Velehory, to jsou osmitisícové štíty Himálaje, mohutný pás Alp nebo alespoň Vysoké Tatry. Kde se tu však vzaly? Jak vznikají? Rostou ještě některé? To jsou otázky, na něž 21. STOLETÍ hledalo odpověď.
Odborníci se shodnou na tom, že velehory by měly být vyšší než 2500 m, podmínkou to ovšem není. Velehorský ráz dávají pohoří i vysoké rozeklané skalní masivy, štíty, skalní věže i jehly, pokud vystupují vysoko nad hranici souvislého lesního porostu a ční nad sněžnou čarou. Ve velehorách jsou mnohdy mnohasetmetrové výškové rozdíly mezi vrcholovými částmi a kaňonovitými údolími. Jsou, nebo nedávno byly, zaledněny a právě ledovce modelovaly jejich nepřístupné tvary nejúčinněji.
Pokaždé jinak
Nejvyšší hora rakousko-uherského mocnářství, jehož součástí bylo kdysi i Česko, byla na velmi slušné evropské, ba i světové úrovni. Vrchol hory Grossglockner v alpských Vysokých Taurách dosahuje totiž úctyhodné výšky 3797 m a splňuje tak všechny podmínky pro velehoru, včetně přítomnosti ledovce. Byli jsme tehdy z tohoto hlediska lepší než většina evropských zemí, včetně velmocí.
Po vzniku samostatného Československa jsme se sice přišli o Alpy, stále však jsme měli velehory, Vysoké Tatry s Gerlachovským štítem (2 627 m). V tomto masivu jsou ještě další tři vrcholky nad hranicí 2 500 m, Lomnický štít (2 632 m), Ľadový štít (2 627 m ) a Kežmarský štít (2 558 m). Navíc, Rysům chybí do této výšky necelý metr a Kriváni čtyři metry. Vysoké Tatry byly a jsou nejvyšší z celého oblouku Karpat, táhnoucího se z Moravy a Slezska přes Slovensko, Polsko až do Rumunska.
Pak však přišla nacistická okupace, zřízení protektorátu, Vysoké Tatry byly daleko a naší nejvyšší horou se tak stala Lysá hora v Západních Beskydech, s „pouhými“ 1323 metry.
S osvobozením a koncem války se do republiky vrátily Vysoké Tatry, na čas ovšem s tím rozdílem, že Gerlachovský štít byl přejmenován na Stalinův štít, i když neoficiálně.
Přišli jsme o velehory!
S rozpadem republiky v roce 193 jsme přišli i o Vysoké Tatry a nejvyšší horou se stala Sněžka se svými 1602 metry. To je sice hluboko pod požadovanou výškovou hranicí velehor, ale hora má výrazný reliéf modelovaný ledovcem. Proto Sněžka, Kozí hřbety i některé další partie Krkonoš mají určité velehorské znaky.
Během starších čtvrtohor, pleistocénu (zhruba před 2 miliony let) byla zaledněna i Šumava, kde jsou připomínkou velehor strmé stěny nad ledovcovými jezírky. I skalnaté hřbety Hrubého Jeseníku mají určitý, i když skromnější charakter velehor. Rovněž nízkému, ale pitoreskně rozeklanému pískovcovému hřbetu Suchých skal na Maloskalsku se říká Maloskalské Dolomity. Přitom italské Dolomity s výškami dost nad 3 km jsou skutečnými velehorami.
Když se srazí desky…
Velehory na zemském povrchu vznikaly a zanikaly tak, jak se ke slovu dostávala horotvorná činnost a silná eroze. Za posledních 200 let bylo předloženo mnoho hypotéz o vzniku hor, až v 60. letech minulého století pak vykrystalovala věrohodná představa, které zjednodušeně říkáme desková tektonika.
Ta tvrdí, že se po zemském povrchu pohybují desky 80 až 120 km tlusté, které se někdy srazí. Tím se jejich okraje i se všemi horninami, které jsou mezi nimi, deformují a zdvihnou případně až do velehorských výšek. Procesy jsou to velmi složité, horniny jsou ohýbány, lámány a přesunovány. Ve větších hloubkách pod povrchem jsou přeměňovány (metamorfovány) a ze zemského pláště do nich vniká magma (křemičitanové taveniny).
I velehory mohou být mladé
Geologická struktura velehor bývá velmi složitá, protože desky se srážely i několikrát a mladší kolize „přeorávaly“ struktury starší. Ve většině mladých velehor, geologicky ne starších než několik desítek milionů let, máme proto starší jádra překryta strukturami mladými.
Příkladem je největší mladý velehorský masiv Evropy, Alpy. V jejich jádře najdeme svědectví horotvorného pochodu starého 350 – 300 milionů let. Je však téměř zcela překryt mladším pochodem, který začal před 100 miliony let a trvá dodnes. Totéž platí pro Vysoké Tatry a mnoho jiných pohoří.
Tmavohnědé pásy a oblouky velehor, tak jak je vidíme na fyzicko-geografické mapě, jsou výsledkem pochodu, který odborníci nazývají alpinská orogeneze.
Při ní byly zdviženy nejen Alpy, ale i Pyreneje, Apeniny, Karpaty, dinaridy (na Balkáně), helenidy (v Řecku), ale i obrovský pás, táhnoucím se přes Turecko, Irán, Kavkaz, na východ do monumentální Himálaje, přes Východoindické souostroví do Austrálie, na Nový Zéland až do Antarktidy. Stejně vzniklo nejdelší pohoří na světě, Kordillery, probíhající od Aljašky přes Střední Ameriku, celou Jižní Amerikou až do Antarktidy.
Rekordmani mezi sopkami
Srážky desek mají na svědomí nejen deformaci a zdvihnutí usazených (sedimentárních) hornin, ale i mohutnou sopečnou činnost. I mladé sopky, ať již činné nebo vyhaslé, jsou obrovité. Rekordních výšek dosahují ve Střední Americe vrcholky Citaltépetlu (5700 m) a Popocatélpetlu (5452 m). V jihoamerickém Ekvadoru pak ční k nebi ještě vyšší Chimborazo (6310 m) a Cotopaxi (5897 m), nejvyšší činná sopka na světě. Příliš pozadu nezůstává ani východní Afrika se třívrcholovým Kilimandžáro-Uhuru (5895 m).
Nepodceňujeme však ani asijské sopky, vždyť Jaya na Nové Guinei je také pětikilometrová (5030 m) a biblický Ararat v Turecku je ještě vyšší (5165 m). Havajské sopky, Mauna Kea (4205 m) a o něco „drobnější“, stále divoce soptící Mauna Loa (4 169), jsou vlastně nejvyššími horami na světě, přidáme-li k jejich výšce nad mořem i pětikilometrovou hloubku blízkého dna oceánu. Nejvyšší evropská činná sopka, Etna na Sicílii, je svou výškou 3325 m proti těmto gigantům téměř trpaslíkem.
Ural je starý 350 milionů let
Začal-li zdvih mladých velehor před 100 miliony let a pokračuje-li dodnes, jsou staré velehory produktem daleko starších geologických pochodů. Známy jsou horotvorné procesy z doby před 600 miliony let, další pak z první poloviny prvohor (asi před 450 miliony let) a pro naše území důležité změny, které vrcholily před 330 – 300 miliony let během mladších prvohor. I tehdy se pohybovaly a srážely desky a hory se tvořily téměř stejně, jako v mladších geologických obdobích.
Některá ze starších pohoří jsou opravdovými velehorami, jako například Skandinávské pohoří v Norsku, s vrcholem měřícím 2469 m a divokým reliéfem modelovaným ledovci. Nápadný je 350 milionů let starý řetěz Uralu na hranici mezi Evropou a Asií, jenž dosahuje výšky 1895 m. Ten má v severních částech místy opravdový velehorský ráz. O něco nižší je dlouhé Appalačské pohoří na východě Spojených států (1481 m).
Do této kategorie starých pohoří patří věnec českých hor včetně Krkonoš, Šumavy a Hrubého Jeseníku, ne však části mladých karpatských hor od Beskyd po Bílé Karpaty.
Výška našich starých pohoří je ve srovnání s výše popisovanými velikány podstatně skromnější, ale před stovkami milionů let, tomu mohlo být úplně jinak. Dokáží však geologové určit, jak byly naše hory velké v době svého vzniku a nedlouho po něm ? Odpověď zní ano, sice ne přesně na metr, ale v rozmezí stovek metrů.
Jak vysoko vyrostou velehory?
Geologické pochody, probíhající během dávné geologické historie, jsou podobné pochodům současným (princip aktualizmu). Proto by pozorování toho, co se děje v současných velehorách, mělo prozradit, co se dělo s velehorami starými.
Podrobná geodetická měření dokázala, že mladá pohoří včetně Alp, Karpat, Pyrenejí, Himálaje či And ještě nejsou hotova a jejich zdvihání, podporované tlakem desek, ještě pokračuje. Rychlost jejich současného růstu kolísá většinou od 0,5 do 1 mm za rok. Nejrychleji dnes rostou severoamerické Kordillery, až 9 mm za rok. U Západních Karpat jsou to 2 mm a jihoamerické Andy ještě méně, 0,2 – 0,4 mm.
Přitom to vůbec není pomalé, geologové jsou zvyklí taková čísla násobit, takže milimetr za rok odpovídá metru za 1000 let a tisícovce metrů za milion let. Vždyť Himálaj, Alpy i Karpaty rostly několik desítek milionů let. Proč by tedy jejich vrcholky nedosáhly třeba dvacetikilometrových výšek? Protože proti tektonickému zdvihu působila a působí eroze, tedy obrušování. Vítr, voda i led velehorské vrcholky neustále okusují a suť pak stěhují do údolí. Čím je pohoří vyšší, tím je eroze rychlejší.
Z mnoha údajů o rychlosti eroze vědci odvodili, že se velehory erozí snižují o několik desítek centimetrů za 1000 let, zvláště zasáhne-li do takového rušivého pochodu i ledovec. Teoreticky vzato, žádné pohoří na Zemi nemůže vyrůst do větších výšek než je 11 až 12 km nad mořskou hladinu, protože pak by jeho snižování erozí bylo rychlejší, než zdvih tektonickými silami.
Co prozradí suť?
Materiál uvolněný z horských štítů erozí se hromadí u jejich úpatí, pak je odnášen horskými toky do údolí a tam se ukládá jako štěrky a písky. Proto jsou centrální části všech horstev obklopeny tělesy hrubozrnných sedimentů, silných i desítky kilometrů.
Před Alpami, jak v Rakousku, Švýcarsku i Německu, jsou mohutné vrstvy tzv. molasy. Tak odborníci říkají slepencům i hrubým pískovcům, uloženým jako suť pod hřebeny hor v jezerech i říčních údolích. Pod jižními svahy Himálaje je 20 km silná formace siválik, což jsou hlavně slepence, v nichž jsou valouny hornin, které kdysi tvořily velehorské hřebeny. I Karpaty mají své okrajové slepencové a pískovcové sutě.
Stará pohoří eroze snižovala podobným způsobem a jejich rozrušený materiál hromadila u úpatí. Najdeme-li ve starých geologických útvarech mohutné zásoby slepenců, znamená to, že někde nedaleko byly hory.
Velehory byly i v Čechách
Pokud se z tohoto pohledu podíváme na Česko, zjistíme, že dvakrát během geologické historie se mohlo pyšnit velehorami. Poprvé zhruba před 600 – 550 miliony let. Ve středních a západních Čechách, v Brdech, na Příbramsku i Plzeňsku, najdeme totiž tři kilometry silné uloženiny kambrických slepenců a pískovců, staré 530 až 500 milionů let. Jak se podařilo zjistit podle jejich orientace i podle směrů vrstev, balvany a valouny jejich slepenců nesly divoké toky od severozápadu. Takový hrubý materiál pocházel bezpochyby z nedalekého zdroje, tyčícího se vysoko nad krajinou.
I když lokalizace tehdejších hor není snadná, protože Český masiv ještě nebyl celkem, soudí odborníci, že pás velehor, snad až 3 km vysoký, se rozprostíral v místech dnešního Žatecka a Lounska.
Později, před 380 až 300 miliony let, se srazily menší desky a Český masiv se spojil v pevný celek. Zároveň se zdvihlo pohoří. Eroze jej rychle zarovnávala a snášela drť na jeho úpatí. Nejprve nahromadila pětikilometrovou masu drob, slepenců i jílů do pánví Nízkého Jeseníku, Oderských vrchů a Drahanské vrchoviny. Pak vyplnila různými druhy převážně hrubých usazenin pánve středních, západních a severovýchodních Čech.
Kde u nás bývaly?
Mnohakilometrové vrstvy hrubých uloženin, svědků rychlé eroze v poměrně krátkém období, to nelze vysvětlit jinak, než existencí starých, zaniklých velehorských pásem na území Česka.
Výzkum složení valounů i směrů jejich uložení prozradí, kde se takový masiv nacházel. Téměř jistými kandidáty jsou oblasti dnešního Hrubého Jeseníku, Českomoravské vrchoviny a Středočeské pahorkatiny s centrem kolem Sedlčan.
Horské masivy byly tvořeny sedimenty, později eroze obnažila jejich žulové jádro. I sopky vylévaly svou lávu a vyhazovaly popel. To můžeme snadno dokázat podle nálezů vrstev sopečných tufů mezi sedimenty uhelných pánví na Kladensku, Plzeňsku i v Podkrkonoší.
Jepičí život našich velehor
Z geologického hlediska měly české velehory jepičí život. Již na konci permu, před 250 miliony let, eroze zaoblila jejich hřbety a snížila je. Později, během křídy, zhruba před 100 miliony let, byl již Český masiv docela jednotvárnou plošinou, z které vyčnívaly buližníkové a jiné odolné suky. Nad mělkým křídovým mořem se rozprostíral nevysoký, zaoblený, převážně žulový ostrov tam, kde dnes máme Krkonoše a Jizerské hory.
Teprve na konci křídy se po dlouhé době klidu krajina probudila. Ne však v Českém masivu, ale v našich Karpatech. Tam alpinský horotvorný pochod začal zdvihat povrch Beskyd, Javorníků i Bílých Karpat sice do slušných, ale ne velehorských výšek.
Kamení svědkové
Slepence jsou důležitým svědkem geologických pochodů. Odborníkům prozradí, jak vypadal starý reliéf, kde byly sníženiny i vyvýšeniny. Hrubozrnné slepence s velkými ostrohrannými úlomky znamenají, že proběhla rychlá eroze blízkých hor.
Důležité je též, zda jsou valouny slepenců z odolných nebo snadno zvětrávajících hornin. Křemenné valouny vydrží velmi dlouhý, i mnohasetkilometrový transport řekou, valouny břidlic nebo vápenců se však rozpadnou po několika desítkách kilometrů. Proto jsou svědkem rychlé eroze na krátkou vzdálenost. Podle orientace protažených valounů i podle toho, jak jsou skloněny jejich vrstvy, můžeme zjistit i směr jejich cesty. Nejmocnější masy slepenců se nahromadí na úpatí hor a v pánvích s rychle klesajícím dnem. Ve slepencích se jen těžko zachovají zkameněliny, takže mnohdy není snadné určit jejich geologické stáří.
Co je flyš a molasa?
Těchto názvů používají geologové v souvislosti s horotvornou činností. V určitém stadiu zdvihu pohoří je jeho jádro obklopeno hlubokým mořem. Častá zemětřesení způsobují, že se ze souše do moře sesouvá suť a tvoří se kalné proudy. Ty zanášejí písky i štěrky do několikakilometrových hloubek a ukládají je na jíly hlubokomořských pánví.
To se opakuje v určité periodě a výsledkem je střídání vrstev hrubších i jemnějších sedimentů. Později se takový soubor uloženin vynoří a je zvrásněn. Odborníci jej nazývají flyš (z německého fliessen = téci).
Při pokračujícím horotvorném pochodu moře ustoupí, v předpolí hor se vytvoří sníženiny s jezery i říčními údolími. Do nich je splavován hrubý materiál a ukládán jako takzvaná molasa.
Pod kamennými příkrovy
V polovině 19. století zjistili překvapení geologové, že mnohde leží starší sedimenty na mladších, i když by to mělo být samozřejmě obráceně. Vysvětlili si to zcela správně jako pohyb příkrovů. Ty definujeme jako horninová deskovitá tělesa, nasunutá na geologicky odlišný podklad a oddělená od něj plochou přesunu. Pohyb by měl být delší než 5 km.
Zanedlouho po objevu příkrovů v Alpách byly nalezeny v mnoha mladých pohořích včetně Himálaje a And. Karpaty ani jejich Moravskoslezské Beskydy nezůstaly pozadu. V roce 1904 tu vrty potvrdily, že starší sedimenty jsou nasunuty na mladší a byly přes ně přesunuty mnoho desítek kilometrů.
Mechanismus sunutí příkrovů nebyl jednoduchý, rozbíjely se na menší celky i docela malé šupiny a z podloží byly vyvlékány útržky jiných hornin. Takovým útržkům říkají odborníci bradla a známe je z jižní Moravy jako Pavlovské vrchy a ze severní Moravy jako vrch Kotouč u Štramberka. Příkrovovou stavbu mají téměř všechna mladá pohoří. Vedou se však spory o přítomnosti příkrovů v pohořích starých, včetně našich Krkonoš, Hrubého Jeseníku, Orlických hor i jiných.
Kdysi v hloubce, dnes na povrchu
Ze starých českých hor zbyly jen trosky. Na jejich povrchu jsou dnes žuly a příbuzné vyvřeliny i metamorfované horniny jako ruly a svory. Je to zdánlivě podivné, vždyť žulové magma se tvoří při teplotě kolem 800 oC. Pokud byly žuly přeměněny na ruly, bylo by k tomu potřeba tlaků větších než 100 MPa a teploty několika stovek stupňů.
Takové podmínky nemohou být na povrchu a očekávali bychom je v hloubce několika kilometrů hluboko. Tam bylo skutečné místo tvorby žul a rul, na povrch se dostaly až erozí, které je obnažila. Pomáhaly i tektonické pochody, které zdvihaly některé bloky a tempo erozi zrychlily. Počítáme-li, že eroze odnese z povrchu za 1000 let deseticentimetrovou vrstvu hornin, mělo by 10 milionů let stačit k tomu, aby se žuly a ruly dostaly na povrch. Času bylo tedy dost, a proto jsou naše žuly tak pěkné.
