Dowody gwałtownych zjawisk glacjalnych na obszarze północno-wschodniej Polski

Nadrzędnym celem badań realizowanych w ramach projektu jest identyfikacja, charakterystyka i analiza nieznanych dotąd w Europie, jednoznacznych dowodów na istnienie ekstremalnych zjawisk glacjalnych, jakimi były w czasie ostatniego zlodowacenia gwałtowne wypływy dużych ilości wód roztopowych i szarże brzeżnej części lądolodu. Wyniki przeprowadzonych dotychczas badań pozwoliły na rozpoznanie cech morfologicznych form wskaźnikowych ekstremalnych zjawisk glacjalnych oraz procesów związanych z ich rozwojem, co w przypadku południowej, brzeżnej części lądolodu skandynawskiego pozostawało enigmatyczne.

Badania terenowe w stanowisku Biała Woda na północ od Suwałk (od lewej W. Wysota, A. Krawiec, P. Weckwerth – kierownik grantu NCN, M. Chabowski, D. Kumar, E. Kalińska), fot. Andrzej Romański
W odniesieniu do genezy form lodowcowych, zrekonstruowano procesy, jakie powodowały ich rozwój oraz akumulację osadów pod lądolodem i w obrębie strumienia lądolodu w okolicy Rajgrodu. Po raz pierwszy w Polsce zostały tam zidentyfikowane formy typu moreny żebrowanej reprezentowane przez zespoły równoległych wałów zorientowanych prostopadle do kierunkiem ruchu lodu, powstałe subglacjalnie (pod lądolodem) w wyniku szybkiego ruchu lodowca i deformacji jego podłoża, przy współudziale nacisku lodowego. Z kolei rozpoznanie morfologii, budowy geologicznej i genezy form powstałych w efekcie katastrofalnych powodzi lodowcowych w Polsce północno-wschodniej, umożliwiło poznanie natury procesów transportu i akumulacji osadów takich powodzi oraz ich energii i reżimu przepływu, jak również jego parametrów hydraulicznych (głębokości, prędkości, spadku zwierciadła wód itp.).

dr hab. Piotr Weckwerth, fot. Michał Łepecki
Badania prowadzone w ostatnich kilku latach w ramach projektu finansowanego przez NCN umożliwiły rozpoznanie w północno-wschodniej Polsce systemu morfogenetycznego powodzi lodowcowych, składającego się z dwóch głównych części. Pierwszą z nich tworzy zespół dolin podlodowcowych wraz z rozległym obniżeniem stanowiącym strefę źródłową wód powodziowych. Drugą cześć systemu stanowią dwie doliny proglacjalne łączące się w okolicy Suwałk i tworzące dalej na południe szeroką równinę sandrową. Prowadzone w obrębie tych form badania osadów i warunków ich depozycji pozwoliły na zidentyfikowanie po raz pierwszy w obrębie Niżu Europejskiego form wskaźnikowych powodzi lodowcowych z czasu ostatniego zlodowacenia, do których należą formy typu transverse furrows, cyclic steps, scours oraz małoskalowe odsypy typu pendant bars i chute bars. Do najbardziej charakterystycznych form wielkich powodzi lodowcowych, rozpoznanych w efekcie prowadzonych badań na Suwalszczyźnie, należą megadiuny, których skupiska rozpoznano w okolicy jezior Wigry oraz Serwy. Szerokie spektrum badań tych form dotyczyło wydzielenia ich typów morfologicznych i estymacji paleohydraulicznych, określenia cech środowisk sedymentacyjnych w różnych strefach szlaku powodzi lodowcowej, przestrzennego i czasowego zróżnicowania depozycji poszczególnych typów osadów oraz czasu ich depozycji (z zastosowaniem metody OSL). Do najważniejszych osiągnięć należy także identyfikacja potencjalnego źródła wód powodzi lodowcowych Suwalszczyzny, którym było jezioro subglacjalne położone na obszarze Litwy, gdzie zidentyfikowane zostały osady takiego jeziora zalegające po gliną lodowcową korelowaną z fazą pomorską ostatniego zlodowacenia. Rozpoznany zasięg przestrzenny tego jeziora umożliwił przeprowadzenie rekonstrukcji przepływu wód zarówno w warunkach subglacjalnych, jak i na przedpolu lądolodu. W celu modelowania dynamiki tego przepływu wykorzystane zostały techniki geoinformacyjne i oprogramowania HEC-RAS. W ramach przeprowadzonych symulacji potwierdzono położenie zbiornika wód roztopowych będącego źródłem powodzi lodowcowych, do których dochodziło w wyniku wypływów tych wód z trzech różnych bram lodowcowych, oraz obliczono hydrogramy ich przepływu w strefie proglacjalnej.

Uzyskane dotychczas wyniki badań geomorfologicznych i sedymentologicznych zostały opublikowane w kilku artykułach naukowych czasopism z listy JCR oraz w rozdziale monografii wydanej przez wydawnictwo Springer Nature. Rozpoznane w ramach realizacji grantu formy, osady i procesy związane z powodziami lodowcowymi o przepływach wód do 2 mln m3/s, nadają przeprowadzonym badaniom rangę światową i w nowym świetle stawiają zjawiska glacjalne w północno-wschodniej Polsce i zachodniej Litwie, które, jak się okazuje, miały fundamentalne znaczenie dla ewolucji systemu dolinnego na Niżu Europejskim. Uzyskane wyniki badań zostały docenione w konkursie organizowanym przez Ministerstwo Klimatu i Środowiska poprzez przyznanie tytułu Nagroda “GEOLOGIA 2021” w kategorii „Dorobek, fundamentalne odkrycie”.

Strefa wypływu wód roztopowych spod lądolodu podczas Suwalskiej Megapowodzi Lodowcowej w okolicy Bachanowa, fot. Piotr Weckwerth