Zemepis.com> Fyzická geografie> Litosféra> Antropogenní transformace litosféry

ANTROPOGENNÍ TRANSFORMACE LITOSFÉRY

50 až 60 % povrchu pevnin je více či méně ovlivněno antropogenní činností, přičemž člověk přemístí více materiálu než všichni ostatní činitelé.

Lidská činnost v litosféře se projevuje dvojím způsobem, a to

• vznikem nových geomorfologických tvarů, ať plánovaných nebo neplánovaných,
• zpomalením nebo zrychlením geomorfologických procesů.

Reliéf je člověkem ovlivňován přímo (tj. bagrem, lopatou apod.) nebo nepřímo (např. odlesnění, které je následováno erozí půdy a pak erozí obnaženého skalního podkladu).

ANTROPOGENNĚ PODMÍNĚNÉ ENDOGENNÍ PROCESY

Jsou podmíněny

• redistribucí statických tlaků na povrchu reliéfu a
• redistribucí dynamických tlaků v zemské kůře,

s čímž souvisí vyvolání antropogenních zemětřesení a antropogenních izostatických pohybů.

Redistribuce statických tlaků na povrchu reliéfu souvisí zejména s výstavbou velkých vodních nádrží a rozsáhlých městských aglomerací, kdy v důsledku zatížení povrchu dochází k antropogenně vyvolaným pohybům zemské kůry (prohýbání povrchu, pohyby ker podél existujících zlomů). Vznik antropogenních zemětřesení je podmíněn

• napětím v zemské kůře a přítomností zlomů,

• výskytem rozpukaných hornin s možností infiltrace vody hloubky,
• výskytem heterogenních hornin na dně nádrže, které usnadňují pohyb vody do hloubky zemské kůry pod tlakem,
• litologickým složením podloží, protože v sedimentech obvykle dochází k sesedání bez průvodních seismických jevů.

Antropogenní zemětřesení související s napouštěním vodních nádrží byla doprovázena vznikem povrchových tektonických tvarů, např. otevřených trhlin či horizontálními a vertikálními posuny ker apod.

Příčinami antropogenních zemětřesení jsou

• změny napětí ve zlomových oblastech hmotností vody, tj. vyvolání pohybu ker podél zlomů,
• redistribuce tlaků v zemské kůře hmotností vody,
• zvýšení hydrostatického tlaku podzemních vod v horninách pod nádrží a následné snížení pevnosti hornin podél zón oslabení,
• narušení rovnováhy mezi vnitřním tlakem podzemních vod v hloubce zemské kůry a tlakem nadložních hornin v tektonicky porušených zónách,

K redistribuci dynamických tlaků v zemské kůře dochází v průběhu odebírání hmoty z geologického podloží (např. při odčerpávání ropy) nebo při vhánění hmoty pod tlakem do geologického podloží (např. ukládání tekutých odpadů). Při odebírání hmoty z geologického podloží tlaky rychle klesají a současně dochází ke ztrátám tepla, čímž dochází k antropogennímu zemětřesení; k takovéto situaci došlo např. roku 1971 v Grozném v Rusku. Naopak při vhánění hmoty pod tlakem do geologického podloží došlo k antropogennímu zemětřesení v americkém Denveru v roce 1961.

Dalším antropogenním faktorem vyvolávajícím dynamické tlaky vedoucí k tektonickým pohybům jsou pokusné podzemní jaderné výbuchy. Např. podzemní jaderné výbuchy v Nevadě byly doprovázeny pohyby podél existujících zlomů o velikosti až 1 m ve vertikálním směru a délka oživení dosahovala na jednotlivých poruchových liniích až 8 km. Na povrchu nad ohniskovými oblastmi vznikly až několikametrové poklesy.

Antropogenní zemětřesení vyvolává i hlubinná těžba.

EXOGENNÍ ANTROPOGENNÍ PROCESY

Podstatně větší měrou než endogenní geomorfologické procesy ovlivňuje lidská společnost exogenní geomorfologické procesy, a to jak ve smyslu jejich urychlení, tak i ve smyslu jejich zpomalení.

Zrychlování geomorfologických procesů

Urychleny jsou zvětrávací procesy jak fyzické, tak chemické. Vyšší kyselost srážek, povrchových vod a půdy vede ke zvýšenému chemickému zvětrávání v krajině. Zvětrávací procesy ovlivňuje také hnojení, změny hydrologických poměrů (meliorace, závlahy apod.) nebo znečištění podzemních vod odpady.

Jako antropogenní zvětrávání zveme lidmi způsobené rozvolnění hornin a zemin a jejich přizpůsobení potřebám lidské společnosti. Produktem antropogenního zvětrávání je pak antropogenní zvětralinová kůra. Rozvolnění vede k narušení původní struktury hornin, k jejich drobení a tříštění a také ke změně složení. Specifickým typem antropogenního zvětrávání je kultivace zemědělských půd (orná půda pokrývá asi desetinu povrchu pevnin).

Zvláštním typem impaktu v pedosféře a svrchní části litosféry je jejich narušení vojenskými prostředky, tj. vznik kráterů bombardováním.

Antropogenní zvětrávání předčí svou intenzitou zvětrávání přírodní a zasahuje asi 55 % povrchu pevniny. Sahá také do větších hloubek, což je dáno charakterem antropogenních činností (těžba apod.).

Lidská činnost ovlivňuje z exogenních geomorfologických procesů např. svahové procesy, a to hlavně sesuvy. Člověk totiž narušuje rovnováhu svahů likvidací vegetačního krytu a různými zářezy. Narušení vegetace na svazích zrychluje creeping, soliflukci a odnos půdy a častěji dochází k sesuvům. Při naříznutí zvodnělého horizontu v průběhu výstavby různých zářezů, v důlních dílech, čerpání vody nebo při odvodňování drenážemi dochází ke zrychlení sufoze a rychlejšímu pohybu po svahu zvláště jemnějších zvětralin.

K sesuvům dochází i v lomech, a to díky nadměrné výšce řezů, přetížení svrchní části výsypkou, rozvolnění hornin v důsledku zvětrávání, dynamickému zatížení řezů při práci důlní mechanizace a změně podzemních vod.

Dalším sesuvným procesem podmíněným lidskou činností je ztekucení jílů či spraší a vznik bahenních a kamenito-bahenních proudů.

Při změně vegetace na svazích nabývají atypických hodnot všechny kategorie eroze (plošná, stružková, stržová). Pokud odnos půdy přesáhne rychlost půdotvorných procesů, nastává destrukce půdního profilu. Např. v USA vznikají badlandy, tj. specifický typ reliéfu rozřezaný stržemi, v Dinárské horské soustavě se obnažuje skalní povrch v krasových oblastech. Zvýšená denudace vede k akumulaci usazenin na dolních tocích řek a v jejich ústích, čímž dochází jednak k překládání říčního koryta a agradaci (říční koryto se ocitá nad úrovní nivy). Urychlený odnos a zrychlení fluviálních procesů je vyvoláno

• transformací reliéfu antropogenní činností (zářezy ve svazích, odvaly atd.),
• transformací vegetačního krytu, vykácením lesů, kultivací půd apod.,
• transformací struktury půd vlivem orby, nadměrné pastvy, vysoušením, meliorací apod.,
• transformací podmínek povrchového odtoku zvýšením jeho kritických rychlostí při různých úpravách reliéfu,
• urychlením krasových pochodů.

Urychlení krasových pochodů není vázáno jen na zvýšení chemické agresivity vod, ale také na změny objemu podzemních vod (obvykle jejich čerpání nebo kolísání) nebo dále statickým či dynamickým zatížením povrchu vápenců při jiných antropogenních procesech.

Zpomalování geomorfologických procesů

Mezi prostředky zpomalení geomorfologických procesů patří např. terasování svahů, což je způsob jak zpomalit svahové procesy, resp. odnos úrodné půdní vrstvy. Dalším příkladem může být zpevnění kritických míst v komunikačních zářezech betonovými injektážemi. Můžeme sem zařadit i odvodňování, zatravňování, zalesňování apod.

K zastavení desertifikace se používá zejména zpevňování povrchu vegetací.

Odnosu půdy se zabraňuje výsadbou větrolamů. Velikost odnosu půdy totiž lineárně závisí na vzdálenosti ve směru vanoucího větru na nechráněné ploše. Zábrana tak sníží rychlost větru a vyzdvihne vzdušný proud nad povrch půdy.

ANTROPOGENNÍ GEOMORFOLOGICKÉ PROCESY

Antropogenní tvary souvisí zejména s hospodářskou činností stavebního charakteru (zemní práce) a mohou být buďto

• erozní (degradační), které souvisí se snižováním úrovne terénu v souvislosti s těžbou (lomy, povrchové doly) a výstavbou komunikací (dopravní zářezy) apod.
• akumulační (agradační), které souvisí s hromaděním materiálu určitého původu, čím vznikají haldy, výsypky, skládky odpadků, dochází k zasypávání strží a opuštěných lomů apod.

Zvláštním antropogenním procesem je antropogenní planace, tj. zarovnávání terénu, zahrnující v sobě jak antropogenní erozi, tak akumulaci.

Dalším antropogenním procesem je antropogenní exkavace, tj. vytváření podzemních suterénů (např. metro, katakomby, kanalizace, sklepy apod.).

Antropogenní tvary reliéfu rozlišujeme jednak podle

• tvaru na konvexní (vypuklé), konkávní (vyduté) a plošinné,
• velikosti na mikroformy a makroformy,
• geneze na těžební (montánní), průmyslové, zemědělské, vodohospodářské (hydrotechnické), sídelní (urbánní), dopravní, vojenské, oslavné (celebrální), pohřební a rekreační.

Kvalita, kvantita a rozmístění antropogenních geomorfologických tvarů je determinována stupněm technického vývoje společnosti a potřebami společnosti. Lokace těchto tvarů dána přírodním vývojem (vznik a rozmístění ložisek nerostných surovin). V současnosti přistupuje k lokalizaci a úrovni vzniklých antropogenních tvarů tzv. duchovní faktor, neboť lidé si uvědomují negativní dopad své činnosti na prostředí a do určité míry jsou schopni negativní vlivy na krajinnou sféru minimalizovat.

Antropogenní geomorfologické procesy v rámci obydlených nebo hospodářsky využívaných územích předčí v úcinnosti, rychlosti a intenzitě i přírodní procesy, přičemž antropogenní procesy mají trvalou progresi a navíc jsou člověkem v určité fázi bezprostředně řízeny.

Výsledky činnosti člověka v krajině jsou

• uniformizace, tj. lidskou činnosti nepřirozeně sjednocené různé typy krajiny nebo krajinných tvarů,
• simplifikace, tj. odstraňování rozmanitosti,
• denaturalizace, tj. odstraňování přírodních prvků a tvarů z krajiny,
• devastace, tj. ničení přírodních a kulturně-historických hodnot,
• degradace, tj. znehodnocování přírodní sféry z hlediska přírodních složek a zájmů ochrany přírody,
• deteriorizace, tj. zhoršování přírodní sféry z hlediska životního prostředí člověka,
• destrukce, tj. narušení vztahů v přírodní sféře, které zajišťují její celistvost a uchování základních funkcí.

Těžební procesy a těžební antropogenní tvary

Nejvíce těžba ovlivňuje litosféru a pedosféru, dále pak i atmosféru a hydrosféru, kde může docházet k hromadění nežádoucích látek vzniklých při těžbě. V životě člověka se těžba projevuje jednak estetickou změnou krajiny a jednak ohrožením lidských sídel sesuvy při narušení sledu geologických vrstev při nevhodně založeném lomu.

Těžební antropogenní tvary rozdělujeme na

• vlastní těžební tvary (lomy, šachty, štoly, haldy atd.),
• průvodní těžební tvary (poklesové kotliny, pinky atd.).

Těžební činnosti zasahují do reliéfu jak destrukcí horninového prostředí, tak i jeho kontaminací.

Pevná ložiska se dobývají buď povrchově, tj. v lomech, nebo podzemním způsobem, tj. pomocí dolů. Pokud lomy leží pod úrovní zemského povrchu, používá se pro ně výrazu povrchový důl. Povrchové doly na některé nerosty mají často značnou plochu a hloubku až několika stovek metrů, např. největší lom na měděnou rudu na světě u Salt Lake City v Utahu je dlouhý 3 km, široký 2,5 km a hluboký 800 m. Jiným příkladem může být The Big Hole u města Kimberley v Jižní Africe, což je lom hluboký přes 200 m a o průměru 500 m.

Povrchové doly se skládají z těžební fronty, tj. svislé stěny, na níž probíhá těžba, sníženiny dolu a výsypek. Výsypky vyžadují vhodné a dostatečně velké prostory a současně se musí přihlížet k fyzikálně mechanickým vlastnostem hornin a zemin na výsypkách, neboť jinak hrozí nebezpečí sesuvů. Na výsypkách probíhají běžné exogenní geomorfologické procesy a protože jsou horniny a skrytá půda obnaženy, je rychlost těchto procesů vyšší než na přírodních svazích.

Hlubinné doly slouží k dobývání nerostů podzemním způsobem a jedná se především o šachty, štoly a komory. V Jižní Africe dosahují šachy hloubky skoro 4 000 m, v Indii 3 800 m. Některé vyrubané prostory jsou opětovně zakládány, takže se zmírňují úcinky dobývání na povrch (zakládkovým materiálem je buď rubanina nebo sypanina z kamenolomů). Někdy se staré doly používají pro uložení rizikových odpadů. S hlubinnými doly jsou spjaty haldy, které se umísťují jak na rovině, tak na svazích, případně se materiálem vyrovnávají sníženiny. Na svazích hald vznikají postupně stružky, strže, soliflukční proudy, sesuvy až bahenní proudy. Kromě toho v haldách probíhají vnitřní procesy jako např. vnitřní hoření, sesedání, vznik dutin, závrtovitých sníženin apod. Po dosažení kritické hmotnosti může docházet k deformaci položí. Jestliže se vytěží velká plocha sloje v hlubinném dole, může na povrchu vzniknout poklesová kotlina, jejíž průběh závisí na mocnosti nadloží, fyzikálně mechanických vlastnostech hornin, úklonu vrstev, hloubce dobývání, mocnosti sloje apod. Poklesy mohou vznikat i v oblastech těžby ropy a zemního plynu, čerpáním podzemních vod apod.

K těžebním mikrotvarům patří pinky, což jsou terénní sníženiny vzniklé rychlým propadnutím důlních děl.