Z PRZESZŁOŚCI GEOLOGICZNEJ KARKONOSZY
Współczesna szata roślinna Karkonoszy, warunki jej bytowania oraz historia roślinności karkonoskiej są ściśle związane z jej siedliskiem naturalnym. Kształtowało się ono znacznie dłużej niż roślinność tego obszaru, bo w czasie bardzo długich okresów geologicznych. Na formowanie się siedlisk roślinnych w Karkonoszach wpływały różne czynniki, wśród których do najważniejszych należą: ukształtowanie terenu, jego rzeźba i budowa geologiczna, a zwłaszcza rodzaje skał, których kosztem tworzą się zwietrzeliny i gleby. Na nich bowiem rozwija się roślinność. Ważne są też warunki wodne: opady atmosferyczne i sposób gromadzenia się wód opadowych w skałach.
Grzbiet Karkonoszy, na których znajduje się Karkonoski Park Narodowy, przebiega prawie równoleżnikowo. Tylko na wschód od Śnieżki wykazuje on tendencję do skręcania ku północnemu wschodowi, w stronę grzbietu Rudaw Janowickich.
Ukształtowanie Karkonoszy jest najlepiej widoczne od strony północnej, tj. od Kotliny Jeleniogórskiej, ograniczającej te góry od północy. Płaskie dno kotliny jest wzniesione niewiele ponad 300 m n. p. m. i słabo sfalowane. Od dna teren wznosi się stromym progiem ku południowi stanowiąc tzw. Przedgórze Karkonoszy. Jego powierzchnia wykazuje wyraźne spłaszczenie, wzniesione ponad 800 m n. p. m. Dalej ku południowi teren przedgórski podnosi się wzdłuż kolejnego progu do wysokości około 1400 m n. p. m., która zaznacza się w postaci strefy szerokich spłaszczeń. Kontrastują one najwyraźniej w Karkonoszach z grzbietem Śnieżki na obszarze tzw. Równi pod Śnieżką. System innych równi i spłaszczeń ciągnie się od Śnieżki po okolice Szklarskiej Poręby, gdzie jeszcze w masywie Szrenicy jest wyraźnie zaznaczony. Ponad ten system zrównań wznosi się około 200 m grzbiet Śnieżki (1605,3 m n. p. m.). Ma on cechy terenu wysokogórskiego, pozbawionego prawie pokrywy zwietrzelinowej. Rzeźbę wysokogórską mają także kotły polodowcowe Karkonoszy. Pozostała część Karkonoszy jest w swej większości typowym obszarem gór średnich.
Masyw Karkonoszy po stronie polskiej jest odwadniany w kierunku północnym przez system potoków spływających w stronę Kotliny Jeleniogórskiej i ujętych przez dwie główne rzeki: Bóbr i jego dopływ lewobrzeżny Kamienną. Doliny większości potoków odwadniających Karkonosze mają postać głęboko wciętych jarów, zwłaszcza poczynając od krawędzi wspomnianych spłaszczeń grzbietowych na wysokości około 1400 m n. p. m. Niektóre potoki biorą początek z najbardziej malowniczych fragmentów tego terenu, jakimi są kotły polodowcowe, mianowicie z Wielkiego i Małego Stawu oraz ze Śnieżnych Kotłów.
Pięknymi, choć drobnymi w stosunku do całości gór okazami morfologicznymi są w Karkonoszach rozliczne skałki, zwłaszcza granitowe, które powstały wskutek znacznej odporności niektórych fragmentów granitu karkonoskiego na procesy wietrzenia. Pewna część tych skałek uległa zniszczeniu w warunkach panowania zimnego klimatu i rozpadła się na bloki skalne różnej wielkości, których nagromadzenie nosi nazwę blokowisk lub pól blokowych. Występują one przeważnie na stokach północnych i schodzą po nich, niekiedy daleko, długimi jęzorami.
Już z tych niewielu szczegółów widać, że roślinność Karkonoszy musiała się dostosowywać do bardzo różnych warunków wysokościowych i do warunków klimatycznych, zmieniających się w różnych czasach. Ponieważ ponadto roślinność rozwijała się na glebach i zwietrzelinach, a rozwój tych utworów zależy od ich budowy geologicznej, więc ważne jest poznanie tej budowy, w szczególności budowy skał tworzących masyw karkonoski.
W budowie Karkonoszy biorą udział skały bardzo zróżnicowane pod względem wykształcenia i wieku. Oprócz wspomnianych zwietrzelin, które tworzyły się kosztem różnych skał co najmniej od epoki lodowej aż po dzień dzisiejszy, spotykamy w Karkonoszach głównie granity i skały im towarzyszące. Z granitów są zbudowane obszary wysoko położonych powierzchni zrównań, stoki północne gór i leżąca dalej ku północy Kotlina Jeleniogórska. Na Śnieżce i na północny wschód od niej małe fragmenty terenu Karpacza składają się ze skał znacznie starszych, bo prekambryjskich, a w szczególności proterozoicznych, które stanowią osłonę granitu waryscyjskiego. W tę osłonę został wciśnięty granit w dobie ruchów górotwórczych waryscyjskich w okresie górnego karbonu. Oznaczenia wieku granitu metodami radioaktywnymi wykazały, że ta skała ma około 300 milionów lat.
Wśród skał osłony granitu najcharakterystyczniejsze są dwie odmiany. Pierwsza z nich, starsza, to seria łupków łyszczykowych, które składają się głównie z dwu minerałów: kwarcu i łyszczyków tworzących różne odmiany. Charakterystyczny jest wśród nich biotyt (uwodniony glinokrzemian żelaza i magnezu) oraz muskowit (uwodniony glinokrzemian potasu). Biotyt ulega najczęściej przeobrażeniom wtórnym, które po części są wynikiem wietrzenia chemicznego i prowadzą do powstania chlorytu. W obrębie serii łupków łyszczykowych pojawiają się lokalnie podrzędne wtrącenia (wkładki) kwarcytów czyli skał metamorficznych kwarcowych, mianowicie amfibolitów, których głównym składnikiem jest plaglioklaz (glinokrzemian sodowo-wapienny), oraz amfoboli, wśród których najbardziej typowa jest horblenda (metakrzemian wapnia i żelaza). Skały serii łupków łyszczykowych wykazują wyraźną oddzielność płytową lub łupkową, co przypomina oddzielność charakterystyczną dla skał osadowych.
W bezpośrednim sąsiedztwie granitu łupki łyszczykowe uległy wtórnym przeobrażeniom termicznym pod wpływem ciepła wydzielanego przez krzepnącą magmę granitową po jej wtargnięciu w obręb skał osłony. Dzięki tym przeobrażeniom powstały w obrębie łupków nowe minerały, z których najważniejszy jest andaluzyt (krzemian glinu).
Drugą, młodszą odmianą skał osłony granitu są różne gnejsy i granitognejsy, w które część serii łupkowej przeszła jeszcze w prekambrze. Widzimy je zwłaszcza na obszarze między Karpaczem a Kowarami i na południe od Kowar aż po granicę czechosłowacką. Skały te, oprócz wymienionych już łyszczyków i kwarcu, zawierają zmienione ilości skalenia, zazwyczaj duże. Na pierwszy plan wybija się tu skaleń potasowy, zwany mikroklinem, który jest glinokrzemianem potasowym. Plaglioklaz ustępuje zazwyczaj mikroklinowi. W gnejsach ujawniają się równoległe powierzchnie oddzielności, wyznaczone przez blaszki, smugi lub pakiety łyszczyków. Ta oddzielność, podobnie jak w łupkach łyszczykowych, przypomina uwarstwienie skał osadowych.
Zarówno łupki łyszczykowe, jak gnejsy, są skałami metamorficznymi, czyli przeobrażonymi, które tworzyły się kosztem skał osadowych dzięki bardzo intensywnym ruchom górotwórczym prekambryjskim. Zwiemy je fałdowaniami assyntyjskimi. Z serii osadowej piaszczysto-ilastej na głębokościach 10-15 km pod powierzchnią ziemi powstały łupki łyszczykowe na skutek wciągnięcia tych skał w głąb podczas fałdowania. Później, gdy łupki te pogrążyły się jeszcze bardziej, przyjęły one zasady wędrujące w skorupie ziemskiej. Tak powstały skalenie, istotny składnik gnejsów.
Kierunek fałdowań przebiegał w warunkach tego przeobrażenia z północnego zachodu na południowy wschód. Powierzchnie oddzielności natomiast przebiegają w seriach łupkowych i w gnejsach na obszarze Karkonoszy z północnego zachodu na północny wschód.
Opisane procesy powstawania skał i tworzenia fałdowań odbywały się około 800 milionów lat temu. Po trwającej około 500 milionów lat przerwie w tworzeniu się skał na terenie polskich Karkonoszy powstał granit stanowiący, jak wspomniano, jedną z głównych skał na tym terenie. Potężna żyła granitowa, mająca 5 km grubości (jak wynika z badań jej siły ciężkości), wcisnęła się w obręb osłony. Pod skałami tej osłony kończy się ona w Karkonoszach niedaleko od granicy Czech, obejmując ku północy obszar Karkonoszy i Kotliny Jeleniogórskiej oraz znów zapadając w tym kierunku pod skały metamorficzne Gór Izerskich i Karkonoszy.
Granit karkonoski tworzy kilka charakterystycznych odmian, spośród których na terenie Karkonoskiego Parku Narodowego występują dwie: granit średnio-i równoziarnisty oraz granit średnio- i gruboziarnisty. Obie odmiany są złożone z czterech składników, mianowicie z kwarcu, z biotytu oraz z obu odmian skaleni, w szczególności z plaglioklazu i skalenia potasowego. Ostatni ze skaleni dostaje przy wietrzeniu zabarwienie mięsisto-czerwonawe. W odmianie nierównoziarnistej, zwanej inaczej granitem porfirowatym, wielkość kryształów skalenia potasowego dochodzi niekiedy do kilku cm.
Magma granitowa krzepła pod skałami osłony na głębokości kilku km. Wydzielające się przy tym ciepło przenikało ku górze, dzięki czemu granit stygł, wysoka zaś temperatura powodowała w obrębie skał osłony powstawanie nowych minerałów, np. andaluzytu. Przy krzepnięciu zmniejszała się objętość powstającej skały, wskutek czego masyw granitowy pękał wzdłuż szczelin regularnie ukierunkowanych. Jeden z systemów tych szczelin, przebiegający z północnego zachodu na południowy wschód, to tzw. szczeliny podłużne, ustawione pionowo. Również pionowo są ustawione szczeliny poprzeczne o przebiegu z północnego wschodu na południowy zachód. Trzeci system szczelin jest ustawiony w przybliżeniu poziomo lub zgodnie z nachyleniem zboczy.
Powyższe systemy spękań i szczelin są przyczyną, że granit jest podzielony na prostopadłościany widoczne zwłaszcza na ścianach kotłów polodowcowych, w dnach dolin potoków, wreszcie w skałkach. Ściany skałek stanowią zazwyczaj powierzchnię omawianych szczelin, a krawędzie poszczególnych bloków ulegają stopniowemu zaokrągleniu w miarę postępującego wietrzenia. Na szczególną uwagę zasługują szczeliny poprzeczne. Pod koniec krzepnięcia granitu wydostawały się wzdłuż nich resztki magmy, które zastygały w szczelinach jako różnego rodzaju mikrogranity czyli granity o bardzo drobnym ziarnie, jako aplity czyli utwory drobnoziarniste, złożone ze skaleni i kwarcu, oraz jako inne, mniej częste rodzaje skał. Również inne systemy szczelin były wykorzystane przez skały żyłowe wapniowe, ale rzadko. Niektóre szczeliny w granicie zostały wypełnione przez żyły kwarcowe.
Wciskanie się granitu w obręb skał osłony wypiętrzyło obszar Karkonoszy i terenów sąsiednich, zwłaszcza Gór Izerskich, w postać dużej kopuły. To wypiętrzenie przedkambryjskie było niszczone siłami erozji w czasie najmłodszego karbonu i permu. Wskutek tendencji tego obszaru do podnoszenia się masyw granitowy, odsłonięty już w górnym karbonie przez erozję, zasilał zbiorniki sedymentacyjne dzisiejszego obszaru Gór Kaczawskich i Sudetów Środkowych swym materiałem skalnym, przenoszonym przez wodę i wiatr. Proces ten zachodził w czasie dolnego triasu i kredy. Ponowne wypiętrzenie masywu Karkonoszy nastąpiło w trzeciorzędzie. Z tym okresem są związane np. żyły bazaltowe na terenie Śnieżnych Kotłów.
W czasie epoki lodowej wypiętrzenie Karkonoszy było dostatecznie wysokie, by mogły powstać lodowce lokalne w dolinie Łomniczki pod Śnieżką, a także w obniżeniach Małego i Wielkiego Stawu oraz Śnieżnych Kotłów. Wszystkie kotły Karkonoszy zawdzięczają swą surową rzeźbę wysokogórską działaniu lodowców lokalnych. Ostatnimi pozostałościami po tych lodowcach są malownicze stawy, istniejące do dziś w dnach niektórych kotłów. Tak więc, mimo że lądolód północny nie dotarł do właściwych Karkonoszy, lecz zatrzymał się na obszarze Kotliny Jeleniogórskiej, występują w Karkonoszach liczne skały i formy lodowcowe. Zimny klimat, jaki panował u czoła lądolodu północnego, tzw. klimat periglacjalny, sprzyjał rozpadaniu się części skałek granitowych. Bezpośrednią tego przyczyną było wielokrotne zamarzanie wody w szczelinach skalnych.
Dopiero po ustąpieniu nie sprzyjających warunków klimatycznych epoki lodowej mogła na obszarze Karkonoszy rozwinąć się roślinność. Warunkiem koniecznym życia roślin było wytworzenie się gleb ze zwietrzelin. Część gleb, reprezentowana przez tzw. gleby strukturalne, powstała już w czasie surowego klimatu epoki lodowej; inne gleby rozwijały się w cieplejszym klimacie.
Zwietrzeliny i gleby są zasilane opadami atmosferycznymi. Roczny opad w Karkonoszach waha się obecnie w granicach od 900 mm do ponad 1400 mm. Wody opadowe mają ograniczone warunki krążenia, ulegają bowiem przemieszczeniom jedynie w obrębie zwietrzelin i w szczelinach skalnych. Ze zwietrzelin wnikają one w szczeliny skał podłoża, na zboczach zaś wsiąkają ze szczelin w pokrywy zwietrzelinowe lub wypływają na powierzchnię w postaci źródeł szczelinowych. Rozkład i ilość opadów atmosferycznych oraz sposób ich gromadzenia się w różnych rodzajach gleb ma duże znaczenie dla rozmieszczenia roślin w Karkonoszach.
Źródło: Stefan Macko „Świat roślin Karkonoskiego Parku Narodowego”