Straipsnis Morfolitologinių anomalijų Kuršių nerijos jūros krante nustatymas

  • Bibliografinis aprašas: Darius Jarmalavičius, Donatas Pupienis, Gintautas Žilinskas, Julija Fedorovič, „Morfolitologinių anomalijų Kuršių nerijos jūros krante nustatymas“, @eitis (lt), 2017, t. 802, ISSN 2424-421X.
  • Ankstesnis leidimas: Darius Jarmalavičius, Donatas Pupienis, Gintautas Žilinskas, Julija Fedorovič, „Morfolitologinių anomalijų Kuršių nerijos jūros krante nustatymas“, Geologija. Geografija, 2015, t. 1, nr. 1, p. 1–10, ISSN 2351-7549.
  • Padėka: Tyrimą remia Lietuvos mokslo taryba (projektas MIP-039/2014).
  • Institucinė prieskyra: Gamtos tyrimų centras, Akademijos g. 2, LT-08412 Vilnius.

Santrauka. Kuršių nerijos formavimasis pasižymi nepertraukiama morfolitologinių rodiklių kaita išilgai jūros kranto. Tačiau tam tikrose vietose ši tolydumo sąlyga erdvėje sutrinka. Šiose vietose pastebimas stiprus morfolitologinių rodiklių reikšmių nukrypimas nuo tolydžios kaitos, sąlygotas paleogeografinių, geologinių, hidrodinaminių, meteorologinių bei antropogeninių veiksnių. Remiantis smėlio dalelių dydžio bei paplūdimio ir kopagūbrio morfometrinių rodiklių kaita, išilgai Kuršių nerijos jūros kranto buvo išskirti kranto ruožai, kuriuose nagrinėjami rodikliai „iškrinta“ iš tolygiai kintančios rodiklių eilės. Nustatyti du ruožai, turintys specifinį rodiklių kompleksą, nesisiejantį su gretimais kranto ruožais: pirmas – Kopgalio ruožas, kurio formavimuisi betarpiškos įtakos turėjo Klaipėdos uosto pietinis molas, ir antras – Juodkrantės ruožas, kurio formavimąsi galėjo lemti visas kompleksas veiksnių: tiek paleogeografinių, tiek hidrodinaminių, tiek ir kitų. Tačiau dėl duomenų stokos tiksli jo genezė nėra nustatyta. Išskirti ruožai yra santykinai stabilūs laiko atžvilgiu ir jų savybės praktiškai nepakito per pastaruosius 20 metų. Nustatyti dėsningumai parodė, kad morfolitologinių rodiklių ekstremalios vertės gali būti laikomos indikatoriais, parodančiais staigų atskiros geosistemos dalies dinamikos pokytį keičiantis hidrometeorologinėms ar antropogeninėms sąlygoms.

Pagrindiniai žodžiai: jūros krantas, kranto dinamika, Kuršių nerija, morfolitologinė anomalija.

 

Įvadas

Smėlio neriją apibūdinantys morfologiniai ir litologiniai rodikliai dažniausiai kinta tolydžiai išilgai jūros kranto. Ši tolygi kaita daugiausiai nulemta išilginio nešmenų srauto, jūros priekrantėje pernešančio didelius smėlio kiekius. Neretai tokiose sistemose atsiranda morfologinių ir litologinių anomalijų – vietų, kuriose pažeidžiama tolydumo sąlyga. Pastarosios tarnauja kaip indikatorius, atskleidžiantis sistemos trūkius, nulemtus paleogeografinių, geologinių, hidrodinaminių, meteorologinių bei antropogeninių veiksnių.

Kuršių nerijos jūros kranto morfolitologinių rodiklių kaitos išilgai kranto tyrimai Žr. Gintautas Žilinskas, Darius Jarmalavičius, “Interrelation of Morphometric Parameters of the Submarine Shore Slope of the Curonian Spit, Lithuania,” 2007; Darius Jarmalavičius, „Kompleksiškumas Kuršių nerijos Lietuvos dalies kranto sistemoje“, 2012; Donatas Pupienis, Ilya V. Buynevich, Darius Jarmalavičius, Gintautas Žilinskas, Julija Fedorovič, “Regional Distribution of Heavy-mineral Concentrations along the Curonian Spit Coast of Lithuania,” 2013. atskleidė jų tolygią kaitą išilgai kranto. Vietomis užfiksuoti reikšmingi morfolitologinių rodiklių nukrypimai nuo tolygios kaitos buvo traktuojami kaip statistinės eilės išskirtys, nesuteikiant joms reikšmingesnio dėmesio. Gausėjant duomenų pastebėta, kad tam tikrose jūros kranto vietose specifiniai morfolitologiniai rodikliai išlieka gana stabilūs. Šio straipsnio tikslas yra identifikuoti morfolitologines anomalijas, nustatyti jų savybes, dinamiką bėgant laikui.

 

Metodika

Kuršių nerijos jūros kranto morfologiniai matavimai vykdomi nuo 1995 metų 29 profiliuose (1 pav.).

1 pav. Tyrimų rajonas. Brūkšneliais nurodytos tyrimų profilių vietos / Fig. 1. Location map. Lines with numbers are sites of investigation profiles
 
Remiantis skersinės kranto niveliacijos metu gautais duomenimis, buvo nustatoma kranto linijos padėtis, paplūdimio plotis bei nuolydis ir jame esančio smėlio kiekis, kopagūbrio santykinis ir absoliutus aukščiai, vakarinio šlaito nuolydis bei kopagūbrio smėlio kiekis. Taip pat buvo nustatomi šių rodiklių pokyčiai laiko atžvilgiu. Atskirai buvo analizuoti smėlio granuliometrinės sudėties rodikliai. Pastarieji vertinti remiantis 1993, 2011 ir 2014 m. kas 500 m paplūdimio viduryje, kopagūbrio papėdėje ir kopagūbrio vakariniame šlaite surinktų smėlio pavyzdžių duomenimis. Smėlio pavyzdžių analizei buvo naudojamas 11 sietų komplektas. Mechaniškai išsijojus smėlį buvo nustatomas dalelių dydžio pasiskirstymas, apskaičiuojamas vidutinis dalelių skersmuo, rūšiuotumas, asimetrija ir ekscesas. Tolesnei analizei pasirinkti tik tie rodikliai, kurie geriausiai apibūdina skirtingų kranto ruožų savybes. Iš morfologinių rodiklių panaudoti: paplūdimio plotis, paplūdimio nuolydis, santykinis kopagūbrio aukštis ir jame esančio smėlio kiekis. Kadangi visi šie rodikliai yra kaitūs laiko atžvilgiu, vertinant jų kaitą išilgai kranto buvo naudotos pastarųjų 11-os metų vidutinės reikšmės (2004–2014). Vertinant smėlio granuliometrinės sudėties kaitos dėsningumus buvo naudotas vidutinis smėlio dalelių skersmuo. Taip pat, kaip ir morfologinių rodiklių atveju, išryškinant bendriausius kaitos išilgai kranto bruožus buvo suvidurkintos 1993, 2011 ir 2014 m. paplūdimio vidurio, kopagūbrio papėdės bei šlaito gautų smėlio granuliometrinės sudėties rodiklių reikšmės. Kad būtų patogiau, visų nagrinėjamų rodiklių statistinės eilės standartizuotos Žr. Vydas Čekanavičius, Gediminas Murauskas, Statistika ir jos taikymas, 2000. .

Statistinės eilės buvo standartizuojamos dėl dviejų priežasčių. Visų pirma taip patogiau lyginti labai skirtingas rodiklių reikšmes, tarkime, paplūdimio nuolydis išreiškiamas smailaus kampo tangentu kinta nuo 0,03 iki 0,13, o kopagūbrio aukštis vietomis siekia daugiau nei 10 m. Antra statistinių eilių standartizavimo priežastis – siekis identifikuoti atsirandančias išskirtis, o tuo pačiu ir anomalius ruožus. Darbe naudojamos standartinės išskirčių ribos, t. y. duomuo, kurio z reikšmė patenka į intervalą tarp 2 ir 3, laikomas sąlygine išskirtimi, reikšmė, didesnė už 3, – laikoma išskirtimi Žr. ten pat. .

 

Smėlio granuliometrinės sudėties kaita

Pagrindiniai veiksniai, formuojantys jūros kranto kraštovaizdį, yra paveldėti geomorfologiniai ypatumai Žr. Stanley R. Riggs, William J. Cleary, Stephen W. Snyder, “Influence of Inherited Geologic Framework on Barrier Shore Face Morphology and Dynamics,” 1995; Maria R. Honeycutt, David E. Krantz, “Influence of the Geologic Framework on Spatial Variability in Long-term Shoreline Change, Cape Henlopen to Rehoboth Beach, Delavare,” 2003. , priekrantės hidrodinaminis režimas Žr. Andrew D. Short, Patrick A. Hesp, “Wave, Beach and Dune Interactions in Southeastern Australia,” 1982; Andrew D. Short, “Wave, Beach, Foredune, and Mobile Dune Interactions in Southeast Australia,” 1988; Jorge Guillén, Marcel J. F. Stive, Michele Capobianco, “Shoreline Evolution of the Holland Coast on a Decadal Scale,” 1999; J. Andrew G. Cooper, Fatima Navas, “Natural Bathymetric Change as a Control on Century-scale Shoreline Behavior,” 2004. ir smėlio sudėtis bei kiekis Žr. Bruce G. Thom, “Transgressive and Regressive Stratigraphies of Coastal sand Barriers in Southern Australia,” 1984; Richard William Gale Carter, T. W. Johnston, John McKenna, Julian D. Orford, “Sea Level, Sediment Supply and Coastal Changes: Examples from the Coast of Ireland,” 1987; Terry Healy, “Sea Level Rise and Impact on Nearshore Sedimentation: An Overview,” 1996; Joep E. A. Storms, Gert Jan Weltje, J. J. van Dijke, C. R. Geel, Salomon B. Kroonenberg, “Process-response Modeling of Wave-dominated Coastal Systems: Simulating Evolution and Stratigraphy on Geological Time Scales,” 2002. . Priklausomai nuo šių veiksnių formuojasi būdingi atskiro kranto tipo morfologiniai elementai. Kadangi pagrindiniai Kuršių nerijos jūros krantą formuojančio kraštovaizdžio elementai yra smėlėti paplūdimiai su prie jų prisišliejusiu kopagūbriu, akivaizdu, kad vienas iš pagrindinių veiksnių, lemiančių morfologinę įvairovę (paplūdimio ir kopagūbrio plotį, aukštį, formą), skirtinguose kranto ruožuose bus smėlio granuliometrinė sudėtis bei jo kiekis. Todėl pirmiausia reikėtų apžvelgti smėlio granuliometrinės sudėties išilgai Kuršių nerijos jūros kranto kaitą.

 

Analizuojant vidutinio smėlio dalelių skersmens standartizuotų reikšmių kaitą (2 pav.) matome, kad smėlio dalelės nuosekliai stambėja tolstant nuo Klaipėdos uosto molo.

2 pav. Vidutinio smėlio dalelių skersmens standartizuotų reikšmių kaita. Trendas pateiktas išeliminavus kranto atkarpos tarp 20 ir 28 km duomenis / Fig. 2. Mean grain size z value distribution along the coast. Trend line drawn for the data excluding coastal sectors between 20 and 28 km

Iš analizuojamos eilės išeliminavus kranto atkarpos tarp 20 ir 28 km duomenis (2 pav.), gaunamas labai tolygus ir patikimas (p = 0,000) didėjimo trendas. Šią nuoseklią kaitą „suardo“ Juodkrantės kranto ruožo smėlio granuliometrinės sudėties ypatumai. Reikia pastebėti, kad kranto atkarpos tarp 20 ir 23 km smėlis pagal savo sudėtį patenka į sąlyginės išskirties ribas, t. y. šio ruožo krantą formuojantys smėliai nėra būdingi visai likusiai Lietuvai priklausančiai Kuršių nerijos jūros kranto atkarpai (2 pav.). Šis stambesnis smėlis ties Juodkrante užfiksuotas tiek paplūdimyje, tiek ir kopagūbryje. Be to, jis buvo stebimas visų smėlio pavyzdžių paėmimo metu, t. y. 1993, 2011 ir 2014 metais. Taigi, šis smėlio granuliometrinės sudėties nukrypimas nuo bendros jo kaitos išilgai kranto išlieka pakankamai stabilus laiko atžvilgiu. Analizuojant smėlio dalelių pasiskirstymą skirtingose frakcijose nustatyta, kad ties Juodkrantės gyvenviete smėlio sudėtyje išryškėja bimodalinis smėlio dalelių pasiskirstymas. Maždaug 35–60 % smėlio masės sudaro 0,2–0,315 mm frakcijos – tai vyraujanti smėlio frakcija visame Kuršių nerijos krante, o ties Juodkrante atsiranda antra 0,4–0,63 mm frakcijos moda, sudaranti maždaug 20 % smėlio masės (3 pav.). Tik tarpinės 0,315–0,4 mm frakcijos čia aptinkama mažiau.

 
3 pav. Dalelių dydžio pasiskirstymas ties kopagūbrio papėde / Fig. 3. Sand grain size distribution near foredune toe

Morfologinių rodiklių kaita

Kad smėlio granuliometrinė sudėtis turi lemiamos įtakos formuojant bendrus kranto kraštovaizdžio bruožus, buvo jau pastebėta ankstesniuose darbuose Žr. Willard H. Bascom, “The Relationship between Sand Size and Beach Face Slope,” 1951; Darius Jarmalavičius, Gintautas Žilinskas, „Ryšiai tarp jūros kranto morfolitologinių parametrų“, 1997. . Tik tiriant atskirų morfometrinių rodiklių kaitos ypatumus nustatytų sąsajų nepakanka. Būtina atskirai nagrinėti skirtingus morfologinių rodiklių kaitos ypatumus, kadangi jų kaitą gali lemti ne tik smėlio dalelių granuliometriniai ypatumai, bet ir kiti veiksniai. Iš visos eilės morfologinių rodiklių buvo pasirinkti tie, kurie kinta gana plačiuose intervaluose ir geriausiai apibūdina kranto geomorfologinius ypatumus: paplūdimio plotis, paplūdimio nuolydis, kopagūbrio santykinis aukštis ir jame esančio smėlio kiekis.

 

Analizuojant paplūdimio pločio kaitą išilgai Kuršių nerijos jūros kranto ryškiausi nukrypimai nuo vidutinio Kuršių nerijos jūros kranto paplūdimio pločio užfiksuoti ties Kopgaliu. Šioje trumpoje (maždaug 200 m) kranto atkarpoje, betarpiškai susijusioje su Klaipėdos uosto molu, nustatyti plačiausi paplūdimiai. Jų pločių standartizuotos reikšmės patenka į išskirties ribas. Ties Juodkrante stebimas gana ženklus paplūdimių susiaurėjimas. Nors paplūdimių pločio rodiklių reikšmės ir nesiekia išskirčių dydžio (mažiausia vertė – –1,5), tačiau šiame ruože susiformavę patys siauriausi paplūdimiai visoje Kuršių nerijoje (4 pav.).

4 pav. Paplūdimio pločio standartizuotų reikšmių kaita išilgai kranto / Fig. 4. Beach width z value change along the coast
 

Paplūdimio plotis yra glaudžiai susijęs su paplūdimio nuolydžiu. Pastarajam kintant išilgai kranto pastebimos panašios tendencijos (5 pav.).

5 pav. Paplūdimio nuolydžio standartizuotų reikšmių kaita išilgai kranto / Fig. 5. Beach slope z value change along the coast

Išsiskiria du ruožai. Pirmas – ties Klaipėdos uosto pietiniu molu, kur nustatyti patys lėkščiausi paplūdimiai. Pastarųjų standartizuotos reikšmės patenka į išskirties ribas. Antras – kranto ruožas ties Juodkrante, kur nustatyti patys stačiausi paplūdimiai. Pastarųjų standartizuotos reikšmės siekia 2,1 reikšmę – sąlyginės išskirties apatinę ribą (5 pav.).

 

Smėlio dalelių dydis lemia ne tik paplūdimių, bet ir kopagūbrio morfometrinius rodiklius. Kadangi stambiagrūdis smėlis sunkiau pernešamas vėjo, iš jo sunkiau formuojasi kopagūbris. Dėl minėtos priežasties ties Juodkrantės gyvenviete yra pats žemiausias kopagūbris. Standartizuotos santykinio aukščio reikšmės priartėja prie sąlyginės išskirties ribos ir pasiekia –1,8 reikšmę (6 pav.).

6 pav. Santykinio kopagūbrio aukščio standartizuotų reikšmių kaita išilgai kranto / Fig. 6. Relative foredune height z value change along the coast

Pastebėtina, kad kranto ruožas tarp Smiltynės ir Alksnynės išsiskiria pačiais aukščiausiais kopagūbriais, kurių standartizuotos santykinio aukščio reikšmės patenka į sąlyginės išskirties ribas (6 pav.).

 

Vertinant smėlio kiekio, susikaupusio kopagūbryje, kaitos standartizuotas reikšmes (7 pav.) matome, kad smėlio kiekis išlieka gana vienodas visame kopagūbryje.

7 pav. Smėlio kiekio kopagūbryje standartizuotų reikšmių kaita išilgai kranto / Fig. 7. Foredune sand volume z value change along the coast

Išimtį sudaro Smiltynės kopagūbriai, kuriuose susikaupę itin dideli smėlio kiekiai. Kaip matyti iš 7 pav., šioje kranto atkarpoje smėlio kiekio kopagūbryje standartizuotų eilių reikšmės priskirtinos išskirčiai.

 

Diskusija

Kuršių nerijos formavimosi pobūdis nulėmė jūros kranto kraštovaizdžio homogeniškumą. Pagrindinis veiksnys, maždaug prieš 5000 metų pradėjęs formuoti neriją, buvo išilginis nešmenų srautas, nešęs didelius kiekius smėlio nuo ardomo Sembos pusiasalio Žr. Vytautas Gudelis, Lietuvos įjūris ir pajūris, 1998. . Dėl to pagrindiniai kraštovaizdžio elementai – smėlio paplūdimys su prie jo besišliejančiu kopagūbriu. Jų įvairovę lemiantys veiksniai – smėlio kiekis ir jo granuliometrinė sudėtis. Smėlio kiekio didžiausi skirtumai nustatyti arčiau Klaipėdos uosto, kur dėl sąnašų kaupimosi Klaipėdos uosto molams pertvėrus išilginį nešmenų srautą Alksnynės–Smiltynės kranto ruože susiformavo plačiausi (vid. 50–70 m), gana lėkšti (tgθ = 0,06) paplūdimiai ir aukščiausias kopagūbris (santykinis aukštis 10–12 m) visoje Kuršių nerijoje.

Dėl gausių stambiagrūdžio smėlio sankaupų maždaug 3–5 km kranto atkarpoje ties Juodkrantės gyvenviete susiformavo gana siauri (25–35 m) ir statūs (tgθ = 0,12) paplūdimiai, prie kurių prisišliejęs žemiausias nerijoje kopagūbris (santykinis aukštis 3–4 m). Tokie dideli morfologinių elementų skirtumai dažnai tampa išskirtimis. Ankstesniuose skyreliuose nagrinėjant morfolitologinių elementų standartizuotas eiles buvo nustatyti du kranto ruožai, kurių morfolitologinių rodiklių reikšmės apibūdinamos kaip išskirtys: tai Kopgalio ir pietinės Juodkrantės kranto ruožai. Kopgalio kraštovaizdžio išskirtinumą lemia ypač išplatėję (70–100 m) ir sulėkštėję (tgθ = 0,03) paplūdimiai. Akivaizdu, kad šiuos paplūdimių bruožus nulėmė jų betarpiškas sąlytis su Klaipėdos uosto pietiniu molu, sukuriančiu čia specifines hidrodinamines sąlygas. Daugelio morfolitologinių rodiklių išskirčių, užfiksuotų ties Juodkrantės gyvenviete, atsiradimo negalima paaiškinti vien tik specifinėmis hidrodinaminėmis sąlygomis.

 

Kaip jau buvo minėta, vidutinis smėlio dalelių skersmens padidėjimas šioje kranto atkarpoje susijęs su 0,4–0,63 mm frakcijos atsiradimu (3 pav.), o 0,315–0,4 mm frakcijos smėlio, kuris sudaro tarpinę padėtį tarp 0,4–0,63 mm ir 0,2–0,315 mm (vyraujančios Kuršių nerijos jūros krante), yra mažiau. Šį netolygumą sunku būtų pagrįsti kažkokia hidrodinaminių veiksnių ypatybe, kuri selektyviai atsirinktų tik smulkesnes ir stambesnes smėlio daleles. Šiuo atveju stambiagrūdžio smėlio atsiradimas šioje kranto atkarpoje negali būti paaiškinamas vien tik šiuolaikiniais hidrodinaminiais procesais. Juo labiau kad šiuo metu egzistuojantys duomenys neleidžia teigti, kad ties Juodkrantės gyvenviete jūros priekrantėje susikoncentravusios didelės stambiagrūdžio smėlio sankaupos.

Baltijos jūros Lietuvos krantų geologinio atlaso duomenimis Žr. Albertas Bitinas, Paulius Aleksa, Aldona Damušytė, Saulius Gulbinskas, Darius Jarmalavičius, Modestas Kuzavinis, Vytautas Minkevičius, Donatas Pupienis, Egidijus Trimonis, Rimantas Šečkus, Rimas Žaromskis, Gintautas Žilinskas, Baltijos jūros Lietuvos krantų geologinis atlasas, 2004. , ryškesnių smėlio granuliometrinės sudėties pokyčių išilgai jūros kranto giliau sėklių zonos nenustatyta. Panaši situacija yra ir sėklių zonoje, kur didesni smėlio granuliometrinės sudėties skirtumai nustatyti tarp sėklių ir tarpsėklių smėlių sudėties, nei tarp gretimų kranto ruožų sėklių zonos smėlių. Taigi, šiuo metu nėra pagrįstų duomenų, liudijančių sėklių zonoje ties Juodkrantės gyvenviete esant stambiagrūdžio smėlio sankaupų. Maža to, yra žinoma, kad smėliai, esantys giliau sėklių zonos (5–7 m gylio), yra smulkiagrūdžiai su gausiomis aleurito priemaišomis Žr. ten pat. . Tokios granuliometrinės sudėties smėliai neformuoja kranto ir nedalyvauja apykaitoje tarp jūros ir kranto Žr. Darius Jarmalavičius, Gintautas Žilinskas, “Peculiarities of Sand Sorting on the Lithuanian Coast of the Baltic Sea,” 2006. .

 

Reikėtų paminėti dar vieną svarbų faktą: 1980 m. buvo atlikti Kuršių nerijos marių paplūdimių smėlio granuliometrinės sudėties tyrimai Žr. Vaižgantas Kirlys, Rožė Stauskaitė, „Kuršių marių šiaurės vakarinės kranto zonos smėlio nešmenų granuliometrinė ir mineraloginė sudėtis ir pasiskirstymas“, 1982. . Marių kranto atkarpoje tarp Avių įlankos ir Agilos rago buvo išskirta zona, kurioje nustatytas padidėjęs stambiagrūdžio smėlio kiekis, palyginti su gretimais marių paplūdimiais. Vidutinio smėlio skersmens padidėjimą čia lėmė 0,315–0,4 mm ir 0,4–0,63 mm frakcijų smėlio atsiradimas. Šios stambiagrūdžio smėlio sankaupos nebuvo aptiktos nei šiauriau, nei piečiau šio ruožo marių paplūdimiuose. Deja, šie matavimai nebuvo pakartoti, todėl nežinoma, ar ši smėlio granuliometrinės sudėties anomalija marių paplūdimyje yra stabili bėgant laikui. Tačiau faktas, kad ženkli stambiagrūdžio smėlio koncentracija piečiau Juodkrantės tiek jūros, tiek ir marių krante formuoja vientisą stambesnio smėlio arealą, verčia daryti prielaidą, kad stambiagrūdžio smėlio sankaupos čia galėjo susiklostyti anksčiau, gal net formuojantis nerijai.

V. Katino Žr. Vladas Katinas, Baltijos gintaras, 1983. duomenimis, Litorinos metu ties Juodkrante buvo įlanka, nuo jūros atitverta povandeninių gūbrių. Vėliau, Litorinos jūros regresijos laikotarpiu, spėjama, ties Juodkrante buvus properšai tarp pietinės nerijos dalies ir salos šiaurėje Žr. Meilutė Kabailienė, “The Development of the Kuršių Nerijos Spit and the Kuršių Marios Lagoon,” 1967. . Be to, M. Kabailienės darbų Kuršių marių gręžinių schemose matome, kad piečiau Juodkrantės, marių dugne, maždaug 8–20 m gylyje, aptikti žvyringo smėlio sluoksniai. Pastarųjų tiek šiauriau, tiek ir piečiau šios vietos nebuvo nustatyta Žr. Meilutė Kabailienė, “Kuršių Nerija Spit and Kuršių Marios Lagoon: Geological Structure, Origin and Development during Late Glacial and Holocene,” 1997. . Kad stambiagrūdžio smėlio sankaupos čia nėra naujas reiškinys, rodo ir tai, kad XIX a. Kuršių nerijos kopagūbris buvo formuojamas maždaug iki 3 m aukščio Žr. Vytautas Gudelis, Lietuvos įjūris ir pajūris, 1998. . Vėliau jis augo savaime akumuliuojantis smulkiagrūdžiam smėliui. Kopagūbris ties Juodkrantės gyvenviete taip ir liko žemas, nes nebuvo pakankamai daug smulkiagrūdžio smėlio, iš kurio būtų galėjęs jis formuotis. Stambiagrūdis smėlis, sunkiai pernešamas vėjo, kopagūbrio statyboje praktiškai nedalyvauja. Tad galima teigti, kad ši nustatyta anomalija nėra naujai atsiradęs laikinas reiškinys.

 

Negalima ir vienareikšmiškai teigti, kad tai praeityje susiformavusi anomalija, nepavaldi šiuolaikiniams hidrodinaminiams procesams. Visų pirma ankstesniuose darbuose Žr. ten pat. teigiama, kad nerija formavosi toliau nei 2 km į vakarus nuo šiuolaikinės kranto linijos. Be to, gręžiniuose aptikti gargždingi sluoksniai yra pakankamai giliai ir neaišku, kaip jie galėtų dalyvauti šiuolaikinėje smėlio apykaitoje. Kita vertus, paleogeografiniai Kuršių nerijos formavimosi aspektai nėra visiškai atskleisti. Tačiau vienareikšmiškai šios anomalijos paaiškinti hidrodinaminiais procesais taip pat negalima, kadangi tai sunku susieti su išilginio priekrantės nešmenų srauto egzistavimu. Nelabai aišku, kodėl išilgai kranto keliaujančios smulkaus smėlio masės neužglaisto čia esančių stambaus smėlio sankaupų.

Geriausias pavyzdys – smėlio akumuliacija, praslinkus „Anatolijaus“ uraganui 1999 m. pabaigoje. Per šią ekstremalią audrą kranto atkarpa ties Juodkrante didesnės ardos nepatyrė, o po jos šioje kranto atkarpoje suintensyvėjo smėlio akumuliacija. Iš gretimų kranto ruožų buvo sunešti dideli kiekiai smulkiagrūdžio smėlio Žr. Gintautas Žilinskas, Darius Jarmalavičius, Giedrė Kulvičienė, „Uragano „Anatolijus“ padariniai Lietuvos jūriniame krante“, 2000. . Paplūdimys paplatėjo 20 m, o jame buvo akumuliuota 36 m3/m smulkiagrūdžio smėlio. Nepaisant to, jau 2004 m. paplūdimio plotis vėl susiaurėjo iki šioje vietoje būdingų 25–35 m, o jo paviršių dengęs smulkiagrūdis smėlis „užleido vietą“ stambesniam smėliui. Vertėtų pažymėti, kad minimo išilginio nešmenų srauto dinamika taip pat dar nėra visiškai aiški. Skirtingų autorių darbuose, remiantis įvairiais tyrimų metodais, šis srautas interpretuojamas nevienodai. Šalia ištisinio srauto, nukreipto iš pietų į šiaurę, teorijos Žr. R. Knaps, «Peremeshchenie nanosov u beregov vostochnoy Baltiki», 1966; Rimas Žaromskis, Saulius Gulbinskas, “Main Patterns of Coastal Zone Development of the Curonian Spit, Lithuania,” 2010. , yra darbų, kuriuose teigiama, kad šis srautas skirtingais metais nėra pastovus. Dažnai šiaurinėje Kuršių nerijos dalyje formuojasi pietų krypties srautai, kurie ties centrine nerijos dalimi (šiauriau Nidos), sutinkant priešpriešinį srautą, formuoja divergencijos zoną, sutampančią su didžiausia smėlio akumuliacijos zona Žr. Vaižgantas Kirlys, «Nekotorie osobenosti dinamiki morskich beregov peresipi Kuršių Nerija», 1971; Vytautas Gudelis, Vaižgantas Kirlys, S. Močiakienė, «Dinamika i rezhim Vostochno-Baltiyskogo vdol’beregovogo potoka nanosov u beregov peresypi Kurshiu neriya po dannym 1965–1974», 1977; Maija Viška, Tarmo Soomere, “Simulated and Observed Reversals of Wave-driven Alongshore Sediment Transport at the Eastern Baltic Sea Coast,” 2013. . Taigi, kol kas nėra patikimų duomenų, leidžiančių pagrįstai įvardyti priežastis (nulėmusias stambiagrūdžio smėlio sankaupų specifinį paplūdimio ir kopagūbrio morfometrinių rodiklių komplekso susiformavimą pietinėje Juodkrantėje), atsiradimą. Šią anomaliją galėjo lemti kelios priežastys: tiek nerijos formavimosi metu vykę procesai, tiek ir šiuolaikiniai hidrodinaminiai ypatumai.

 

Apibendrinimas

Kuršių nerijos jūros kranto morfologinė įvairovė glaudžiai susijusi su paplūdimius formuojančio smėlio kiekiu ir jo granuliometrine sudėtimi. Didėjant smėlio kiekiui ir smulkėjant smėliui, formuojasi platesni paplūdimiai bei aukštesnis kopagūbris, o mažėjant smėlio kiekiui bei jam stambėjant, formuojasi siauri, bet statūs paplūdimiai ir žemas kopagūbris. Kadangi nerija formavosi nuosekliai pernešant smėlį iš pietų į šiaurę, kraštovaizdį sudarančių morfolitologinių elementų rodikliai taip pat kinta nuosekliai. Šioje nuoseklioje eigoje išsiskiria du kranto ruožai. Jų morfolitologinių rodiklių standartizuotos reikšmės apibūdinamos kaip išskirtys, kontrastuojančios su likusiomis Kuršių nerijos jūros kranto morfolitologinių rodiklių reikšmėmis. Šie ruožai, apibūdinami kaip morfolitologinės anomalijos, nustatytos ties Kopgaliu bei piečiau Juodkrantės gyvenvietės, ir išlaikantys savo specifines savybes laiko atžvilgiu. Kopgalio 150–200 m kranto atkarpa, besiribojanti su Klaipėdos uosto pietiniu molu, išsiskiria labai plačiais bei lėkštais paplūdimiais, formuojamais specifinių hidrodinaminių sąlygų, susidariusių pastačius uosto molus. Juodkrantės 2–3 km atkarpa išsiskiria nebūdingomis stambaus 0,4–0,63 mm frakcijos smėlio sankaupomis, dėl ko čia susidaro siauri bei statūs paplūdimiai bei žemas, mažai smėlio atsargų turintis, kopagūbris. Šios morfolitologinės anomalijos, formuojančios specifinį kraštovaizdį piečiau Juodkrantės gyvenvietės, atsiradimo priežastys nėra dar aiškios, tačiau tai galėjo lemti tiek nerijos formavimosi ypatumai, tiek ir šiuolaikinės hidrodinaminės sąlygos. Kol kas dėl duomenų trūkumo negalima tiksliai atsakyti į šį klausimą.

 

Literatūra

  • Bascom, Willard H., “The Relationship between Sand Size and Beach Face Slope,” Transactions American Geophysical Union, 1951, vol. 32, no. 6, pp. 866–874.
  • Bitinas, Albertas; Paulius Aleksa, Aldona Damušytė, Saulius Gulbinskas, Darius Jarmalavičius, Modestas Kuzavinis, Vytautas Minkevičius, Donatas Pupienis, Egidijus Trimonis, Rimantas Šečkus, Rimas Žaromskis, Gintautas Žilinskas, Baltijos jūros Lietuvos krantų geologinis atlasas, Vilnius: Lietuvos geologijos tarnyba, 2004.
  • Carter, Richard William Gale; T. W. Johnston, John McKenna, Julian D. Orford, “Sea Level, Sediment Supply and Coastal Changes: Examples from the Coast of Ireland,” Progress in Oceanography, 1987, vol. 18, nos. 1–4, pp. 79–101.
  • Cooper, J. Andrew G.; Fatima Navas, “Natural Bathymetric Change as a Control on Century-scale Shoreline Behavior,” Geology, 2004, vol. 32, no. 6, pp. 513–516.
  • Čekanavičius, Vydas; Gediminas Murauskas, Statistika ir jos taikymas, I, Vilnius: TEV, 2000.
  • Gudelis, Vytautas, Lietuvos įjūris ir pajūris, Vilnius: Lietuvos mokslas, 1998.
  • Gudelis, Vytautas; Vaižgantas Kirlys, S. Močiakienė, «Dinamika i rezhim Vostochno-Baltiyskogo vdol’beregovogo potoka nanosov u beregov peresypi Kurshiu neriya po dannym 1965–1974», Lietuvos TSR MA darbai, B serija, 1977, t. 4, nr. 101, p. 123–127.
  • Guillén, Jorge; Marcel J. F. Stive, Michele Capobianco, “Shoreline Evolution of the Holland Coast on a Decadal Scale,” Earth Surface Processes and Landforms, 1999, vol. 24, no. 6, pp. 517–536.
  • Healy, Terry, “Sea Level Rise and Impact on Nearshore Sedimentation: An Overview,” Geologische Rundschau, 1996, vol. 85, no. 3, pp. 546–553.
  • Honeycutt, Maria R.; David E. Krantz, “Influence of the Geologic Framework on Spatial Variability in Long-term Shoreline Change, Cape Henlopen to Rehoboth Beach, Delavare,” Journal of Coastal Research, Fall 2003, vol. 38, special issue, pp. 147–167.
  • Jarmalavičius, Darius, „Kompleksiškumas Kuršių nerijos Lietuvos dalies kranto sistemoje“, Geografijos metraštis, 2012, nr. 45, p. 17–28.
  • Jarmalavičius, Darius; Gintautas Žilinskas, “Peculiarities of Sand Sorting on the Lithuanian Coast of the Baltic Sea,” Geologija, 2006, nr. 56, p. 36–42.
  • Jarmalavičius, Darius; Gintautas Žilinskas, „Ryšiai tarp jūros kranto morfolitologinių parametrų“, Geografijos metraštis, 1997, nr. 30, p. 79–91.
  • Kabailienė, Meilutė, “Kuršių Nerija Spit and Kuršių Marios Lagoon: Geological Structure, Origin and Development during Late Glacial and Holocene” | Proceedings of the Fifth Marine Geological Conference, Vilnius: Institute of Geology, 1997, pp. 134–142.
  • Kabailienė, Meilutė, “The Development of the Kuršių Nerijos Spit and the Kuršių Marios Lagoon” | Proceedings of the Institute of Geology, vol. 5, 1967, pp. 181–207.
  • Katinas, Vladas, Baltijos gintaras, Vilnius: Mokslas, 1983.
  • Kirlys, Vaižgantas, «Nekotorie osobenosti dinamiki morskich beregov peresipi Kuršių Nerija», Lietuvos TSR Mokslų akademijos darbai, B serija, 1971, t. 4, nr. 67, p. 211–225.
  • Kirlys, Vaižgantas; Rožė Stauskaitė, „Kuršių marių šiaurės vakarinės kranto zonos smėlio nešmenų granuliometrinė ir mineraloginė sudėtis ir pasiskirstymas“, Geografijos metraštis, 1982, t. 20, p. 113–122.
  • Knaps, R., «Peremeshchenie nanosov u beregov vostochnoy Baltiki» | Razvitie morskich beregov v usloviyach kolebatel’nych dvizheniy zemnoy kory, Tallin: Valgus, 1966.
  • Pupienis, Donatas; Ilya V. Buynevich, Darius Jarmalavičius, Gintautas Žilinskas, Julija Fedorovič, “Regional Distribution of Heavy-mineral Concentrations along the Curonian Spit Coast of Lithuania,” Journal of Coastal Research, 2013, vol. 65, special issue, pp. 1844–1849.
  • Riggs, Stanley R.; William J. Cleary, Stephen W. Snyder, “Influence of Inherited Geologic Framework on Barrier Shore Face Morphology and Dynamics,” Marine Geology, 1995, vol. 126, nos. 1–4, pp. 213–234.
  • Short, Andrew D., “Wave, Beach, Foredune, and Mobile Dune Interactions in Southeast Australia,” Journal of Coastal Research, 1988, special issue 3, pp. 5–9.
  • Short, Andrew D.; Patrick A. Hesp, “Wave, Beach and Dune Interactions in Southeastern Australia,” Marine Geology, 1982, vol. 48, nos. 3–4, pp. 259–284.
  • Storms, Joep E. A.; Gert Jan Weltje, J. J. van Dijke, C. R. Geel, Salomon B. Kroonenberg, “Process-response Modeling of Wave-dominated Coastal Systems: Simulating Evolution and Stratigraphy on Geological Time Scales,” Journal of Sedimentary Research, 2002, vol. 72, no. 2, pp. 226–239.
  • Thom, Bruce G., “Transgressive and Regressive Stratigraphies of Coastal sand Barriers in Southern Australia,” Marine Geology, 1984, vol. 56, no. 1, pp. 137–158.
  • Viška, Maija; Tarmo Soomere, “Simulated and Observed Reversals of Wave-driven Alongshore Sediment Transport at the Eastern Baltic Sea Coast,” Baltica, 2013, vol. 26, no. 2, pp. 145–156.
  • Žaromskis, Rimas; Saulius Gulbinskas, “Main Patterns of Coastal Zone Development of the Curonian Spit, Lithuania,” Baltica, 2010, vol. 23, no. 2, pp. 149–156.
  • Žilinskas, Gintautas; Darius Jarmalavičius, “Interrelation of Morphometric Parameters of the Submarine Shore Slope of the Curonian Spit, Lithuania,” Baltica, 2007, vol. 20, nos. 1–2, pp. 46–52.
  • Žilinskas, Gintautas; Darius Jarmalavičius, Giedrė Kulvičienė, „Uragano „Anatolijus“ padariniai Lietuvos jūriniame krante“, Geografijos metraštis, 2000, t. 33, p. 191–206.
 

Identification of the Morpholitological Anomalies in Curonian Spit Sea Coast

  • Bibliographic Description: Darius Jarmalavičius, Donatas Pupienis, Gintautas Žilinskas, Julija Fedorovič, „Morfolitologinių anomalijų Kuršių nerijos jūros krante nustatymas“, @eitis (lt), 2017, t. 802, ISSN 2424-421X.
  • Previous Edition: Darius Jarmalavičius, Donatas Pupienis, Gintautas Žilinskas, Julija Fedorovič, „Morfolitologinių anomalijų Kuršių nerijos jūros krante nustatymas“, Geologija. Geografija, 2015, t. 1, nr. 1, p. 1–10, ISSN 2351-7549.
  • Institutional Affiliation: Gamtos tyrimų centras, Akademijos g. 2, LT-08412 Vilnius.

Summary. Sand spit is the geosystem formed by longshore sediment transport. Its describing morphological and lithological indices generally change continuously. In such systems morphological and lithological anomalies, places where continuity condition is broken, occur quite frequently. Spatio-temporal identification of morphological and lithological anomalies allows not only to evaluate and reconstruct paleogeographic and paleoclimatic conditions but also to identify and assess the contemporary dynamic characteristics of the geosystem as well as to predict potential for their future development.

The main aim of this article is to identify morpholithological anomalies, to determine their properties, dynamics and potential cause of formation. On the basis of 1993, 2011, and 2014 data, indicators of sand granulometric composition were determined. Sand samples were collected every 500 m in the middle of the beach, foredune toe and foredune western slope. To determine the distribution of sand fractions and to calculate the mean sand grain diameter, the sand samples were mechanically sieved. In the analysis, the following morphological features were used: beach width, beach slope, relative height of foredune, and sand volume of foredune. To avoid random fluctuation, morphological indices were averaged over a period of 11 years (from 2004 to 2014). Morphological indices were determined in 29 places along the shore. Statistical sequences (series) of all indicators were standardized. Two zones identified during the investigation, i. e. near Kopgalis and the southern part of the Juodkrantė settlement, were characterised as morpholithological anomalies and have retained their specific properties in respect of time. The coastal zone (150–200 m) near the Kopgalis, adjacent to the Klaipėda port jetty, stands out by its extremely wide beaches with a very gentle slope, which have been formed by hydrodynamic conditions affected by the port jetty construction. The coastal zone extending 2–3 km southward from the Juodkrantė settlement is characterised by an unusual sand granulometric composition, consisting of the 0.4–0.63 mm sand fraction, which forms narrow and steep beaches with low foredune. The cause of the morpholithologic anomalies forming specific landscape southward from the Juodkrantė settlement is still not clear. Two causes may be considered, i. e. paleogeographic patterns of the spit development and hydrodynamic conditions. The genesis of the anomalies cannot be found out due to the lack of data. Investigation of morphological anomalies allows to identify specific hydrodinamic features of a certain coastal zone as well as paleogeographic environment.

Keywords: sea coast, coastal dynamics, Curonian Spit, morpholithological anomalies.