Scroll Top

Podobe suše

Skoraj v vseh medijih so novice o suši pospremljene s fotografijami razpokanih tal, in če je le mogoče, se na sliki pojavi še kakšna povsem posušena poljščina, v naših krajih je to koruza. Poligoni razpok na slikah so tesno povezani z našim dojemanjem suše. Kako pa pojav izsušitvenih razpok nastane? Kakšne so zakonitosti, ki vodijo k njihovemu nastanku, ali so takšni pogoji povezani le s sušo?

Poligonalne razpoke, ki nastanejo zaradi izsuševanja, imenujemo izsušitvene razpoke (ang. desiccation cracks), naleteli pa bomo tudi na druga poimenovanja, kot na primer: sončne razpoke (ang. sun cracks), blatne razpoke ali razpoke v blatu (ang. mud cracks) ter tudi razpoke krčenja (ang. shrinking cracks). V naravi, pa tudi pri umetnih materialih, so najpogostejše poligonalne razpoke, ki so povezane s sušenjem. Podobne razpoke bomo zasledili tudi pri ohlajanju, najznamenitejši pojav te vrste so bazaltni stolpi, ki nastanejo z ohlajanjem bazaltne magme. Podobne razpoke lahko najdemo tudi v snegu in ledu na Antarktiki ter celo v glini kraških jam, ki so izpostavljene le občasnim, a visokim poplavam. Poligonalne razpoke na površini pa so našli celo na Marsu, kar dokazuje nekdanjo prisotnost vode na tem planetu. Poligonalne razpoke so posledica krčenja medija (npr. gline, bazaltne lave, snega, gošče, … ) na večji površini, in tam, kjer je prisotnih več (navideznih) centrov krčenja.

 

sekulja leze iz razpoke na dnu izsušenega Cerkniškega poljaSlika 1: Širše izsušitvene razpoke so lahko tudi zatočišče za nekatere živali – sekulja leze iz razpoke na dnu izsušenega Cerkniškega polja. (foto: Mihael Brenčič).

Na tem mestu si oglejmo le nastanek razpok, ki so posledica krčenja naravnih tal zaradi sušenja, torej takrat, ko so ta neposredno izpostavljena povišanim temperaturam in sončnemu obsevanju. Zakaj prihaja do krčenja tal?

Razpokajo predvsem tla, v katerih prevladujejo drobna zrna, na primer v glini, v zaglinjenih tleh, ali pa v tleh z veliko melja in le malo peska. Za takšna tla so značilne zelo drobne pore, pogosto velike le nekaj mikrometrov. Te pore delujejo podobno kot kapilare, to je zelo drobne cevke. Gotovo se spomnite kakšnega eksperimenta pri urah fizike ali kemije, ko je profesor v vodo potopil drobno cevko, in kako se je voda v njej počasi dvignila. Višina dviga vode je bila odvisna od širine cevke, če je bila ta relativno široka, se je voda v njej dvignila le za nekaj milimetrov, če pa je bila zelo ozka, se je voda v njej dvignila tudi za nekaj centimetrov. Temu pojavu pravimo kapilarni dvig.

Voda v kapilari se dvigne zaradi njene površinske napetosti, pri tem nastane »vlečni« ali kapilarni tlak, ki je po svoji velikosti negativen. To pomeni, da imamo na nek način opraviti s »sesanjem«, vlekom vode navznoter. S posebnimi napravami lahko te tlake tudi merimo in presenečeni bi bili, kako visoki so. Negativno vrednost kapilarnega tlaka si lahko predstavljamo tudi nekoliko bolj abstraktno. Če se potopimo pod gladino morja, z nadaljnjim globljim potapljanjem tlak vode, ki deluje na nas, povečujemo. Ta tlak je pozitiven. Ko se ponovno dvignemo na površino, je zaradi tega, ker smo navajeni na zračni tlak, ta enak nič. Predstavljajmo si sedaj vodo v kapilari, ki je nad gladino vode – če je bil tlak pod gladino pozitiven, je lahko tlak nad gladino le negativen. Bolj negativen je, višje bo potegnilo vodo v kapilari. In kako je negativen tlak povezan z razpokanostjo tal?

Pri sušenju tal voda najprej izhlapi iz velikih por, voda pa ostane predvsem v drobnih porah, v katerih je prisoten kapilarni tlak. Podobno kot pri kapilarah je ta bolj negativen takrat, ko so pore manjše, zato je tudi kapilarna sila, ali kakor ji v primeru tal pravimo sukcijska sila, višja in ima večjo moč. Zaradi teh negativnih sukcijskih sil se tla pričnejo krčiti, ker te vlečejo zrna skupaj. Ker se tla krčijo, tudi pokajo. Razpoke, ki nastanejo, so posledica natezanja tal, zato so izsušitvene razpoke po svoji naravi natezne razpoke.

Če bi bila tla enakomerna in homogena, in če bi bile vse pore v njih enako velike, sončno obsevanje tal pa bi bilo povsod enakomerno razporejeno po površini, bi nastali pravilni in enakomerni šestkotni poligoni. Dobili bi enakomerno in idealno mrežo šestkotnikov, podobno kot to opazujemo v satovju čebeljega panja. Ker pa takšni idealni in homogeni pogoji v naravi nikoli niso izpolnjeni, so poligoni, ki nastanejo z izsuševanjem tal, različno veliki in bolj in manj neenakomerni. Pogosto nanje dodatno vplivajo še različni organizmi; od rastlinskih korenin do različnih alg in živali, ki živijo v tleh.

Sušenje tal ni enakomeren in stalen proces. Temperatura zraka je najvišja nekaj čez poldne, nato pa se ozračje, vsaj za nekaj stopinj, čez noč ohladi. To pomeni, da se upočasni izhlapevanje in s tem se zmanjšajo tudi kapilarne sile. Včasih se zgodi, da med tem, ko se tla sušijo, pade nekaj dežja, ki tla nekoliko omoči, tako da se tudi v tem primeru kapilarni tlaki zmanjšajo. Vse to kaže na to, da je sušenje neenakomeren ciklični proces. Zaradi tega v naravnih tleh opazujemo različne generacije razpok; primarne, sekundarne ali celo terciarne. Nekatere razpoke so polno razvite, druge le deloma, zopet tretje so šele na začetku svojega odpiranja. Vse to vodi tudi v različno oblikovane stike med posameznimi razpokami. Ti stiki so lahko prvega, drugega ali celo tretjega reda, glede na to, koliko razpok se stika v eni točki. Najpogostejši so prisotni triredni stiki, ki pa so lahko oblikovani v obliki črke Y ali črke T (glej tudi fotografije v prispevkih Suša, Kakšne vrste suš poznamo? in Zgodovina suše).

Z izsušitvenimi razpokami se srečujemo v različnih strokah; v fiziki, v znanostih o materialih, v pedologiji ali znanosti o tleh in v geologiji. V slednji so izsušitvene razpoke zelo dober indikator okolja, v katerem se je odložil sediment in iz katerega so nato nastale kamnine. Te praviloma nastanejo na kopnem ali v območju nad plimo, ki ga imenujemo nadplimsko območje. Fosilne izsušitvene razpoke niso redek pojav in jih najdemo tudi v kamninah na območju Slovenije. Pogoste so v zgornji juri ali spodnji kredi, v obdobju od približno 160 do 135 miljonov let nazaj, ko so na območju današnjih kamnin nastopale obsežne karbonatne platforme, nekaj podobnega, na kar danes naletimo na območju Bahamov v Karibskem arhipelagu (slika 2). Fosilne izsušitvene razpoke so dokaz pojavljanja suš globoko v zgodovini Zemlje.

 

Fosilne izsušitvene razpoke v apnencu z območja HrušiceSlika 2: Fosilne izsušitvene razpoke v apnencu z območja Hrušice (foto: Andrej Šmuc).

 

prof. dr. Mihael Brenčič

 

Preberite tudi ostale povezane prispevke avtorja z naslovi: 

Kaj je suša

Ob Sušnem Padu

Parametri suše

Dnevi suše – film režiserja Emina Alperja

Suša in sušnost – dve plati enega in istega kovanca?

Ogenj in voda

Suša v podzemni vodi

Sorodni prispevki