Proces a forma

Ústředním tématem geomorfologie je zkoumání interakcí mezi geomorfologickými procesy a formami reliéfu. Procesy utvářejí georeliéf a naopak georeliéf ovlivňuje geomorfologické procesy. Podívejme se na řeku v horách. Velký sklon říčního koryta (forma) jí dává velkou energii. Řeka tak má poměrně velkou schopnost eroze a transportu materiálu (procesy). V místě zaústění toku do nížin sklon koryta klesá (změna formy) a erozní a transportní schopnost řeky se také snižuje, což způsobuje naopak akumulaci materiálu v předpolí (procesy).

Z forem reliéfu můžeme vyčíst celou řadu informací o procesech, které je utvářely nebo utvářejí. Například z tvaru písečných dun lze zjistit jakého směru vanou převládající větry; charakter říčního koryta nám může napovědět o hydrologickém režimu řeky, kolik a jaké sedimenty unáší a podobně.

Mnohé formy reliéfu jsou reliktem geomorfologických procesů dob minulých. Díky nim tak můžeme studovat historii a vývoj krajiny. Příkladem mohou být ledovcová údolí, kary a morény ve Vysokých Tatrách – důkaz přítomnosti ledovců v pleistocénu.

Z výše uvedeného je tedy zřejmé, že pro správně čtení zemského reliéfu je nezbytné chápat vazby mezi geomorfologickými procesy a tvary. Nesmíme ale zapomenout i na vazby s dalšími složkami krajiny (viz úvod)

Endogenní a exogenní procesy

Jak již bylo zmíněno, reliéf se vyvíjí působením geomorfologických procesů. Tyto procesy dělíme do dvou základních skupin, a to na endogenní a exogenní. Endogenní procesy mají svůj původ v zemském nitru. Jejich hlavní zdroj energie je rozpad radioaktivních prvků v zemském jádře. Projev endogenních procesů je například vulkanismus, zemětřesení, pohyby litosférických desek. Naopak exogenní procesy mají svůj zdroj energie ve Slunci. Uplatňuje se u nich ale i gravitace, zemská rotace a slapové jevy.

Ve své základní podstatě je georeliéf výsledkem protichůdných působení endogenních a exogenních procesů. Obecně můžeme říct, že endogenní procesy hlavně budují reliéf do výšky (Obr. 1). Jejich působením vznikají pohoří, sopky ale i drobnější tvary jako jsou zlomové stupně. Zvyšují tak vertikální členitost reliéfu. Vyčleňují se tři hlavní skupiny endogenních procesů. Magmatické procesy zahrnují přesuny roztavených hornin (magmatu) k zemskému povrchu. Orogeneze označuje vznik rozsáhlých pásemných pohoří. Epeirogeneze je výzdvih velkých území bez zjevného vrásnění či rozlámání hornin.

Exogenní procesy naopak snižují a zarovnávají zemský reliéf (Obr. 1). Souhrnně se tomuto procesu zarovnávání říká denudace. Denudace zahrnuje jak odnos pevných částic, což je nazýváno jako eroze, tak i rozpuštěných látek (chemická denudace). Samozřejmě i exogenní procesy mohou lokalizovaně zvyšovat zemský reliéf. Představte si třeba pohybující se písečné duny; ledovec unášející velké mnoožství materiálu, které ukládá v podobě valů – morén.

Měřítko

Prostorové měřítko

Georeliéf lze studovat v různém prostorovém měřítku. V planetárním či kontinentálním měřítku studujeme například celé orogény (např. Andy, Himaláje), rychlost jejich výzdvihu, intenzitu denudačních procesů a vliv klimatu na ně. Při bližším pohledu se dostáváme na regionální (makro) měřítko. Jedná se zpravidla o území s jednotnou geologickou stavbou. Dalším přiblížením se již zaměřujeme na dílčí formy reliéfu. Studujeme malá povodí, jednotlivé meandry, písečné duny. Ve větším detailu (mikro měřítko) pak studujeme drobné tvary reliéfu – štěrkové lavice, zlomový sráz vzniklý jedním zemětřesením, mělké sesuvy. Lze se ale přiblížit ještě více. V největším detailu pak můžeme studovat mikroreliéf např. skalních stěn (příkladem drobných tvarů jsou voštiny¹.

Je třeba mít na paměti, že pro každou úroveň prostorového měřítka se uplatňují odlišné metody výzkumu. Při studiu velkých území využijeme např. dálkový průzkum Země, práci v geografických informačních systémech. Při mikro měřítku se bude výzkum odehrávat ve větší míře na daném místě v terénu. Budeme např. zkoumat odkryvy a odebírat vzorky sedimentů, které následně zpracujeme v laboratoři za účelem zjištění jejich zrnitosti, obsahu organické hmoty.

Časové měřítko

Vývoj zemského reliéfu můžeme sledovat v různém časovém měřítku. Některé změny se odehrávají během sekund, jiné zase trvají milióny let. Zlomový sráz může vzniknout během okamžiku při zemětřesení. Může ale trvat stovky i tisíce let, než jej eroze zcela zahladí. Rychlost, jakou bude vzniklý stupeň zahlazen závisí na celé řadě faktorů. První faktor ovlivňující životnost tvaru je to, zda prostředí, ve kterém se nachází je charakteristické vysokou mírou eroze a akumulace nebo je to naopak relativně klidné prostředí. V prvním případě může být stupeň shlazen během několika málo desítek let. V druhém případě bude patrný v reliéfu i po několika staletích. Druhý faktor je odolnost materiálu, ze kterého je tvořen tvar vůči odnosu. Vodní tok v sedimentech bude snáz proměňovat své koryto, než kdyby tekl ve skalním korytě. Třetím faktorem je velikost tvaru. Obecně lze říct, že menší tvary vznikají a zanikají rychleji, než tvary velké.

Základní teoretická východiska

Zachování hmoty v krajině

Georeliéf je dynamickým systémem, skrz který dochází k přesunům hmoty. Hmota nikde nemizí, jen je přemisťována z jednoho místa na druhé. Když se sesune část svahu, dojde k přesunu hmoty z horní části svahu k jeho úpatí. V odlučné oblasti materiál chybí, v akumulační zóně naopak hmoty přibylo. Pro určitou část zemského povrchu za danou dobu platí:

kde $I$ je vstup hmoty (to co přibylo), $O$ jevýstup hmoty (to co z území ubylo) a $\delta S$ změna zásob hmoty v území.

Velikost a charakter změn zásob hmoty v určitém území určují jeho geomorfologickou podobu. Hory, které erodují rychleji než je rychlost tektonického výzdvihu, se postupně snižují. Dalším příkladem mohou být řeky. Pokud se do toku začne dostávat více materiálu, než je voda schopna unášet, začne se koryto postupně zaplňovat. ² (Bierman & Montgomery, 2014).

Zachování energie

Energii nelze vyrobit ani zničit, ale pouze přeměnit na jiný druh energie. Potenciální energie daná pozicí v reliéfu se může změnit na kinetickou energii. Když se na svahu uvolní kámen, začne se kutálet dolů. Jeho potenciální energie daná jeho pozicí na svahu se mění v kinetickou energii. Část kinetické energie se mění na teplo z důvodu tření.

Pohyb hmoty

Pohyb hmoty je od zdrojnice (source) materiálu k místu akumulace (sink). Většinou se jedná o jednosměrný tok z vyšších poloh do nižších. Materiál je unášen řekou z horních částí toku až do sedimentačních pánví (jezero, moře).

Rovnováha sil a prahy

Systém je udržován v dynamické rovnováze celou řadou zpětných vazeb. Narušením systému může dojít k takovému vychýlení, že se již není schopen vrátit zpět na stejnou trajektorii vývoje. Po dílčím období nestability dochází k nastolení nové dynamické rovnováhy a systém se vyvíjí po nové trajektorii.

Magnitudo a frekvence geomorfologických procesů

Jevy malého magnituda (rozsahu, intenzity) se dějí často. Mají vysokou frekvenci opakování. Příklad na kterém toto lze snadno demonstrovat jsou zemětřesení. Slabá zemětřesení (magnitudo 3 a méně) jsou četná (Obr. 2). Ročně se jich vyskytne $> 10^6$. Silná zemětřesení s magnitudem $\geq 7$ a více se vyskytují jen v počtu zhruba $20$ za rok. K těm nejsilnějším dochází jen jednou za několik let.

Události malého magnituda nemají zpravidla velký geomorfologický účinek. Naopak jevy velkého magnituda způsobují velké změny v reliéfu, postihují rozsáhlé oblasti apod. Opravdu silných zemětřesení se ročně vyskytne jen pár, ale mají dalekosáhlé důsledky jak pro společnost, tak pro georeliéf.³

Kontrolní a klíčové otázky, na které bychom měli znát odpověď

• Vysvětlete pojmy proces a forma. Jak spolu souvisí?
• V jakých měřítcích se můžeme zabývat georeliéfem?
• Jak se projevuje zákon o zachování hmoty v rámci georeliéfu?

Další klíčové pojmy k zapamatování

• proces
• forma
• endogenní
• exogenní
• denudace
• eroze
• magnitudo
• frekvence

Zdroje

1. Summerfield, M. A. (1999). Global Geomorphology: An Introduction to the Study of Landforms ([8.] repr). Addison Wesley Longman.
2. Bierman, P. R., & Montgomery, D. R. (2014). Key Concepts in Geomorphology. W.H. Freeman and Company Publishers : A Macmillan Higher Education Company.