Inženjerska geologija IIIA dio

SADRŽAJ:3. TEKTONIKA3.1. Primarni oblici pojavljivanja, položaj i raspored stijena u litosferi3.2. Slojevi3.3. Osnovne strukture stijena u litosferi3.3.1. Bore3.3.2. Rasjedi3.3.3. Navlake4. DINAMIKA ZEMLJE4.1. Egzodinamika i egzodinamski faktori4.1.1. Insolacija4.1.2. Voda4.1.2.1. Površinske vode4.1.2.2. Voda u podzemlju4.1.2.3. Mehanizam punjenja tla vodom i Palmerova metoda4.1.2.4. Voda u kršu4.1.2.5. Voda u priobalju i na otocima4.1.2.6. Oceani i mora4.1.2.7. Jezera4.1.3. Snijeg i led4.1.4. Vjetar4.1.5. Organizmi1

3. TEKTONIKAProstorni odnosi među stijenama litosfere ovise o njihovim fizičkim i kemijskim svojstvima, prostoru u kojem su nastale i promjenamakojima su bile zahvaćene od postanka do danas. Ti odnosi u litosferi mogu biti veoma složeni, a posljedica su primarnog stanja i/ilinaknadnih, sekundarnih poremećaja.3.1. Primarni oblici pojavljivanja, položaj i raspored stijena u litosferiBatolit je najveći primarni oblik pojavljibanja eruptivnih intruzivnih stijena –. Nastao je u dubini litosfere. Njegove dimenzije vezanesu uz višekratne intruzije magme, mogućnosti razmicanja okolnih stijena (dinamika zemljine kore – tektonika ploča) i mogućnostpretaljivanja pod utjecajem visokih temperatura.Lakoliti su nastali prodiranjem magme kroz pukotine. Magma se, zbog povećane viskoznosti uslijed hlađenja (prodiranjem krozpukotine u hladnijim okolnim stijenama), horizontalno ne može širiti, tako da je gornje naslage izdignula u obliku svoda.Sklad ili sill nalazi se uglavnom u horizontalnom položaju, često u međuslojnim pukotinama, a najveće je debljine upravo iznadpukotine kroz koju je magma prodrla.Žila ili žica nastala je utiskivanjem magme u pukotinu.To je pretežito uspravan oblik male debljine. Uunutrašnjosti litosfere žica je povezana s većimeruptivnim tijelima, a na površini se često nalazi u blizinivulkana.Izljevi lave su efuzivni oblici čiji je postanak vezan zaveće pukotine. Produkt relativno mirnoga, obilnog ivišekratnog izlijevanja jesu eruptivne ploče, koje mogubiti složene jedna na drugu, a često prekrivaju velikepovršine.Postanak vulkana povezan je s cjevastim otvorima.Lava vulkana obično prekriva manje površine u njegovojneposrednoj blizini (vulkanski stožac, koji «slojevito»raste višekratnim erupcijama) , a na veće udaljenostimože biti raznesen samo sitni vulkanoklastični materijal.Herak (1990):Za akumulacije piroklastičnog materijala, bez obzira naveličinu njegovih fragmenata i čestica, općenito seprimjenjuje naziv tefra (Tephra).2

Primarni oblici pojavljivanja sedimentnih stijena su slojevi i gromadasti grebeni, a također i nepravilno raspoređene nakupineklastičnog materijala nastale u uvjetima u kojima se nije moglo obaviti njegovo sortiranje. Primarni položaj sedimentnih stijenarezultat je mjesta na kojem su one taložene i uvjeta pri kojima se ono odvijalo (okoliš taloženja). Svako područje sedimentacijeodlikuje se prostornim značajkama i dinamikom transportiranja. Zbog utjecaja dinamike vode, u marinskim se područjimarastrošeni materijal prenesen tekućicama taloži pretežito u formi horizontalnih slojeva. Ako je rastrošeni materijal taložen upodručjima gdje dinamika vode nije izražena, primarni položaj sedimenata ovisit će o nagibu dna taložnog prostora. Prilikomhorizontalnog taloženja klastičnog materijala zrna se mogu sortirati prema veličini, pa se takva slojevitost naziva gradacijskom.Kosa i unakrsna slojevitost nastaju pri sedimentaciji u područjima s jakim dinamičkim utjecajem prijenosnog sredstva (smjera ienergije), posebno vode i vjetra.(B)(A)(C) (D)(A) Kosa (a) i unakrsna (b) slojevitost (po Frantzenu, preuzeto iz Herak, 1990). (B) Gore: valne brazde – dolje: strujne brazde– strelica označava smjer strujanja (preuzeto iz Herak, 1990). (C) Nastanak eolske kose slojevitosti (prema Botvinkini,preuzeto iz Šestanović, 2001). (D) Slojevitost naslaga delte: 1 – gornji dio delte(a – nadvodni, b – podvodni); 2 – glavni diosedimenata srednjeg dijela delte; 3 – sedimenti donjeg dijela delte (prema Botvinkini, preuzeto iz Šestanović, 2001).3

Kod aluvijalnih naslaga karakteristična je promjena značajki slojevitosti s promjenama granulometrijskog sastava fragmenata. Kosaisprekidana slojevitost značajka je priobalnih dijelova u jezerskim područjima, dok se u središnjim dijelovima klastični materijal taložipretežito u formi horizontalnih slojeva.Kod glacijofluvijalnih sedimenata također postoji primarna kosa slojevitost, s mjestimično veoma tankim slojevima koji mogu bitiunakrsni, odnosno mogu prelaziti u horizontalne slojeve.Eolski sedimenti odlikuju se nepravilnom, kosom i unakrsnom slojevitošću, s tankim klinastim slojevima. U područjima delta nastajusedimenti s primarnom kosom slojevitošću, koju karakterizira pojava šljunka različitog petrografskog sastava i veličine valutica. Takvenaslage mogu imati veliku debljinu (često više stotina metara) i zauzimati površinu od nekoliko kvadratnih kilometara.U priobalnim naslagama često je primjetna kosa slojevitost u istovrsnom dobro sortiranom materijalu, što je posljedica primjesarezistentnih minerala različite boje (poput magnetita, ilmenita, hornblende i sl.).Kosa slojevitost je u marinskim područjima posljedica tokova pri dnu. Granice među slojevima su nepravilne, pretežito klinastogoblika, a veoma dobro su izražene u slučaju postojanja organskih ostataka, rezistentnih obojenih minerala i promjene veličinefragmenata. U marinskim područjima, u dubinama do oko 200 m, izražena je i valovita slojevitost, koja nastaje pod utjecajemdinamike morske vode, a odlikuje se valovitim oblikom slojeva. Zbog utjecaja različitih faktora često u prirodi nastaje više međusobnopovezanih tipova slojevitosti (v. slike). Uzrok nastanka složene slojevitosti može biti u izmjenjivanju razdoblja mirnog taloženjamaterijala s razdobljem povećane dinamike u sedimentacijskom prostoru.Osim slojevitih, u prirodi se nalaze igromadaste sedimentne stijene koje suu masi redovito mnogo dulje nego šire, a uvertikalnom smjeru mogu doseći velikedimenzije.Metamorfne stijene primarno mogu bitivrstane i gromadaste. Međutim, najčešćipojavni oblici tih stijena su škriljavi, što jeposljedica uvjeta njihova postanka.Preuzeto izŠestanović (2001).Poznavanje primarnog položaja i oblikapojavljivanja stijena koristi u rekonstrukcijipromjena koje su uslijedile nakon njihovapostanka. Prema tome izgrađuju li stijenekontinente ili oceanska područja, njihovraspored je različit.4

Na površini kontinentalnog dijela litosfere nalaze se sedimentne stijene čija je debljina veoma promjenljiva, a sežu približno do 15km dubine. Ispod njih, ili uz njih, pretežito su kisele eruptivne i metamorfne stijene do dubine oko 35 km. Osnovu tim stijenama unajdubljim dijelovima kontinenata uglavnom čine bazične eruptivne i metamorfne stijene.U oceanskim područjima litosfere nalaze se pretežito bazične eruptivne stijene promjenljive debljine, iznad kojih mogu biti veomatanki, najvećim dijelom nevezani sedimenti.3.2. SlojeviSloj je geološko tijelo omeđeno jasno izraženim diskontinuitetima (slojnimploham) od naslaga ispod i iznad njega. Izgrađen je uglavnom od istovrsnogmaterijala, taloženog u jednolikim uvjetima. Debljina sloja je malena u odnosuprema površini koju zauzima. Granice među slojevima veoma su jasne u primjerimapromjene dinamičkih uvjeta taloženja i sastava klastičnog materijala koji ulazi usedimentacijski prostor. Slojevitost se može registrirati i na temelju prisutnostikrupnoklastičnih fragmenata, organskih ostataka, konkrecija i drugih pojavaraspoređenih po plohama slojevitosti, što može biti povezano s prekidom usedimentaciji. Međutim, slojevitost nije jasno izražena u seriji sedimenata koji odkrupnozrnastih postupno prelaze u sitnozrnaste.Prirodni bočni završetak nekog sloja, manifestiran stanjivanjem, zove seisklinjavanje.(preuzeto iz Tajder & Herak, 1966):(preuzeto iz Herak, 1990):5

Na donjoj plohi sloja ostaju tragovi podloge, a nagornjoj se ponekad vide tragovi valova, kapljicakiše, kretanja organizama, utiskivanja drugog(alohtonog) materijala u primarne pukotine sloja,kao i ostaci fosila. Sve te manifestacije veoma sunam korisne kad dajemo ocjene o tome je li slojprevrnut tektonikom ili nije. Pojavljivanje sloja napovršini naziva se izdankom.Debljinu sloja određuje okomica povučena izmeđunjegovih dviju ploha, podine i krovine. Da bismomogli utvrditi pravu debljinu sloja, moramopoznavati njegov položaj u prostoru, jer se sloj napovršini obično pojavljuje u svojoj prividnoj debljini.Slojeve u prirodi danas malokad nalazimo unjihovu prvobitnom položaju. Zbog poremećajakojima su bili zahvaćeni oni su često nagnuti podrazličitim kutom, a njihov položaj u prostoruodređujemo na izdancima koji su dostupnipromatranju i mjerenju. Položaj sloja determiniranjegovo pružanje, smjer nagiba i kut nagiba (ilisamo nagib).(svi prikazi preuzeti iz Herak, 1990):Pružanje sloja je njegova presječnica s horizontalnom ravninom, a smjer nagiba definira stranu svijeta prema kojoj je sloj nagnut(v. sliku).Kut nagiba (ili samo nagib) je kut što ga sloj zatvara s horizontalnom ravninom. Elementi položaja sloja mjere se geološkimkompasom. Geološki kompas se u nekim detaljima razlikuje od geografskoga.6

Na slijedećim slikama prikazani su glavni tipovi geološkogkompasa i način mjerenja položaja sloja.POKLOPACKLINOMETAR SACJEVASTOM LIBELOMStrane svijeta - istok i zapad - na geološkom kompasu suzamijenjene, odnosno podjela od 0° do 360° označena jeobrnuto od smjera kazaljke na satu. Zbog te značajkeprilikom mjerenja ne treba preračunavati zapadnestupnjeve u istočne i obrnuto, već neki smjer u prirodiočitavamo izravno na kompasu.KOČNICAVIJAK ZA PONIŠTAVANJEDEKLINACIJENa geološkom kompasu ugrađen je klinometar, dio kojimmjerimo nagib sloja. Ima svoju posebnu ljestvicu spodjelom od 0° do 90°. Na geološkom kompasu postoji ilibela kojom kontroliramo horizontalnost kompasa.KOČNICAKod nagnutog sloja mjerimo dva njegova elementa: smjernagiba i nagib. Pružanje takva sloja okomito je na smjernagiba i ne treba ga mjeriti.Kod vertikalnog sloja mjerimo njegovo pružanje, a kodhorizontalnog sloja provjeravamo njegovu horizontalnostlibelom i klinometrom.U najširoj upotrebi je više tipovakompasa, a najčešće se koriste dva tipa, Brunton i Clar(prikazani na slikama), od njih se češće koristi Brunton.CJEVASTA LIBELAVIJAK ZA PONIŠTAVANJEDEKLINACIJEPLOČICA ZA MJERENJE KUTANAGIBATip Brunton sastoji se od kućišta, poklopca i dioptra. Ukućištu se nalazi igla, azimutni brojčanik (koji se posebnimvijkom može okretati oko vertikalne osovine radiponištavanja deklinacije). Ovaj kompas je tako konstruiranda može služiti za mjerenje elemenata pada i kao priručnimjerni instrument.7

Elementi pada planare (ravnine pukotine ili položaja sloja) mjere se kompasom tipa Brunton na sljedeći način: kompas sepostavi uz mjerenu površinu tako da je nula okrenuta u smjeru pada (nagiba), dok cijela površina poklopca leži na mjerenoj površini akutija zauzima horizontalan položaj (libela!). Kada se igla umiri, ispod njenog sjevernog (bojom označenog) kraja očita se azimut(smjera nagiba).Mjerenje azimuta (smjera) nagiba (lijevo) i kuta nagiba (desno) kompasom tipa Brunton(slike kompasa i načina mjerenja preuzete od Dimitrijević, 1978).Prilikom njihanja igla se može zaustavljati jakim pritiskanjem kočnice, ali očitanje azimuta treba vršiti bez kočenja igle, da se ona nebi pri tome pomaknula. Zatim se poklopac potpuno otvori, a kompas dužom ivicom postavi vertikalno na padnu ravninu sloja (usmjeru nagiba); pomoću poločice na donjoj površini poklopca postavi se cjevasta libela klinometra u horizontalan položaj i očita kutnagiba (vidi sliku). Ako je otkrivena donja površina sloja, obično nije pogodno mjerenje sa «nulom» u smjeru pada (nagiba), kao nagornjoj površini. Točniji rezultati postižu se ako se kompas okrene (0° suprotno od smjera nagiba) i poklopac prisloni uz sloj. Azimutnagiba se tada očita ispod južnog kraja igle (jer je položaj kompasa prethodno promijenjen za 180 O , treba za istu vrijednostpromijeniti i očitanje).8

VERTIKALNISLOJStandardne oznake prikaza položaja sloja koje se koriste u geološkim kartama.Kod nagnutog sloja mjerimo dva njegova elementa: smjer nagiba i njegovu veličinu (odnosno, kut nagiba - ili samonagib).Pružanje takva sloja okomito je na smjer nagiba i ne treba ga mjeriti. Kod vertikalnog sloja mjerimo njegovo pružanje, a kodhorizontalnog sloja provjeravamo njegovu horizontalnost libelom i klinometrom.Standardizirane znake za položaj kosog, prebačenog (prevmutog), horizontalnog i vertikalnog sloja, kakve se koriste za grafičkeprikaze u geološkim kartama, prikazane su slikom.Kad u nizu slojeva promatramo jedan, onda su svi oni iznad njega krovina, a ispod podina. Sloj neposredno iznad promatranogje neposredna krovina, a onaj netom ispod je neposredna podina. Pritom moramo razlikovati topografsku od stratigrafske krovinei podine, jer slojevi u prirodi mogu biti prevrnuti, odnosno prebačeni.Topografska krovina i podina je stijenska masaiznad promatranog sloja, odnosno ispod njeganeovisno o njihovoj starosti, dok stratigrafskukrovinu uvijek izgrađuju mlađi slojevi (taloženi suna starijim slojevima), a podinu stariji. Ako jenormalan slijed slojeva, topografska i stratigrafskakrovina i podina se podudaraju, a ako su slojeviprebačeni, tad su u topografskoj krovini starije(preuzetoiz Herak, 1990):naslage (stratigrafska podina), a u podini mlađe(stratigrafska krovina). Odnosi topografskih istratigrafskih krovina prikazani su na lijedećoj slici.9

Međusobno paralelni slojevi koji su vremenski kontinuiranotaloženi, bez obzira na njihov nagib, nazivaju sekonkordantnim ili konformnim slojevima.(preuzeto iz Herak, 1990)Ako dva niza slojeva nisu vremenski kontinuirano taložena,onda oni međusobno mogu biti pod nekim kutom. Takavodnos slojeva je diskordantan.Ponekad nailazimo, npr., da su vremenski diskontinuiranonastali slojevi međusobno paralelni, odnosno prividnokonkordantni. Zbog nepostojanja kontinuiranosti u taloženju(tzv. stratigrafske praznine) takvi su slojevi takođerdiskordantni, bez obzira na njihov paralelan položaj.Diskordancija nastaje uglavnom zbog utjecajaepirogenetskih i orogenetskih pokreta, a može biti erozijska ikutna.Erozijska diskordancija nastaje onda kad se mlađi slojevitalože na erodirane starije naslage koje nisu jačeporemećene. Kutna diskordancija nastaje kad su mlađislojevi taloženi pod nekim kutom u odnosu na starije,erodirane i tektonikom poremećene, naslage.(preuzeto iz Herak, 1990)10

3.3. Osnovne strukture stijena u litosferiAnaliza slojeva iznimno je važna za utvrđivanje njihova međusobnog položaja. Na temelju proučavanja odnosa slojeva, kodsedimentnih stijena razlikujemo tri osnovne strukture: bore, rasjede i navlake.3.3.1. BoreBora je strukturna jedinica koja nastaje savijanjem stijena litosfere uglavnom zbog utjecaja tlakova prenesenih po slojevima.Mogućnost boranja slojeva ovisi o sastavu, strukturi, plastičnosti, tvrdoći i drugim fizičko - mehaničkim i petro-grafskim svojstvimastijena, a također i o njihovoj debljini i položaju u litosferi, (zbog povišene temperature i tlaka krovinskih naslaga, stijene u većimdubinama su podložnije savijanju i boranju od onih na površini).Bora se sastoji od izbočenog dijela - antiklinale, i udubljenog -sinklinale, koji su spojeni srednjim krakom. Ravnina položenapravcima povijanja slojeva naziva se osnom ravninom. Osne ravnine antiklinalu i sinklinalu uzdužno dijeli u dva krila.Pravac koji prolazi sjecištem osne ravnine i bilo kojegsloja antiklinale ili sinklinale jest os bore i on definiranjezino pružanje.(preuzeto iz Herak, 1990)Središnji dio bore koji se nalazi između njezinih krilanaziva se jezgrom. Kod antiklinale u jezgri senalaze najstarije naslage, a kod sinklinale najmlađe.Najviši izbočeni dio antiklinale je tjeme, a najnižiuleknuti dio sinklinale dno. Čelo je uzdužnizavršetak antiklinale, vidljiv na obje strane osneravnine kad se duž nje tjeme spušta. ( preuzeto iz Šestanović, 2001)11

U erodiranoj antiklinali primjećujemo da se u zatvorenomkoncentričnom rasporedu naslaga, u središtu nalazenajstariji slojevi, a udaljavanjem od središta slijede mlađi.Kada je ta antiklinala izduljena, naziva se brahiantiklinala.Ako su joj duljina i širina brahiantiklinale približno jednake,onda je to doma.Kod erodirane sinklinale, u zatvorenom koncentričnomrasporedu naslaga u središtu se nalaze najmlađi slojevi, audaljavanjem od središta sve stariji. Ako je sinklinalaizduljena, naziva se brahisinklinala. Kad su kod sinklinaleduljina i širina približno jednake, takva sinklinala naziva sebazenom.( preuzeto iz Šestanović, 2001)( preuzeto iz Herak, 1990)12

( preuzeto iz Herak, 1990)Čestje pojava da se u boranim naslagama formira reljf, koji je inverzan strukturi.Na mjestima antiklinala (ispupčene bore) formiraju se udoline (negativni oblicireljefa), a na mjestima sinklinala (uleknute bore) formiraju se uzvišenja (pozitivnioblici reljefa)Posebna vrsta su koljenčaste bore,monokline ili fleksure (v. sliku), kojenastaju pretežito radijalnim tlakovima.Pukne li tada srednji istanjeni krak takvebore, ona prelazi u rasjed.U ležištima soli česte su dijapirske bore koje nastaju kao posljedica tektonskihpokreta i različitih svojstava soli i okolnih sedimenata. Naime, soli su relativno malegustoće i plastične, tako da u seriji naslaga samo kraće vrijeme mogu zadržati svojprvobitni oblik leće ili sloja. Promjene nastaju pod teretom krovinskih naslaga, amanifestiraju se na način da leća soli (ili sloj ili kakvo drugačije formirano solnotijelo – soli, gipsa, anhidrita …, manje specifične mase od okolnih stijena), ako nijeposve stisnuta čvrstim okolnim naslagama, prelazi u stupoliko tijelo koje sepokreće prema površini i pritom deformira krovinske naslage.13

3.3.2. RasjediRasjedi su osnovne strukturne jedinice u litosferi koje nastaju pomicanjem dijelovastijenske mase po pukotini koja se naziva paraklazom ili rasjednom površinom. Poparaklazi se dijelovi stijenske mase mogu izdizati, spuštati i uzdužno pomicati podutjecajem vertikalnih (radijalnih) i horizontalnih (tangencijalnih) tlakova.Paraklaza može biti vertikalna i nagnuta, hrapave ili gotovo posve glatke površine. Akosu pokrenuti dijelovi stijenske mase površinu paraklaze uglačali struganjem, nastajepojava koja se naziva gorsko zrcalo. Pri tome nastale strije svjedoče o smjerukretanja krila, a njihove elemente (smjer i nagib) možemo mjeriti geološkim kompasom.Za definiranje rasjeda, moramo poznavati njegove osnovne elemente. Uz paraklazu, tosu još i krila rasjeda, dijelovi stijenske mase s jedne i druge strane paraklaze. Kodvertikalne paraklaze krila se nazivaju po stranama svijeta. Kod rasjeda s nagnutomparaklazom krila se označuju ovisno o položaju prema njoj, tako da se razlikujepodinsko i krovinsko krilo rasjeda.Podinsko krilo je ono koje se nalazi ispod paraklaze, a krovinsko iznad nje. Kodrasjeda s vertikalnom paraklazom krila se označuju prema stranama svijeta. Krila se ponagnutoj paraklazi mogu pomicati paralelno s njezinim pružanjem, u smjeru nagibaparaklaze ili koso.Pomicanje krila može biti u ravnoj liniji, u krivulji i u nizu prekinutih linija - ako jepostojala sukcesija pokreta u različitim smjerovima. Pomicanje može ići u bilo kojemsmjeru po rasjednoj površini. Pomicanje u smjeru nagiba paraklaze može se rastavitiu dvije komponente: hod, kojim označavamo horizontalni razmak krila, i skok, koji seodnosi na njihov vertikalni razmak. U kosom pomicanju, osim boda i skoka, nastaje iveći ili manji horizontalni pomak paralelno s pružanjem paraklaze. Naprotiv, pripokretima koji se odvijaju samo paralelno s pružanjem paraklaze, nema skoka ni boda,već samo horizontalni pomak. Konačno, po uspravnoj paraklazi može postojati samoskok i eventualno horizontalni pomak paralelno s paraklazom.Obično razlikujemo tri osnovna tipa rasjeda. Normalni rasjedi obuhvaćaju svevertikalne rasjede (bez boda) i rasjede kose paraklaze s hodom zbog kojega su krilaviše ili manje međusobno udaljena (v. slike). Oni su posljedica ekspanzije i gravitacije.Reversni rasjedi imaju krovinsko krilo uzdignuto uz kosu paraklazu (v. sliku). Do istepojave dolazi ako je podinsko krilo spušteno niz paraklazu, kao i kombinacijom jednog idrugog kretanja.16

Kod reversnih rasjeda zbog kompresije krila sepribližavaju pa zauzimaju manji prostor od prvotnoga.Zbog toga su hod i skok obrnuto usmjereni nego kodnormalnog kosog rasjeda. Osim toga, starije naslagenajahuju na mlađe, po ćemu se prepoznaje reversnirasjed u vertikalnim istražnim bušotinama (ponavljanjeidentičnog slijeda slojeva – v. sliku s bušotinom).Istosmjerni (homotetični) rasjedi imaju paraklazu kojaje nagnuta u istom smjeru kao i slojevi, ali ne mora biti ipod istim kutom. Protusmjerni (antitetični) rasjediobilježeni su paraklazom koja je nagnuta obrnuto odslojeva na krilima. Rasjede kojima se paraklaza pružaviše ili manje paralelno s pružanjem slojeva nazivamouzdužnima. Njihova paraklaza ima redovito drugačijinagib nego slojevi na krilima rasjeda. Zbog toga se uprofilu pojedini stratigrafski članovi ponavljaju iliiščezavaju. Ako se paraklaza pruža koso u odnosu napružanje slojeva, radi se o dijagonalnom rasjedu, dokkod poprečnih rasjeda paraklaza presijeca slojeveviše ili manje okomito na njihovo pružanje.Kod škarastih rasjeda krila su relativno razmaknutasamo na jednom kraju. U smjeru drugoga kraja rasjedapomak se smanjuje i napokon iščezava. Naprotiv kodrotacijskih rasjeda na oba kraja rasjeda krila surelativno razmaknuta, i to u suprotnim smjerovimazbog stanovite rotacije na paraklazi oko neke središnjetočke.Dakako, postoje i kombinacije različitih tipova rasjeda. Trenje krila pri kretanju stvara na njihovim rasjednutim površinama uglačanepovršine koje nazivamo gorska zrcala.Prutanja, odnosno brazdanja (strije) na njima upućuju na pravac kretanja, a ponekad i smjer posljednjeg kretanja (ako ih je bilo više urazličitim smjerovima). Osim toga na rasjedu se može stvoriti fina glina (takva glina može biti uzrokom klizanja, odrona - uusjecima i zasjecima, ili urušavanja – kombinirano s drugim ključnim pukotinama u tunelima) ili čak i breča. Sastojci takvetektonske breče redovito su sferični s oštrim rubovima, a materijal je istovjetan s materijalom krila rasjeda. No, može se ipak dogoditida u rasjednu pukotinu naknadno uđe zdrobljen materijal i tamo se cementira. Prepoznaje se po tome što u svojem sastavu redovitoima barem tragove stranog (alohtonog) materijala.BUŠ0TINA17

Rasjedi s horizontalnim kretanjemobilježeni su samo kretanjem u pravcupružanja paraklaze. Pri tom kretanju nemora biti ni hoda ni skoka. Ali pomak možebiti u dva smjera, pa razlikujemo desne ilijeve rasjede, prema tome jesu li krilajedno u odnosu prema drugomepomaknuta udesno ili ulijevo (v. sliku). Unovije vrijeme se za ovaj tip rasjedaupotrebljava i izraz transkurentni rasjedi.Rasjedi s horizontalnim kretanjem kod kojih na obje strane u pružanju pomak naglo prestaje ili se mijenja oblik i smjer nazivaju setransformni rasjedi.Sustavi rasjedaU prirodi se rasjedi ponekad nalaze pojedinačno, ali je češća pojava višerasjeda koji čine različite sustave. Tako razlikujemo stepeničaste strukture,tektonske grabe, timor, horst ili stršenjak i ljuskave strukture (v. slike – sve izHerak, 1990).Stepeničasta strukturaStepeničasta struktura nastaje kod istosmjernog spuštanja blokova uzdužvećeg broja normalnih rasjeda koji se pretežito paralelno nižu jedan dodrugoga.18

Tektonska graba (rov – v. grabu Rajne) nastaje spuštanjem dijela terena izmeđudva ili više paralelnih normalnih rasjeda. U takvim je primjerima središnji diorelativno spušten u odnosu prema rubnim dijelovima.Timor, horst ili stršenjak (v. sliku) nastaje sustavom normalnih rasjeda koji naterenu rezultiraju spuštanjem bokova, pri čemu središnji dio ostane relativno naistom mjestu. Struktura slična timoru je prodor, koji nastaje kada se starijenaslage utiskuju prema površini i u rasjednutom terenu izdignu dio između dvajuili više bočnih rasjeda. Zbog njihove sličnosti, timore i prodore ponekad je teškorazlikovati na terenu.(a) Horst po obliku i postanku; (b) Horst po obliku aprodor po postanku. (preuzeto iz Herak, 1990).19

Ljuskava struktura nastaje sustavom reverznih rasjeda. Naslage između dvijuparaklaza nazivamo ljuskom. Ovisno o prethodnim poremećajima terena koji jezahvaćen reverznim rasjedanjem, dijelovi stijenske mase se u svakoj ljusci moguponoviti cjelovito ili samo djelomično.3.3.3. NavlakeNavlake su strukture u litosferi kod kojihstijenske mase, koje su primarno bilejedne uz druge, nalazimo jedne nadrugima. U prirodi često nalazimo starijemase navučene na rnlade. Međutim, tonije pravilo jer je moguće da i mlađe masebudu navučene na starije.Manje navlake nastaju iz polegnutih borai reversnih rasjeda po blago položenojparaklazi ili reverznim rasjedanjem bora.Velike navlake ili šarijaži nastaju istiskivanjem stijenske mase u visinu, nakon čega seistisnuta masa gravitacijski prostire na okolne stijenske komplekse. Tako pokrenutenaslage mogu biti navučene na veoma veliku površinu. Pri navlačenju razlikuje sekrovinski, relativno pokrenuti (navučeni) dio terena i podinski, relativno nepokrenuti dio.(prema Herak, 1973., preuzeto izŠestanović, 2001)Elementi navlake(a) Ljuskava struktura nastala reversnimrasjedanjem bora, ili (b) samo reversnimrasjedanjem (preuzeto iz Herak, 1990).(Herak, 1990).20

Ishodišno područje pokrenute stijenske masenaziva se korijenom navlake. On je najcešćeveoma poremećen. Najudaljeniji dio navlake ječelo. Pojavu kad joj je krovinski dio mjestimičnoerodiran, pa se vide naslage u podini, nazivamotektonskim oknom (ili prozorom). Odvojeniostatak navlake je navlačak ili tektonska krpa.U području gorskih lanaca često je postojanjesustava navlaka, nastalih zbog različitog otporastijena u pokrenutom terenu.PukotinePukotine su plohe diskontinuiteta uzduž kojih nije došlo do većih pomaka u stijenskoj masi. Među njima razlikujemo dijaklaze,pukotine nešto većih dimenzija (koje u sedimentnim stijenama mogu presijecati više slojeva), i leptoklaze, ako su im dimenzijemanje. Veoma sitne pukotine koje često ne možemo registrirati okom, nazivaju se prsline.Pukotine mogu nastati u svim razdobljima nastajanja i postojanja stijena. Za njihovo cjelovito definiranje potrebno je poznavati ovenjihove značajke:• način postanka (genezu)• položaj pukotine u prostoru i njezina orijentacija• oblik i dimenziju• zijev (otvorenost)• vrstu i značajke ispune• stanje plohe pukotine.Postoji više klasifikacija pukotina prema načinu postanka. Međutim, sve one u osnovi razlikuju primarne pukotine, nastale u faziformiranja stijene, i sekundarne, nastale zbog djelovanja endodinamskih i egzodinamskih faktora na već formiranu stijenu. U faziformiranja eruptivnih stijena nastaju pukotine zbog promjene volumena tijekom hlađenja magme. Pri sušenju vlažnih sedimenata izbog promjene volumena u fazi dijageneze, te prekida usedimentaciji nastaju tzv. dijagenetske pukotine tijekom nastankasedimentnih stijena, kojima pripadaju i međuslojne pukotine. Među sekundarnim pukotinama osobito značenje imaju one koje sunastale djelovanjem tlaka na stijenu.21

Prema kinematici nastanka razlikujemo:• tenzijske pukotine• relaksacijske pukotine• pukotine smicanja.Tenzijske pukotine nastaju okomito nasmjer najmanjeg tlaka. Obično su otvorene,bez ispune, ili naknadno ispunjene različitimmaterijalom. Mogu biti nepravilne, lećaste iliperaste (uz rasjede).Relaksacijske pukotine nastaju okomito nasmjer najvećeg tlaka, u fazi kad njegovodjelovanje prestane i nastupi relaksacija ustijenskoj masi. Obično su zatvorene iravne.Pukotine po kinematici nastanka(preuzeto iz Šestanović, 2001).Pukotine smicanja nastaju paralelno sa smjerom srednje jakog tlaka, a sa smjerom najvećeg tlaka zatvaraju oštri kut. To sunajčešće stisnute, glatke i ravne pukotine kod kojih, u slučaju kretanja, mogu nastati strije paralelno sa smjerom kretanja stijenskemase.Položaj pukotine u prostoru određen je koordinatama x, y, z točke u kojoj se ona nalazi. Kod dulje pukotine njezin se položajodređuje s dvije točke ili više.Orijentacija pukotine mjeri se geološkim kompasom, a određena je njezinim elementima položaja (smjerom i kutom nagiba zanagnute pukotine, pravcem pružanja za vertikalne, a utvrđivanjem horizontalnosti za horizontalne).Oblik pukotine određuje se njezinim oblikom po pružanju (ravna, valovita, stepeničasta, zupčasta) i oblikom njezine površine(glatka, hrapava).Dimenzija pukotine definirana je njezinom duljinom i širinom, a zijev označava otvorenost pukotine, tj. razmak mjeren dužinomokomice na plohe pukotine.Vrstu i značajke ispune definira materijal ispune pukotine, i to prema mineralnom sastavu, granulometriji, čvrstoći i stupnjuvlažnosti. Stanje plohe pukotine podrazumijeva njezinu trošnost ili nepromijenjen izgled u odnosu na okolnu stijenu.22

Klivaž i njegova primjena urekonstrukciji struktura (izHerak, 1990).Ako su pukotine nastale kao posljedica većih tektonskih poremećaja, onda je njihov položaj u određenoj vezi s elementima nastalemakrostrukture. Npr., pri boranju i rasjedanju terena u slojevitim stijenama nastaje sustav uskih, gustih, paralelno poredanihpukotina koji se zove pukotinski klivaž. Takav sustav pukotina česta je popratna pojava boranja, a ako su pritom nastale pukotineparalelne s osnom ravninom bore, nazivaju se klivažom osne ravnine. Analizom klivaža moguće je utvrditi elemente bore i onda kadna terenu nađemo samo neke njezine fragmente.Kod rasjeda, klivaž može biti paralelan s paraklazom ili pod određenim kutom na nju. Na terenu on često upućuje na postojanjerasjeda i u slučajevima kad je rasjed prekriven.23

U terenu se malokad nalaze pojedinačne (slučajne) pukotine. Naprotiv, one su često koncentrirane i čine sustave pukotina(pukotinski sistemi), koje se nalaze kao određeni broj istovrsnih s obzirom na kinematiku nastanka. Za utvrđivanjeosnovnih parametara sustava pukotina nužno je odrediti broj zastupljenih istovrsnih pukotina prema kinematici nastanka,pojave pojedinačnih pukotina, međusobne odnose u prostoru među istovrsnim pukotinama i ukupan broj pukotina usustavu. Uz to, za cjelovito proučavanje sustava pukotina nužno je utvrditi i sve značajke pojedinih istovrsnih pukotina(pukotinskih sistema) i pojedinačnih pukotina koje čine sustav. Istraživanje pukotina ima osobito značenje u sklopuinženjerskogeoloških istraživanja terena, jer one upućuju na mehanička oštećenja bitna za stabilnost kosina i iskopa, temogućnost korištenja kamena kao prirodnog građevnog materijala. Podaci o pukotinama se nakon terenskih istraživanjastatistički obrađuju i grafički prikazuju određenim dijagramima.Starost tektonskih strukturaOdređivanje relativne starosti pojediih tektonskih struktura važno je za rekonstrukciju stupnjeva strukturnih promjena u nekom terenu.Određivanje se može izvesti samo onda ako se zna starost stijena. Struktura je mlađa od naslaga koje je zahvatila, a starija od onihkoje su s obzirom na položaj trebale biti zahvaćene, a ipak nisu jer ih u doba tektonskog poremećaja nije bilo (v. sliku: prema Heraku,1990).24

4. DINAMIKA ZEMLJENa Zemlji djeluju različite vanjske i unutarnje sile koje rezultiraju promjenama stanja u reljefu i prostornom odnosu stijena litosfere.Djelovanje tih sila je povezano, a odvija se od vremena postanka Zemlje do danas. Vanjske sile izazivaju procese koji semanifestiraju uglavnom na površini Zemlje. Procesi izazvani unutarnjim silama rezultat su unutarnje građe i odnosa u Zemlji, amanifestiraju se i u dubini i na njenoj površini.Dugotrajnim uzajamnim djelovanjem vanjskih i unutarnjih sila mijenja se ne samo površinski dio litosfere već i njeni dublji dijelovi.Pritom, djelovanje unutarnjih sila rezultira jakim pokretima koji uvjetuju nastajanje neravnina na površini litosfere, uz globalnepromjene prostornih odnosa stijenskih masa, dok vanjske sile fizičkim razaranjem i kemijskim otapanjem stijena, transportomrazorenog i otopljenog materijala i njegovim akumuliranjem u nižim dijelovima, reljef zaravnjuju. Procese i pojave koji su nastaliutjecajem vanjskih sila proučava egzodinamika, a one nastale djelovanjem unutarnjih sila endodinamika.4.1. Egzodinamika i egzodinamski faktoriZajedno s procesima i pojavama koje uzrokuju, egzodinamske sile imaju odraz u dijelu litosfere u kojemu se odvija svekolika ljudskaaktivnost. S obzirom na klimatske prilike, u nivalnom se području posebno izražava utjecaj snijega i leda, u humidnom vode iorganizama, a u aridnom insolacije i vjetra. Poznavanje utjecaja egzodinamskih sila omogućuje ocjenjivanje podobnosti nekogterena za građenje te planiranje i projektiranje adekvatne zaštite u slučaju njihova štetnog djelovanja.4.1.1. InsolacijaInsolacija je proces kojim sunčeve zrake djeluju direktno na stijene litosfere. Zbog utjecaja insolacije povisuje se temperatura stijenei ona se rasteže. Najčešće to rastezanje nije jednoliko, jer ovisi o fizičkim i kemijskim svojstvima minerala koji grade stijenu, aizrazitije je na površini nego u njenoj unutrašnjosti. Kada nema insolacije, stijena se hladi i steže. Višekratnim ponavljanjem ciklusazagrijavanje - hlađenje kohezijske sile između mineralnih zrna stijene slabe, nastaju mikroprsline i pukotine koje se šire i produbljuju,a konačni rezultat je dezintegracija stijenske mase. Otpornost stijene na utjecaj insolacije ovisi o njenom mineralnom sastavu,strukturnim i teksturnim značajkama, klimatskom području, reljefu terena, vegetaciji i debljini pokrova. Utjecaj insolacije je izrazitiji ukrupnozrnastim stijenama heterogenog sastava (zbog različitog intenziteta širenja minerala), zatim u područjima s većimtemperaturnim razlikama dan - noć te u ravničarskim terenima bez vegetacije i pokrova.4.1.2. VodaVoda se u prirodi nalazi u zračnom omotaču Zemlje, na njenoj površini i u podzemlju, pa razlikujemo atmosfersku, površinsku ipodzemnu vodu.25

Ona kontinuirano cirkulira, pri čemu joj se mijenja agregatno stanje i prostorni položaj. Takvo kruženje vode naziva se hidrološkimciklusom. Voda s kopnenih i morskih površina isparava u atmosferu, odakle se vraća u obliku oborina. Dio oborina ispari odmah ivraća se u atmosferu, drugi dio teče potocima i rijekama u jezera i mora, a dio ponire u podzemlje.(preuzeto iz Herak, 1990).Podzemna se voda nakon duljeg ili kraćeg toka različitim i često zamršenim podzemnim putovima, vraća na površinu i s površinskimtekućim vodama ulijeva u jezera i mora ili u njih ulazi direktno iz podzemlja. Važnost vode iznimno je velika jer sudjeluje u razaranjustijena, transportu i akumulaciji fragmenata i čestica koje sobom nosi, čime neposredno utječe na oblikovanje Zemljina reljefa. Alinjezin utjecaj u svim klimatskim područjima nije jednak.U humidnom području djelovanje je vode najizrazitije i najpotpunije, jer djeluje na površini i u podzemlju, kemijski i mehanički. Uglacijalnom području voda djeluje samo u graničnoj zoni, gdje nastaje otapanjem leda i snijega, pri čemu transportira rastrošenimaterijal koji akumulira u niža područja, a sudjeluje i u razaranju stijena kad se smrzne u pukotinama. U aridnom području voda senakuplja uglavnom oborinama u obliku pljuskova. Zbog izrazite insolacije brzo isparava. Mehanički prenosi fragmente i čestice namale udaljenosti te sudjeluje u kemijskom otapanju stijena.4.1.2.1. Površinske vodeDio površinskih voda teče pod utjecajem gravitacije, formirajući pritom bujice (povremene brze i obilne tokove na strmim padmama),potoke (stalne ili povremene manje tokove) i rijeke (stalne veće tokove). U pojedinim dijelovima toka, rijeke i potoci mogu imatibujični karakter. Brzina vodnih tokova ovisi o mnogim faktorima, a ponajprije o nagibu terena, značajkama stijena, količini vode ihrapavosti površine korita.Uz riječne tokove nastaju sedimenti kao produkt naplavina, a u njima su sadržani fragmenti stijena čije su dimenzije širokog raspona:od velikih blokova i oblutaka do najfinije gline. Takvi sedimenti nazivaju se aluvijalnim sedimentima. Vodni tokovi su iznimno važniza vodoopskrbu, poljoprivredu i energetiku. Riječne doline i terase ujedno mogu biti važna nalazišta građevinskog materijala i rijetkihdragocjenih minerala (poput zlata, platine, dijamanata i sl.).26

4.1.2.2. Voda u podzemljuNajveća količina vode u podzemlju nakuplja se infiltracijom oborina. To je meteorska ili vadozna voda. Manji dio nastajekondenzacijom vodenih para, uz mjestimično direktno spajanje vodika i kisika (juvenilna voda), a u nekim se stijenama od vremenanjihova postanka nalaze neznatne količine vode (konatna voda).Količina meteorske vode u podzemlju ovisi o količini (ništa manje o kontinuitetu!) oborina, zasićenosti podzemlja (popunjenostipovršinskog sloja tla do punog kapaciteta), nagibu površine, propusnosti stijena i vegetaciji. Veća količina oborina u terenimaizgrađenim od propusnih stijena rezultira mogućnošću nakupljanja većih količina podzemne vode, a strmi nagib padina, zasićenopodzemlje i vegetacija smanjuju mogućnost infiltracije.Dio vode zadržane u kapilarnim porama ili uz stijenke pukotina naziva se fizički vezanom vodom ili vlagom, a dio koji se kreće podutjecajem gravitacije je slobodna voda. S obzirom na hidrodinamičke značajke u podzemlju se generalno razlikuju:• prozračna zona ili zona aeracije,• zona vode temeljnice ili zona freatske vode.Prozračna zona je područje blizu površine u kojem ispunjenost šupljina vodom ovisi o količini oborina. Tu postoji fizički vezana voda(vlaga), a slobodna freatska voda pod utjecajem gravitacije teče postojećim šupljinama prema nižim razinama.U podzemlju, ispod prozračne zone, nalazi se voda temeljnica. Ona ispunjava prazne prostore do nepropusne podloge. Granicuizmeđu prozračne zone i zone vode temeljnice karakterizira nepravilan kapilarni obrub koji ovisi o veličini i ujednačenosti kapilarnihpora. Neposredno ispod kapilarnog obruba nalazi se vodno lice. Ono može biti na različitim dubinama, što ovisi o geološkoj građiterena, klimatskim faktorima, eventualnom istjecanju i sl. Oblik vodnog lica ovisi o rasporedu propusnih i nepropusnih dijelovastijenske mase i obliku površine terena. Kod jednolične propusnosti stijena vodno lice u blagim obrisima prati površinu terena. Ako jepropusnost stijena promjenljiva, nastaju lokalna uzvišenja i udubljenja vodnog lica različita od površinske konfiguracije.S obzirom na činjenicu da voda u podzemlju cirkulira i zadržava se u porama i šupljinama (u nevezanim klastičnim sedimentima) ipukotinama i šupljinama (u vezanim stijenama), ukupna količina vode koja se može nakupiti ovisi o stupnju poroznosti određenogsedimenta odnosno stijene.Poroznost je determinirana odnosom volumena pora i šupljina u stijeni prema njezinu ukupnom volumenu. A ukupni volumen pora išupljina, kao i njihova veličina, ovisi o veličini zrna i njihovu rasporedu te o vezivu koje ispunjava prostor između zrna. Ta se definicijaodnosi na stijene s intergranularnom poroznosti (nevezani sedimenti: šljunci i pijesci i poluvezane stijene - gline), a označujeprimarnu poroznost.U vezanim stijenama (npr. karbonatima) voda se nakuplja i cirkulira u pukotinama, pa se zato kaže da se vezane stijene odlikujusekundarnom (pukotinskom) poroznosti.27

Stupanj ukupne poroznosti uzorka neke stijene izražen u postocima izračunava se primjenom formule:(iz Herak, 1990).gdje su:• n - stupanj ukupne poroznosti uzorkastijene,• V - ukupni volumen uzorka stijene,• V V - ukupni volumen pora i šupljina uuzorku• V S - volumen uzorka bez pora i šupljinaUkupna količina vode koja se može nakupiti u stijeni ovisi o stupnju njezine poroznosti. Osim ukupne poroznosti, razlikuje se još iefektivna poroznost, koja definira odnos između volumena slobodne vode u stijeni i njezina volumena.Slobodna voda je ona koja se može kretati u poroznom mediju, akretati se može samo u šupljinama većim od dimenzija kapilare. Toznači da količina vode koja se može dobiti iz stijene ovisi oefektivnoj poroznosti.Stijena može propuštati vodu, što se naziva propusnošću ilipermeabilnšću. Propusnost ovisi o veličini pora u stijeni (a ne oukupnoj poroznosti!) i stoga nije proporcionalna poroznosti. Tipoviporoznoati prikazani su na slici desno. Naime, gline imaju velikuporoznost (neke čak veću od 50%), ali su praktično vodonepropusnejer su pore tako male da se voda veže uz površinu stijenki i ne možeistjecati. Podaci o efektivnoj poroznosti dobivaju se laboratorijskimispitivanjima koeficijenta filtracije (vodopropusnosti) na uzorku ilitestiranjem vodnih objekata u prirodi.4.1.2.3. Mehanizam punjenja tla vodom i Palmerova metodaKorektnija predodžba mehanizma punjenja tla vodom i njezineraspodjele u tlu dana je na slijedećoj slici (prema Chernicoff &Whitney, 2007). Iako mehanizam punjenja tla vodom izgleda naokojednostavno, u naravi to nije tako. Proces je veoma složen i poštujeniz rubnih uvjeta. Zato ga valja opisati korektno.28

Penzar (1976) navodi da se pedesetih i šezdesetih godina istraživanjemstanja vlažnosti tla bavio W.C. Palmer. Palmer (1965) je, navodi Penzar(1976), po uzoru na Thornthwaite-ovu metodu određivanja viška i manjkavode u tlu, razvio općenitiji postupak, sličan knjigovodstvu, kojim seizračunavaju primici i gubici vlage (stvarni i potencijalni) u sustavu tlo svegetacijom i vodotocima - atmosfera. Pojedine stavke tog proračuna susame po sebi zanimljive, a kao konačan rezultat proizlazi iz njih indeks(severity index), koji pokazuje intenzitet suhoće ili vlažnosti u izvjesnomrazdoblju. Palmerova metoda nudi čitav niz korisnih informacija, kao štosu: obavještenja o zalihama vlage i njenom kretanju u tlu, po tlu, od tla uatmosferu i obrnuto, i konačno, numerički izraženu mjeru za intenzitetsuhoće ili vlažnosti, u obliku indeksa. Meteorološka služba SAD-aprihvatila je Palmerovu metodu, te se otada redovito računa Palmerovindeks za svaku pokrajinu. Popularizaciji i shvaćanju Palmerove metodekod nas bitno su doprinijeli Penzar (1976), Penzar, I. & Penzar; B. (1976),Pandžić (1989., 1990), Pandžić & Vučetić (1991., 1992., 1993., 1994. i1995), Vidaček, Tomić & Romić (1993) i dr.O s n o v e P a l m e r o v e m e t o d eOdređivanje indeksa suhoće, prema Palmeru (1965), provodi se u višefaza. Za potrebe razmatranja i ocjena stanja pornih pritisaka u tluzadovoljava već prva faza Palmerova postupka ili proračun komponenatabilance vode u tlu. Kod toga, prenosi Penzar (1976), bitne su dvijeosnovne pretpostavke.a) Oborine koje padnu na tlo, troše se u prvom redu na evapotranspiraciju,zatim na punjenje tla vodom. Višak vode, koji nakon togapreostane, otječe. Ako nema dovoljno oborina, na evapo-transpiraciju setroše zalihe vode iz tla, a površinskog otjecanja nema.b) Zamišljeno je da se tlo dijeli u dva sloja, kojima debljina nije strogo određena. Površinski je sloj otprilike ekvivalentanobradivom sloju. Poznata je činjenica da se taj sloj prvenstveno puni vlagom od oborina, te da se iz njega (jer sadrži najvišekorijenja), najprije troši vlaga na evapotranspiraciju. Ispod površinskog sloja nalazi se drugi sloj tla, donja zona korijenja, zakoji Palmer smatra da se puni oborinskom vodom tek pošto površinski sloj bude zasićen, a i prazni se tek potom, kada budeisparena sva vlaga iz površinskog sloja. Količina vode, koju tlo može maksimalno sadržavati, ovisi o stvarnoj dubini korijenja i osvojstvima dotičnog tla. Ova, maksimalna količina vode, koju tlo može primiti do punog zasićenja, naziva se kapacitet tla zavodu.29

Obadvije pretpostavke su realne, i dobro aproksimiraju stvarne procese u prirodi. Uz te pretpostavke, iz poznatog kapaciteta tla zavodu i početne količine vode u tlu, pomoću srednje temperature i količine oborine u razdoblju koje je uslijedilo, dadu se jednostavnoodrediti komponente hidrološkog proračuna za jedinice vremena, npr. od po mjesec dana.Komponente hidrološke bilance su slijedeće:P - količina oborina (mm) – planetarne oborineprikazane su slikom (Bowen, 1980).ET - evapotranspiracija (mm),L - gubitak vode iz tla (mm),R - punjenje tla vodom (mm),RO - površinsko otjecanje (mm),S s - sadržaj vode u površinskom sloju tla nakraju mjeseca (mm),S u - sadržaj vode u donjem sloju tla na krajumjeseca (mm),PE - potencijalna evapotranspiracija (mm),PL - potencijalni gubitak vode iz tla (mm),PR - potencijalno punjenje tla (mm), iPRO - potencijalno površinsko otjecanje (mm).Količina oborina (P) se mjeri, i sastavni je dio redovne aktivnosti odgovarajućih hidrometeoroloških službi.Evapotranspiracija (ET) predstavlja količinu vode, koja je isparila s bilja i površine tla. Palmer ovu komponentu hidrološke bilanceračuna po metodi Thornthwaitea. Za određivanje potencijalne evapotranspiracije tom metodom, upotrebljavaju se podacitemperature zraka s korekcijama u odnosu na zemljopisnu širinu ili trajanje dnevnog osvjetljenja. Detaljniji prikaz metode dali suPenzar (1976), te Tomić, Vidaček & Romić (1993). Aktualna evapotranspiracija jednaka je potencijalnoj, ako oborine ima dovoljno, ilije manja od potencijalne.Gubitak vode iz tla (L) potrošene na evapotranspiraciju, računa se za svaki sloj posebno, a zatim se zbraja. Ako je količina oborineveća od potencijalne evapotranspiracije, tog gubitka nema.Punjenje tla vodom (R) nastupa u okolnostima kada tlo nije zasićeno vlagom, a oborina je veća od potencijalne evapotranspiracije.Površinsko otjecanje (RO) nastupa kada su zalihe vode u tlu popunjene (popunjen je maksimalni kapacitet tla za vodu), apotencijalna je evapotranspiracija manja od količine oborine.Količine vode u površinskom i donjem sloju tla (S s i S u ), računaju se iz ostalih komponenata hidrološke bilance.30

Potencijalna evapotranspiracija (PE) je količina vode koja bi se mogla ispariti iz bilja i iz tla, kad bi bilo dosta vlage naraspolaganju.Potencijalni gubitak vode iz tla (PL) je količina vlage koju bi tlo moglo izgubiti kad dotičnog mjeseca ne bi bilo oborine.Potencijalno punjenje tla vodom (PR) je potrebna količina vode potrebna da se tlo dovede do potpunog zasićenja vlagom.Potencijalno površinsko otjecanje (PRO) je najveće otjecanje koje bi moglo nastupiti, kad bi potencijalna evapotranspiracija bilajednaka nuli.Račun hidrološke bilance najbolje je započeti nakon zimskih kišovitih mjeseci, jer tada možemo biti sigurni da je tlo potpuno zasićenovlagom. Bilanca vode računa se zatim za svaki mjesec (ili desetodnevni period) redom, u dugom nizu godina.U osnovi, hidrološki proračun aproksimira pojave ulaza, zadržavanja i kretanja oborinske vode u sustavu tlo - biljka - atmosfera, astanje dinamičke ravnoteže pojedinih komponenata bilance vode u tlu izražava slijedeća opća jednadžba:P + L = ET + R + ROValja spomenuti da se, zbog pretpostavki na kojima se zasniva hidrološki proračun, može smatrati da vrijednosti površinskogotjecanja nisu sasvim realne u doba kada na relativno suho tlo padne snažan pljusak, te kad oborina padne u obliku snijega i nemože se otopiti tijekom istog mjeseca. U prvom slučaju, koji se događa ljeti, metoda daje manje otjecanje nego što je stvarno bilo. Udrugom slučaju, koji se događa zimi, otjecanje što ga daje hidrološki proračun nije nastupilo ili je bilo slabijeg intenziteta, te sedjelomično prenosi u slijedeći topliji mjesec.Spomenimo još jedan detalj. Kos, Tomić & Plišić (1993) istraživali su mogućnosti proračuna potreba za vodom, u nekom određenomnatapnom sustavu. Pri utvrđivanju hidrološke bilance natapnog područja, preporučili su analizu temeljiti na dekadnim vrijednostima,gdje god je to moguće. Navode, da efektivne oborine predstavljaju samo dio ukupnih oborina. Najčešće, od ukupnih količina oborinajedan dio otječe površinom, jedan dio se gubi na isparavanje (evapotranspiracija), a dio vode se izgubi i na duboko poniranje (ispodzone korijenja). Dio vode izgubljen na duboko poniranje najjednostavnije se mjeri lizimetrima. Spomenuti autori navode, da seduboko poniranje obično pojavljuje nakon jače natapne norme ili intenzivnih kiša, te da ono može u izvjesnim slučajevimaiznositi i do 20% ukupno dodane vode. Ovim dijelom bilance, koji se odnosi na duboko poniranje, Palmer se nije opterećivao. Tajdio vode ionako ne ostane sadržan u onom sloju tla, koji sudjeluje u hidrološkoj bilanci. On je očito, implicitno sadržan u otjecanju,gdje naprosto nije bilo potrebe razdvajati dio koji otječe površinski od onoga koji otječe putem dubokog poniranja. Upravo količinavode, koja odlazi na duboko poniranje, ima direktnog utjecaja na izdašnosti izvora i piezometarske nivoe vode u tlu.Srebrenović (1986), prikazujući vodne bilance kontinenata, navodi slijedeće podatatke za Evropu:- visina oborina iznosi 734 mm = (100%)- površinsko otjecanje 210 mm = (28,6%)- podzemno otjecanje 109 mm = (14,9%)- ukupno otjecanje 319 mm = (43,5%)- isparavanje 415 mm = (56,5%).31

Prema prethodnim podacima moglo bi se zaključiti da na duboko poniranje, koje zatim otječe podzemno, odlazi prosječno oko 15%od ukupno pale oborine.Istražujući utjecaj oborine i svih relevantnih rubnih uvjeta na povišenje nivoa vode u tlu i izdašnosti izvora, Ortolan (1996) jezaklljučio:Nužan i dovoljan uvjet za početak porasta ili opadanja izdašnosti izvora i piezometarskih nivoa podzemne vode jenastupanje ili prestanak površinskog otjecanja, određenog Palmerovom metodom proračuna komponenatabilance vode u tlu.Ovdje će se prikazati samo osnovni momenti, potrebni za daljnje bolje razumijevanje predmetne problematike, koja u početkupodrazumijeva efektivnu oborinu, potom infiltraciju vode u tlo i mogućnosti njenog daljnjeg dubokog poniranja, do stalnognivoa podzemne vode. Pojam efektivne oborine nije jedinstveno shvaćen. U hidrologiji je to onaj dio oborine koji će površinskiotjecati. U proizvodnji biljnih kultura će to biti onaj dio vode koji ostane u plićem dijelu tla do dubine zakorijenjivanja bilja, dok će uhidrogeologiji biti interesantan samo onaj dio oborine koji se odnosi na duboko poniranje. Na taj će način, putem dubokog poniranja,oborine utjecati na povišenja piezometarskih nivoa podzemnih voda i povećanja izdašnosti izvora. Dakako, da bi piezometarskinivoi podzemne vode i izdašnosti izvora mogli porasti, potrebno je da veličina dotoka putem dubokog poniranja bude većaod mogućnosti podzemnog otjecanja.Prije svega, obzirom da se u literaturi pojmovi dubokog poniranja i infiltracije miješaju ili poistovjećuju, postavimo ovdje jasnu razlikuizmeđu ovih naziva.Infiltracijom ćemo smatrati kompletnu oborinu, koja bude upijena u tlo. Pod pojmom dubokog poniranja, koje u agrotehnicioznačava gravitacijsko spuštanje vode u dublje dijelove tla ispod korijenova sustava bilja (Kos, Plišić & Tomić, 1993), mi ćemopodrazumijevati efektivnu oborinu u hidrogeološkom smislu, odnosno onaj dio oborine infiltrirane u tlo koji se, prvenstveno poddjelovanjem gravitacije procjeđuje do stalnog nivoa podzemne vode. U nekim slučajevima to može biti procjeđivanje do relativnovodonepropusne podloge, ako stalnog nivoa nema u onom dijelu vertikalnog presjeka tla koji je za nas interesantan.Srebrenović (1986) navodi pojam kapaciteta infiltracije, koji označava maksimalnu brzinu kojom neko tlo može u datim uvjetimaprimiti vodu. Dalje spominje, da se brzina infiltracije s trajanjem kiše i fenomena poniranja smanjuje po eksponencijalnom zakonu, dabi se konačno približila svojoj minimalnoj vrijednosti. Prenosi i podatke o brzini infiltracije u prvom satu oborine, za različite vrste tla:- za glinu 1 - 5 cm,- za pjeskovitu glinu 10-25 cm,- za pjeskovita zemljišta > 25 cm.Srebrenović (1986) prenosi shvaćanje zona vlažnosti u tlu, i način procjeđivanja vode kroz profil, prema Bodmanu & Culmanu(1943). Prema njihovom shvaćanju, tlo se može podijeliti na četiri zone vlage. Pri tome, debljine pojedinih zona nisu stalne, i ovise odslučaja do slučaja.32

a) U prvoj - pripovršinskoj zoni, pretpostavlja se zasićenje (potpuna saturacija), tako da vlaga u tlu ima tendenciju prelaska unižu zonu.b) Druga zona - zona transmisije, nalazi se ispod zone saturacije. Pretpostavlja se da je to nezasićena zona s približnojednakim sadržajem vode. Kod teško obradivih tala sadržaj vlage iznosi 60-80% zasićenja pora. U ovoj zoni postoji nizakstupanj napetosti, tako da se kretanje odvija po zakonu gravitacije.c) Treća zona - zona vlaženja, predstavlja vezu između gornje zone transmisije i vlažne fronte, ispod zone vlaženja.d) Četvrta zona - vlažna fronta, najdublja je u nizu i predstavlja neku vrstu demarkacione linije prema suhom tlu.Tla, koja sadrže visok postotak koloidne gline, stežu se i raspucavaju za vrijeme dužih sušnih perioda. U ovakvom stanju tlo možeprimiti daleko veće količine vode, nego u normalnim uvjetima. Dubina pukotina, njihov zijev i kontinuitet, uvjetuju porast brzine ikoličine infiltracije oborinske vode. Ta brzina obično premašuje intenzitet oborine, i teži konstanti, sve dok se pukotine ne ispunevodom, a tada se naglo smanjuje.Ono, što nas još posebno može zanimati, je upoznavanje s onim aspektima podzemne hidraulike u koje infiltracija unosi specifičanproblem ovisan o interakciji vode i tla u sistemu tečenja. Zato se osvrnimo na podzemnu vodu i oblike njezinog gibanja, kako toopisuju Agroskin, Dmitrijev & Pikalov (1973). U običnom tlu i u poroznim vodopropusnim slojevima, voda se može nalaziti u različitimstanjima.a) Pri najmanjoj vlažnosti voda je upijena u zrnca tla, i može se odstraniti samo zagrijavanjem tla do 100°C. Pri takvoj vlažnosti,koja se zove higroskopska, gibanje vode u tlu nije moguće.b) Pri povećanju vlažnosti, voda u obliku filma omotava zrnca tla i može se gibati samo pod djelovanjem sila uzajamnogmolekularnog djelovanja između čestica vode i tla. U takvom slučaju radi se o tzv. opnenoj vodi.c) Daljnjim povećanjem vlažnosti, voda zapunjuje najuže pore, i može se gibati već pod djelovanjem sila kapilarnog tlaka. To jekapilarna voda. U prethodna tri stanja, molekularne sile su toliko važne, da se u sporedbi s njima gravitacija zanemaruje.d) Pri daljnjem povećanju vlažnosti, sadržaj vode u tlu postaje tako visok, da ona zapunjava sve pore i tada postaje sposobnomza gibanje pod djelovanjem sile teže, pa se zbog toga zove gravitacijska voda.Od trenutka, kada podzemna voda u tlu postane sposobnom za gravitacijsko gibanje, možemo je istinski smatrati podzemnomvodom. Ta se podzemna voda kroz pore i pukotine u tlu spušta (ponire) u dublje dijelove, sve dok ne stigne do nekog nepropusnogsloja, odnosno nekog stalnog nivoa podzemne vode. Nepropusni sloj je neka vrsta dna po kojem nastupa gibanje podzemnog toka,od mjesta više potencijalne energije prema mjestu niže potencijalne energije. Područje u kojem se voda vertikalno procjeđuje krozpore, prsline i pukotine u tlu - do podzemnog toka, naziva se područjem infiltracije. U području infiltracije protoka se povećava uzdužtoka, na račun dubokog poniranja novih količina vode u podzemni vodotok, na svakoj duljini njegova gibanja. Na taj način u tlu dolazido povišenja piezometarskih nivoa podzemne vode, a na mjestima izbijanja podzemne vode na površinu terena, povećavaju seizdašnosti izvora.33

Zapaža se da su svi autori, koji su spomenuti u prethodnim izlaganjima, suglasni u jednom: do procjeđivanja vode u dublje slojeve(dubokog poniranja, kako ga mi ovdje nazivamo), može doći tek potom, kada je najplića zona tla potpuno saturirana. To je dakleonaj nuždan uvjet, koji dovodi u vezu reagiranja izdašnosti izvora na oborine. Za ilustraciju objašnjenja mehanizma punjenja tlavodom, na sljedećem dijagramu daje se ovisnost izdašnosti niza izvora na području Medvednice (Ortolan, 1996), u višegodišnjemnizu opažanja o parametrima hidrološke bilance – onako kako je to objasnio i definirao Palmer.34

Analizirajmo sada spomenutu zavisnost, prikazanu na prethodnoj slici. Na njoj se jasno zapažaju određene zakonitosti, a to su:• opadanja izdašnosti izvora nastupaju istovremeno s prestankom zasićenosti tla do punog kapaciteta (ili i neštoranije!),• porasti izdašnosti izvora nastupaju istovremeno (ili kasnije) u odnosu na nastupanje zasićenosti tla do punogkapaciteta, a trend opadanja izdašnosti traje i do nekoliko mjeseci nakon postignuća maksimalnog deficita vlage u tlu.Iz prethodnih razmatranja, može se nepobitno zaključiti, da izdašnosti izvora imaju čvrstu vezu sa sadržajem vode u prvom metru tla,te da su opadanja i porasti izdašnosti vezani uz deficit vlage ili potpuno zasićenje vodom u prvom metru tla. Zaključuje se nadalje, daje zasićenje vlagom prvog metra tla nuždan ali ne i dovoljan uvjet, za nastupanje početka porasta izdašnosti izvora. Isto tako,prestankom zasićenosti prvog metra tla obavezno počinje opadanje izdašnosti izvora, ali izdašnost može početi sa silaznim trendomi prije pojave deficita vlage u tlu.Pogledajmo sada (na dijagramu zavisnosti) istovremeno i varijaciju površinskog otjecanja (RO), kao bitne komponente hidrološkebilance. Praktično bez odstupanja, u cijelom promatranom periodu od siječnja 1961. godine do prosinca 1974. godine, pojavasuviška vode u hidrološkoj bilanci, koji bi trebao površinski otjecati, označava i nastupanje početka porasta izdašnosti izvora, aprestanak površinskog otjecanja označava i prestanak porasta izdašnosti izvora, odnosno početak opadanja njihove izdašnosti.Nadalje, maksimalne izdašnosti javljaju se pri kraju kontinuiranih višemjesečnih perioda površinskog otjecanja, a njihova veličinaovisi o dužini trajanja i veličini površinskog otjecanja.Konačni zaključak, na temelju prethodno razmatranog, bio bi onaj od kojega smo krenuli: nuždan i dovoljan uvjet za početakporasta ili opadanja izdašnosti izvora je nastupanje ili prestanak površinskog otjecanja, određenog Palmerovom metodomproračuna komponenata bilance vode u tlu. Dovoljan uvjet je, kao što smo vidjeli, tek pojava površinskog otjecanja. No, akooborine tada prestanu, prestaje i punjenje tla vodom. Time smo pokazali da je Palmerova metoda određivanja komponenatahidrološke bilance vode u tlu, na izloženom primjeru, vjerodostojna za najozbiljnija hidrogeološka razmatranja.Prema svemu naprijed navedenom, logično slijedi teza da maksimalnim izdašnostima izvora odgovaraju i maksimalni piezometarskinivoi vode u tlu, i obratno, minimalnim izdašnostima izvora odgovaraju i minimalni piezometarski nivoi vode u tlu. Obzirom da zavrijeme mjerenja izdašnosti izvora na južnom pobočju Medvednice nisu postojali i podaci o piezometarskim nivoima vode u tlu, udoktorskoj disertaciji (Ortolan, 1996), prethodna teza je razmotrena na tri primjera novijega (tada novijega!) datuma. Učinjeno je touspoređujući kolebanja piezometarskih nivoa vode u tlu s mjerodavnim komponentama hidrološke bilance. Sva tri primjera pokazalasu održivost postavljene tvrdnje.Pod utjecajem gravitacije slobodna freatska voda u podzemlju kreće se s više razine na nižu kad postoji razlika u visini vodnog licaizmeđu dviju točaka i mogućnost tečenja s obzirom na veličinu pora i/ili pukotina. Njezin tok može biti laminaran i odvija se kroz porei pukotine malih dimenzija, te turbulentan - kad voda teče kroz veće kanale. U specifičnim slučajevima slobodna voda može imatiprijelazni režim toka - sadrži elemente laminarnog i turbulentnog toka.35

Ako se u podzemlju izmjenjuju vodopropusne i vodonepropusne stijene, voda se može u vodopropusnom sloju nalaziti pododređenim tlakom koji je kroz pukotinu ili izvedenu bušotinu može izbaciti na površinu. Tada govorimo ukliještenoj podzemnoj vodi ilio arteškoj vodi. Ako je tlak nedovoljan da vodu izbaci na površinu, ali podigne njezinu razinu u pukotini ili bušotini iznad razine ukojoj ona egzistira, govorimo o subarteškoj vodi.4.1.2.4. Voda u kršuNazivom krš (engl. karst, slov. kras, tal. carso, njem. karst) obuhvaćena je cjelovitost specifičnih geomorfoloških, hidrogeoloških ihidroloških značajki terena izgrađenih pretežito od vapnenca i dolomita, te (podređeno) gipsa, soli i drugih stijena koje su podložneotapanju pod utjecajem vode. Podzemna voda u kršu, za koji je karakteristična sekundarna (pukotinska) poroznost, može se pojavitikao koncentrirani vodni tok, kao podzemna voda sa slobodnim vodnim licem ili bez njega te kao arteška krška voda (kad se krškivodonosni kolektor nalazi između nepropusnih slojeva). U kršu su podzemne vodne komunikacije brojnije i bolje razvijene odpovršinskih. Voda u podzemlju krša teče razvijenim pukotinskim sustavima, pri čemu postojeće pukotine modelira i širi. Postupnoproširenje pukotina nastaje zbog otapanja karbonatnih stijena, koje može biti veoma intenzivno ako voda sadrži ugljik-dioksid ikiseline.36

Raspored i dinamika podzemnih voda u kršu ovise,dakle o sustavima pukotina i njihovim značajkama.S obzirom na specifičnost u hidrogeološkom ihidrološkom smislu, istraživanje voda u kršupredstavlja izniman problem koji se multipliciranemogućnošću shematiziranja, jer su i na relativnobliskim lokacijama odnosi često posve različiti.Brojna istraživanja podzemnih voda u kršurezultirala su spoznajama o postojanju višehidrodinamičkih zona. To su:• prozračna zona, u kojoj voda teče podutjecajem gravitacije nepravilnim, pretežitovertikalnim pukotinama,• prijelazna zona, kod koje pri niskomvodostaju u podzemlju voda teče kao uprozračnoj zoni, a njegovim povišenjem tečepretežito lateralno, također pod utjecajemgravitacije,• zona lateralne i stalne silazne cirkulacije,u kojoj voda teče pod utjecajem gravitacije,• zona sifonalne stalne cirkulacije, gdjevoda silazno teče u području podzemnerazvodnice i uzlazno (pod utjecajemhidrostatskog tlaka) u području izlijevanja napovršini,• zona usporene dubinske cirkulacije, ukojoj postoji hidrostatski tlak, a voda tečepolako.U okršenim područjima nastale su erozijskim i korozijskim radom površinskih i podzemnih voda brojne specifične mortfološke pojave:škrape, ponikve (vrtače ili doci), jame, ponori, špilje ili pećine, uvale i krška polja. Idealizirani prikaz procesa okršavanja i načinapunjenja vodonosnika u kršu dat je na prethodnoj slici (Tišljar, 2001).37

Škrape su uska žljebasta udubljenja na površini vapnenačkih stijena. Nastale su korozivnim radom vode, a u ukupnom oblikovanjukrša nemaju veću važnost. lako ih nalazimo i u drugim terenima (zbog čega ih neki autori ne smatraju tipičnim krškim morfološkimpojavama), u kršu su one mnogobrojne i lijepo razvijene, a zastupljene su i na povrsini i u podzemlju.Ponikve (vrtače, doci) su Ijevkasta, okruglasta ili duguljasta udubljenja nastala otapanjem i erodiranjem vapnenaca i dolomita utektonikom razlomljenim područjima (zbog čega se često nalaze u nizovima ili u skupinama), odnosno urušavanjem podzemnihpraznih prostora. Njihovo je dno uže od površinskog dijela i najčesće je zaravnjeno obradivom zemljom crvenicom.38

Jame su pretežito vertikalne udubine ili pukotine manjeg promjera, koje samo ponekad sežu do razine podzemne vode. Nastale suerozijskim i korozijskim radom vode duž sustava pretežito vertikalnih pukotina.Ponori su pukotine ili udubine koje površinski dio terena u kršu povezuju s podzemnim vodnim tokovima. Nastali su erozijskim ikorozijskim radom vode duž dubokih pukotina.Špilje (pećine) su podzemni prostori različitih oblika i dimenzija, s vodom ili bez nje, odnosno sa sigama ili bez njih, a nastale sukorozijskim i erozijskim radom vode u razlomljenom vapnenačkom podzemlju. Veći špiljski oblici imaju više različito nagnutih kanala,hodnika i dvorana koji mijenjaju položaj i dimenzije ponekad i u različitim razinama. Voda u špiljama teče kanalima, pod utjecajemgravitacije i kroz sifone, pod tlakom. Takvi podzemni tokovi mogu biti stalni i povremeni. U suhim špiljama voda se s površine cijedikroz sitne pukotine, vlaži zidove i sudjeluje u nastanku špiljskog nakita, a može formirati i tzv. travertinske bazene koji su uglavnomstalno ispunjeni vodom. Ti bazeni mogu biti veoma mali, promjera svega nekoliko centimetara, ali i veliki (promjera nekoliko metara).Temperatura je u špiljama promjenljiva s obzirom na dubinu, količinu vode, godišnje doba i vezu s površinom. U pravilu, temperaturaje u špilji ljeti niža od prosječne dnevne temperature, a zimi viša.Izlučivanjem kalcij karbonata u špiljama nastaju različiti oblici špiljskog nakita, među kojim su najzastupljenije sige. Mogu se razvijatisa stropa, tada se nazivaju stalaktitima, ili s dna, a onda su to stalagmiti. Spajanjem stalaktita i stalagmita, nastaju stupovi.Poznatije špilje kod nas su Vranjača u Kotlencima blizu Splita i špilje ispod područja Ogulina (koje su turistička atrakcija), te Vindija uHrvatskom zagorju, Veternica kod Zagreba i Cerovačke pećine kraj Gračaca (važne kao nalazišta ostataka prahistorijskih ljudi).Uvale su manje zatvorene duguljaste depresije, nastale mehaničkim i korozijskim radom vode u razlomljenim područjima "uzdužnim"spajanjem ponikava. Duge su do nekoliko kilometara, a širine puno manje. Njihovo dno je najčešće neravno, a obično nemaju nipovršinske tokove.Krška polja su najveće i najvažnije morfološke pojave u kršu. To su duboke zatvorene depresije kojih duljina iznosi i više desetakakilometara, dok im je širina puno manja. Pružanje dulje osi krških polja u dinarskom kršu pretežno ima pravac sjeverozapad -jugoistok. Dno je u većini slučajeva zaravnjeno mlađim jezerskim i aluvijalnim sedimentima različite debljine. Pokrivene vapnenačkenaslage ne moraju biti zaravnjene, za što je dobar primjer Buško blato (dokazano istraživačkim radovima za potrebe ostvarenjaakumulacije). Ima, također i krških polja koja nisu posve prekrivena mlađim jezerskim i aluvijalnim naslagama, pa je na njihovojpovršini vidljivo neravno dno izgrađeno od vapnenačkih stijena.U mnogim se krškim poljima nalaze brežuljci, tzv. humci, koji su neerodirani ostaci vapnenačkih naslaga. Kroz većinu krških poljateku veći ili manji, stalni i povremeni vodotoci što izviru na jednoj, a kroz ponore se gube na drugoj strani polja. Mnoga su krška poljapovremeno poplavljena (proljeće i jesen), kad kapacitet ponora nije dovoljan za otjecanje svih voda koje dotječu površinskim stalnimili povremenim vodotocima te podzemnim tokovima i oborinama. Istraživanjima je dokazano da je postanak krških poljapredisponiran tektonikom, nakončega je slijedilo oblikovanje korozivnim i erozivnim radom vode.Morfološke pojave u kršu kod nas su najbolje i najpotpunije razvijene u vapnencima Dinarida. Krška područja zauzimaju oko 50 %površine naše zemlje, a u Europi sličnih područja ima u Grčkoj (Helenidi), Italiji (Apenini), Španjolskoj (Pirineji i Betijski kordiljeri), upodručju Alpa, Karpato-Balkanida, na Krimu i Kavkazu.39

4.1.2.5. Voda u priobalju i na otocimaU priobalnom području i na otocima, uz uvjet postojanja vodopropusnih naslaga, slatka voda dolazi u kontakt s morskom. Prirodu togkontakta proučili su i interpretirali u terenima s međuzrnskom poroznošću W. B. Ghybcn 1888. i A. Herzbcrg 1901. Uočili su da jegranicno područje između slatke i morske vode u takvim terenima pravilno i da ovisi samo o visini vodnog lica i razlici u gustoćitekućina. Iz matematičkog izraza (nazvanog Ghybcn -Herzbergov zakon), može se za idealne uvjete dobiti podatak da se na svakimetar nadvišenja slatke vode iznad razine mora, nalazi ispod razine mora leća slatke vode do dubine približno 40 m, što će umnogome ovisiti o gustoći morske vode. U Mediteranu je taj odnos između 1:35 i 1:38 (Margeta, 1992). Na našim otocima i upriobalju, gdje teren izgrađuju pretežito karbonatne okršene stijene i flišne naslage s pukotinskom i kavernoznom poroznošću,različite i često na malim udaljenostima promjenljive propusnosti, Ghyben - Herzbergov zakon ne daje pouzdane podatke.Iako se kod nas u praksi rabi približan izraz h s ≈ 40 h f , taj se odnos može definirati precizno slijedećim izrazom:h s = ρ f / (ρ s – ρ f )* h fPri tome je:h s – dubina slatke vode od kote mora do kontakta slatke i slane vode (engl. «interface»)h f – visina razine slatke podzemne vode iznad kote mora; ρ f - gustoća slatke vode; ρ s - gustoća slane vode.40

Ako neko vrelo izbija na morskom dnu, ispod razine morske vode nazivamoga vrulja. Takvih vrela ima mnogo uz našu jadransku obalu, a najpoznatija jeVrulja između Omiša i Makarske.Ima krških vrela koja su u vezi s nekim podzemnim vodotokom pa izbacujuvodu samo za vrijeme jakih oborina, i to samo onaj suvišak vode koji nemože proteći podzemljem. Međutim, za vrijeme nižeg vodostaja ti otvori, kojenazivamo estavele, mog primati vodu s površine jednako kao i svaki praviponor. Estavele nalazimo u našim krškim poljima u većem broju (v. sliku).Ponekad i vrulje mogu funkcionirati kao estavele.Postoje i izvori mineralnih voda, kod kojih je sadržaj otopljenih tvari veći od 1000 mg/l. Poznatiji izvori mineralnih voda kod nasnalaze se u Jamnici i Lipiku.Prema balneološkoj klasifikaciji termalnim izvorima nazivaju se oni čija je temperaura vode na samom izvoru viša od 20°C. Dopovišenja temperature vode u podzemlju dolazi kad se ona na svom putu spusti do većih dubina s višim temperaturama. Termalnevode najčešće nastaju infiltracijom meteorske vode, ali postoje i one juvenilnog podrijetla. Takve vode su najčešće mineralizirane, pase zbog Ijekovitih svojstava koriste u zdravstvene svrhe. Termalni izvori najčešće se nalaze u područjima aktivnih i ugašenihvulkana, te uz duboke rasjede. Poznatiji termalni izvori kod nas, koji se koriste u zdravstvene svrhe, jesu Varaždinske toplice,Krapinske toplice, Stubičke toplice, Lipičke toplice i Splitske toplice.42

S obzirom na iznimnu važnost izvora za opskrbu pitkom vodom naselja i industrije, te u zdravstvene i druge svrhe, prijeko jepotrebna njihova zaštita od onečišćivanja, čiji uzročnici mogu biti anorganskog i organskog podrijetla.Zakonska regulativa štiti izvorska područja (i crpilišta), ali osnova zaštite treba imati prije svega preventivan karakter: pravodobnoutvrđivanje mogućih onečiščivaća (v. sliku) i njihovo eliminiranje prije nego se negativno odraze na izvor (ili crpilište) - bilo u pogledučistoće vode ili njezine izdašnosti.Neki od brojnih potencijalnih izvora zagađenja (kontaminacije) slobodnog vodonosnika (iz Chernicoff & Whitney, 2007).43

4.1.2.6. Oceani i moraU oceane i mora, koji čine 71% ukupne Zemljine površine, ulijeva se najveći dio površinskih tekućih voda, koje sobom s kopna noseogromne količine otopljenih i neotopljenih mineralnih tvari. Zato su morski prostori veoma važni za postanak novih sedimenata.Računa se da je tijekom duge geološke prošlosti Zemlje oko 90% svih sedimentnih tvorevina nastalo u tim područjima.Morska voda sadrži prosječno oko 33‰ otopljenih soli, što varira ovisno o klimatskim i lokalnim prilikama. Općenito se može reći dahladna mora, za razliku od toplih, imaju manju količinu otopljenih soli. Temperatura morske vode ovisi o klimatskom pojasu.Temperatura polarnih mora iznosi između 0 0 C i 4 0 C, a onih u ekvatorijalnom pojasu od 20°C do 27°C.Dinamika mora i oceana uvjetovana je odnosima u Sunčevu sustavu, razlikama u temperaturi, odnosno koncentraciji morske vode,promjenama u atmosferi, potresima i aktivnostima podmorskih vulkana, a manifestira se pojavama plime i oseke, morskih struja ivalova.Morska doba (plima i oseka) nastaju zbog djelovanjaprivlačne sile Mjeseca i rotacije Zemlje. Variraju sMjesečevim fazama jer nastaju kao posljedicaMjesečeve privlačne sile. Mjesec jače privlači jedinicemase na površini nego u unutrašnjosti. Zbog toga seZemljin vodeni pokrivač na strani prema Mjesecu jačeizboči nego litosfera ispod njega. Na suprotnoj straniZemlje privlačna Mjesečeva sila je slabija odcentrifugalne sile pa plimu na toj strani izazivacentrifugalna sila (v. sliku). Zemlja se u odnosu naMjesec okrene jedanput za nešto više od 24 sata, jerse Mjesec u svojem kruženju približuje istočno, pa zato vrijeme nastaju dvije plime i oseke, ali ima i dana sasamo jednom plimom i osekom. Tijekom plime i osekepokreću se ogromne mase vode. Sunce isto utječe naplimu i oseku, ali ti su utjecaji mnogo manji zbogdaljine.Morske struje nastaju djelovanjem vjetra, plime,oseke i različite gustoće morske vode uzrokovanenejednakom temperaturom i koncentracijom.Najpoznatija je Golfska struja, koja pokreće čak 30puta veću masu vode nego sve tekućice zajedno.Morske struje veoma erodiraju dno i djeluju na procespostanka sedimenata u morskim područjima.44

U nastavku se, radi preglednosti, daje tablični prikaz, s klasičnim tipom klasifikacije okoliša taloženja (iz Tišljar, 2001), u kojemu susadržani i okoliši o kojima će biti riječi u nastavku izlaganja.Valovi nastaju zbog utjecaja vjetra, odnosno zračnog strujanja iznad morske površine. Ali, oni mogu lokalno i regionalno nastati i odpodmorskih erupcija vulkana, podmorskih klizanja i potresa (katastrofalni tsunami-valovi). Valovi razaraju obalu i usitnjavaju razorenimaterijal, koji pojačava njihovo destruktivno djelovanje u obalnom području. Ovisno o dubini mora i obliku morskog dna, uvjetimaživota, dinamici i sedimentaciji razlikuje se nekoliko morskih područja.• obalno područje ili litoral• plitkomorsko područje, neritik ili šelf (kontinentski prag)• batijalno područje (kontinentska padina ili slaz)• abisalno područje (oceanska ravnica)• hadal(iz Herak, 1990)Uobičajeno nazivlje oceanografske klasifikacije marinskih okoliša taloženja prikazano je u tablici (iz Tišljar, 2001)u nastavkuizlaganja. Vezano uz to, zgodno je ovdje objasniti pojam litofacijesa, kakvim se najčešće shvaća. To je facijes (okoliš) u kojemu senajvažniji kriteriji izdvajanja naslaga temelje na litološkim, sedimentacijskim, fizikalnim i kemijskim značajkama stijena. Slijedimo sadaklasifikaciju, koju je prikazao Herak (1990).Područje otvorenog mora s dubinama većim od 200 m naziva se pelagijal, a dubokomorski sedimenti u kojima nalazimo ostatkeorganizama otvorenog mora i većih dubina, pelagičkim sedimentima.45

Obalno područje ili litoral je zona plime i oseke, a najčešće gakarakteriziraju:• strme obale• blage (zaravnjene) obale• delte• estuari• limani• lagune.U podrucju strmih obala posebno je izražena razaralačkadjelatnost valova ili abrazija. Razoreni materijal valovi sortiraju pomasi i veličini fragmenata i čestica i talože u moru zajedno smaterijalom koji je s kopna transportiran u obalno područje.Blage, zaravnjene obale (plimske ravnice) jesu područjaakumuliranja materijala što ga donose valovi.Delte su lepezasti oblici riječnih ušća nastalih brzomakumulacijom materijala transportiranog s kopna (progradacijakopna u more). Zbog brzog nagomilavanja materijala nagibušća se smanjio te je rijeka u aluvijalnom nanosu usjekla višekraćih tokova koji meandriraju.Estuari su potopljene riječne doline otvorene prema moru (uvlačenje mora u kopno). U njima se uglavnom talože sitnozrnasti pijesci.Evolucijom (geološkom), estauri postupno prelaze u delte.Lagune su manja zatvorena područja ispunjena morskom vodom, povremeno potpuno odvojena od mora. U njima se mogu taložitirazličite soli, ako se koncentracija poveća zbog jače izraženog isparavanja. S obzirom na slabo izraženu dinamiku mora, tu semalokad nalaze šljunci i krupnozrnasti pijesci.46

Limani su zatvorene potopljene riječne doline. Oddirektnog utjecaja mora odvojene su podmorskimbarijerama i u njima se taloži pretežito sitnozrnastimaterijal.Plitkomorsko područje, neritik ili šelf (kontinentski prag) seže do 200 m, odnosno 400 m dubine, s veoma razvedenim reljefommorskog dna i raznolikim sedimentima čiji postanak ovisi o dubini, klimi, salinitetu, dinamici, čistoci mora i dr. U plićim dijelovimanastaju šljunkovite i pjeskovite naslage. U neritiku polarnih mora taloži se materijal koji donose ledenjaci, a u toplim morimaposredstvom koralja, crvenih vapnenačkih algi i drugih bioloških zajednica nastaju vapnenački grebeni. Ipak, najvažniji sedimentineritika jesu biogeni i kemogeni vapnenci.Batijalno područje (kontinentska padina ili slaz) seže od 200 m (400m) do 2000 m (3000 m) dubine. Na sedimentaciju u tompodručju djeluju morske struje u površinskom dijelu i mutne (turbidine) struje pri dnu. Površinske struje nose sitne lebdeće organizme(plankton) i fine neotopljene glinene i vapnenačke čestice. Turbidine struje nose klastični materijal. Iz mutnog toka u pokretu senajprije talože najkrupnije čestice, zatim sve sitnije, sšto rezultira sortiranošću zrna horizontalno, odnosno u smjeru toka mutnestruje. Važniji sedimenti batijala su pijesci i šljunci, laporoviti i glinoviti sedimenti, muljevi različitih boja i euksinski sedimenti, nazvanipo crnom moru - Pontus Euxinus. (U mirnim dubokomorskim uvjetima bez kisika i svjetlosti talože se najfinije klastične čestice sbrojnim ostacima planktonskih i drugih sitnih organizama. Zbog nedostatka kisika ne dolazi do potpunog raspadanja organskihostataka, već se djelovanjem anaerobnih bakterija taloži organski mulj, tzv. sapropel.)Abisalno područje (oceanska ravnica) seže u dubinu preko 2000 m, odnosno 3000 m. Organski život u tim dubinama je rijetkost.Sedimenti nastaju uglavnom od veoma finoga klastičnog materijala, donesenog morskim strujama i vjetrovima, te od skeleta uginulihplanktonskih organizama. U ovom području talože se pretežito karbonatni i silicijski sedimenti. Važniji karbonatni sedimenti abisalajesu globigerinski i pteropodni mulj (nazvani po organizmima od čijih su ostataka nastali). Silicijski abisalni sedimenti su radiolarijski idijatomejski mulj, također nazvani po ostacima organizama. Općenito se može reći da od svih navedenih marinskih područja uabisalu nastaje manja količina novih sedimenata.Morska se razina u geološkoj prošlosti Zemlje mijenjala pretežito zbog klimatskih promjena, što se naziva eustatičkim pokretima ilieustazijom. Pokrete izazvane zaleđivanjem i odleđivanjem velikih masa vode na kopnu i u moru nazivamo glacioeustazijom. No,do mijenjanja morske razine dolazilo je i zbog spuštanja i izdizanja kopna i oceanskih područja uzrokovanih endodinamskim silama,a također i zbog promjena u izostatskoj ravnoteži nastalih odterećivanjem jednog dijela kopna zbog erozije i opterećivanjem drugog.47

Pojave kolebanja morske razine prisutna su i danas. Posljedice povišenjamorske razine tijekom povijesnog razdoblja vidljive su iz brojnih nalazištaljudske kulture koja su u današnjim uvjetima pod morem. Današnjepokrete kolebanja morske razine možemo pratiti i precizno mjeriti. Postojedokazi da je tijekom geološke prošlosti dolazilo u više navrata dospuštanja i izdizanja kopna, odnosno izdizanja i spuštanja morske razinezbog eustazije, što je rezultiralo cikličkom sedimentacijom.Epikontinentalna mora poplavljivala su velike dijelove kopna u geološkojprošlosti.Pojava poplavljivanja kopna naziva se transgresijom, a pojavapovlačenja mora s kopna, regresijom. Dokazi o izmjenjivanju transgresijai regresija tijekom geološke prošlosti nalaze se u sedimentima litosfere.Transgresija se može prepoznati po tome što sedimentna serija često počinje krupnoklastičnim materijalom, konglomeratima i(rjeđe) brečama, kao produktom razaranja strmih obala. Međutim, ako se spuštanje kopna zbilo brzo, krupnoklastični sedimentimogu izostati.Transgresivna serija sedimenata nalazi se na starijimAnaslagama nastalim u moru ili na kopnu, koje mogu biti višeili manje poremećene, a uz to su u kopnenim uvjetima bilepodvrgnute procesima trošenja. Osim toga, mlađi slojevitransgresivne serije uvijek imaju veću rasprostranjenost odstarijih.Kod regresije mlađi slojevi uvijek imaju manju rasprostranjenostod starijih, a talože se pretežito klastični i kemijskisedimenti. Regresiju može karakterizirati nepostojanjemarinskih sedimenata u određenom području tijekom nekoggeološkog razdoblja. Na nju također mogu upućivati ieventualne interkalacije kontinentalnih sedimenata umarinskim, te pojava kontinentalnih sedimenata taloženih namarinskim, ali te značajke ne moraju uvijek biti zastupljene.Vremensko razdoblje u kojem su kopnene mase ispod mora naziva se inundacijom. Ako kroz to vrijeme nema izrazitih poremećajalitosfere, taložit će se silnoklastični materijal i vapnenački sedimenti. Razdoblje u kojem je određeno područje iznad morske razinenaziva se emerzijom. Ta faza je karakterizirana razarenjem i trošenjem stijena pod utjecajem egzodinamskih faktora.48

4.1.2.7. JezeraRelativno male zatvorene depresije na kopnu, stalno ili povremeno ispunjene stajaćom vodom, nazivamo jezerima. Nastaju na višenačina, a najčešće pregrađivanjem riječne doline sedrom ili materijalom nastalim mehaničkim trošenjem, ispunjavanjem vodomdepresija nastalih tektonskim poremećajima, radom ledenjaka i korozijskim i erozijskim radom vode u kršu, te u kraterima ugaslihvulkana (onda ih zovemo kaldere).U geološkom smislu jezera su kratkotrajne pojave na površini kopna. Vodu mogu primati od rijeka i potoka, izvora i oborina, a gubeje isparavanjem, te podzemnim i površinskim otjecanjem.Sa stajalista sedimentacije osnovnu ulogu imaju valovi, struje i vertikalna cirkulacija vode te kemijska svojstva vode, oblik i dimenzijedepresije, količina organizama i materijala koje donose tekućice. Važniji sedimenti jezera jesu:klastični sedimenti, nastali razaranjem obala i nakupljanjem materijala prenesenog rijekama i potocima (šljunci, pijesci, gline i lapori);organogeni sedimenti (jezerska kreda, bituminozni lapori, dijatomejska zemlja, sapropel i dr.) i kemijski sedimenti, znakoviti za slanajezera u područjima intenzivnog isparavanja (različite karbonatne, sulfatne i kloridne soli).4.1.3. Snijeg i ledDjelovanje snijega i leda je najizrazitije u područjima gdje godišnje padne makar toliko snijega koliko ga se i otopi. Danas je tzv.vječnim snijegom i ledom pokriveno oko 10% kopnene površine. Snježna granica nije oštro ni jednoznačno određena jer ovisi ogeografskom položaju određenog područja.Veće mase snijega, nakupljene u strmim područjima, mogu se pokrenuti u obliku lavina. U nižim područjima snijeg se otopi, ilinjegovim nakupljanjem nastane zrnasti led s mjehurićima zraka - firn. Utjecajem vlage i tlaka, firn prelazi u gustu ledenu masu kojase sporo kreće prema nižim područjima. Takvu pokretnu ledenu masu, najčešće jezičastog oblika, nazivamo ledenjakom. Maseledenjaka na površini i u središtu se brže kreću nego one na rubu i dnu, posljedica čega je pojava rubnih, poprečnih i uzdužnihpukotina. Tipičan izgled ledenjaka (Herak, 1990) prikazan je na slici, u nastavku izlaganja.Rubne pukotine rezultat su sporijeg kretanja rubnih dijelovaledenjaka i otpora na bokovima. Poprečne pukotine nastaju kadledenjak prolazi kaskadnim terenom, a uzdužne prilikom izlaskaledenjaka iz uže u širu dolinu. Ledenjaci razaraju stijene iprodubljuju podlogu po kojoj se pokreću, pri čemu odnoserastrošeni i razlomljeni materijal, različit po sastavu, obliku ikrupnoći fragmenata. Takav materijal naziva se morenama, aovisno o njihovu položaju u ledenjaku razlikuju se površinske,unutarnje, podinske, bočne, središnje i čelne morene. Podinskemorene potpomažu produbljavanje i brazdanje terena kojimledenjak klizi, što se naziva glacijalnom erozijom ili eksaracijom.U podinskim morenama fragmenti često imaju izbrazdane plohe,koje su nastale struganjem po podlozi.49

Kad se ledenjak spusti ispod granice vječnog snijega i leda otapa se, amorenskimaterijal pritom može ostati na mjestu gdje je odložen, a može biti kraće ilidulje prenesen vodom nastalom otapanjem ledenjaka i taložen kao glaciofluvijainisediment. Nevezani nesortirani morenski materijal naziva se til, a poluvezani tilit.4.1.4. VjetarGeološka aktivnost vjetra neposredno semanifestira u obliku razaranja stijena,prijenosa čestica i njihovog taloženja.Posredno, vjetar djeluje na raspored vlage uzraku i raspored oborina, a prenoseći diosvoje energije na valove, djeluje na intenzitetrazaranja morskih i jezerskih obala.Uloga vjetra jače je izražena u područjimabez vegetacije, prije svega u pustinjama,zatim u područjima gdje ledenjaci odlažumorenski matenjal (periglacijalna područja) ina pješčanim obalama.U pustinjskim područjima bez vegetacije, svelikim temperaturnim razlikama dan-noć iintenzivnom insolacijom, stijene se brzo trošei raspadaju, a sitne čestice pijeska i prahaodnosi vjetar često na velike udaljenosti.Aktivnost vjetra, manifestirana odnošenjemsitnih čestica, a time ogoljavanjem isnižavanjem tla, naziva se deflacijom.Veće fragmente vjetar kotrlja, tako da oni stružu, glačaju i produbljuju, odnosno erodiraju tlo. Takva aktivnost vjetra naziva seeolskom erozijom ili korazijom.U pustinjskim područjima s mnogo pijeska vjetar često formira i pokreće nizove pješčanih humaka, koje nazivamo dine ili sipine.Oblik sipina ovisi o smjeru vjetra, a odlikuju se valovitom površinom okomitom na njegov smjer. Sipine srpastog oblika nazivaju sebarhanama.U periglacijalnim područjima s oskudnom vegetacijom ili bez nje ima dosta sitnih čestica koje jaki vjetrovi odnose prema toplijimpodručjima u kojima ih talože.50

Na pješčanim obalama se (slično kao i u pustinjama) djelovanje vjetra manifestiraodnošenjem sitnih čestica, oblikovanjem obalnihsipina i eolskom erozijom. Djelovanjem vjetra nastali su eolski sedimenti, karakteristični dobrom sortiranošću zrna. Među njima,najpoznatiji i najrasprostranjeniji je prapor ili les. Ti su sedimenti različitog mineralnog sastava, a pretežito su izgrađeni od kvarca,feldspata, kalcita i drugih otpornih minerala, većinom dobro zaobljenih zrna.4.1.5. OrganizmiAktivno djelovanje biljaka i životinja (koje je u životu čovjeka gotovo neprimjetno) manifestiralo se tijekom dugoga vremenskograzdoblja važnim efektima u razaralačkom i graditeljskom smislu. Neke životinje ruju tlo i čine ga rahlim, što vodi olakšava odnošenjematerijala i ogoljavanje terena. U obalnom području školjke i drugi životinjski organizmi mehanički i kemijski razaraju i otapaju stijenea pri truljenju vodi daju komponente koje povećavaju njezinu sposobnost otapanja, čime indirektno utječu na trošenje stijena.Daleko je važnija graditeljska aktivnost organizma. Mnoge životinje iz vode uzimaju kalcij-karbonat i druge minerale kojima gradesvoje skelete, ljušturice i kućice. Nakon uginuća, nagomilavanjem ostataka takvih organizama nastaju vapnenci i druge sedimentnestijene, a koralji, primjerice, aktivno (svojim rastom) grade grebene i sl. U nastanku sedre i vapnenca važnu ulogu imaju nekemahovine i vapnenačke alge. Takve se biljke za izgradnju svojih ovoja neposredno mogu koristiti kalcij-karbonatom. Posredno, biljkedjeluju na stvaranje vapnenca kad iz otopina bogatih kalcij hidrogenkarbonatom asimiliraju ugljik-dioksid, zbog čega otopina postajeprezasićena i iz nje se izlučuje kalcij-karbonat. Velike mase biogenih sedimenata, nastalih u plitkom moru, dokazuju važnu uloguorganizma u izgradnji litosfere.51