velikost textu

Paleogeografická rekonstrukce kontinentálního zalednění Šluknovské pahorkatiny

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Paleogeografická rekonstrukce kontinentálního zalednění Šluknovské pahorkatiny
Název v angličtině:
Palaeogeographic reconstruction of the continental glaciation in the Šluknov hilly land
Typ:
Disertační práce
Autor:
doc. RNDr. Daniel Nývlt, Ph.D.
Školitel:
prof. RNDr. Jan Kalvoda, DrSc.
Oponenti:
RNDr. Vladimír Šibrava, DrSc.
RNDr. Tadeas Czudek, DrSc.
Id práce:
112585
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra fyzické geografie a geoekologie (31-330)
Program studia:
Geografie (P1301)
Obor studia:
Fyzická geografie (XFYZG)
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
17. 6. 2008
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Abstrakt:
UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA Katedra fyzické geografie a geoekologie Paleogeografická rekonstrukce kontinentálního zalednění Šluknovské pahorkatiny (souhrn) Palaeogeographic reconstruction of the continental glaciation in the Šluknov hilly land (summary) DANIEL NÝVLT Praha, 2008 Předložená doktorská disertační práce vznikla během autorova studia na Katedře fyzické ge- ografie a geoekologie Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy a při práci v České geolo- gické službě (do roku 2002 Českém geologickém ústavu) na projektu základního geologického mapování Šluknovského výběžku a na projektu Paleogeografická, paleoklimatologická a geo- chronologická rekonstrukce kontinentálního zalednění Česka. Autor práce: Mgr. Daniel Nývlt Česká geologická služba, pobočka Brno Leitnerova 22 658 69 Brno daniel.nyvlt@geology.cz Školitel: Prof. RNDr. Jan Kalvoda, DrSc. Konzultant: Doc. RNDr. Jiří Kovanda, CSc. Úvod a vymezení práce Během posledního půlstoletí byl nashromážděno velké množství nových dat, která přinesla základní údaje o zásahu kontinentálního ledovce do okrajových částí našeho území a následně upřesňovala znalosti o sedimentologických, geomorfologických, stratigrafických a paleogeografických aspektech zalednění těchto území (mj. Macoun et al. 1965, Šibrava 1967, Králík 1989, Macoun a Králík 1995, Nývlt 1998, 2003, Růžička 2004 a mnoho dalších). Díky dřívější izolovanosti od okolních zemí však zůstávají některé otázky stále nezodpovězeny. Současné znalosti reliktů kontinentálního zalednění na našem území nejsou rozloženy rovno- měrně, snad nejlépe prozkoumanými se zdají být ostravská ledovcová pánev nebo hrádecká pánev. Naopak Šluknovsko nebylo z hlediska rozsahu a charakteru ledovcových sedimentů detailněji studováno. Zachovaných ledovcových reliktů je ve Šluknovském výběžku oproti lépe prozkoumaným oblastem výrazně menší množství (Nývlt 1998). Předkládaná práce se zabývá paleogeografickou rekonstrukcí kontinentálního zaledně- ní Šluknovské pahorkatiny. Území zpracovávané v této práci je vymezeno maximálním roz- sahem ledovcových sedimentů (v nejširším slova smyslu) a nekryje se tudíž přesně s rozsahem Šluknovské pahorkatiny. Z německého území byl do této práce zahrnut pouze prostor bezprostředně přiléhající k českému území včetně klíčových lokalit a nálezů, jejichž interpretace má význam pro následně vyvozované závěry na našem státním území. Metody výzkumu Práce vychází z detailního geologického mapování Šluknovského výběžku, při němž autor předkládané práce zpracovával problematiku kvartérní geologie a geomorfologie se zvláštním zřetelem na ledovcové sedimenty. Další výzkum území probíhal v rámci projektu: Paleogeografická, paleoklimatologická a geochronologická rekonstrukce kontinentálního za- lednění Česka. Při terénní práci byly dokumentovány veškeré sedimentární a geomorfologic- ké projevy přítomnosti či blízkosti kontinentálního ledovce ve zkoumané oblasti. Ledovcové sedimenty byly studovány z hlediska fyzické sedimentologie a sedimentární petrologie. Geo- morfologický výzkum byl zaměřen na studium projevů erozně-akumulačních procesů v ledovcovém systému při vzniku a vývoji ledovcových tvarů reliéfu. Pro zjištění stáří zásahu kontinentálního zalednění do prostoru Šluknovské pahorkatiny a pro stanovení rychlosti lini- ové eroze a plošné denudace byl využit kosmogenní radionuklid 10Be. Souhrn výsledků práce Novým regionálním kvartérně geologickým a geomorfologickým výzkumem bylo re- konstruováno kontinentální zalednění Šluknovské pahorkatiny a přilehlých částí Lužických hor a Jetřichovických stěn. Rekonstrukce plošného rozsahu a linie maximálního zásahu konti- nentálního ledovcového štítu ve Šluknovské pahorkatině byla provedena v měřítku 1:50.000 (viz Přílohu 1). Zhodnocení získaných údajů ukázalo na jeden cyklus/fázi zásahu kontinentál- ního ledovcového štítu do Šluknovské pahorkatiny. Relikty zalednění ve Šluknovské pahorka- tině lze proto považovat za stratigraficky synchronní. Kontinentální ledovec pokrýval během svého maximálního rozsahu prakticky celou v. část Šluknovské pahorkatiny. Během maximálního rozsahu zalednění zde z ledovce vystupo- valo jen několik nunataků s vrcholky obvykle nad 450 m n. m. Čelní část kontinentálního le- dovce postupovala jednotlivými splazy proti tokům preglaciálními fluviálními údolími Luž- ničky, Mandavy a levostranných přítoků Rožanského potoka. V j. části studovaného území se kontinentální ledovec opřel o hřeben lužickohorského Jedlovského hřbetu. Do centrální části Šluknovské pahorkatiny ledovec vstoupil údolím Rožanského potoka v prostoru dnešního města Šluknova, dále postupoval k Z přes sedlo mezi Špičákem a Partyzánským vrchem a postoupil do povodí Velkošenovského potoka. V morfologicky členitější z. části Šluknovské pahorkatiny kontinentální ledovec překonal svými okrajovými splazy několik sedlových sní- ženin v širším okolí Severní a Liščí. Na základě poznatků o rozšíření jednotlivých typů ledovcových sedimentů, s přihlédnutím k dalším geomorfologickým zjištěním a ze znalosti subglaciální sedimentace byla rekonstruována maximální výšková hranice dosahu kontinentálního zalednění. Povrch ledovce ve svých nejvyšších částech odpovídal dnešním nadmořským výškám 470–480 m, byl však v celém prostoru Šluknovské pahorkatiny značně nerovný. To bylo způsobeno pře- devším jednotlivými a v podstatě nezávislými splazy okrajů kontinentálního ledovcového ští- tu, které do centrální části dnešního Šluknovska postupovaly prakticky téměř ze všech světo- vých stran, kromě od jihu. Povrch kontinentálního ledovce v prostoru Šluknovské pahorkatiny ležel ve výškách 410–480 m, nejčastěji však ve výškách 430–450 m. Hlavní směry postupu jednotlivých splazů kontinentálního ledovcového štítu probíhaly širokými preglaciálními údolími, pro zalednění Šluknovské pahorkatiny a vůbec celé severo- české zaledněné oblasti měl zásadní vliv Oderský splaz kontinentálního ledovce (Hesemann 1932, Piotrowski 1998, Marks 2002). Jeho šířka dosahovala v dolní Lužici (Niederlausitz) 30–50 km, dramaticky se však zužovala po vstupu do pahorkatinného reliéfu Horní Lužice (Oberlausitz). Ledovcový splaz, který postupoval širokým údolím Sprévy směrem k J označu- jeme jako Sprévský ledovcový splaz. Dále pokračoval proti toku Rožanského potoka do pro- storu dnešního města Šluknova a údolím horní Sprévy a Löbauer Wasser až do prostoru Ebersbachu a Jiříkova. Sprévský splaz měl v prostoru Horní Lužice (Oberlausitz) a Šluknov- ské pahorkatiny mezi Schirgiswalde a Šluknovem během postupové fáze šířku 5–6 km. Zjiš- těné směry jeho postupu jsou nejčastěji od S k J, příp. od SSV k JJZ. V. a jv. část Šluknovské pahorkatiny (prostor v okolí Varnsdorfu a Dolního Podluží) byla zasažena Mandavským le- dovcovým splazem, který postupoval od širokého údolí Lužické Nisy proti tokům řek Man- davy a Lužničky do širšího prostoru dnešního Varnsdorfu. Tento ledovcový splaz lze rozdělit na dvě části. Obě dílčí části tohoto splazu se spojovaly v prostoru dnešního Rumburku a Neu- gersdorfu. Na českém území se Mandavský ledovcový splaz pohyboval ve směru SV–JZ až V–Z. Hraničním územím Sprévského a Mandavského ledovcového splazu byla zóna, která v podstatě odpovídá dnešnímu hlavnímu evropskému rozvodí povodí Labe a Odry. V tom- to území se orientace pohybu víceméně S–J (s. část Šluknovska) a V–Z (v. část Šluknovska) kříží. Využití orientace protažení oblíkových elevací pro rekonstrukci směru postupu konti- nentálního ledovce ve studovaném území je limitováno. Tyto směry totiž odpovídají jak strukturní predispozici reliéfu, tak erozním účinkům postupujícího ledovcového splazu. Navíc rozsah odnosu materiálu z povrchových partií elevací v hodnotě 10 m od deglaciace zjištěný in situ tvořeným kosmogenním radionuklidem 10Be svědčí o tom, že jejich dnešní povrch ne- přišel do přímého kontaktu s ledovcem. Glacigenní akumulace s původními morfologickými tvary jsou v prostoru Šluknovské pahorkatiny zachovány spíše výjimečně. Během postupové fáze zalednění docházelo na tillo- vých plošinách k ukládání subglaciálních tillů v mocnostech 3–5 m. Vyšší přednostní orienta- ce klastů v subglaciálních tillech ukazuje na vyšší vliv vytávacích subglaciálních procesů při proudovém třídění materiálu vodou, které se výrazně uplatňovaly na většině území Šluknov- ska. Proto byly převážná část rozhraní mezi ledovcem a podložím a také nejspodnější vrstva vlastního ledovce dobře zásobovány vodou a ledovec měl na většině území Šluknovské pa- horkatiny „teplou“ bázi. Docházelo tak vlivem střižného tlaku k prostému smyku a hlavní pohyb ledovce probíhal bazálním klouzáním po ledovcovo-podložním rozhraní. Pouze ve vy- výšených částech reliéfu a v místech bez deformovatelného nezpevněného a permeabilního podloží docházelo vlivem střižného tlaku k subglaciální deformaci převážně nezpevněného ledovcového podloží. Při deformační fázi bylo porušováno podloží ledovce duktilní až křeh- kou deformací. Tento proces mohl probíhat pouze u ledovce s lokálně suchou/chladnou bází, kdy ledovcovo-podložní rozhraní není saturováno tavnými vodami. Terminoglaciální sedi- mentace byla během postupové fáze zalednění málo významná, protože tavné vody byly sub- glaciálně odváděny ve směru sklonu podložního reliéfu mimo území Šluknovska. Její projevy se dochovaly pouze ve formě zbytků čelních/bočních morén na kontaktu Sprévského a Man- davského ledovcového splazu poblíž hlavního evropského rozvodí. Relikty těchto morén jsou ve své z. části překryté sedimenty kamové terasy ukládané na kontaktu obou splazů během iniciální fáze deglaciace. Pro ústupové fáze zalednění je typická rozsáhlá plošná terminoglaciální a proglaciální sedimentace. V členitém reliéfu byla tato sedimentace výrazně usměrňována do preglaciálně vzniklých údolí, kde sedimentovaly glacifluviální sedimenty. Široké údolí Sprévy v úseku mezi Ebersbachem a Sohlandem představovalo preglaciálně predisponované terminoglaciální koryto, kudy byly odváděny tavné ledovcové vody Sprévského ledovcového splazu během kulminace zalednění a na počátku deglaciace. Glacifluviální výplň terminoglaciálního údolí Sprévy, dokumentovaná na lokalitě Fukov, byla ukládána ve střední až distální části divočící- ho systému. Docházelo zde k laterální migraci několika hlavních koryt se střední až vyšší si- nuositou, které byly dostatečně dotovány především písčitým až jemným štěrkovým materiá- lem během period vyšších průtoků, vázaných na denní nebo jiný krátkodobý cyklus průtoků v morfologicky uzavřeném údolním systému. V některých případech byly dokumentovány cykly postupného vzdalování čela ledovce, což nasvědčuje proglaciální sedimentaci během ústupové fáze zalednění. Modelováním stáří akumulace a rychlosti eroze této akumulace 10Be kosmogenním radionuklidem bylo zjištěno snížení povrchu na lokalitě Fukov o 15,7 m od deglaciace před ~606 ka. Původní mocnost akumulace glacifluviálních sedimentů musela být větší než 30 m. Relikty obdobných údolních proglaciálních výplavových plošin se zacho- valy v údolích Lučního, Liščího a Velkošenovského potoka. Plošné proglaciální výplavové plošiny s typickou sandrovou sedimentací se nacházejí v reliktech především ve v. části Šluknovské pahorkatiny a vykazují sedimentární textury ty- pické nejčastěji pro proximální až střední části proglaciálního glacifluviálního systému s pře- važující poproudovou akrecí materiálu uvnitř mělkých a relativně širokých koryt. Tato sedi- mentace probíhala v iniciální fázi deglaciace území prakticky na celém území. Takto vzniklé plošné výplavové plošiny měly zřejmě menší mocnost sedimentů a byly následnými erozně- denudačními procesy z velké části odstraněny a zachovaly se pouze v erozních reliktech, které nám přesto umožňují rekonstruovat jejich původní rozsah. Z petrologického a provenienčního hlediska je podstatné odlišení „otevřených lokalit“ od „morfologicky ovlivněných lokalit“ podle podílů jednotlivých petrotypů a provenienčních skupin zastoupených na daných lokalitách glacifluviálních sedimentů. Rozdíly jsou patrné především v podílech distální složky neseného materiálu, kam zahrnujeme provenienčně blíz- ké a nordické horniny. Obecně je podíl distální materiálové složky (a to včetně nordických hornin) na otevřených lokalitách Šluknovska vyšší (~30 %), než jsou běžné hodnoty pro celou severočeskou oblast kontinentálního zalednění (~15 %). Naopak u lokalit morfologicky ovlivněných je tento podíl nižší a představuje pouze ~4 %. Tyto rozdíly dokládají vliv místní morfologie na sedimentaci glacifluviálních sedimentů ve Šluknovské pahorkatině. Souvková společenstva zjištěná na jednotlivých lokalitách Šluknovska jsou odlišná, což se projevuje i v rozdílných hodnotách TGZ. V rámci celého zaledněného území severních Čech je lokalita Fukov naprosto unikátní dominancí dalarnských hornin a ochuzením ålandských hornin. Od- lišnosti ve společenstvu vůdčích nordických souvků na lokalitě Fukov lze vysvětlit selektiv- ním ochuzením ålandských, převážně granitoidních hornin, čemuž nasvědčuje i nejnižší hod- nota G/P koeficientu pro tuto lokalitu. Modelováním úbytku koncentrace kosmogenního radionuklidu 10Be s hloubkou na lo- kalitě Fukov bylo možné stanovit délku expozice daného povrchu a průměrnou rychlost jeho eroze. Modelováním obou závislých (tedy délky expozice/stáří uložení a rychlosti eroze povr- chu) bylo získáno nejvhodnější řešení pro stáří 605.510 ± 52.710 let BP při průměrné rychlos- ti eroze 25,9 ± 2,3 m/Ma. Toto stáří se vztahuje k počátku ústupové fáze kontinentálního za- lednění, které do Šluknovské pahorkatiny zasáhlo. Zásah čelní části kontinentálního ledovce do Šluknovské pahorkatiny je možné korelovat s MOIS 16, který kulminoval před 620–635 ka. Za předpokladu zalednění Šluknovské pahorkatiny během MOIS 16 je možné korelovat tuto událost s okolními oblastmi a také s globálním paleoklimatickým záznamem. Korelací regionálních výsledků výzkumu Šluknovské pahorkatiny s okolními oblastmi lze zalednění studovaného území paralelizovat s glaciálem b v rámci Cromerského komplexu v Nizozemsku (Zagwijn 1992, 1996), s glaciálem Elster 1 (Zwickauer Phase) v Německu (Wolf 1980, Šibrava et al. 1986, Eissmann 1997, 2002) a s glaciálem San 1 definovaném v Polsku (Lindner a Marks 1995, Lindner et al. 2004). Na Ostravsku a Opavsku odpovídá opavskému zalednění (Macoun 1980, 1985, Macoun a Králík 1995), v severních Čechách zá- lednění valdovskému (Králík 1989, Macoun a Králík 1995). Korelace s cvikovskou fází (Zwickauer Phase) elsterského glaciálu ve v. části Německa ukazuje na neudržitelnost kon- ceptu komplexu elsterského zalednění podle Eissmanna (1975, 1997, 2002), který řadí oba zásahy kontinentálního zalednění během Elsteru do jednoho stupně (MOIS 12). To je v rozporu se současnými znalostmi ze severočeské zaledněné oblasti, kde jsou jednoznačně doložena dvě samostatná „elsterská“ zalednění, která proběhla během MOIS 16 a 12 a jsou od sebe časově vzdálena ~200 ka. Jako správná se naopak jeví stratigrafická paralelizace užívaná v Polsku (m.j. Lindner et al. 2004), která obě jihopolská zalednění považuje za samostatná a koreluje glaciály San 1 a 2 s MOIS 16 a 12. Na základě stanovení délky expozice povrchů a rychlosti jejich eroze pomocí kosmo- genních radionuklidů bylo možné ve Šluknovské pahorkatině zjistit průměrné rychlosti linio- vé a plošné eroze pro období posledních ~600 ka. Zdejší rychlost liniové eroze (25,9 ± 2,3 m/Ma) je ve srovnání s oblastí vnitřních Čech čtvrtinová až třetinová a přibližně poloviční oproti průměrným rychlostem zahlubování větších západoevropských řek. Plošná denudace exponovaných povrchů oblíkových elevací probíhá na Šluknovsku průměrnou rychlostí 16,9 ± 4 m/Ma, což lze považovat za minimální hodnoty eroze v daném území. Naopak liniová říční eroze představuje v tomto území maximální hodnotu eroze. Pro celou oblast Šluknovské pahorkatiny lze proto průměrnou rychlost plošné denudace stanovit na 15–25 m/Ma. Introduction and research specification Huge amount of new data bringing basic data about the continental glacier advance into the peripheral areas of the Czech territory have been gathered during the last half of the century; they were subsequently precised in the sense of sedimentological, geomorphological, stratigraphical and palaeogeographical aspects of the glaciation of these areas (e.g. Macoun et al. 1965, Šibrava 1967, Králík 1989, Macoun a Králík 1995, Nývlt 1998, 2003, Růžička 2004 and many others). Some questions still remain unresolved owing to former isolation from ad- jacent countries. Present knowledge of the continental glaciation relics from our territory are not distributed equally, the best explored seem to be the Ostrava and Hrádek basins. The Šluknov area was on the contrary not studied in detail concerning extent and nature of glacial sediments. Preserved glacial relics are in the Šluknov Spur markedly less common compared to better explored areas of Czechia (Nývlt 1998). The present work deals with palaeogeographical reconstruction of the continental gla- ciation in the Šluknov hilly land. The studied area is delimited by the maximum extent of gla- cial sediments (in the widest sense) and does not coincide accurately with the limitation of the Šluknov hilly land. Only the German territory adjacent directly to the Czech area including key sites and founds there are enclosed in this study to complete interpretations and conclu- sions drawn from our state territory. Research methods The study goes from detailed geological mapping of the Šluknov Spur, during which the author of this study worked on the Quaternary geology and geomorphology with particu- lar respect to glacial sediments. Further research continued within the project: Palaeo- geographical, palaeoclimatological and geochronological reconstruction of the continental glaciation of Czechia. All sedimentary and geomorphical exhibitions of the former presence or proximity of continental glacier were documented during the fieldwork. Glacial sediments were studied from the viewpoint of physical sedimentology and sedimentary petrology. Geo- morphological research was focused on the study of erosion-accumulation processes in the 10Be glacial system during the formation of glacial landforms. Cosmogenic radionuclide was applied to ascertain the age of the continental glacier advance into the Šluknov hilly land and for the assessment of the linear erosion and areal denudation rates. Summary of research results New regional Quaternary geological and geomorphological research was used to re- construct continental glaciation of the Šluknov hilly land and adjoining areas of the Lusatian Mts. and Jetřichovice walls. The reconstruction of areal extent and the maximum advance of the continental ice sheet in the Šluknov hilly land were designed in the scale 1:50,000 (see Appendix 1). The evaluation of available data pointed at one cycle/phase of the continental ice sheet advance into the Šluknov hilly land. Glacial relics in the Šluknov hilly land are therefore considered stratigraphically synchronous. Continental glacier covered during its maximum extent nearly entire eastern part of the Šluknov hilly land with only some nunataks with hilltops over 450 m a.s.l. The frontal part of the continental glacier advanced by individual tongues upstream the preglacial fluvial valleys of Lužnička and Mandava rivers and left-hand tributaries of the Rožany Brook. Continental glacier leaned against the Jedlová Ridge of the Lusatian Mts. in the southern part of the stud- ied area. Ice sheet penetrated into the central part of the Šluknov hilly land through the valley of the Rožany Brook in the area of present Šluknov town and advanced towards the west crossing over the col between Špičák and Partyzánský hill to the catchment of the Velkošenovský Brook. Continental glacier crossed in the morphologically more rough west- ern part of the Šluknov hilly land by its peripheral tongues over some col depressions in the wider surroundings of Severní and Liščí villages. The maximum altitude of the continental glaciation extent was reconstructed based on the findings of the distribution of individual glacial sediments and with respect to other geo- morphological assignments. Glacier surface in its highest parts lied in the altitude correspond- ing to the present 470–480 m a.s.l., however the surface was in the whole area of the Šluknov hilly land considerably uneven. This was caused mainly by individual and in principle inde- pendent glacial marginal lobes of the continental ice sheet, which advanced into the central part of the Šluknov Spur from all cardinal directions except from the South. The surface of the continental glacier lied in the Šluknov hilly land in altitudes of 410–480 m a.s.l., but most frequently in altitudes of 430–450 m a.s.l. The main advance directions of individual lobes of the continental ice sheet were through wide preglacial valleys. The Odra Lobe (Hesemann 1932, Piotrowski 1998, Marks 2002) was dominant for the Šluknov hilly land and for the whole northern Bohemian glaci- ated area. Its width reached 30–50 km in the Lower Lusatia (Niederlausitz), but it decreased dramatically entering the rolling upland relief of the Upper Lusatia (Oberlausitz). The glacier lobe advancing through the wide valley of the Spree River towards the South is called Spree Lobe. It continued in the advance upstream the Rožanský Brook into the area of the present Šluknov town and through the upper reaches of Spree and Löbauer Wasser up to surroundings of Ebersbach and Jiříkov. The Spree Lobe was during its advance phase 5–6 km wide in the territory of Upper Lusatia and in the Šluknov hilly land between the towns of Schirgiswalde and Šluknov. Its ascertained advance direction are most frequently from the North towards the South, event. from NNE towards SSW. Eastern and southeastern part of the Šluknov hilly land (the surroundings of Varnsdorf and Dolní Podluží) was affected by the Mandau Lobe, which advanced from the wide valley of the Lusatian Neisse upstream of the Mandau and Lužnička rivers into the surroundings of present town Varnsdorf. This lobe could be divided into two parts. Both fragment of this lobe aggregated in the area of present towns Rumburk and Neugersdorf. The Mandau Lobe flowed in the NE–SW to E–W direction on the Czech territory. The border area of the Spree and Mandau lobes was the zone, which basically corre- sponds to the main European watershed between the Elbe and Oder river catchments. The advance orientations of nearly N–S (northern part of the Šluknov hilly land) and E–W (east- ern part of the Šluknov hilly land) interfere in this area. The use of the roche moutonnées elevations’ elongations for the reconstruction of the continental glacier advance directions is limited in the study area. These directions correspond both to the structural relief predisposition and to the erosion activity of advancing glacier lobe. Beside that, the volume of the material removal from the surface parts of the elevations of 10 m since the deglaciation ascertained by the in situ-produced cosmogenic radionuclide 10Be bears evidences, that their present surface never experienced direct contact with a gla- cier. Glacigennic accumulations with original morphological forms are in the Šluknov hilly land territory preserved rather exceptionally. Subglacial tills were deposited in thickness of 3– 5 m on the till plains during the advance phase of the glaciation. The higher preferential till fabrics in subglacial tills shows on the higher effect of the subglacial melt-out processes dur- ing the water flow sorting of the carried material, which affected most of the Šluknov hilly land area. Therefore most of the glacier-bedrock interface and also the debris-rich ice of the glacier were well supplied by water and the glacier was wet-based over the most of the Šluknov hilly land. Simple shear was the primary agent forcing the glacier advance in the subglacial zone and the main glacier motion took place as basal sliding over the glacier- bedrock interface. Subglacial deformation of mostly incoherent substrates occurred due to simple shear only in the elevated parts of the relief and in places without deformable bed and permeable substrate. The glacier substrate was affected by ductile and brittle deformation dur- ing the deformation phase. This process may proceed only by a locally dry/cold-based glacier, when the glacier-substrate interface is not saturated by meltwaters. Terminoglacial sedimenta- tion was less important during the advance phase of the glaciation, because the meltwaters were carried subglacially away in the dip direction of the underlying relief out of the studied area. Its demonstration was preserved only in forms of relics of frontal/lateral moraines in the contact zone of the Spree and Mandau lobes near the main European watershed. Relics of these moraines are in their western parts covered by kame sediments, which were deposited on the contact of both lobes during initial phase of deglaciation. Extensive areal terminoglacial and proglacial sedimentation is typical for the deglacia- tion phases of the glaciation. This glaciofluvial sedimentation was markedly directed into the preglacial valleys in the rugged relief. The wide valley of the Spree River in the sector be- tween Ebersbach and Sohland formed preglacially predisposed terminoglacial channel, which carried away glacier meltwaters of the Spree Lobe during the maximum extent of the glacia- tion and at the beginning of the deglaciation. The glaciofluvial infill of the terminoglacial Spree valley documented at the Fukov site was deposited in the middle to distal reaches of a braided system. Lateral migration of several main channels with average to higher sinuosity was in progress here. These channels were sufficiently supplied mainly by sandy to fine gravel material during periods of higher discharges connected with daily or other short-time discharge cycle in a morphologically closed valley system. Cycles of gradual glacier front recessions were documented in some cases, which suggests to the proglacial sedimentation during the deglaciation phase of the glaciation. The lowering of the surface at the Fukov site of 15,7 m since the deglaciation 606 ka ago was established by the modelling of the accumu- lation age and the erosion rate of this accumulation using cosmogenic radionuclide 10Be. The original thickness of the glaciofluvial accumulation must had been greater than 30 m. Relics of similar valley proglacial outwash plains are preserved in the valleys of Luční, Liščí and Velkošenovský brooks. Planar proglacial outwash plains with typical sandur sedimentation could be found in relics mainly in the eastern part of the Šluknov hilly land. They display sedimentary structures characteristic for proximal to middle reaches of the proglacial glaciofluvial system with pre- vailing downstream accretion of the material within the shallow and relatively wide channels. This sedimentation occurred in the initial phase of the deglaciation nearly over the whole area. Thus evolved planar outwash plains had lower thickness of sediments and were largely re- moved by subsequent erosion-denudational processes. They remained only in erosional relics, which still enable us to reconstruct their original extent. Differentiation of “open sites” and “morphologically influenced sites” according to the shares of individual petrotypes and provenance groups at individual localities of the gla- ciofluvial sediments is essential from petrological and provenance point of view. Distinctions are apparent mainly in the shares of the distal component of the carried material, which in- cludes near and Nordic rocks. Generally the share of the distal component (including Nordic rocks) at the open sites of the Šluknov hilly land is higher (~30 %) than are the common val- ues for the whole northern Bohemian glaciated area (~15 %). This share is significantly lower for morphologically influenced sites and amounts only ~4 %. These differences illustrate the influence of the local morphology on the sedimentation of glaciofluvial sediments in the Šluknov hilly land. Indicator assembly ascertained at individual sites of the Šluknov hilly land are different, which expressed also in diverse TGZ values. The Fukov site is absolutely unique within the whole glaciated area of northern Bohemia due to the dominance of the rocks from Dalarna and by the depletion of the Åland islands rocks. Differences in the indica- tor assembly at the Fukov site could be explained by the selective depletion of the Åland mainly granitoid rocks, which is supported also by the lowest G/P value for this locality. The exposure age of the given surface and its average erosion rate was established by 10Be the modelling of the decrease of the cosmogenic radionuclide concentrations with depth at the Fukov site. The best-fitted solution of the modelling of both dependents (exposure /deposition age and erosion rate) was obtained for the exposure age of 605,510 ± 52,710 years BP with the average erosion rate of 25,9 ± 2,3 m/Ma. This age refers to the initial deglaciation phase of the continental glaciation, which advance in to the Šluknov hilly land. The impact of the frontal part of the continental glacier into the Šluknov hilly land could be correlated with MOIS 16, which culminated 620–635 ka BP. In assumption of the continental glaciation of the Šluknov hilly land during the MOIS 16 it is possible to correlate this event with adjacent areas and also with global palaeoclimatic record. Correlation of regional research results from the Šluknov hilly land with adjacent areas enable to parallelized the glaciation of the studied area with Glacial b in the Cromex complex in the Netherlands (Zagwijn 1992, 1996), with glacial Elster 1 (Zwickauer Phase) in Germany Wolf 1980, Šibrava et al. 1986, Eissmann 1997, 2002) and with glacial San 1 defined in Poland (Lindner and Marks 1995, Lindner et al. 2004). It corresponds to the Opava glacia- tion in the Ostrava and Opava regions (Macoun 1980, 1985, Macoun and Králík 1995) and to the Valdov glaciation in northern Bohemia (Králík 1989, Macoun and Králík 1995). The correlation with the Zwickauer Phase of the Elsterian glacial in the Eastern Ger- many shows on the indefensibility of the concept of the Elsterian complex of glaciations sensu Eissmann (1975, 1997, 2002), who connect both Elsterian glaciations with one stage (MOIS 12). This is in discrepancy with recent knowledge from the northern Bohemian glaci- ated area, where two individual Elsterian glaciations are evidenced. They go back to MOIS 16 and 12 and are separated by a time interval of ~200 ka. The stratigraphic correlation used in Poland (e.g. Lindner et al. 2004), which consider both South Polish glaciation as separated and correlate the San 1 and 2 glacials with MOIS 16 and 12, could be on the contrary mani- fested as a correct one. The average linear erosion rates and areal denudation rates were determined for the time period of the last ~600 ka in the Šluknov hilly land based on the assessment of the sur- face exposure age and its average erosion rate using cosmogenic radionuclide 10Be. The local linear erosion rate (25,9 ± 2,3 m/Ma) is quarter to third in comparison with the area of inner Bohemia and half compared to the average fluvial erosion rates of the main western European rivers. The denudation of the exposed surfaces of roche moutonnée elevations proceeded with the average rate of 16,9 ± 4 m/Ma in the Šluknov territory. This could be considered as the minimum erosion rate in the given area. Linear erosion represents on the other hand maxi- mum erosion value in the studied area. The average rate of the areal denudation could be de- termined at 15–25 m/Ma for the whole Šluknov hilly land area. References Eissmann, L. (1975): Das Quartär der Leipziger Tieflandsbucht und angrenzender Gebiete um Saale und Elbe. Schriftenreihe der Geologischen Wissenschaften, 263 pp., Berlin. Eissmann, L. (1997): Das quartäre Eiszeitalter in Sachsen und Nordostthüringen. Altenburger Naturwissenschaftliche Forschungen, 8, Altenburg. Eissmann, L. (2002): Quaternary geology of eastern Germany (Saxony, Saxon–Anhalt, South Brandenburg, Thüringia), type area of the Elsterian and Saalian Stages in Europe. Quaternary Science Reviews, 21, 1275–1346. Hesemann, J. (1932): Zur Geschiebeführung und Geologie des Odergletschers. 1. Äussere, Rosenthaler und Velgaster Randlage. Jahrbuch des Preussischen geologischen Landesanstalt, 53, 70–84. Králík, F. (1989): Nové poznatky o kontinentálních zaledněních severních Čech. Sbor. geol. Věd, Antropozoi- kum, 19, 9–74. Lindner, L., Gozhik, P., Marciniak, B., Marks, L., Yelovicheva, Y. (2004): Main climatic changes in the Quater- nary of Poland, Belarus and Ukraine. Geological Quarterly, 48, 97–114. Lindner, L., Marks, L. (1995): Zarys paleogeomorfologii obszaru Polski podczas zlodowaceñ skandynawskich. Przeglad Geologiczny, 43, 7, 591–594. Macoun, J. (1980): Paleogeografický a stratigrafický vývoj Opavské pahorkatiny v pleistocénu. Časopis Slezského muzea v Opavě, řada A, 29, 113–132; 193–222. Macoun, J. (1985): Stratigrafie středního pleistocénu Moravy ve vztahu k evropskému kvartéru. Časopis Slezského muzea, řada A, 34, 125–143; 219–237. Macoun, J., Králík, F. (1995): Glacial history of the Czech Republic. In: Ehlers, J., Kozarski, S., Gibbard, P. L. (Eds): Glacial deposits in North – East Europe. 389–405, A. A. Balkema, Rotterdam. Macoun, J., Šibrava, V., Tyráček, J., Kneblová-Vodičková, V. (1965): Kvartér Ostravska a Moravské brány. Nakladatelství ČSAV, Praha. Marks, L. (2002): Last Glacial Maximum in Poland. Quaternary Science Reviews, 21, 103–110. Nývlt, D. (1998): Kontinentální zalednění severních Čech. Geografie–Sborník ČGS, 103, 445–457. Nývlt, D. (2003): Geomorphological aspects of glaciation in the Oldřichov Highland, Northern Bohemia, Czechia. Acta Universitatis Carolinae – Geographica, 35, Supplementum, 171–183. Piotrowski, J. (1998): Development of the Odra Lobe. INQUA Commission on Glaciation, The Peribaltic Group: Field Symposium on Glacial Geology at the Baltic Sea Coast in Northern Poland, Excursion Guide, 16 pp., Warsaw. Růžička, M. (2004): The Pleistocene glaciation of Czechia. In: Ehlers J., Gibbard P.L. (Eds): Quaternary Glaci- ations – Extent and Chronology. Part I: Europe. Developments in Quaternary Science, 2, 27–34, Elsevier B.V., Amsterdam. Šibrava, V. (1967): Study on the Pleistocene of the glaciated and non-glaciated area of the Bohemian Massif. Sborník Geologických Věd, Antropozoikum, 4, 7–38. Šibrava, V., Bowen, D. Q., Richmond, G. M., eds (1986): Quaternary glaciations in the Northern Hemisphere. Quaternary Science Reviews, 5, 1–514. Wolf, L. (1980): Die Elster und präelsterkaltzeitlichen Terrassen der Elbe. Zeitschrift für Geologische Wissen- schaften, 8, 1267–1280. Zagwijn, W. H. (1992): The beginning of an Ice Age in Europe its major subdivisions. Quaternary Science Re- views, 11, 583–591. Zagwijn, W. H. (1996): The Cromerian Complex Stage of the Netherlands and correlation with other areas in Europe. In: Turner, C. (Ed.): The Early Middle Pleistocene in Europe. 145–172. A. A. Balkema, Rotter- dam.
Abstract v angličtině:
UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA Katedra fyzické geografie a geoekologie Paleogeografická rekonstrukce kontinentálního zalednění Šluknovské pahorkatiny (souhrn) Palaeogeographic reconstruction of the continental glaciation in the Šluknov hilly land (summary) DANIEL NÝVLT Praha, 2008 Předložená doktorská disertační práce vznikla během autorova studia na Katedře fyzické ge- ografie a geoekologie Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy a při práci v České geolo- gické službě (do roku 2002 Českém geologickém ústavu) na projektu základního geologického mapování Šluknovského výběžku a na projektu Paleogeografická, paleoklimatologická a geo- chronologická rekonstrukce kontinentálního zalednění Česka. Autor práce: Mgr. Daniel Nývlt Česká geologická služba, pobočka Brno Leitnerova 22 658 69 Brno daniel.nyvlt@geology.cz Školitel: Prof. RNDr. Jan Kalvoda, DrSc. Konzultant: Doc. RNDr. Jiří Kovanda, CSc. Úvod a vymezení práce Během posledního půlstoletí byl nashromážděno velké množství nových dat, která přinesla základní údaje o zásahu kontinentálního ledovce do okrajových částí našeho území a následně upřesňovala znalosti o sedimentologických, geomorfologických, stratigrafických a paleogeografických aspektech zalednění těchto území (mj. Macoun et al. 1965, Šibrava 1967, Králík 1989, Macoun a Králík 1995, Nývlt 1998, 2003, Růžička 2004 a mnoho dalších). Díky dřívější izolovanosti od okolních zemí však zůstávají některé otázky stále nezodpovězeny. Současné znalosti reliktů kontinentálního zalednění na našem území nejsou rozloženy rovno- měrně, snad nejlépe prozkoumanými se zdají být ostravská ledovcová pánev nebo hrádecká pánev. Naopak Šluknovsko nebylo z hlediska rozsahu a charakteru ledovcových sedimentů detailněji studováno. Zachovaných ledovcových reliktů je ve Šluknovském výběžku oproti lépe prozkoumaným oblastem výrazně menší množství (Nývlt 1998). Předkládaná práce se zabývá paleogeografickou rekonstrukcí kontinentálního zaledně- ní Šluknovské pahorkatiny. Území zpracovávané v této práci je vymezeno maximálním roz- sahem ledovcových sedimentů (v nejširším slova smyslu) a nekryje se tudíž přesně s rozsahem Šluknovské pahorkatiny. Z německého území byl do této práce zahrnut pouze prostor bezprostředně přiléhající k českému území včetně klíčových lokalit a nálezů, jejichž interpretace má význam pro následně vyvozované závěry na našem státním území. Metody výzkumu Práce vychází z detailního geologického mapování Šluknovského výběžku, při němž autor předkládané práce zpracovával problematiku kvartérní geologie a geomorfologie se zvláštním zřetelem na ledovcové sedimenty. Další výzkum území probíhal v rámci projektu: Paleogeografická, paleoklimatologická a geochronologická rekonstrukce kontinentálního za- lednění Česka. Při terénní práci byly dokumentovány veškeré sedimentární a geomorfologic- ké projevy přítomnosti či blízkosti kontinentálního ledovce ve zkoumané oblasti. Ledovcové sedimenty byly studovány z hlediska fyzické sedimentologie a sedimentární petrologie. Geo- morfologický výzkum byl zaměřen na studium projevů erozně-akumulačních procesů v ledovcovém systému při vzniku a vývoji ledovcových tvarů reliéfu. Pro zjištění stáří zásahu kontinentálního zalednění do prostoru Šluknovské pahorkatiny a pro stanovení rychlosti lini- ové eroze a plošné denudace byl využit kosmogenní radionuklid 10Be. Souhrn výsledků práce Novým regionálním kvartérně geologickým a geomorfologickým výzkumem bylo re- konstruováno kontinentální zalednění Šluknovské pahorkatiny a přilehlých částí Lužických hor a Jetřichovických stěn. Rekonstrukce plošného rozsahu a linie maximálního zásahu konti- nentálního ledovcového štítu ve Šluknovské pahorkatině byla provedena v měřítku 1:50.000 (viz Přílohu 1). Zhodnocení získaných údajů ukázalo na jeden cyklus/fázi zásahu kontinentál- ního ledovcového štítu do Šluknovské pahorkatiny. Relikty zalednění ve Šluknovské pahorka- tině lze proto považovat za stratigraficky synchronní. Kontinentální ledovec pokrýval během svého maximálního rozsahu prakticky celou v. část Šluknovské pahorkatiny. Během maximálního rozsahu zalednění zde z ledovce vystupo- valo jen několik nunataků s vrcholky obvykle nad 450 m n. m. Čelní část kontinentálního le- dovce postupovala jednotlivými splazy proti tokům preglaciálními fluviálními údolími Luž- ničky, Mandavy a levostranných přítoků Rožanského potoka. V j. části studovaného území se kontinentální ledovec opřel o hřeben lužickohorského Jedlovského hřbetu. Do centrální části Šluknovské pahorkatiny ledovec vstoupil údolím Rožanského potoka v prostoru dnešního města Šluknova, dále postupoval k Z přes sedlo mezi Špičákem a Partyzánským vrchem a postoupil do povodí Velkošenovského potoka. V morfologicky členitější z. části Šluknovské pahorkatiny kontinentální ledovec překonal svými okrajovými splazy několik sedlových sní- ženin v širším okolí Severní a Liščí. Na základě poznatků o rozšíření jednotlivých typů ledovcových sedimentů, s přihlédnutím k dalším geomorfologickým zjištěním a ze znalosti subglaciální sedimentace byla rekonstruována maximální výšková hranice dosahu kontinentálního zalednění. Povrch ledovce ve svých nejvyšších částech odpovídal dnešním nadmořským výškám 470–480 m, byl však v celém prostoru Šluknovské pahorkatiny značně nerovný. To bylo způsobeno pře- devším jednotlivými a v podstatě nezávislými splazy okrajů kontinentálního ledovcového ští- tu, které do centrální části dnešního Šluknovska postupovaly prakticky téměř ze všech světo- vých stran, kromě od jihu. Povrch kontinentálního ledovce v prostoru Šluknovské pahorkatiny ležel ve výškách 410–480 m, nejčastěji však ve výškách 430–450 m. Hlavní směry postupu jednotlivých splazů kontinentálního ledovcového štítu probíhaly širokými preglaciálními údolími, pro zalednění Šluknovské pahorkatiny a vůbec celé severo- české zaledněné oblasti měl zásadní vliv Oderský splaz kontinentálního ledovce (Hesemann 1932, Piotrowski 1998, Marks 2002). Jeho šířka dosahovala v dolní Lužici (Niederlausitz) 30–50 km, dramaticky se však zužovala po vstupu do pahorkatinného reliéfu Horní Lužice (Oberlausitz). Ledovcový splaz, který postupoval širokým údolím Sprévy směrem k J označu- jeme jako Sprévský ledovcový splaz. Dále pokračoval proti toku Rožanského potoka do pro- storu dnešního města Šluknova a údolím horní Sprévy a Löbauer Wasser až do prostoru Ebersbachu a Jiříkova. Sprévský splaz měl v prostoru Horní Lužice (Oberlausitz) a Šluknov- ské pahorkatiny mezi Schirgiswalde a Šluknovem během postupové fáze šířku 5–6 km. Zjiš- těné směry jeho postupu jsou nejčastěji od S k J, příp. od SSV k JJZ. V. a jv. část Šluknovské pahorkatiny (prostor v okolí Varnsdorfu a Dolního Podluží) byla zasažena Mandavským le- dovcovým splazem, který postupoval od širokého údolí Lužické Nisy proti tokům řek Man- davy a Lužničky do širšího prostoru dnešního Varnsdorfu. Tento ledovcový splaz lze rozdělit na dvě části. Obě dílčí části tohoto splazu se spojovaly v prostoru dnešního Rumburku a Neu- gersdorfu. Na českém území se Mandavský ledovcový splaz pohyboval ve směru SV–JZ až V–Z. Hraničním územím Sprévského a Mandavského ledovcového splazu byla zóna, která v podstatě odpovídá dnešnímu hlavnímu evropskému rozvodí povodí Labe a Odry. V tom- to území se orientace pohybu víceméně S–J (s. část Šluknovska) a V–Z (v. část Šluknovska) kříží. Využití orientace protažení oblíkových elevací pro rekonstrukci směru postupu konti- nentálního ledovce ve studovaném území je limitováno. Tyto směry totiž odpovídají jak strukturní predispozici reliéfu, tak erozním účinkům postupujícího ledovcového splazu. Navíc rozsah odnosu materiálu z povrchových partií elevací v hodnotě 10 m od deglaciace zjištěný in situ tvořeným kosmogenním radionuklidem 10Be svědčí o tom, že jejich dnešní povrch ne- přišel do přímého kontaktu s ledovcem. Glacigenní akumulace s původními morfologickými tvary jsou v prostoru Šluknovské pahorkatiny zachovány spíše výjimečně. Během postupové fáze zalednění docházelo na tillo- vých plošinách k ukládání subglaciálních tillů v mocnostech 3–5 m. Vyšší přednostní orienta- ce klastů v subglaciálních tillech ukazuje na vyšší vliv vytávacích subglaciálních procesů při proudovém třídění materiálu vodou, které se výrazně uplatňovaly na většině území Šluknov- ska. Proto byly převážná část rozhraní mezi ledovcem a podložím a také nejspodnější vrstva vlastního ledovce dobře zásobovány vodou a ledovec měl na většině území Šluknovské pa- horkatiny „teplou“ bázi. Docházelo tak vlivem střižného tlaku k prostému smyku a hlavní pohyb ledovce probíhal bazálním klouzáním po ledovcovo-podložním rozhraní. Pouze ve vy- výšených částech reliéfu a v místech bez deformovatelného nezpevněného a permeabilního podloží docházelo vlivem střižného tlaku k subglaciální deformaci převážně nezpevněného ledovcového podloží. Při deformační fázi bylo porušováno podloží ledovce duktilní až křeh- kou deformací. Tento proces mohl probíhat pouze u ledovce s lokálně suchou/chladnou bází, kdy ledovcovo-podložní rozhraní není saturováno tavnými vodami. Terminoglaciální sedi- mentace byla během postupové fáze zalednění málo významná, protože tavné vody byly sub- glaciálně odváděny ve směru sklonu podložního reliéfu mimo území Šluknovska. Její projevy se dochovaly pouze ve formě zbytků čelních/bočních morén na kontaktu Sprévského a Man- davského ledovcového splazu poblíž hlavního evropského rozvodí. Relikty těchto morén jsou ve své z. části překryté sedimenty kamové terasy ukládané na kontaktu obou splazů během iniciální fáze deglaciace. Pro ústupové fáze zalednění je typická rozsáhlá plošná terminoglaciální a proglaciální sedimentace. V členitém reliéfu byla tato sedimentace výrazně usměrňována do preglaciálně vzniklých údolí, kde sedimentovaly glacifluviální sedimenty. Široké údolí Sprévy v úseku mezi Ebersbachem a Sohlandem představovalo preglaciálně predisponované terminoglaciální koryto, kudy byly odváděny tavné ledovcové vody Sprévského ledovcového splazu během kulminace zalednění a na počátku deglaciace. Glacifluviální výplň terminoglaciálního údolí Sprévy, dokumentovaná na lokalitě Fukov, byla ukládána ve střední až distální části divočící- ho systému. Docházelo zde k laterální migraci několika hlavních koryt se střední až vyšší si- nuositou, které byly dostatečně dotovány především písčitým až jemným štěrkovým materiá- lem během period vyšších průtoků, vázaných na denní nebo jiný krátkodobý cyklus průtoků v morfologicky uzavřeném údolním systému. V některých případech byly dokumentovány cykly postupného vzdalování čela ledovce, což nasvědčuje proglaciální sedimentaci během ústupové fáze zalednění. Modelováním stáří akumulace a rychlosti eroze této akumulace 10Be kosmogenním radionuklidem bylo zjištěno snížení povrchu na lokalitě Fukov o 15,7 m od deglaciace před ~606 ka. Původní mocnost akumulace glacifluviálních sedimentů musela být větší než 30 m. Relikty obdobných údolních proglaciálních výplavových plošin se zacho- valy v údolích Lučního, Liščího a Velkošenovského potoka. Plošné proglaciální výplavové plošiny s typickou sandrovou sedimentací se nacházejí v reliktech především ve v. části Šluknovské pahorkatiny a vykazují sedimentární textury ty- pické nejčastěji pro proximální až střední části proglaciálního glacifluviálního systému s pře- važující poproudovou akrecí materiálu uvnitř mělkých a relativně širokých koryt. Tato sedi- mentace probíhala v iniciální fázi deglaciace území prakticky na celém území. Takto vzniklé plošné výplavové plošiny měly zřejmě menší mocnost sedimentů a byly následnými erozně- denudačními procesy z velké části odstraněny a zachovaly se pouze v erozních reliktech, které nám přesto umožňují rekonstruovat jejich původní rozsah. Z petrologického a provenienčního hlediska je podstatné odlišení „otevřených lokalit“ od „morfologicky ovlivněných lokalit“ podle podílů jednotlivých petrotypů a provenienčních skupin zastoupených na daných lokalitách glacifluviálních sedimentů. Rozdíly jsou patrné především v podílech distální složky neseného materiálu, kam zahrnujeme provenienčně blíz- ké a nordické horniny. Obecně je podíl distální materiálové složky (a to včetně nordických hornin) na otevřených lokalitách Šluknovska vyšší (~30 %), než jsou běžné hodnoty pro celou severočeskou oblast kontinentálního zalednění (~15 %). Naopak u lokalit morfologicky ovlivněných je tento podíl nižší a představuje pouze ~4 %. Tyto rozdíly dokládají vliv místní morfologie na sedimentaci glacifluviálních sedimentů ve Šluknovské pahorkatině. Souvková společenstva zjištěná na jednotlivých lokalitách Šluknovska jsou odlišná, což se projevuje i v rozdílných hodnotách TGZ. V rámci celého zaledněného území severních Čech je lokalita Fukov naprosto unikátní dominancí dalarnských hornin a ochuzením ålandských hornin. Od- lišnosti ve společenstvu vůdčích nordických souvků na lokalitě Fukov lze vysvětlit selektiv- ním ochuzením ålandských, převážně granitoidních hornin, čemuž nasvědčuje i nejnižší hod- nota G/P koeficientu pro tuto lokalitu. Modelováním úbytku koncentrace kosmogenního radionuklidu 10Be s hloubkou na lo- kalitě Fukov bylo možné stanovit délku expozice daného povrchu a průměrnou rychlost jeho eroze. Modelováním obou závislých (tedy délky expozice/stáří uložení a rychlosti eroze povr- chu) bylo získáno nejvhodnější řešení pro stáří 605.510 ± 52.710 let BP při průměrné rychlos- ti eroze 25,9 ± 2,3 m/Ma. Toto stáří se vztahuje k počátku ústupové fáze kontinentálního za- lednění, které do Šluknovské pahorkatiny zasáhlo. Zásah čelní části kontinentálního ledovce do Šluknovské pahorkatiny je možné korelovat s MOIS 16, který kulminoval před 620–635 ka. Za předpokladu zalednění Šluknovské pahorkatiny během MOIS 16 je možné korelovat tuto událost s okolními oblastmi a také s globálním paleoklimatickým záznamem. Korelací regionálních výsledků výzkumu Šluknovské pahorkatiny s okolními oblastmi lze zalednění studovaného území paralelizovat s glaciálem b v rámci Cromerského komplexu v Nizozemsku (Zagwijn 1992, 1996), s glaciálem Elster 1 (Zwickauer Phase) v Německu (Wolf 1980, Šibrava et al. 1986, Eissmann 1997, 2002) a s glaciálem San 1 definovaném v Polsku (Lindner a Marks 1995, Lindner et al. 2004). Na Ostravsku a Opavsku odpovídá opavskému zalednění (Macoun 1980, 1985, Macoun a Králík 1995), v severních Čechách zá- lednění valdovskému (Králík 1989, Macoun a Králík 1995). Korelace s cvikovskou fází (Zwickauer Phase) elsterského glaciálu ve v. části Německa ukazuje na neudržitelnost kon- ceptu komplexu elsterského zalednění podle Eissmanna (1975, 1997, 2002), který řadí oba zásahy kontinentálního zalednění během Elsteru do jednoho stupně (MOIS 12). To je v rozporu se současnými znalostmi ze severočeské zaledněné oblasti, kde jsou jednoznačně doložena dvě samostatná „elsterská“ zalednění, která proběhla během MOIS 16 a 12 a jsou od sebe časově vzdálena ~200 ka. Jako správná se naopak jeví stratigrafická paralelizace užívaná v Polsku (m.j. Lindner et al. 2004), která obě jihopolská zalednění považuje za samostatná a koreluje glaciály San 1 a 2 s MOIS 16 a 12. Na základě stanovení délky expozice povrchů a rychlosti jejich eroze pomocí kosmo- genních radionuklidů bylo možné ve Šluknovské pahorkatině zjistit průměrné rychlosti linio- vé a plošné eroze pro období posledních ~600 ka. Zdejší rychlost liniové eroze (25,9 ± 2,3 m/Ma) je ve srovnání s oblastí vnitřních Čech čtvrtinová až třetinová a přibližně poloviční oproti průměrným rychlostem zahlubování větších západoevropských řek. Plošná denudace exponovaných povrchů oblíkových elevací probíhá na Šluknovsku průměrnou rychlostí 16,9 ± 4 m/Ma, což lze považovat za minimální hodnoty eroze v daném území. Naopak liniová říční eroze představuje v tomto území maximální hodnotu eroze. Pro celou oblast Šluknovské pahorkatiny lze proto průměrnou rychlost plošné denudace stanovit na 15–25 m/Ma. Introduction and research specification Huge amount of new data bringing basic data about the continental glacier advance into the peripheral areas of the Czech territory have been gathered during the last half of the century; they were subsequently precised in the sense of sedimentological, geomorphological, stratigraphical and palaeogeographical aspects of the glaciation of these areas (e.g. Macoun et al. 1965, Šibrava 1967, Králík 1989, Macoun a Králík 1995, Nývlt 1998, 2003, Růžička 2004 and many others). Some questions still remain unresolved owing to former isolation from ad- jacent countries. Present knowledge of the continental glaciation relics from our territory are not distributed equally, the best explored seem to be the Ostrava and Hrádek basins. The Šluknov area was on the contrary not studied in detail concerning extent and nature of glacial sediments. Preserved glacial relics are in the Šluknov Spur markedly less common compared to better explored areas of Czechia (Nývlt 1998). The present work deals with palaeogeographical reconstruction of the continental gla- ciation in the Šluknov hilly land. The studied area is delimited by the maximum extent of gla- cial sediments (in the widest sense) and does not coincide accurately with the limitation of the Šluknov hilly land. Only the German territory adjacent directly to the Czech area including key sites and founds there are enclosed in this study to complete interpretations and conclu- sions drawn from our state territory. Research methods The study goes from detailed geological mapping of the Šluknov Spur, during which the author of this study worked on the Quaternary geology and geomorphology with particu- lar respect to glacial sediments. Further research continued within the project: Palaeo- geographical, palaeoclimatological and geochronological reconstruction of the continental glaciation of Czechia. All sedimentary and geomorphical exhibitions of the former presence or proximity of continental glacier were documented during the fieldwork. Glacial sediments were studied from the viewpoint of physical sedimentology and sedimentary petrology. Geo- morphological research was focused on the study of erosion-accumulation processes in the 10Be glacial system during the formation of glacial landforms. Cosmogenic radionuclide was applied to ascertain the age of the continental glacier advance into the Šluknov hilly land and for the assessment of the linear erosion and areal denudation rates. Summary of research results New regional Quaternary geological and geomorphological research was used to re- construct continental glaciation of the Šluknov hilly land and adjoining areas of the Lusatian Mts. and Jetřichovice walls. The reconstruction of areal extent and the maximum advance of the continental ice sheet in the Šluknov hilly land were designed in the scale 1:50,000 (see Appendix 1). The evaluation of available data pointed at one cycle/phase of the continental ice sheet advance into the Šluknov hilly land. Glacial relics in the Šluknov hilly land are therefore considered stratigraphically synchronous. Continental glacier covered during its maximum extent nearly entire eastern part of the Šluknov hilly land with only some nunataks with hilltops over 450 m a.s.l. The frontal part of the continental glacier advanced by individual tongues upstream the preglacial fluvial valleys of Lužnička and Mandava rivers and left-hand tributaries of the Rožany Brook. Continental glacier leaned against the Jedlová Ridge of the Lusatian Mts. in the southern part of the stud- ied area. Ice sheet penetrated into the central part of the Šluknov hilly land through the valley of the Rožany Brook in the area of present Šluknov town and advanced towards the west crossing over the col between Špičák and Partyzánský hill to the catchment of the Velkošenovský Brook. Continental glacier crossed in the morphologically more rough west- ern part of the Šluknov hilly land by its peripheral tongues over some col depressions in the wider surroundings of Severní and Liščí villages. The maximum altitude of the continental glaciation extent was reconstructed based on the findings of the distribution of individual glacial sediments and with respect to other geo- morphological assignments. Glacier surface in its highest parts lied in the altitude correspond- ing to the present 470–480 m a.s.l., however the surface was in the whole area of the Šluknov hilly land considerably uneven. This was caused mainly by individual and in principle inde- pendent glacial marginal lobes of the continental ice sheet, which advanced into the central part of the Šluknov Spur from all cardinal directions except from the South. The surface of the continental glacier lied in the Šluknov hilly land in altitudes of 410–480 m a.s.l., but most frequently in altitudes of 430–450 m a.s.l. The main advance directions of individual lobes of the continental ice sheet were through wide preglacial valleys. The Odra Lobe (Hesemann 1932, Piotrowski 1998, Marks 2002) was dominant for the Šluknov hilly land and for the whole northern Bohemian glaci- ated area. Its width reached 30–50 km in the Lower Lusatia (Niederlausitz), but it decreased dramatically entering the rolling upland relief of the Upper Lusatia (Oberlausitz). The glacier lobe advancing through the wide valley of the Spree River towards the South is called Spree Lobe. It continued in the advance upstream the Rožanský Brook into the area of the present Šluknov town and through the upper reaches of Spree and Löbauer Wasser up to surroundings of Ebersbach and Jiříkov. The Spree Lobe was during its advance phase 5–6 km wide in the territory of Upper Lusatia and in the Šluknov hilly land between the towns of Schirgiswalde and Šluknov. Its ascertained advance direction are most frequently from the North towards the South, event. from NNE towards SSW. Eastern and southeastern part of the Šluknov hilly land (the surroundings of Varnsdorf and Dolní Podluží) was affected by the Mandau Lobe, which advanced from the wide valley of the Lusatian Neisse upstream of the Mandau and Lužnička rivers into the surroundings of present town Varnsdorf. This lobe could be divided into two parts. Both fragment of this lobe aggregated in the area of present towns Rumburk and Neugersdorf. The Mandau Lobe flowed in the NE–SW to E–W direction on the Czech territory. The border area of the Spree and Mandau lobes was the zone, which basically corre- sponds to the main European watershed between the Elbe and Oder river catchments. The advance orientations of nearly N–S (northern part of the Šluknov hilly land) and E–W (east- ern part of the Šluknov hilly land) interfere in this area. The use of the roche moutonnées elevations’ elongations for the reconstruction of the continental glacier advance directions is limited in the study area. These directions correspond both to the structural relief predisposition and to the erosion activity of advancing glacier lobe. Beside that, the volume of the material removal from the surface parts of the elevations of 10 m since the deglaciation ascertained by the in situ-produced cosmogenic radionuclide 10Be bears evidences, that their present surface never experienced direct contact with a gla- cier. Glacigennic accumulations with original morphological forms are in the Šluknov hilly land territory preserved rather exceptionally. Subglacial tills were deposited in thickness of 3– 5 m on the till plains during the advance phase of the glaciation. The higher preferential till fabrics in subglacial tills shows on the higher effect of the subglacial melt-out processes dur- ing the water flow sorting of the carried material, which affected most of the Šluknov hilly land area. Therefore most of the glacier-bedrock interface and also the debris-rich ice of the glacier were well supplied by water and the glacier was wet-based over the most of the Šluknov hilly land. Simple shear was the primary agent forcing the glacier advance in the subglacial zone and the main glacier motion took place as basal sliding over the glacier- bedrock interface. Subglacial deformation of mostly incoherent substrates occurred due to simple shear only in the elevated parts of the relief and in places without deformable bed and permeable substrate. The glacier substrate was affected by ductile and brittle deformation dur- ing the deformation phase. This process may proceed only by a locally dry/cold-based glacier, when the glacier-substrate interface is not saturated by meltwaters. Terminoglacial sedimenta- tion was less important during the advance phase of the glaciation, because the meltwaters were carried subglacially away in the dip direction of the underlying relief out of the studied area. Its demonstration was preserved only in forms of relics of frontal/lateral moraines in the contact zone of the Spree and Mandau lobes near the main European watershed. Relics of these moraines are in their western parts covered by kame sediments, which were deposited on the contact of both lobes during initial phase of deglaciation. Extensive areal terminoglacial and proglacial sedimentation is typical for the deglacia- tion phases of the glaciation. This glaciofluvial sedimentation was markedly directed into the preglacial valleys in the rugged relief. The wide valley of the Spree River in the sector be- tween Ebersbach and Sohland formed preglacially predisposed terminoglacial channel, which carried away glacier meltwaters of the Spree Lobe during the maximum extent of the glacia- tion and at the beginning of the deglaciation. The glaciofluvial infill of the terminoglacial Spree valley documented at the Fukov site was deposited in the middle to distal reaches of a braided system. Lateral migration of several main channels with average to higher sinuosity was in progress here. These channels were sufficiently supplied mainly by sandy to fine gravel material during periods of higher discharges connected with daily or other short-time discharge cycle in a morphologically closed valley system. Cycles of gradual glacier front recessions were documented in some cases, which suggests to the proglacial sedimentation during the deglaciation phase of the glaciation. The lowering of the surface at the Fukov site of 15,7 m since the deglaciation 606 ka ago was established by the modelling of the accumu- lation age and the erosion rate of this accumulation using cosmogenic radionuclide 10Be. The original thickness of the glaciofluvial accumulation must had been greater than 30 m. Relics of similar valley proglacial outwash plains are preserved in the valleys of Luční, Liščí and Velkošenovský brooks. Planar proglacial outwash plains with typical sandur sedimentation could be found in relics mainly in the eastern part of the Šluknov hilly land. They display sedimentary structures characteristic for proximal to middle reaches of the proglacial glaciofluvial system with pre- vailing downstream accretion of the material within the shallow and relatively wide channels. This sedimentation occurred in the initial phase of the deglaciation nearly over the whole area. Thus evolved planar outwash plains had lower thickness of sediments and were largely re- moved by subsequent erosion-denudational processes. They remained only in erosional relics, which still enable us to reconstruct their original extent. Differentiation of “open sites” and “morphologically influenced sites” according to the shares of individual petrotypes and provenance groups at individual localities of the gla- ciofluvial sediments is essential from petrological and provenance point of view. Distinctions are apparent mainly in the shares of the distal component of the carried material, which in- cludes near and Nordic rocks. Generally the share of the distal component (including Nordic rocks) at the open sites of the Šluknov hilly land is higher (~30 %) than are the common val- ues for the whole northern Bohemian glaciated area (~15 %). This share is significantly lower for morphologically influenced sites and amounts only ~4 %. These differences illustrate the influence of the local morphology on the sedimentation of glaciofluvial sediments in the Šluknov hilly land. Indicator assembly ascertained at individual sites of the Šluknov hilly land are different, which expressed also in diverse TGZ values. The Fukov site is absolutely unique within the whole glaciated area of northern Bohemia due to the dominance of the rocks from Dalarna and by the depletion of the Åland islands rocks. Differences in the indica- tor assembly at the Fukov site could be explained by the selective depletion of the Åland mainly granitoid rocks, which is supported also by the lowest G/P value for this locality. The exposure age of the given surface and its average erosion rate was established by 10Be the modelling of the decrease of the cosmogenic radionuclide concentrations with depth at the Fukov site. The best-fitted solution of the modelling of both dependents (exposure /deposition age and erosion rate) was obtained for the exposure age of 605,510 ± 52,710 years BP with the average erosion rate of 25,9 ± 2,3 m/Ma. This age refers to the initial deglaciation phase of the continental glaciation, which advance in to the Šluknov hilly land. The impact of the frontal part of the continental glacier into the Šluknov hilly land could be correlated with MOIS 16, which culminated 620–635 ka BP. In assumption of the continental glaciation of the Šluknov hilly land during the MOIS 16 it is possible to correlate this event with adjacent areas and also with global palaeoclimatic record. Correlation of regional research results from the Šluknov hilly land with adjacent areas enable to parallelized the glaciation of the studied area with Glacial b in the Cromex complex in the Netherlands (Zagwijn 1992, 1996), with glacial Elster 1 (Zwickauer Phase) in Germany Wolf 1980, Šibrava et al. 1986, Eissmann 1997, 2002) and with glacial San 1 defined in Poland (Lindner and Marks 1995, Lindner et al. 2004). It corresponds to the Opava glacia- tion in the Ostrava and Opava regions (Macoun 1980, 1985, Macoun and Králík 1995) and to the Valdov glaciation in northern Bohemia (Králík 1989, Macoun and Králík 1995). The correlation with the Zwickauer Phase of the Elsterian glacial in the Eastern Ger- many shows on the indefensibility of the concept of the Elsterian complex of glaciations sensu Eissmann (1975, 1997, 2002), who connect both Elsterian glaciations with one stage (MOIS 12). This is in discrepancy with recent knowledge from the northern Bohemian glaci- ated area, where two individual Elsterian glaciations are evidenced. They go back to MOIS 16 and 12 and are separated by a time interval of ~200 ka. The stratigraphic correlation used in Poland (e.g. Lindner et al. 2004), which consider both South Polish glaciation as separated and correlate the San 1 and 2 glacials with MOIS 16 and 12, could be on the contrary mani- fested as a correct one. The average linear erosion rates and areal denudation rates were determined for the time period of the last ~600 ka in the Šluknov hilly land based on the assessment of the sur- face exposure age and its average erosion rate using cosmogenic radionuclide 10Be. The local linear erosion rate (25,9 ± 2,3 m/Ma) is quarter to third in comparison with the area of inner Bohemia and half compared to the average fluvial erosion rates of the main western European rivers. The denudation of the exposed surfaces of roche moutonnée elevations proceeded with the average rate of 16,9 ± 4 m/Ma in the Šluknov territory. This could be considered as the minimum erosion rate in the given area. Linear erosion represents on the other hand maxi- mum erosion value in the studied area. The average rate of the areal denudation could be de- termined at 15–25 m/Ma for the whole Šluknov hilly land area. References Eissmann, L. (1975): Das Quartär der Leipziger Tieflandsbucht und angrenzender Gebiete um Saale und Elbe. Schriftenreihe der Geologischen Wissenschaften, 263 pp., Berlin. Eissmann, L. (1997): Das quartäre Eiszeitalter in Sachsen und Nordostthüringen. Altenburger Naturwissenschaftliche Forschungen, 8, Altenburg. Eissmann, L. (2002): Quaternary geology of eastern Germany (Saxony, Saxon–Anhalt, South Brandenburg, Thüringia), type area of the Elsterian and Saalian Stages in Europe. Quaternary Science Reviews, 21, 1275–1346. Hesemann, J. (1932): Zur Geschiebeführung und Geologie des Odergletschers. 1. Äussere, Rosenthaler und Velgaster Randlage. Jahrbuch des Preussischen geologischen Landesanstalt, 53, 70–84. Králík, F. (1989): Nové poznatky o kontinentálních zaledněních severních Čech. Sbor. geol. Věd, Antropozoi- kum, 19, 9–74. Lindner, L., Gozhik, P., Marciniak, B., Marks, L., Yelovicheva, Y. (2004): Main climatic changes in the Quater- nary of Poland, Belarus and Ukraine. Geological Quarterly, 48, 97–114. Lindner, L., Marks, L. (1995): Zarys paleogeomorfologii obszaru Polski podczas zlodowaceñ skandynawskich. Przeglad Geologiczny, 43, 7, 591–594. Macoun, J. (1980): Paleogeografický a stratigrafický vývoj Opavské pahorkatiny v pleistocénu. Časopis Slezského muzea v Opavě, řada A, 29, 113–132; 193–222. Macoun, J. (1985): Stratigrafie středního pleistocénu Moravy ve vztahu k evropskému kvartéru. Časopis Slezského muzea, řada A, 34, 125–143; 219–237. Macoun, J., Králík, F. (1995): Glacial history of the Czech Republic. In: Ehlers, J., Kozarski, S., Gibbard, P. L. (Eds): Glacial deposits in North – East Europe. 389–405, A. A. Balkema, Rotterdam. Macoun, J., Šibrava, V., Tyráček, J., Kneblová-Vodičková, V. (1965): Kvartér Ostravska a Moravské brány. Nakladatelství ČSAV, Praha. Marks, L. (2002): Last Glacial Maximum in Poland. Quaternary Science Reviews, 21, 103–110. Nývlt, D. (1998): Kontinentální zalednění severních Čech. Geografie–Sborník ČGS, 103, 445–457. Nývlt, D. (2003): Geomorphological aspects of glaciation in the Oldřichov Highland, Northern Bohemia, Czechia. Acta Universitatis Carolinae – Geographica, 35, Supplementum, 171–183. Piotrowski, J. (1998): Development of the Odra Lobe. INQUA Commission on Glaciation, The Peribaltic Group: Field Symposium on Glacial Geology at the Baltic Sea Coast in Northern Poland, Excursion Guide, 16 pp., Warsaw. Růžička, M. (2004): The Pleistocene glaciation of Czechia. In: Ehlers J., Gibbard P.L. (Eds): Quaternary Glaci- ations – Extent and Chronology. Part I: Europe. Developments in Quaternary Science, 2, 27–34, Elsevier B.V., Amsterdam. Šibrava, V. (1967): Study on the Pleistocene of the glaciated and non-glaciated area of the Bohemian Massif. Sborník Geologických Věd, Antropozoikum, 4, 7–38. Šibrava, V., Bowen, D. Q., Richmond, G. M., eds (1986): Quaternary glaciations in the Northern Hemisphere. Quaternary Science Reviews, 5, 1–514. Wolf, L. (1980): Die Elster und präelsterkaltzeitlichen Terrassen der Elbe. Zeitschrift für Geologische Wissen- schaften, 8, 1267–1280. Zagwijn, W. H. (1992): The beginning of an Ice Age in Europe its major subdivisions. Quaternary Science Re- views, 11, 583–591. Zagwijn, W. H. (1996): The Cromerian Complex Stage of the Netherlands and correlation with other areas in Europe. In: Turner, C. (Ed.): The Early Middle Pleistocene in Europe. 145–172. A. A. Balkema, Rotter- dam.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce doc. RNDr. Daniel Nývlt, Ph.D. 5.87 MB
Stáhnout Příloha k práci doc. RNDr. Daniel Nývlt, Ph.D. 21.45 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce doc. RNDr. Daniel Nývlt, Ph.D. 270 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky doc. RNDr. Daniel Nývlt, Ph.D. 270 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Vladimír Šibrava, DrSc. 1.16 MB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Tadeas Czudek, DrSc. 1.62 MB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 260 kB