
dr. U pliim dijelovima nastaju ljunkovite i pjeskovite naslage. U
neritiku polarnih mora taloi se materijal koji donose ledenjaci, a
u toplim morima posredstvom koralja, crvenih vapnenakih algi i
drugih biolokih zajednica nastaju vapnenaki grebeni. Ipak,
najvaniji sedimenti neritika jesu biogeni i kemogeni vapnenci.
Batijalno podruje (kontinentska padina ili slaz) see od 200 m
(400m) do 2000 m (3000 m) dubine. Na sedimentaciju u tom podruju
djeluju morske struje u povrinskom dijelu i mutne (turbidine)
struje pri dnu. Povrinske struje nose sitne lebdee organizme
(plankton) i fine neotopljene glinene i vapnenake estice. Turbidine
struje nose klastini materijal. Iz mutnog toka u pokretu se
najprije taloe najkrupnije estice, zatim sve sitnije, sto rezultira
sortiranou zrna horizontalno, odnosno u smjeru toka mutne struje.
Vaniji sedimenti batijala su pijesci i ljunci, laporoviti i
glinoviti sedimenti, muljevi razliitih boja i euksinski sedimenti,
nazvani po crnom moru - Pontus Euxinus. (U mirnim dubokomorskim
uvjetima bez kisika i svjetlosti taloe se najfinije klastine estice
s brojnim ostacima planktonskih i drugih sitnih organizama. Zbog
nedostatka kisika ne dolazi do potpunog raspadanja organskih
ostataka, ve se djelovanjem anaerobnih bakterija taloi organski
mulj, tzv. sapropel.) Abisalno podruje (oceanska ravnica) see u
dubinu preko 2000 m, odnosno 3000 m. Organski ivot u tim dubinama
je rijetkost. Sedimenti nastaju uglavnom od veoma finoga klastinog
materijala, donesenog morskim strujama i vjetrovima, te od skeleta
uginulih planktonskih organizama. U ovom podruju taloe se preteito
karbonatni i silicijski sedimenti. Vaniji karbonatni sedimenti
abisala jesu globigerinski i pteropodni mulj (nazvani po
organizmima od ijih su ostataka nastali). Silicijski abisalni
sedimenti su radiolarijski i dijatomejski mulj, takoer nazvani po
ostacima organizama. Openito se moe rei da od svih navedenih
marinskih podruja u abisalu nastaje manja koliina novih sedimenata.
Morska se razina u geolokoj prolosti Zemlje mijenjala preteito zbog
klimatskih promjena, to se naziva eustatikim pokretima ili
eustazijom. Pokrete izazvane zaleivanjem i odleivanjem velikih masa
vode na kopnu i u moru nazivamo glacioeustazijom. No, do mijenjanja
morske razine dolazilo je i zbog sputanja i izdizanja kopna i
oceanskih podruja uzrokovanih endodinamskim silama, a takoer i zbog
promjena u izostatskoj ravnotei nastalih odtereivanjem jednog
dijela kopna zbog erozije i optereivanjem drugog.
47
Pojave kolebanja morske razine prisutna su i danas. Posljedice
povienja morske razine tijekom povijesnog razdoblja vidljive su iz
brojnih nalazita ljudske kulture koja su u dananjim uvjetima pod
morem. Dananje pokrete kolebanja morske razine moemo pratiti i
precizno mjeriti. Postoje dokazi da je tijekom geoloke prolosti
dolazilo u vie navrata do sputanja i izdizanja kopna, odnosno
izdizanja i sputanja morske razine zbog eustazije, to je
rezultiralo ciklikom sedimentacijom. Epikontinentalna mora
poplavljivala su velike dijelove kopna u geolokoj prolosti. Pojava
poplavljivanja kopna naziva se transgresijom, a pojava povlaenja
mora s kopna, regresijom. Dokazi o izmjenjivanju transgresija i
regresija tijekom geoloke prolosti nalaze se u sedimentima
litosfere. Transgresija se moe prepoznati po tome to sedimentna
serija esto poinje krupnoklastinim materijalom, konglomeratima i
(rjee) breama, kao produktom razaranja strmih obala. Meutim, ako se
sputanje kopna zbilo brzo, krupnoklastini sedimenti mogu izostati.
Transgresivna serija sedimenata nalazi se na starijim A naslagama
nastalim u moru ili na kopnu, koje mogu biti vie ili manje
poremeene, a uz to su u kopnenim uvjetima bile podvrgnute procesima
troenja. Osim toga, mlai slojevi transgresivne serije uvijek imaju
veu rasprostranjenost od starijih. Kod regresije mlai slojevi
uvijek imaju manju rasprostranjenost od starijih, a taloe se
preteito klastini i kemijski sedimenti. Regresiju moe
karakterizirati nepostojanje marinskih sedimenata u odreenom
podruju tijekom nekog geolokog razdoblja. Na nju takoer mogu
upuivati i eventualne interkalacije kontinentalnih sedimenata u
marinskim, te pojava kontinentalnih sedimenata taloenih na
marinskim, ali te znaajke ne moraju uvijek biti zastupljene.
Vremensko razdoblje u kojem su kopnene mase ispod mora naziva se
inundacijom. Ako kroz to vrijeme nema izrazitih poremeaja
litosfere, taloit e se silnoklastini materijal i vapnenaki
sedimenti. Razdoblje u kojem je odreeno podruje iznad morske razine
naziva se emerzijom. Ta faza je karakterizirana razarenjem i
troenjem stijena pod utjecajem egzodinamskih faktora. 48
4.1.2.7. Jezera Relativno male zatvorene depresije na kopnu,
stalno ili povremeno ispunjene stajaom vodom, nazivamo jezerima.
Nastaju na vie naina, a najee pregraivanjem rijene doline sedrom
ili materijalom nastalim mehanikim troenjem, ispunjavanjem vodom
depresija nastalih tektonskim poremeajima, radom ledenjaka i
korozijskim i erozijskim radom vode u kru, te u kraterima ugaslih
vulkana (onda ih zovemo kaldere). U geolokom smislu jezera su
kratkotrajne pojave na povrini kopna. Vodu mogu primati od rijeka i
potoka, izvora i oborina, a gube je isparavanjem, te podzemnim i
povrinskim otjecanjem. Sa stajalista sedimentacije osnovnu ulogu
imaju valovi, struje i vertikalna cirkulacija vode te kemijska
svojstva vode, oblik i dimenzije depresije, koliina organizama i
materijala koje donose tekuice. Vaniji sedimenti jezera jesu:
klastini sedimenti, nastali razaranjem obala i nakupljanjem
materijala prenesenog rijekama i potocima (ljunci, pijesci, gline i
lapori); organogeni sedimenti (jezerska kreda, bituminozni lapori,
dijatomejska zemlja, sapropel i dr.) i kemijski sedimenti,
znakoviti za slana jezera u podrujima intenzivnog isparavanja
(razliite karbonatne, sulfatne i kloridne soli). 4.1.3. Snijeg i
led
Djelovanje snijega i leda je najizrazitije u podrujima gdje
godinje padne makar toliko snijega koliko ga se i otopi. Danas je
tzv. vjenim snijegom i ledom pokriveno oko 10% kopnene povrine.
Snjena granica nije otro ni jednoznano odreena jer ovisi o
geografskom poloaju odreenog podruja. Vee mase snijega, nakupljene
u strmim podrujima, mogu se pokrenuti u obliku lavina. U niim
podrujima snijeg se otopi, ili njegovim nakupljanjem nastane
zrnasti led s mjehuriima zraka - firn. Utjecajem vlage i tlaka,
firn prelazi u gustu ledenu masu koja se sporo kree prema niim
podrujima. Takvu pokretnu ledenu masu, najee jeziastog oblika,
nazivamo ledenjakom. Mase ledenjaka na povrini i u sreditu se bre
kreu nego one na rubu i dnu, posljedica ega je pojava rubnih,
poprenih i uzdunih pukotina. Tipian izgled ledenjaka (Herak, 1990)
prikazan je na slici, u nastavku izlaganja. Rubne pukotine rezultat
su sporijeg kretanja rubnih dijelova ledenjaka i otpora na
bokovima. Poprene pukotine nastaju kad ledenjak prolazi kaskadnim
terenom, a uzdune prilikom izlaska ledenjaka iz ue u iru dolinu.
Ledenjaci razaraju stijene i produbljuju podlogu po kojoj se
pokreu, pri emu odnose rastroeni i razlomljeni materijal, razliit
po sastavu, obliku i krupnoi fragmenata. Takav materijal naziva se
morenama, a ovisno o njihovu poloaju u ledenjaku razlikuju se
povrinske, unutarnje, podinske, bone, sredinje i elne morene.
Podinske morene potpomau produbljavanje i brazdanje terena kojim
ledenjak klizi, to se naziva glacijalnom erozijom ili eksaracijom.
U podinskim morenama fragmenti esto imaju izbrazdane plohe, koje su
nastale struganjem po podlozi. 49
Kad se ledenjak spusti ispod granice vjenog snijega i leda otapa
se, a morenskimaterijal pritom moe ostati na mjestu gdje je odloen,
a moe biti krae ili dulje prenesen vodom nastalom otapanjem
ledenjaka i taloen kao glaciofluvijaini sediment. Nevezani
nesortirani morenski materijal naziva se til, a poluvezani tilit.
4.1.4. Vjetar
Geoloka aktivnost vjetra neposredno se manifestira u obliku
razaranja stijena, prijenosa estica i njihovog taloenja. Posredno,
vjetar djeluje na raspored vlage u zraku i raspored oborina, a
prenosei dio svoje energije na valove, djeluje na intenzitet
razaranja morskih i jezerskih obala. Uloga vjetra jae je izraena u
podrujima bez vegetacije, prije svega u pustinjama, zatim u
podrujima gdje ledenjaci odlau morenski matenjal (periglacijalna
podruja) i na pjeanim obalama. U pustinjskim podrujima bez
vegetacije, s velikim temperaturnim razlikama dan-no i intenzivnom
insolacijom, stijene se brzo troe i raspadaju, a sitne estice
pijeska i praha odnosi vjetar esto na velike udaljenosti. Aktivnost
vjetra, manifestirana odnoenjem sitnih estica, a time ogoljavanjem
i sniavanjem tla, naziva se deflacijom. Vee fragmente vjetar
kotrlja, tako da oni struu, glaaju i produbljuju, odnosno erodiraju
tlo. Takva aktivnost vjetra naziva se eolskom erozijom ili
korazijom. U pustinjskim podrujima s mnogo pijeska vjetar esto
formira i pokree nizove pjeanih humaka, koje nazivamo dine ili
sipine. Oblik sipina ovisi o smjeru vjetra, a odlikuju se valovitom
povrinom okomitom na njegov smjer. Sipine srpastog oblika nazivaju
se barhanama. U periglacijalnim podrujima s oskudnom vegetacijom
ili bez nje ima dosta sitnih estica koje jaki vjetrovi odnose prema
toplijim podrujima u kojima ih taloe. 50
Na pjeanim obalama se (slino kao i u pustinjama) djelovanje
vjetra manifestiraodnoenjem sitnih estica, oblikovanjem obalnih
sipina i eolskom erozijom. Djelovanjem vjetra nastali su eolski
sedimenti, karakteristini dobrom sortiranou zrna. Meu njima,
najpoznatiji i najrasprostranjeniji je prapor ili les. Ti su
sedimenti razliitog mineralnog sastava, a preteito su izgraeni od
kvarca, feldspata, kalcita i drugih otpornih minerala, veinom dobro
zaobljenih zrna. 4.1.5. Organizmi
Aktivno djelovanje biljaka i ivotinja (koje je u ivotu ovjeka
gotovo neprimjetno) manifestiralo se tijekom dugoga vremenskog
razdoblja vanim efektima u razaralakom i graditeljskom smislu. Neke
ivotinje ruju tlo i ine ga rahlim, to vodi olakava odnoenje
materijala i ogoljavanje terena. U obalnom podruju koljke i drugi
ivotinjski organizmi mehaniki i kemijski razaraju i otapaju stijene
a pri truljenju vodi daju komponente koje poveavaju njezinu
sposobnost otapanja, ime indirektno utjeu na troenje stijena.
Daleko je vanija graditeljska aktivnost organizma. Mnoge
ivotinje iz vode uzimaju kalcij-karbonat i druge minerale kojima
grade svoje skelete, ljuturice i kuice. Nakon uginua,
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 vanu ulogu imaju
neke mahovine i vapnenake 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 ega otopina
postaje prezasiena i iz nje se izluuje kalcij-karbonat. Velike mase
biogenih sedimenata, nastalih u plitkom moru, dokazuju vanu ulogu
organizma u izgradnji litosfere. 51