Geologie a geomorfologie pro horolezce

Tento text je ukázkou z knihy HOROLEZECKÁ ABECEDA (Tomáš Frank, Tomáš Kublák a kol. Horolezecká abeceda, Epocha, Praha 2007 viz © v závěru článku). Ukázkový text je z části 5. Dodatky a přílohy (konkrétně se jedná o úvodní část kapitoly 5.4 Horolezecký terén, resp. 5.4.1 Geologie a geomorfologie pro horolezce). Text je publikován se souhlasem Nakladatelství Epocha v rámci platné licence na uvedené dílo a byl uvolněn a upraven pro potřeby stránek Velehory.cz.

Více o knize Horolezecká abeceda na adrese: www.horolezeckaabeceda.cz

Nejčastěji jsou tyto podmínky splněny v horách, proto se následující kapitoly na hory více soustřeďují. První část je velmi stručným úvodem do geologie a horolezeckého názvosloví.

Následující přehled si neklade za cíl udělat z lezecké obce nadšené odborníky v oblasti geologie. Nicméně náš koníček nás přivádí do míst, kde se s geologickými procesy a jejich důsledky setkáváme doslova na každém kroku.

Geologie je věda o zemi. O jejím vzniku, struktuře, složení, vývoji a o procesech, které vytvořily její dnešní tvář.

Zaměření následujících řádek se soustředí pouze na základní přehled hornin a vlivů tvořících lezecké terény, se kterými se setkáváme nejen u nás, ale i ve světě.

Po čem to vlastně lezeme? Obvykle náš sport provozujeme v přírodním prostředí a většinou se při něm pohybujeme (lezeme) po skále. Na otázku, co je to vlastně ta skála, proč je některá skála klouzavá, jiná lámavá a další pevná a kompaktní, by měl dát alespoň základní odpověď následující malý úvod do geologie.

To, po čem lezeme, tedy to, co tvoří vlastní skálu, jsou horniny. Hornina může být zpevněná nebo nezpevněná. To je například ta ujíždějící, stokrát proklínaná hromada suti, po které se musíme vyškrábat k nástupu, tvořená směsí minerálů nebo může být monominerální (například vápenec).

Abychom měli po čem a na co lézt, musí být splněno několik podmínek (ve skutečnosti je jich strašně moc, ale nás budou zajímat následující):

• dostatečná pevnost a odolnost horniny, po strmém pískovišti či suťovišti toho mnoho nevylezeme
• dostatečný sklon svahu, i na superpevné žulové plotně o sklonu deseti stupňů se můžeme v zimě leda tak klouzat, těžko však lézt
• dostatečné převýšení, kamarádům, kteří se zabývají boulderingem, sice stačí málo, ale dlouhá cesta je dlouhá cesta

O pevnosti a odolnosti horniny rozhoduje jednak její složení (v tom nejširším slova smyslu) a dále procesy, kterými byla zasažena, ať už pozitivně či negativně. Procesy dělíme na dvě základní skupiny, a to na procesy endogenní (vnitřní procesy určující složení, rozpukání apod.) a na procesy exogenní (vnější vlivy rozhodující například o stupni a druhu zvětrání horniny).

Převýšení a sklon terénu je určován nejen pevností horniny, ale také dobou trvání a intenzitou faktorů podílejících se na tvorbě reliéfu. Většinou se jedná o zvětrávání.

Horniny dělíme podle jejich původu do tří hlavních skupin:

• vulkanické (vyvřelé)

• sedimentární (usazené)

• metamorfované (přeměněné)

Vyvřelé horniny

Vyvřelé horniny vznikají krystalizací ze žhavotekutého magmatu. A to buď v hloubce až několika kilometrů, ty označujeme jako hlubinné vyvřeliny a žilné vyvřeliny, nebo na povrchu, výlevné vyvřeliny.

Vzhledem k tomu, že podmínky, za jakých vznikaly hlubinné vyvřeliny, se téměř neměnily – byly ve všech směrech stálé – jsou zrna každého z nerostů zhruba stejně velká a náhodně orientovaná.

Typickou hlubinnou vyvřelinou je například granit (žula) a její blízce příbuzné horniny. Jsou to horniny se střední až hrubou zrnitostí (všechny krystaly přítomných minerálů jsou dobře patrny pouhým okem), masivní texturou a kvádrovou odlučností. U nás jsou známy žulové terény například z Jizerských hor (lezení po velkých krystalech živců) nebo Středního Povltaví (Jickovice, Kamýk, Roviště). Známé jsou též z Vysokých Tater či okolí Mont Blancu a mnoha jiných terénů po celém světě. Dalšími hlubinnými vyvřelinami jsou granodiorit, syenit, diorit a gabro.

Poněkud jiná je situace u žilných vyvřelin a některých těles, která vznikala blízko pod povrchem. Na tyto horniny působily v různých směrech různé tlaky. Například známá znělcová kupa Bořeň u Bíliny je těleso, které vzniklo blízko pod povrchem, tlak okolích hornin byl mnohem větší něž tlak nadloží. Po té, co méně odolné okolí zvětralo a poklesl tlak, došlo k rozpukání masivu do typických svislých sloupců. Mezi žilné horniny patří například pegmatit.

Výlevné horniny chladly na povrchu. Díky velké rychlosti zchlazení nestihly krystaly minerálů narůst do větší velikosti. Tyto horniny jsou jemnozrnné až sklovité a jejich struktura často není pouhým okem patrná. Mezi výlevné horniny patří ryolit, trachyt, fonolit (znělec), dacit, andezit, bazalt (čedič).

Sedimentární horniny

Sedimentární horniny vznikaly rozrušením starších hornin a následnou akumulací úlomků ukládaných prouděním vody, větrem, ledovcem nebo gravitací. Některé též vznikly nahromaděním rostlin (uhlí) a živočichů nebo  chemickými procesy ve vodním prostředí. Velmi častá je kombinace předchozích procesů. Mohou se vyskytovat v podobě zpevněné (pískovec) nebo nezpevněné (písek, jíly). Tyto horniny vznikaly, na rozdíl od hornin vyvřelých, postupně. Bývají velmi často vrstevnaté. Jednotlivé vrstvy mohou mít různou mocnost od několika zlomků milimetru po metry výjimečně i větší, a odlišnou pevnost (římsy v pískovcových horolezeckých terénech).

Sedimenty dělíme podle způsobu vzniku na:

• úlomkovité
• organogenní
• chemogenní

Úlomkovité horniny dále dělíme podle velikosti zrna a zpevnění:
velikost zrna	nezpevněné	zpevněné
nad 2 mm	štěrk	slepenec, brekcie
0,063-2 mm	písek	pískovec, orkóza, droba
0,002-0,063 mm	prach, silit	prachovec
pod 0,002 mm	jíl	jílovec, břidlice

Jednotlivá zrna mohou mít různé zaoblení, ostrohranná (brekcie) až zaoblená (slepenec). Hornina se může skládat z úlomků stejné velikosti nebo mohou být promíchány úlomky různých velikostí. Může být tvořena jedním druhem materiálu (obvykle to bývá křemen) nebo směsí více materiálů. Vytříděnost a složení závisí na délce a způsobu transportu a zdroji materiálu (jiným způsobem zvětrává a z jiného materiálu je žula, z jiného čedič).

Volné prostory mezi jednotlivými zrny – póry mohou být vyplněny vzduchem, vodou (nezpevněné horniny) nebo tmelem (z části či úplně, viz obr. 504).

Na způsobu, jakým jsou zrna tmelem spojena, na druhu tmele a na velikosti zrn závisí následná pevnost a další vlastnosti horniny.

Složení tmele závisí především na tom, jestli se tento materiál ukládal zároveň s úlomky nebo zda do horniny pronikl později. V prvním případě mluvíme o základní hmotě, v druhém o tmelu. Nejpevnější je tmel křemitý. Pokud je křemitý písek spojen křemitým tmelem, mluvíme o křemenci (přesně o ortokvarcitu), například Čertovy skály u Černolic.

Je-li silicifikace (prokřemenění) méně dokonalá, vznikají křemité pískovce, například Suché skály u Turnova, nebo slepence.

Někdy jsou zrna tmelena vápencem, limonitem, hematitem (železité tmely), jílovou složkou nebo je tmel smíšený (jílovitovápnitý, slínitý, jílovito-železitý). Tmel jiného složení je méně častý. Jílovité tmely jsou nejpevnější za sucha, se stoupající vlhkostí se stávají méně pevnější. V praxi to znamená vyšší lámavost a nízkou odolnost proti abrazi (skála takzvaně „solí“). A to je právě důvod, proč nelezeme po dešti na pískovcových skalách (existují, pravda, výjimky z tohoto pravidla, např. odolnější moravské pískovce apod.) Kdo toto vpravdě rozumné pravidlo porušuje, riskuje jednak výprask za ničení skály (to v tom lepším případě), ale může též okusit, jaké to je, uletět v patnácti metrech při cvakání kruhu poté, co se ulomí chyt, který by byl za sucha zcela spolehlivý.

Je dobré si v zájmu vlastní bezpečnosti uvědomit, že některá místa (hluboké rokle, hustý les, severní orientace) vysychají podstatně déle než oněch dvacet čtyři či čtyřicet osm hodin, které udávají lokální pravidla lezení pro dané oblasti.

Železitá složka často proniká do horniny druhotně, například s prosakující vodou. To bývá provázeno rozrušováním, tzv. vymýváním předchozího tmele a někdy též zrn horniny. Tím samozřejmě klesá její pevnost. Jak dalece se znovu zpevní, záleží na množství a způsobu uložení nového železitého tmele. Jestliže je ho málo, má pískovec světle hnědou až růžovou barvu a je velmi solivý. Čím více tmele vyplní póry, tím je hornina tmavěji hnědá a pevnější. V některých případech je hornina natolik impregnovaná limonitem, že má téměř pevnost křemence. Odnosem méně odolné složky vznikají různé kyzy, placky, karfióly, pokličky a další vypreparované tvary, které tvoří velmi pevné chyty, stupy a místa vhodná k zajištění. Podobné výplně a impregnace bývají tvořeny i jiným odolným materiálem (například křemenem).

V rámci úlomkovitých hornin jsou vlastní kapitolou horniny velmi jemnozrnné. Jedná se o prachovce, břidlice, slínovce, jílovce. Tyto horniny (pokud neprodělaly metamorfózu – viz dále) jsou málo pevné

a odolné a většinou nevytváří hodnotné lezecké terény. Často se mohou vyskytovat jako příměsi a vrstvičky v jiných sedimentárních horninách a mohou výrazně snižovat jejich pevnost.

Organogenní a chemogenní horniny: tato skupina hornin je u nás nejčastěji zastoupena buližníky a vápenci. Mimo území ČR jsou to též dolomity. Ostatní horniny z této skupiny netvoří významné lezecké terény.

Buližníky: tvoří několik lezeckých oblastí v okolí Prahy a na Plzeňsku. Jedná se o velmi tvrdé, ale křehké horniny zbarvené světle hnědě až černě. Jsou velmi odolné vůči zvětrávání. Vrstevnatost nebývá patrná. Hornina je protkána sítí nepravidelných, většinou uzavřených puklin. Podle těchto puklin se hornina rozpadá v ostrohranné kusy nejrůznějších rozměrů (díky tomu se často tvoří nebezpečně ostré chyty a stupy). Skobování bývá díky velké tvrdosti (tvrdší než ocel zatloukané skoby) a poměrně velké křehkosti obtížné.

Vápence: vznikly usazením rozpuštěného uhličitanu vápenatého v moři, v sladkovodních pánvích nebo u ústí pramenů minerálních vod, popř. nahromaděním vápnitých schránek odumřelých živočichů. Takto vznikla převážná většina vápencových lezeckých terénů, například Český a Moravský kras. Vápence mají různé zbarvení od téměř čistě bílé, přes žlutohnědou, červenou až po černou, v závislosti na příměsích. Většinou je patrná vrstevnatost. Vápence mívají často vysoký podíl jílových minerálů (přechod k slínovcům a vápnitým jílovcům). Méně čisté vápence jsou hůře vodou rozpustné, a proto hůře podléhají krasovění (viz též dále). S ohledem na vrstevnatost bývají lámavé a do značné hloubky rozvolněné zvětráváním.

Lezecky nejvýznamnější jsou vápence vzniklé z útesů některých mořských živočichů, zejména korálů. Tyto vápence bývají velmi čisté, masivní a celistvé a tvoří většinou pevné stěny. Pokud bývají rozlámané, tak pouze podle tektonicky vzniklých puklin. Díky snadnému krasovění bývá povrch velmi členitý.

Dolomity: a dolomitické vápence se jako lezecké terény v České republice nevyskytují. Velký význam mají v oblasti, podle které získaly své jméno, v Dolomitech. Po lezecké stránce mají podobné vlastnosti jako vápence. Jsou ale mnohem odolnější vůči rozpouštění, takže téměř nekrasoví a hůře zvětrávají. Díky tomu mohly vzniknou známé, stovky metrů vysoké, často převislé skalní stěny.

Metamorfované horniny

Metamorfity tvoří velkou část lezeckých terénů v České republice. Metamorfózou rozumíme přeměnu hornin účinkem tlaku, chemicky aktivních kapalin a v neposlední řadě vysoké teploty, ne však proces tavení. S výjimkou tepelné metamorfózy, způsobené vy-léváním lávy na zemský povrch, se jedná o jevy podpovrchové. Metamorfóza bývá často úzce spjata s tektonikou (orogeneze – tvorba pásemných pohoří způsobená kolizí litosférických desek).

Rozsah metamorfózy je různý. Pokud postihla horniny na ploše stovek až tisíců kilometrů čtverečních, mluvíme o regionální metamorfóze, jindy bývá prostor metamorfózy omezen na několik málo centimetrů či metrů od styku s intruzí či výlevem lávy a mluvíme o kontaktní metamorfóze.

Metamorfóza může mít v závislosti na tlaku a teplotě různou intenzitu. Některé horniny jsou přeměněny málo a je patrná jejich původní struktura, při intenzivnější metamorfóze vznikají nové minerály, mění se tvar krystalů minerálů původních a tvoří se nová vrstevnatost (kliváž). Celkově je problematika metamorfózy velmi složitá, avšak pro naše potřeby postačí, uvedeme-li si několik poznatků týkajících se přímo lezení.

Znakem většiny metamorfovaných hornin je to, že jednotlivá zrna jsou působením orientovaného tlaku usměrněna, a v důsledku toho má hornina v různých směrech různé vlastnosti (pevnost). Jako příklad uveďme ruly (ortoruly vznikly z hornin vyvřelých, pararuly ze sedimentárních), z nichž jsou tvořeny například Svatošské skály nebo Čtyři palice. Jejich charakteristickým znakem je výrazné páskování (břidličnatost), střídání břidličnatě štípatelných pásků bohatých na slídu a pásků zrnitých, bohatých na křemen a živec. Jednotlivé vrstvičky jsou pružné a mohou se do určité míry ohýbat. Naproti tomu kolmo k břidličnatosti jsou tyto horniny velmi pevné. To má vliv nejen na zvětrávání, které postupuje podél vrstev hluboko do skály, ale i na zakládání jištění, skobování a instalaci fixního jištění. Zatímco skoby či vklíněnce dobře drží v puklinách orientovaných jinak než rovina břidličnatosti, chovají se záludně, jsou-li používány ve spárách vázaných na břidličnatost. Vklíněnec může po zatížení odlomit i poměrně velký kus skály (boční tlaky vyvíjené vklíněnci při zatížení jsou, jak už bylo popsáno ve stati o jištění, obrovské). Skoba či expanzní nýt se chová už ze samé podstaty jinak. Skoba jde zatlouct velmi snadno a v první chvíli dobře drží, to platí do té doby, než se tlak z okolí skoby přenese do širšího okolí a skoba povolí. Zarazíme-li do téže pukliny další skobu, první se uvolní (zvlášť pikantní je to v případě technického lezení, když máme v první skobě cvaknutý žebříček, ve které stojíme), není též vyloučeno odštípnutí i poměrně masivní desky (tloušťka i 20-30 cm). Velmi podobně se může chovat i expanzní nýt, proto je do podobných míst lepší osadit lepený borhák.

Milonity jsou metamorfity vzniklé z nejrůznějších hornin následkem obrovského tlaku v místech zlomů. Hornina je zde v pásu často i několika metrů podrcena a rozpadá se v drobné i větší úlomky. Tyto milonitizované zóny můžeme pozorovat například ve žlebech, kde jsou příčinou velké lámavosti a problematického zajišťování. Ostatně kdyby nebyla hornina rozdrcena, nevznikl by žleb, ale třeba jen úzká spára či komín.

K významnějších metamorfitům tvořícím lezecké terény nejen v ČR, patří též svor, migmatit a mramor.

Jak vznikají hory

Asi jste si také někdy položili otázku, jak mohlo vzniknout něco tak impozantního a úchvatného, jako je vrchol Chan Tengri či horský řetěz Bílých Kordiller (Cordillera Blanca)? Tisíce metrů strmé stěny, hluboká údolí, v nichž si prořezávají cestu rozběsněné ledovcové řeky.

Proces tvorby pohoří se nazývá orogeneze. Podle způsobu vzniku dělíme pohoří na čtyři hlavní typy: vrásová, kerná, vulkanická a dómová.

Vrásová pohoří vznikala neobyčejně složitými způsoby stlačování a vrásnění, doprovázenými intruzemi roztavené horniny, regionální metamorfózou a rozlámáním na kry. Vrásová pohoří se mohou značně měnit, ale přesto odpovídají základnímu typu. Například Alpy, Karpaty a Himálaj, které v podstatě tvoří největší vrásový horský řetěz na světě (nezaměnit za nejdelší souvislý horský pás, kterým jsou Kordillery). Četná zemětřesení svědčí o tom, že pohoří se stále ještě pohybují.

Kerná pohoří jsou tvořena velkými zlomovými strukturami. Kerná hora mohla vzniknout buď hlubokým zlomem nebo výjimečně velkou hrástí, kterou potom modelovala eroze (hrást – morfologický opak příkopu, tedy struktura, ve které střední kra leží výše než kry okrajové). Vnitřní struktura kerných hor je obvykle vrásová a zlomová.

Dómy vznikají zdvihem souvrství, např. intruzí granitového magmatu. S pokračujícím výzdvihem je povrch obrušován erozí a vyvřelina vychází na povrch. Při rozsáhlejších dómech vznikají dómová pohoří.

Vulkanická pohoří vznikají erupcemi sopek s následným ukládáním popela a lávy. Vnitrokontinentální vulkanická pohoří jsou poměrně vzácná. Většinou jsou podmořská, ostrovní nebo při okraji kontinentů (např. Kamčatka).

Vrásová pohoří jsou ze všech nejvýznamnější, protože vytvářejí tisícikilometrová pásma. Jsou často spojena s pohořími kernými a vulkanickými. Podle teorie deskové tektoniky se vrásová pohoří vytvořila pohyby a srážkami litosférických desek, které vytvářejí zemskou kůru. Tyto desky mají obyčejně ohromný rozsah, takže mohou nést celé kontinenty. Když se dvě desky srazí, klouže těžší z nich pod lehčí a vytlačuje ji vzhůru (toto je jen velmi zjednodušený model, ve skutečnosti se jedná o mnohem složitější proces, který ovlivňuje velké množství faktorů). Velké vrásy vytvořené ve stlačeném sedimentu nakonec vystoupí nad okolní území jako pohoří. Jestliže počáteční srážka postihne rychle se pohybující kontinentální desku, mohou být vrásy vysunuty ještě výše a vytvořit mnohem větší horská pásma. Kontinentální deska podsunutá pod jinou má tendenci udržovat vzestupný tlak – obdobně, jako když ponořený korek směřuje k povrchu. Časem se pak stacionární deska vysune vzhůru a přilehlá vrásová pohoří se s deskou pohybují. Například Himálaj vznikl, když se severní hrana indické kontinentální desky srazila s asijskou deskou a sklouzla pod ni; asijská deska byla vyzdvižena a vytvořilo se nejvyšší horské pásmo na světě.

Vzhledem ke způsobu jakým vznikly, trvá dodnes v oblastech některých pásemných pohoří značná seismická aktivita, která může mít přímý vliv na horolezeckou činnost.

Něco málo o vrásách a zlomech

Horstva a údolí jsou tvořena vrásami a zlomy ustavičně se měnící zemské kůry. Vrásy (horninové vlny) i zlomy (trhliny) jsou vyvolávány silnými tlaky. Vrásy a zlomy jsou obvykle dobře vyvinuty v sedimentárních a vulkanických horninách. Mohou se také tvořit v hlubinných horninách – například v žule a gabru.

Pohyb pevných horninových desek vytváří na okrajích silný tlak. Tam, kde se dvě desky sbíhají, vytlačují horniny vzhůru do vysoko zvrásněných a rozlámaných horských řetězů. U jiných okrajů desek dochází k rozbití horniny roztahováním a vznikají protáhlé sníženiny ohraničené zlomy – například riftová údolí ve východní Africe.

Velikost vrás velice kolísá – od několika milimetrů po stovky kilometrů. Vhloubené vrásy se nazývají synklinály, vyklenuté antiklinály.

U vrás, které se tvoří ve stejné době jako uloženina, je nad hřebenem vrásy patrná menší mocnost vrstev. Tyto vrásy také vznikají, když se současně v téže oblasti ukládá různou rychlostí zpevňovaná horninová hmota. Dómy jsou vrásy, v nichž se vrstvy uklánějí ven, zatímco pánve vznikají, když se vrstvy uklánějí dovnitř.

Vrásy dělíme na tři hlavní typy. První tvoří pravé neboli ohybové vrásy vznikající stlačováním kompetentních (tvrdých) hornin. V oblastech, kde se vyskytují měkké horniny, mohou tyto vrásy přejít do druhého typu – vrásnění plastickým tokem. Nekompetentní horniny se chovají jako hustá pasta; nesnadno přenášejí tlak a obyčejně tvoří mnoho malých vrás. Třetí typ vrás vzniká střižným vrásněním. Mohou se vyskytovat v křehkých horninách, v nichž se tenké destičky vzniklé rozdělením horniny drobnými štěpnými prasklinkami vůči sobě pohybují jako karty vysunované ze svazku. Pokud nejsou vrásy odříznuty zlomem, nakonec se vykliňují uzávěrem, jehož tvar připomíná tvar poloviční pánve nebo dómu.

Se vzrůstající vzdáleností od zdroje tlaku poklesává intenzita vrásnění a vrásy se postupně vykliňují, například na severu a západě Alp. Když se horniny, na něž působí tlak, nemohou dále ohýbat, praskají a vytváří se zlom. Jestliže se bloky horniny vzájemně odtahují, vzniká pokles, zatímco stlačováním dochází k přesmyku (zdvihu) až přesunu. Pohybem podél zlomové plochy se na přilehlých stěnách – kluzných plochách – vyhlubují žlábky a rýhy. Podle jejich orientace měří geologové relativní boční a svislé pohyby podél zlomů; to jim například umožňuje určit, zda byl pohyb lineární nebo rotační. Zlomy, které se často vyskytují v zemětřesných oblastech, se na povrchu projevují jako zlomové srázy a riftová údolí (například zlom San Andreas, riftové údolí Rýna nebo oblast východoafrických jezer).

Zlomy se často vyskytují ve zvrásněných oblastech. Obnoveným pohybem podél existujícího „pohřbeného“ zlomu se povrchové vrstvy mohou někdy rozdělit do složité mozaiky ker.

Zvětrávání a vznik povrchových tvarů

Horské oblasti jsou místa vystavená velmi silnému působení vnějších vlivů způsobujících zvětrávání. Za dostatečně dlouhé období jsou tyto vlivy schopny přetvořit strmé a rozeklané pohoří do podoby lehce zvlněné pahorkatiny.

Zvětrávání jsou změny složení hornin a minerálů působením povrchových činitelů, tj. atmosféry, vody, ledu, kolísáním teploty, působením organismů. V podstatě se jedná o přizpůsobení se povrchovým podmínkám (nízký tlak a teplota, hojnost vody a kyslíku) za vzniku produktů stálých v tomto prostředí.

Zvětrávání může být mechanické (fyzikální) – jedná se o pouhý rozpad bez výraznějších změn v chemickém složení způsobený například střídáním teplot nebo destruktivním působením mrznoucí vody v trhlinách horniny (objem ledu je přibližně o 9 % větší než objem vody), chemické – změna fyzikálních a chemických vlastností, vznik nových minerálů (rozpouštění, oxidace, redukce, hydratace, karbonatizace, hydrolýza) a biologické – působení živých organismů. Tyto pochody se obvykle v různé míře doplňují a kombinují.

Navětralá hornina ztrácí své původní vlastnosti. Klesá pevnost a soudržnost. Zbytkem chemického zvětrávání často bývají jílové minerály. To je důvod, proč i pevné vápence za sucha kloužou, stačí i zpocené ruce a tenká povrchová vrstvička rozbředne a sníží se tření. Jsou-li naopak tyto produkty odneseny pryč, je vyleptaný povrch drsný a dobře drží (proto jsou některé cesty na vápenci po zimě lezitelnější, jako například oklouzané Hlubočepské plotny v Praze).

Vápence jsou při zvětrávacích procesech rozpouštěny jednak vodou srážkovou a jednak vodou podzemní. Rozpuštěný uhličitan vápenatý je odnesen a vznikají různé žlábky (škrapy), misky, výstupky a podzemní dutiny – jeskyně. Tyto formy mají často obrovské rozměry. Tento proces se nazývá krasovění. Kras může být vyvinut na rozsáhlých územích, typickým příkladem vysokohorského krasu jsou Julské Alpy. Je dobré si uvědomit, že veškerá srážková voda se vlivem vertikálního odvodňování krasového území ztratí hluboko pod povrchem a na povrchu krasu nenajdeme žádné prameny (vývěry jsou hluboko v údolí a my jsme ve stěně či na hřebenové túře odkázáni pouze na několik málo sněhových polí a na vlastní nesené zásoby).

Typickým způsobem zvětrávají horniny vystavené větru. Vítr odnáší uvolněná zrna a zároveň jimi obrušuje okolí. Vznikají tak voštiny, krajky, jeskyňky a hodiny známé z pískovců. Podobné povrchové tvary vznikají i na podstatně odolnějších horninách. Plastický reliéf s množstvím chytů, stupů a možností zajištění je pro lezení jako stvořený. Ale pozor: Vzhledem k tomu, že tyto tvary vznikají tam, kde je hornina méně odolná, mohou být také snadno poškozeny. Smyčky do hodin proto umisťujeme šetrně, zbytečně nepoškozujeme skálu nešetrným vytahováním smyček a ovazováním tenkého krčku. Stupy a chyty zatěžujeme s rozmyslem a plynule. V opačném případě se můžeme rázem ocitnout o několik metrů níž.

Významným erozním činitelem je proudící voda. Srážková voda je jen málo nasycená minerály, a proto disponuje velkým potenciálem k rozpouštění. Na tvorbě reliéfu mimo kras se ale nejvíce podílí mechanická složka jejího působení. Tekoucí voda při dostatečném spádu odnáší velké množství předem rozvolněného materiálu a zařezává se hluboko do krajiny. Nesený materiál (v případě velkých horských řek jsou unášeny i velké bloky horniny vážící i desítky až stovky kilogramů) působí navíc jako abrazivo. Vzhledem k několika velkým povodním v naší republice je asi každému jasné, o jak obrovskou sílu a potenciál se jedná.

Unášený materiál je transportem tříděn a opracováván (původně ostrohranné úlomky se změní v oblázky). Na horním toku jsou v řečišti velké balvany různých velikostí a tvarů, kdežto na dolním toku se jedná o jemnozrnné písky a hlíny. Údolí tvořená tekoucí vodou mají typický tvar písmene V a jsou tvořena hloubkovou erozí, níže po proudu se uplatňuje více eroze boční a údolí mají neckovitý tvar s terasami dříve uloženého materiálu.

V určité nadmořské výšce se voda díky nízké teplotě neudrží v kapalném skupenství. Toto rozhraní se nazývá sněžná čára a její průběh závisí na místních geografických a klimatických podmínkách (Alpy 2400-3200 m n. m., Kavkaz 2800 m n. m. na západě až 3900 m n. m. na východě, Pamír 4000-5000 m n. m., Himálaj 4700-5200 m n. m).

Nad touto čarou dochází (v případě dostatečných srážek) k akumulaci sněhu, který přes léto nestihne roztát. Následnou rekrystalizací způsobenou střídáním teplot a tlakem nadložních vrstev sněhu se sníh mění v hrubozrnný firn a poté v led. Vznikají ledovce. Erozní činnost ledovce je jedním z nejmocnějších činitelů podílejících se na vzniku horského reliéfu.

Ledovce se pohybují působením gravitace a tvoří tzv. trogy údolí tvaru U (na příklad Yosemitské údolí), v závěrech údolí jsou typické kary (dříve nazývané podle svého tvaru připomínajícího antické amfiteátry – cirky). Mohutnější hlavní ledovce se zahlubují rychleji než ledovce z postranních údolí a vznikají údolí visutá. Ledovcové splazy zasahují pod sněžnou čáru, kde roztávají. Postupující ledovec působí na své okolí jednak tím, že rozrušuje podloží a zároveň transportuje velké množství materiálu, který působí jako abrazivo. Tento materiál se akumuluje v místě tání ledovce a tvoří takzvané morény.

V závislosti na místě dělíme morény na čelní, spodní (bazální), boční a ústupové – zanechané na místě ustupujícím ledovcem (vznikají však rovněž morény středové – vytlačené na povrch ledovce, např. pod místem soutoku dvou ledovcových splazů). Morény mohou tvořit hráz pro tavnou vodu z ledovce a tvořit jezera. Tak vzniklo například Štrbské, Popradské a mnohá další plesa ve Vysokých Tatrách.

Ledovce dělíme na pevninské, někdy též kontinentální (štítové), a horské. Pevninské mohou pokrývat celé kontinenty, či velké pevniny v dnešní době Antarktida či Grónsko, v době ledové velká část Evropy, Asie i Ameriky, a mohou mít mocnost až 3500 m.

Horské ledovce mívají oproti kontinentálním nejčastěji mocnost desítek metrů. Podle tvaru a výskytu můžeme horské ledovce rozdělit do několika druhů. Náhorní – ploché ledovce na vysokých náhorních plošinách, údolní – tvoří charakteristická ledovcová údolí – trogy, karové – mají jen velmi krátký splaz, svahové, visuté – ledovce bočních údolí majících dno nad ledovcem hlavního údolí.

Geomorfologie a horolezecké názvosloví

Geomorfologie je naukou o tvarech zemského povrchu. Abychom se v nezměrném bohatství tvarů vyznali, je nutné je pojmenovat a hledat jejich skutečné místo v přírodě. Znát jejich původ i vývoj. Tím vším se zabývá geomorfologie.

Horolezectví nás přivádí do oblastí, jejichž terén se značně liší od terénu, který známe z našeho běžného života. Vzhledem k rozsahu se bude jednat pouze o nahlédnutí do obsáhlé nauky o zemském povrchu, a toto nahlédnutí bude výsostně účelové, zaměřené na tvary a jevy, které se přímo týkají horolezectví. Zároveň bychom si měli uvědomit, že horolezecké názvosloví je často shodné s geomorfologickou terminologií. Ostatně terminologie často přijímá běžné, hovorové názvy, pro které (aby nedošlo k omylu), vytváří přesnější definice.

Zaměříme se na tři typy reliéfu, charakteristické pro terén, v němž provozujeme náš sport. Jedná se o skalní město, kras a vysokohorský terén. Nejedná se o dělení přísně vědecké, ale o dělení z hlediska provozování horolezectví.

Formy reliéfu se dělí podle své velikosti a doby vývoje na:

• planetární formy – kontinenty, oceánská dna

• megaformy – kontinentální štít

• makroformy – horské masivy

• mezoformy – terénní tvary o délce a výšce v řádech metrů až desítek metrů, výjimečně stovek metrů – například skalní město

• mikroformy – tvary o velikosti řádově decimetrů a centimetrů čtverečních. Jsou to nejdrobnější tvary, které můžeme nalézt na povrchu skal.

Zjednodušeně řečeno, po makro a mezoformách chodíme a lezeme, za mikroformy se držíme.

Skalní město – seskupení skalních tvarů (bloků, věží, stěn aj.) vzniklé zvětráváním nazýváme skalním městem. Skalní města mohou vznikat v různých typech hornin, ale nejdokonaleji vyvinuté je známe z pískovců.

Pískovcová skalní města jsou velmi krásná místa s dobře zachovalou přírodou, a proto jsou zpravidla chráněná podle zákonů České republiky. Jedná se například o Národní park České Švýcarsko, CHKO Labské pískovce, CHKO Český ráj či CHKO Broumovsko. Podle druhu pískovce (tmelu) mohou být poměrně velmi pevné, a tedy ideálním místem pro lezení.

Skalní město vzniká desítky milionů let a na jeho vzniku se podílí řada faktorů. Přibližně před sto milionem let bylo území české pánve (území severních, středních a východních Čech) zaplaveno mělkým mořem. Během sedimentace trvající téměř dvacet milionů let se vytvořily silné vrstvy pískovců, opuk a slínovců. Sedimentární horniny mají velmi dobře vyvinutou horizontální vrstevnatost. Během tektonických pochodů byly tyto vrstvy pískovce rozlámány na kry. Vznikly tak kvádrové pískovce, jejichž název je odvozen od tvaru bloků. Kvádrové pískovce České křídové tabule jsou rozděleny svislými, navzájem kolmými puklinami a vodorovnými vrstevními spárami. Na křížení puklin vznikají závrty (přesněji pseudozávrty), které se spojují a prohlubují v hluboké rozsedliny. Ty rozdělují pískovcovou desku ve svislé kvádry, které jsou dále modelovány podél puklin a vrstevních spár. Podle různé odolnosti pískovce vzniká erozivní činností vody a větru, za vydatné účasti chemických pochodů, plastický mikroreliéf.

Mezoformy – počítáme mezi ně takové tvary, jako např.:

• skalní věž, tedy izolovaná část skalního masivu, jejíž výška je mnohem větší než šířka
• skalní stěna vertikální nebo příkře ukloněná skalní plocha z obnažené kompaktní horniny. Povrch skalní stěny je členěn spárami, římsami, komíny, převisy a dalšími rozmanitými tvary umožňujícími horolezecký výstup. Nejvyšší stěny v České republice dosahují výšek do sta metrů
• skalní plotna je hladká a rovná často ukloněná skalní plocha o rozměrech přes 10 m2
• rajbas – oblý vrchol pískovcových skal, vlivem deště dokonale ohlazený téměř bez stupů a chytů (rajbas není geomorfologickým pojmem v pravém slova smyslu – jedná se o pojem přejatý z horolezecké terminologie, v současnosti se však používá poměrně běžně – původ slova lze hledat v německém výrazu reiben, tření – v počeštělé verzi rajbuňk či rajbas se používá ve vztahu k místům, které bylo nutné zdolávat technikou lezení na tření).
• skalní převis – rozsáhlý výběžek skály čnící do prostoru. Vzniká selektivním zvětráváním nebo vyřícením skalního masivu
• skalní brána – perforace skalního masivu, jejíž dno se nachází přibližně ve výšce okolního terénu. Vzniká selektivním zvětráváním skalního masivu. Typickou ukázkou je národní přírodní památka Pravčická brána v národním parku České Švýcarsko
• skalní okno – jedná se o perforaci skal-ní hmoty, jejíž dno leží nad úpatím stěny
• skalní komín – z geomorfologického i horolezeckého hlediska se jedná o úzký prostor ohraničený svislými skalními stěnami. Šíře komínu umožňuje výstup speciální horolezeckou technikou.

Mikroformy – např.:

• pseudoškrapy – povrchové žlábkovité nebo jamkovité struktury rozmanitých tvarů vzniklé, na rozdíl od škrapů, převážně erozí srážkovou vodou. Velikost pseudoškrapů se pohybuje řádově v centimetrech
• skalní mísy – prohlubně mísovitého tvaru ve vrcholových partiích
• voštiny – jamkovité prohlubně ve svislých nebo převislých skalních stěnách. Jednotlivé jamky jsou odděleny více či méně silnými mezistěnami. Zvětšováním a spojováním těchto tvarů někdy dochází ke vzniku skalních dutin
• skalní hodiny – vzniknou spojením skalních dutin
• lišty a římsy – úzké horizontální skalní výstupky šířek centimetrů až decimetrů, v případě říms se může jednat o metry – v takovém případě se v horolezecké terminologii hovoří o skalních policích
• spáry – útvary vznikající rozšířením strukturních a tektonických puklin, člení povrch skalní stěny ve svislém, ale i vodorovném směru, liší se šířkou. Rovněž spáry umožňují uplatnění specifických výstupových metod.

Kras – soubor povrchových a podpovrchových tvarů, jevů a forem vytvořený korozí (rozpouštěním) hornin nazýváme kras. O původu a významu slova více v kap. 4.3 Speleoalpinismus a jednolanová technika.

Krasovění podléhá řada hornin, jedná se o vápenec, dolomit, sádrovec, kamennou sůl, ale i křemenec. Nejčastěji a nejmarkantněji lze studovat krasové tvary na vápencích. Poněkud specifický je kras v ledovcích. Ten podléhá stejným zákonitostem jako kras ve vápencích, jeho vznik, vývoj a zánik je však mnohonásobně rychlejší, a proto z hlediska člověka i nebezpečnější. Geologické procesy zde probíhají doslova před očima a zánik významné krasové formy (např. jeskyně) v ledu může bezprostředně ohrozit horolezce, kteří zde trénují ledové výstupy.

Nejdokonaleji vyvinutý kras bývá ve vápencích. Charakteristickým rysem krasu je podzemní odvodňování. Voda obohacená CO2 rozpouští vápenec a proniká podél puklin do hloubky. Vznikají podzemní systémy, které se dále rozšiřují rozpuštěním, a protéká-li chodbou podzemní vodní tok, podílí se na zvětšování prostor i eroze. Podzemní systémy jsou tvořené soustavou jeskyní, chodeb a komínů. V některých případech ústí komín na povrch a vzniká propast. Propast také může vzniknout prořícením stropu jeskyně. Povrch krasových oblastí se vyznačuje nápadným nedostatkem vodních toků, některé bývají pouze dočasné, jiné se ztrácejí v podzemí, takové místo se nazývá ponor nebo propadání. Ponory se často vyskytují na konci slepých údolí. Slepé údolí je typické pro hranici krasového a nekrasového území. Údolí končí v krasové hornině strmou stěnou nebo polokruhovým stěnovým závěrem. V tomto místě se ztrácí případný vodní tok v podzemí.

V místě, kde se strop jeskynní chodby noří do výplně (voda, led, sediment), vzniká sifon. Podzemní krasové toky vytékají na povrch na okraji krasových oblastí nebo tam, kde narazí na nepropustnou překážku. Krasový pramen se označuje jako vývěr, nebo vyvěračka. Tato místa jsou velmi důležitá, jelikož se jedná o široko daleko jediný zdroj vody. Podzemní dutiny bývají vyplňovány vysráženým kalcitem ve formě krápníků a povlaků – sintrů.

Povrch krasu je pokrytý závrty. Jedná se o trychtýřovité deprese o průměru desítek metrů. Těmito místy se srážková voda snáze dostává (dostávala) do podzemí a rozpouštění je (bylo) intenzivnější. Někdy se závrt může vyskytovat nad prořícenou podzemní prostorou. Spojováním závrtů vznikají úvaly a následným spojením úval vznikne krasové údolí, polje.

Údolní formou krasu je kaňon. Velmi strmé stěny kaňonu jsou výsledkem odolnosti okolních hornin. Hloubka dosahuje

i několik set metrů, šířka bývá při hladině vodního toku i jen několik metrů.

Škrapy jsou povrchové struktury, které mohou být např. žlábkovité, hřbetovité či hrotovité. Vznikají vlivem rozpuštění, na holém skalnatém povrchu. Velikost škrapů se, na rozdíl od mikroforem, v nekrasovějících horninách (např. pseudoškrapů v pískovcích), pohybuje v řádech až metrů.

Tento výčet obsahuje jen několik typických znaků a forem. Celá problematika krasu je velmi složitá a zabývá se jí samostatný vědní obor krasologie.

Horský a velehorský terén

Pohoří, nebo také hory, podle nejjednodušší definice se jedná o skupinu hor obklopených nížinou. Do pohoří přitom patří celá část krajiny přesahující nížinu, tedy nejen vrcholky, ale i horská sedla, údolí a plošiny menšího rozsahu. Pohoří mohu být vzájemně oddělena horskými průsmyky, toky řek či jinými výraznými útvary.

Pro horskou krajinu je typická vyšší nadmořská výška, velké rozdíly ve výšce mezi údolími a vrcholky hor. Hory se nejčastěji rozdělují právě podle nadmořské výšky – pohoří s vyšší absolutní nadmořskou výškou se označují jako velehory, které se někdy ještě dále dělí na střední velehory a vysoké velehory. Důležitým znakem velehorského terénu je výrazná modelace ledovci a s ní související nadmořská výška vyšší než sněžná čára (současná či minulá) v dané oblasti. Při vzniku glaciálních tvarů se uplatňuje destruktivní i akumulační činnost ledovcového tělesa. Činností se rozumí zpětné, boční a hloubkové eroze, které narušují horniny ve svém nejbližším okolí. K účinnosti ledovcové eroze přispívají především spodní morény, které svou účinnost dokazují vznikem hlubokých i mělkých ledovcových rýh.

Velehorský terén je velmi rozmanitý a plastický. Mohutné vrcholy se označují jako štíty, strmé útvary jako věže, hroty nebo jehly. Stěny horských štítů jsou tvořeny strmou skálou, a pokud to sklon svahu dovolí, bývají pokryty sněhovými (firnovými) poli nebo ledem. Sněhové stěny jsou místem častých lavin. Patrné bývají staré lavinové splazy a laviniště. Z horského štítu pozvolna sbíhají skalní nebo sněhové hřebeny. Krátkou strmou část hřebene nazýváme výšvih. Úzký hřebínek příkře spadající z hlavního vrcholu či dominantnějšího hřebene nazýváme žebro. Žebro může být skalní nebo ledové, často se jedná o terén smíšený. Markantní strmé žebro můžeme označit jako pilíř nebo ostruhu. Výraznou sníženinu v hřebenu označujeme jako sedlo. Rozsahem menší sníženiny ve strmém terénu se označují jako kuloáry nebo žleby.

Velké sníženiny mezi hřebeny tvoří údolí nebo též doliny či doly. Dolina kruhového tvaru vzniklá činností ledovce a obklopená strmými srázy se nazývá kar, kotel, amfiteátr nebo též cirk.

Z horských úbočí stéká do údolí horský ledovec. Ledovec začíná odtrhovou trhlinou, což je místo, kde je masa ledovce oddělena od stagnujícího ledu nebo skalní stěny. V místech výrazné plasticity reliéfu a terénních zlomů dochází k rozlámání ledovce a vznikají trhliny a ledopády. Při průchodu ledopádem mohou být lidé ohrožováni řícením ledových věží, tzv. séraků. Cestou do údolí ledovec drtí a odlamuje podklad a hrne úlomkovitý materiál, který ukládá ve formě morén. Morény dělíme podle místa, kde se vzhledem k ledovci nalézají, na čelní – morény, které vznikají v předpolí ledovce, a boční morény – útvary, které vznikají na okrajích postupujícího ledovce vlivem tlaku. Okolní horniny jsou obrušovány ledovcem, který získaný materiál částečně přenáší a ukládá na bocích. Často jsou boční morény situovány ve svazích okolních horských masivů. Střední morény – vznikají při sloučení dvou ledovců z boční morény. Dva ledovce se setkají a stávají se jedním ledovcovým tělesem, které ve středu postupujícího ledovce nese zbytky bočních morén. Spodní (bazální) morény – představují sedimentační pokryv v podloží ledovce tvořený materiálem různého zrnitostního složení i původu, který ledovec odlamuje z podloží. V údolí ledovec zasahuje hluboko pod hranici sněžné čáry a dochází k odtávání, vzniká ledovcová řeka. Typickým znakem ledovcové řeky je značný transport materiálu a markantní výkyvy hladiny během dne v závislosti na tání ledovce. Kulminace zpravidla nastává v odpoledních hodinách.

Autoři kapitoly Horolezecký terén: Tomáš Frank, Jan Boček

Autor ilustrací:  Jakub Leníček

(© Frank, T., Kublák, T. a kol., Horolezecká abeceda, Nakladatelství Epocha, Praha, 2007, ISBN: 978-80-87027-35-6)

Ukázka z knihy HOROLEZECKÁ ABECEDA, část 5.4 Horolezecký terén, 5.4.1 Geologie a geomorfologie pro horolezce.

Informace: www.epocha.cz, www.horolezeckaabeceda.cz,

tomas.frank (a) horolezeckaabeceda.cz