Rzeżbotwórcza działalność wód płynących na przykładzie dowolnej rzeki
Woda odgrywa niezwykle ważną rolę rzeźbotwórczą powierzchni litosfery. Główna masa wody występującej na powierzchni lądów pochodzi z opadów. Omawianie wpływu wody na rzeźbę powierzchni Ziemi należy zatem zacząć od działalności deszczu.Krople deszczu spadające na grunt przekazują swoją energie i powodują wybijanie drobnych ziaren. Gdy powierzchnia gruntu jest zbudowana ze skał mało zwięzłych, wśród których występują głazy i inne większe okruchy skalne, może wtedy dochodzić do kształtowania specyficznej rzeźby terenu. Fragmenty skał, chroniąc materiał drobnoziarnisty, uniemożliwiają jego usuwanie, co przyczynia się do powstawania, niejednokrotnie nawet bardzo wysokich, słupów ziemnych.
Szczególnie obfite deszcze dostarczają na 1 km2 powierzchni litosfery tysiące ton wody. Woda ta szybko tworzy liniowe spływy, żłobiąc przy tym teren. Pojawiają się różnych rozmiarów bruzdy i rozcięcia bądź nawet doliny, kończące się w strefach utraty siły nośnej wody stożkami napływowymi.
Ruch wody zależy od jej ilości (przepływu) i temperatury, od spadku terenu, właściwości podłoża oraz ilości niesionego materiału. Może być spokojny (laminarny, czyli warstwowy) albo burzliwy (turbulentny, czyli wirowy).
Ruch spokojny cechuje ciągłość strumienia drobin cieczy, które przemieszczają się równolegle względem siebie. Zachodzi on, gdy woda płynie w prostej linii i jest słabo obciążona materiałem bądź rozpuszczonymi w niej substancjami, a także gdy jej temperatura jest stała. Ta postać ruchu jest jednak rzadko spotykana w przyrodzie.
Najczęściej wystÄ™puje w przyrodzie ruch burzliwy. ZachodzÄ…ce w poprzek linii prÄ…du przenoszenie energii oraz rozpuszczonych substancji 8i Å‚adunku mineralnego czy organicznego prowadzi do przekraczania bariery siÅ‚ lepkoÅ›ci cieczy. Skutkiem tego jest mieszanie wody w caÅ‚ym przekroju, połączone nawet z miejscowym „ pÅ‚yniÄ™ciem pod prÄ…d”.
Materiał ziarnowy niesiony przez wodę może podlegać toczeniu i poślizgom po dnie, ruchowi skokowemu oraz przenoszeniu zawiesinowemu. Transportowane okruchy są sortowane według wielkości, a także mechanicznie obrabiane. Obrabianie polega na eliminowaniu ostrych naroży, gładzeniu powierzchni i zaokrąglaniu kształtów. Na przykład powszechne w Tatrach ostrokrawędziste okruchy gruntu po stosunkowo krótkim transporcie w potokach górskich przyjmują postać owalnych otoczaków o gładkiej powierzchni. Otoczaki te są szeroko używane na Podhalu do budowy podmurówek domów, a także jako elementy konstrukcyjne ścian.
Mechaniczne obrabiane są okruchy skalne, żwiry i ziarna piasku. Proces ten trwa do momentu ustalenia się równowagi między odpornością przenoszonego materiału a dynamicznymi właściwościami środowiska, w którym transport zachodzi.
Podczas transportu wodnego odbywa się sortowanie okruchów według ich wielkości. Materiał drobny przenoszony jest szybciej i dalej. Ponownie odwołajmy się do przykładu rzek w Polsce. W górnych odcinkach rzek (na obszarze Karpat, Sudetów) na ich dnie zalegają głazy, otoczaki, żwiry i piaski. Począwszy od Kotliny Sandomierskiej i przedpola Sudetów w dnach dominują już piaski przemieszane ze żwirami. Natomiast w odcinkach ujściowych, a szczególnie w deltach, powszechne są piaski, mułki oraz iły.
OgólnÄ… tendencjÄ… rzek, ze wzglÄ™du na dziaÅ‚anie grawitacji, jest ich dążność do wcinania siÄ™ w podÅ‚oże – czyli erozja wgłębna. Profil podÅ‚użny każdej niemal rzeki odznacza siÄ™ wiÄ™kszymi spadkami w górnym odcinku oraz mniejszymi spadkami w Å›rodkowym i dolnym biegu. Od tej ogólnej zasady bywajÄ… jednak odstÄ™pstwa.
Profil podÅ‚użny rzeki rzadko odznacza siÄ™ harmonijnym ksztaÅ‚tem. SkÅ‚ada siÄ™ on z odcinków o różnym nachyleniu i różnej dÅ‚ugoÅ›ci, a nierzadko wystÄ™pujÄ… w nim gwaÅ‚towne zaÅ‚amania w postaci progów i wodospadów, które sÄ… szczególnie czÄ™ste w górnym biegu rzeki. U podstawy tych zaÅ‚amaÅ„ zachodzi proces podmywania, a w konsekwencji także obrywania wznoszÄ…cej siÄ™ powyżej Å›ciany. Progi i wodospady przesuwajÄ… siÄ™ wiÄ™c w górÄ™ rzeki – cofajÄ… siÄ™. Ponadto w obszarach źródÅ‚owych rzek wymywanie materiaÅ‚u prowadzi do powiÄ™kszania siÄ™ tzw. Misy
Źródłowej, a więc rozwijania doliny wstecz. Proces ten może nawet doprowadzić do przecięcia działu wód. Omawiane procesy nazywa się erozją wsteczną.
Właściwości dowolnego profilu dowolnej rzeki, podobnie jak i charakter profilów poprzecznych doliny, zależą od rodzaju podłoża, zmian klimatu oraz wahań poziomu wody bądź ruchów powierzchni terenu w zbiorniku wodnym, do którego uchodzi rzeka. Zbiornik ten stanowi bazę erozyjną, czyli podstawę, do której rzeki wcinają swe koryta i doliny. W najogólniejszym ujęciu, bazą erozji dla przeważającej liczby rzek na Ziemi jest poziom wszechoceanu.
Różnica wysokości między źródłem rzeki a jej ujściem decyduje o intensywności wcinania się rzeki w podłoże. Gdy ta różnica wysokości ulegnie zmniejszeniu, tempo wcinania się rzeki maleje. W dolnym odcinku następuje akumulacja niesionego materiału.
Przy wzroÅ›cie różnicy wysokoÅ›ci (obniżeniu siÄ™ bazy erozyjnej) roÅ›nie tempo wcinania siÄ™ rzeki. CzÄ™sto także ruchy skorupy ziemskiej – zapadanie siÄ™ albo podnoszenie – przyczyniajÄ… siÄ™ do zmiany tempa erozyjnej dziaÅ‚alnoÅ›ci wód. Ruchy skorupy ziemskiej niejednokrotnie dotyczÄ… tylko pewnych stref profilu podÅ‚użnego rzeki. W profilu tym pojawiajÄ… siÄ™ wiÄ™c odcinki o różnym spadku rzeki, czÄ™sto minimalnym. Te sÅ‚abo pochylone odcinki profilu podÅ‚użnego rzeki speÅ‚niajÄ… rolÄ™ poÅ›rednich „baz erozyjnych”, a zatem stref o tendencji do akumulowania. Natomiast odcinki profilu podÅ‚użnego o zwiÄ™kszonych spadkach sÄ… wyjÄ…tkowo podatne na erozjÄ™.
Współdziałanie ruchów skorupy ziemskiej wynikających z procesów endogenicznych i erozyjnych pracy rzek prowadzi do powstania przełomów.
Zmiany charakteru pracy rzeki – czyli przemienność procesów erozji oraz akumulacji na caÅ‚ej jej dÅ‚ugoÅ›ci – też uzależnione sÄ… od klimatu. WpÅ‚ywa on na ilość wody w rzece, ilość przenoszonego Å‚adunku, a wiÄ™c i na sposób pÅ‚yniÄ™cia oraz pracy rzeki.
U podstaw okresowego wcinania się rzeki w podłoże bądź zasypywania własnej doliny leżą zatem wielorakie przyczyny. Formowanie i przekształcanie dolin rzecznych najczęściej przejawia się półkami teras. Wzdłuż niemal każdej doliny rzecznej ciągną się zespoły półek stanowiących kronikę życia rzeki. Wyróżnia się terasy pochodzenia erozyjnego, akumulacyjnego oraz mieszanego, tj. erozyjno-akumulacyjnego.
Formowanie teras wynika z tendencji rzek do krÄ™tego biegu i poszerzania dolin wskutek erozji bocznej. StopieÅ„ krÄ™toÅ›ci rzeki ma różne uwarunkowania. W obszarach górskich, a także na innych terenach o podÅ‚ożu zbudowanym ze skaÅ‚ litych – o zmiennoÅ›ci kierunku spÅ‚ywu wód decyduje tektonika i zróżnicowana odporność skaÅ‚ na erozjÄ™. Obszary sÅ‚abo nachylone i zbudowane ze skaÅ‚ maÅ‚o odpornych na erozjÄ™ charakteryzujÄ… siÄ™ najwiÄ™kszÄ… krÄ™toÅ›ciÄ… rzek. WystÄ™puje wówczas tzw. Swobodne meandrowanie, a jego skutkiem jest intensywne poszerzenie den dolinnych, w których obrÄ™bie samo koryto czy koryta rzeki sÄ… jedynie drobnym elementem.
Meandry (zakola), rozwijając się przekształcając i przesuwając zgodnie z kierunkiem płynięcia wód rzecznych, formują dolinę przede wszystkim dzięki erozji bocznej. Meandrowanie jest tym intensywniejsze, im rzeka ma mniejszy spadek i prowadzi mniej wody, a także niesie mniej materiału. W dolinie rzecznej dominuje wówczas erozja boczna, przy stosunkowo słabej erozji wgłębnej. Nieodłączną cechą meandrowania jest podcinanie brzegów o dłuższym łuku oraz odkładanie materiału na brzegach o krótszym łuku. Proces ten prowadzi w rezultacie do przerwania tzw. szyi meandru, wyprostowania układu koryta, jego skrócenia i zwiększenia spadku. W miejscu pętli meandrowej powstaje martwy odcinek koryta wypełniony wodą stojącą, tzw. starorzecze.
Względnie stałe właściwości klimatu bądź ustabilizowany układ bazy erozja boczna i rzeka poszerza dno doliny. Zmiana warunków klimatycznych lub obniżenie się bazy erozyjnej może spowodować wcięcie koryta w istniejącą terasę zalewową. Zaistnienie nowych warunków prowadzi do ponownej aktywizacji erozji bocznej, a więc formowania kolejnej półki już na niższym poziomie. Półka ta, rozrastając się kosztem starszych, wyżej usytuowanych teras, staje się nową terasą zalewową.
Rzeki obfitujące w wodę, szybko płynące, a także rzeki mające mały spadek i przeciążone niesionym materiałem często zmieniają swój bieg. W korycie tworzy się wiele ramion, obejmujących różnej wielkości wyspy i wysepki, które są stale przekształcane. Po każdym wezbraniu wód zmienia się rozkład strug i trudno wskazać, która z nich jest korytem głównym. Taką rzekę nazywa się zdziczałą, warkoczową lub roztokową.
Rzeki stanowiÄ…ce systemy silnie rozgałęzionych („dendrycznych”) siatek na powierzchni Ziemi, odgrywajÄ… niezwykle ważnÄ… rolÄ™ w ksztaÅ‚towaniu krajobrazu. Z jednej strony przyczyniajÄ… siÄ™ do urozmaicenia rzeźby, z drugiej zaÅ› konsekwentnie zmierzajÄ… do wyrównywania terenu. Nieustannie też przenoszÄ… materiaÅ‚ z kontynentów do oceanów, mórz i jezior.
Skala tych procesów jest uwarunkowana czynnikami klimatycznymi i właściwościami rzeźby litosfery oraz budowy geologicznej.