Pavel Mentlík Mgr. – FPE ZČU v Plzni (geografie, biologie) DP – (2000) Kryogenní a glacigenní tvary povodí Ostrého potoka (Šumava) Ph.D. – (2006) nejprve Praha (2 roky), po dvou letech PrF Bratislava – prof. Minár celkem 4 roky Geomorfologická analýza a tvorba GmIS pro okolí Prášilského jezera a jezera Laka na Šumavě doc. PrF Bratislava Výzkum vývoje reliéfu vrcholových partií SZ Šumavy prostřednictvím inovativních výzkumných metod Projekty GAAV – juniorský a standardní Od roku 2005 Vysoké Tatry – spolupráce prof. Minár, později Dr. Engel (UK Praha) Dnes 2012-2016 GAČR (Pánek, Engel, Mentlík) - Časoprostorová variabilitia hlubokých svahových deformací v Tatrách (Západní Karpaty) Geografie na Fakultě pedagogické Západočeské univerzity v Plzni •Nejprve Katedra geografie zejména humánní a regionální? geografie •– 2012 odchod většiny pracovníků na Ekonomickou fakultu – humánní geografie • •Fyzická geografie a oborová didaktika zůstala na FPE •– vznik Centra biologie, geověd a envigogiky (environmentální výchovy) • •Projekt ESF NEXLIZ – Nová excelence lidských zdrojů – dvě postdok pozice • •Náplní je fyzická geografie a zakládáme oborové didaktiky • •Mentlík- zalednění Šumava, Tatry, oborové didaktiky •Vočadlová – pozdní glaciál horských a podhorských oblastí (Černé a Čertovo jezero) •Stacke – fluviální geomorfologie (Bečva) a vliv bobra na krajinu •Pluháčková – zalednění Západních Tater a didaktická transformace výsledků •Rak – Lidar v geomorfologii – testování geomorfologických hypotéz • Loess – dated by OSL 20,740 ± 1900 Current relief (remodeled by fluvial processes) Fluvial deposits – Coarse sediment of braided streem Loess – dated by OSL 22,320 ± 2180 Deposits of gelifluction Dr. Z. Engel (Prague) Didaktický výzkum •doc. RNDr. Pavel Mentlík, PhD. • •pment@cbg.zcu.cz Pozdní glaciál v horách a velehorách střední Evropy (Šumava, Tatry) – pohled geomorfologa Osnova 1)Úvod •2) Regionální studie •a) Pozdní glaciál na Šumavě •b) Pozdní glaciál ve Vysokých Tarách V mé práci je možné vymezit dva základní směry výzkumu… Explicitní definování jednotlivých kroků geomorfologické analýzy a její integrace v rámci GmIS Geomorfologický Informační Systém (GmIS) •GmIS = integrující prostředí vhodné k mapování georeliéfu a uzpůsobené pro následné geomorfologické analýzy a modelování. • •Geomorfologické mapování = rozčlenění reliéfu na základě morfologie a morfometrie – morfogeze, morfochronologie a morfodynymiky… •– vrstva elementárních forem reliéfu – jádro GmIS Nejprve k metodické části práce – konkrétně k GmIS… Ten je chápán jako… Proč elementární formy reliéfu? (MINÁR AND EVANS, 2006) • i)Elementární formy jsou segmenty vymezená uniformním způsobem (na základě morfometrie) a holisticky pokrývají zkoumané území; ii) ii)Na rozdíl od tradičních částečně selektivních a diskrétních geomorfologických map spojitá vrstva EF umožňuje komplexní systematizaci reliéfu. iii) iii)Rozsah a velikost složených forem (např. morénový val) je jasně vymezen spojováním EF. •Vhodné pro tvorbu komplexních geomorfologických map, holistickou geomorfologickou analýzu v GIS (resp. GmIS) • • • Vymezení EF a určení jejich geneze Protoformy Srovnání protoforem a ideálních EF (Minár and Evans, 2006) Terénní mapování Ověření hranic EF a domapování malých forem Vznik a vývoj (chronologie) Multidisciplinární výzkum Proces tvorby detailní geomorfologické mapy Slučování EF podle převládajícího genetického procesu. Geneticky homogenní (mikro chory) geomorfologické formy Vymezení vůdčích forem (dominantní formy, na nichž vznikají mladší a menší formy závislé Definice vzniku a pozice forem (vůdčí a závislé) Reliabilita určení vzniku (vůdčího procesu) různá . Mapa vypovídající hodnoty geneze forem Level of reliability Definition of reliability level Specification of landforms 1 Very uncertain: genesis stated according to general geomorphological context. Verification by other methods is not possible. Pleistocene and older forms, very large (~135,000 m2) significantly polygenetic forms (e.g. pediment). 2 Rather uncertain: the origin stated according to spatial relation with better defined landforms (mutual border with forms of level 3). Pleistocene forms, large (~40,000 m2), polygenetic (e.g. erosional slopes, dellens). 3 Uncertain: spatial relation with forms of level 4 (mutual border). Verification of origin and development by other methods is limited. The form is suggested as a part of a previous geomorphic system. Forms not older than last glacial maximum, middle size and small (~25,000 m2), one predominating process (e.g. side of trough). 4 Certain: origin and development is confirmed by exact methods. Alternative hypotheses of origin remain. The form is confirmed as a part of a previous geomorphic system. Not older than last glacial maximum, smaller forms (>25,000 m2), one predominating process (e.g. remnants of moraine). 5 Quite certain: more evidence confirms the origin of the form. An alternative hypothesis of the origin is unlikely. The form is confirmed as a part of a previous or present-day geomorphic system. Not older than last glacial maximum, usually smaller forms (>25,000 m2) one predominating process (e.g. recessional moraine or ravine). Kategorie pro tvorbu mapy vypovídající hodnoty geneze geomorfologických forem Geomorfologie odpovídá na otázku: jak a kdy vznikly tvary reliéfu Země (geneze a čas) 13 Kar a moréna (Big Dog, British Columbia) Takto mohla vypadat krajina v okolí Prášilského jezera (vpravo) před cca 14 tis. lety Kar a moréna (Prášilské jezero) Na topické a chorické úrovni opakující se formy – možné určit genezi a dobu vzniku. Chápeme, jak funguje krajina… V jaké časové dimenzi se pohybujeme? 14 Změny přírodního prostředí (většinou provázené změnami klimatu) v různých prostorových (globálních až lokálních) a časových (od dávné geologické minulosti po současné změny) dimenzích. Různé časové dimenze Změny v „dávné“ geologické minulosti – paleontologie 5V (globální) Změny v „nedávné“ geologické minulosti Změny v historické době (záznamy, měření): desítky až stovky let; lokální až regionální Změny současných eko- a geosystémů: roky, lokální až regionální Environmentální změny v „nedávné“ (cca 2,6 milionu let) geologické minulosti = změny v kvartéru (čtvrtohory) 15 15 Pozdní glaciál •Konec poslední velké klimatické změny… •Navazuje na poslední glaciální maximum •19,5 ky zpět – výrazný vzestup hladiny světového oceánu •Končí posledním výrazným chladným obdobím (Mladším dryasem) resp. začátkem Holocénu Konec posledního výrazného chladného výkyvu – pozdní glaciál c. 14 700 c. 14 100 (150 – 200 let) c. 12,8 kx c. 11,5 ky Šumava Jihozápad ČM Poměrně staré horniny – moldanubikum nad horninami Alpské předhlubně Významné rozvodí a po léta hranice Českého království. Poslední glaciál. Zejména oblasti jezer zalednění… 5 + 3 Severozápadní Šumava nejvyšší vrchol, tři hřbety (svor) Centrální Šumava Pláně – rašeliniště Zalednění – vrcholy nad 1300 m n. m. Geologie Metamorfity - elevace Žuly - sníženiny Reliéf na krystalických břidlicích Reliéf na žulách Struktura velmi úzce spjata s reliéfem Okolí Prášilského jezera Karová sěna Výše položený kar Deflační plošiny na hřbetech a jezera Laka Jak zkoumat vnitřní strukturu geomorfologických forem? •Geofyzikální profilování – různé metody – georadar, refrakční seismika, elektrická odporová tomografie (ERT). •Poskytuje údaje o vnitřní stavbě formy. • Představení okolí Prášilského jezera Nejstarší zalednění Severně od jezera – velké žulové bloky (stupeň – ne výrazná Moréna) Morény u jezera Vnější (výrazná) Výška až 9 m Stará jímka Sníženina jižně od jezera Přímo pod skalnatým svahem Poledníku Dříve opravdu „jímka“ nadlepšování stavu vody při splavování dřeva (sypaná malá hráz) Postup práce •1) Geomorfologické mapování (elementární formy reliéfu) •2) Vznik (geneze) forem •3) Určit kdy vznikly - datování • tatry2 009 Schmidt hammer test – příklad relativního datování forem Jak to mohlo být? Hypotéza (korelace na klimatické události v alpské oblasti)… Numerické datování: 14C datování 3 Numerické datování: Kosmogenní izotopy Datování jezerních sedimentů ve Staré jímce Principy expozičního datování 34 Převzato z: Centre for Geosciences – University of Glasgow Odebrání vzorků pro expoziční datování Prášily – 3 fáze zalednění Doložené morénami 19,5 ky 16 ky 14 ky Zalednění okolí Prášilského jezera- syntéza 16 a 14 ka (Starší Dryas?) Proč větší ledovce v OD než v YD? Bouřlivé západní větry posunuté více k S? Sucho? Zámrz Bouřlivé západní větry Posun se zámrzem Atlantiku Brauer et al. (2008) and also Bakke et al. (2009) Jezero Laka Dvě fáze 16 ky 14 ky Dvě fáze – před 16 a 14 ky Malé Javorské jezero (Reuther , 2007) Přepočtená data Moraine Original age (ka) Recalculated age (ka) WIa 19.1 ± 2.0 24.1 ± 2.5 WIb 18.7 ± 1.9 23.6 ± 2.4 WII 17.3 ± 1.6 21.8 ± 2.0 WIII and WIV 15.5 ± 1.7 19.5 ± 2.1 Recalculated 10Be exposure ages for moraines in the Kleiner Arbersee valley. Moraine labels and original exposure ages after Reuther (2007) (Mentlík et al., 2013). Datování jednotlivých fází zalednění na Šumavě Syntéza + Vočadlová, et al. 2015 •Dva druhy „reakce“ na klimatické změny: •Velké kary – ledovce v LGM (několik fází) a v kratších obdobích pozdního glaciálu bez ledu. •Malé kary – ledovce v kratších obdobích pozdního glaciálu. • Nezaledněný „zbytek“ Tatry 2654 C:\Users\Pavel\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.016\figure_1.tif Engel et al., 2015 LGM – velmi výrazné zalednění Skandin. kont. A Alpy Deglaciace Malé a Velké Studené doliny Vysoké Tatry Výzkumy od 2004 Prof. Minár, Dr. Engel a doc. Pánek CEREGE Karová část Malé Studené doliny Trogy Malé a Velké Studené doliny Oblast morén před Malou a Velkou Studenou dolinou Výsledky geomorfologických výzkumů umožňují určit jak dnes již zaniklý ledovec vypadal – jeho rozsah, mocnost… Mentlík: Geomorfologie a environmentální změny v kvartéru 54 Trimline Ledovcové ohlazy Lukniš, 1973 Kromě akumulačních forem (morény) - erozní formy v horních částech glaciálního systému – vymezení mocnosti. Jak to vypadá ve skutečnosti? Mentlík: Geomorfologie a environmentální změny v kvartéru 55 Strelecká veža Nunatak Velká Studená dolina Poslední ledovcové maximum ve Velké Studené dolině Trimline Ledovec Periglaciální vývoj C:\Users\Pavel\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.077\figure_2.tif 55 vzorků pro 10 Be datování C:\Users\Pavel\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.570\figure_4.tif Malá moréna YD 22 ky, LGM, 970 m, 1,21 km3, ELA 1640 m • ~20,5 ky 1120 m, 0,92 km3, 76 % LGM, ELA 1720 m • • ~15,5 ky 1680 m (MSD) a 1920 m (VSD), 0,06 km3, 5 % LGM, ELA 2130 m • ~12 ky 2110 m (MSD) a 2180 m (VSD), 0,01 km3, 0,8 % LGM, ELA 2290 m http://www.zitava.sk/zitava/fotogaleria/osobnosti/michal_luknis1.jpg Prof. M. Lukniš před tis. lety ELA m a.s.l. Luknišovy stadiály ve Vyských Tatrách ~21 ky ~22 ky We just had to verify chronology developed by Lukniš Zalednění 15,5 ky a datovaná skalních řícení ~21 moréna (stadiál Veža) ~20 ohlaz Skalní laviny – fenomén paraglaciální fáze (Pánek et al., 2015) C:\Users\Pavel\AppData\Local\Microsoft\Windows\Temporary Internet Files\Content.Outlook\1EN08M5T\figure_8.jpg Srovnání •Šumava •LGM ELA 1000-1160 m •LGM „maximum“ 27-22 •Fáze LG •~16 a ~14 – ne YG •Paraglaciální mezi 19 a 16 (degradace permafrostu?) Tatry LGM ELA 1460-1700 m LGM „maximum“ 26-20 Fáze LG ~15,5 a YD Paraglaciální od ~20 do ~15 (navazuje na deglaciaci) Degradace horského permafrostu i později (konec YD – zvláště vrcholové partie)