Výsledky geofyzikálního měření ve Svatém Janu pod Skalou

Results of geophysical survey in Svatý Jan pod Skalou, Bohemian Karst

Jaroslav Kadlec, Jiří Nedvěd

(Český kras 25; str.35—39; Beroun 1999)

 

---

0. Abstract

The geophysical survey (ground penetrating radar, very low frequency method) was used for investigation of bedrock morphology below calcareous tufa accumulation and detection of karst spring resurgence in Svatý Jan pod Skalou in the Bohemian Karst. A junction of Kačák Canyon and Propadlá voda Valley has a character of hanging valley with step 8 to 10 m high. The karst springs are situated on fault intersections. The morphological situation together with position of springs controled the deposition of tufa.

 

1. Úvod

Holocénní pěnovcová akumulace ve Svatém Janu pod Skalou a krasový pramen, z něhož se karbonát vysrážel, se staly v posledních letech objekty detailního geochemického výzkumu (viz např. Hladíková a kol. 1996, Žák a kol. 1996). Výsledkem jsou informace o klimatických podmínkách a paleoprostředí v době ukládání karbonátu a chování krasového pramene. Předložený příspěvek přináší poznatky zjištěné geofyzikálním měřením, jehož smyslem bylo získat informace o morfologii skalního podloží pod pěnovcem a lokalizovat místo vývěru krasového pramene z vápencového masivu.

 

2. Pozice pěnovcového tělesa

Pěnovcová akumulace se nachází v Českém krasu ve Svatém Janu pod Skalou u dna 160 m hlubokého kaňonu Kačáku. Pěnovec se ukládal při vyústění údolí Propadlé vody do kaňonu Kačáku, kde vytvořil poměrně velké těleso vějířovitého tvaru s maximální zjištěnou mocností 16,6 m (Kadlec 1996). Jižní část akumulace byla odtěžena během stavby kostela Sv. Jana Křtitele a pozdějších úpravách areálu. Karbonát se vysrážel z krasového pramene, který je dnes svou vydatností (průměrně 20 l.s⁻¹) největším vývěrem podzemní vody v Českém krasu.

 

3. Použité metody

Pro zjištění morfologie skalního podloží pod pěnovcovým tělesem byla použita georadarová metoda. Pomocí metody velmi dlouhých vln (VDV) byl lokalizován vývěr krasové vody.

Princip georadarové metody spočívá v opakovaném vysílání vysokofrekvenčního elektromagnetického impulzu zdrojovou anténou v místech měřeného profilu. Tam, kde dochází ke změně elektromagnetických vlastností prostředí (např. změna litologie nebo přítomnost podzemní vody), se část vyslané energie odráží zpět a je registrována přijímací anténou. Primárním výstupem je časový řez, který se přepočítává na hloubkový řez. Měření bylo provedeno aparaturou pulse-EKKO 1000 kanadské firmy Sensors & Software. Georadarem bylo celkem proměřeno pět profilů (obr.1).

Metoda VDV využívá jako zdroje elektromagnetické pole vojenských radiostanic o frekvencích 10—30 kHz. Registruje se deformace tohoto pole nad vodivostními nehomogenitami. Měření bylo provedeno aparaturou EM-16 kanadské firmy Geonics s krokem měření 5 resp. 2 metry. Metodou VDV byly proměřeny 2 profily (obr.2). Zpracování bylo provedeno standardním způsobem a byl vypočten Fraserův gradient, jehož maximální hodnoty lokalizují vodivé těleso.

 

Obrázek 1 – Situace geofyzikálních profilů: 1 – navážka, 2 – fluviální sedimenty Kačáku, 3 – svahové sedimenty, 4 – okraj pěnovcové kaskády, 5 – vápence, 6 – budovy (největší plocha znázorňuje kostel s klášterem), 7 – zeď klášterní zahrady, 8 – geofyzikální profily (georadar: A—A', B—B', C—C', D—D', E—E', VDV: C—C', F—F'), 9 – předpokládaný stupeň při vyústění údolí Propadlé vody do kaňonu Kačáku.

Figure 1 – Situation of geophysical profiles.

 

4. Výsledky

Interpretace georadarových dat přinesla informace o hloubce a morfologii skalního dna údolí Propadlé vody v blízkosti jeho vyústění do kaňonu Kačáku. V podélném profilu C—C' (obr.1) byla na styku obou údolí identifikována výrazná litologická změna. V místě příčného profilu E—E' (obr.1) se skalní dno údolí nalézá ve výšce 242 m n.m. (obr.2). Mocnost sedimentární výplně údolí je přibližně 7 m. Pod kostelem je skalní dno kaňonu Kačáku ve výšce 226,5 m n.m. (Králík 1974). Výškové rozdíly i změna litologie naznačují, že údolí Propadlé vody ústí do kaňonu Kačáku visutě se stupněm vysokým 8—10 m.

Metoda VDV odhalila na profilu C—C' dvě výrazně vodivé zóny (obr.3). První se nachází v ústí údolí Propadlé vody zhruba 14 m východně od tabule naučné stezky. Druhá anomálně vodivá zóna je přibližně v úrovni východního cípu zdi klášterní zahrady. Tato vodivá zóna byla identifikována také pomocí georadaru v příčném profilu E—E' (obr.2).

 

Obrázek 2 – Georadarový záznam z profilu E—E'.

Figure 2 – Record of georadar from profile E—E'.

 

5. Interpretace výsledků

Stupeň na styku údolí Propadlé vody a kaňonu Kačáku byl vytvořen rychlým zahloubením toku Kačáku koncem posledního glaciálu a počátkem holocénu, Intenzivní říční eroze v nárazovém břehu meandru způsobila, že pěnovec z počátečního období holocénu nezůstal zachován. Nejstarší datovaný pěnovec z báze akumulace pochází z období 9500 let BP (K. Žák 1998, osob. sděl.). Údolí Propadlé vody se nezahloubilo stejně rychle jako kaňon Kačáku, protože jím v období na rozhraní pleistocénu a holocénu pravděpodobně neprotékal stálý tok. V té době již existovaly cesty podzemního krasového odvodňování a větší část srážek v povodí údolí Propadlé vody mizela pod povrchem.

Obě zjištěné anomálně vodivé zóny jsou interpretovány jako místa vývěrů krasové vody z vápencového masivu. Oba vývěry jsou situovány na zlomu V—Z směru, jenž předurčil průběh západní části údolí Propadlé vody. Stejná tektonická porucha omezuje i vápencovou kuestu na protějším břehu Kačáku. Krasová voda vyvěrá v místech křížení zmíněného zlomu V—Z směru se dvěma příčnými zlomy směru S—J a SSZ—JJV. Také tyto příčné tektonické poruchy ovlivnily morfologii okolního terénu. Vznikly na nich dvě soutěsky v j. svahu údolí Propadlé vody (viz obr.1).

 

Obrázek 3 – Výsledky měření metodou VDV.

Figure 3 – Results of measurements by very low frequency method.

 

6. Závěr

Nově zjištěné poznatky o morfologii podloží pěnovce a lokalizace krasových vývěrů společně s poznatky známými z dřívější doby umožňují vysvětlit, proč právě ve Svatém Janu pod Skalou vznikla tak mohutná akumulace holocenního karbonátu.

Příčiny jsou následující:

• (1) Paleozoické horniny vytváří synklinální strukturu, ve které podloží vápenců tvoří nekrasové vulkanické horniny a v nadloží vápenců jsou rovněž nekrasové břidlice a pískovce. Podzemní voda proudí synklinální strukturou směrem k erozní bázi, kterou je kaňon Kačáku.
• (2) Paleozoické horniny jsou porušeny příčnými a podélnými zlomy. Příčné zlomy směru S—J a SZ—JV mají charakter tahových rozevřených poruch, kterými proudí voda. Podélné zlomy mají směr JZ—SV až V—Z. V z. části údolí Propadlé vody se v blízkosti vyústění do kaňonu Kačáku protínají systémy příčných zlomů se zlomem podélným. Tato skutečnost společně s faktem, že údolí Propadlé vody je zahloubeno téměř až k hladině podzemní vody (v jejíž úrovni proudí Kačák) způsobuje, že v místech křížení zlomů voda vyvěrá z vápencového masivu. V době ukládání pěnovce vyvěral krasový pramen přímo na dně údolí Propadlé vody. Údolím proudila vyvěrající krasová voda pravděpodobně ještě v období velmi mladé eroze, která vytvořila malou rokli na styku j. strany pěnovcové akumulace a vápencové stěny údolí Propadlé vody. Dnes proudí krasová voda od vývěrů po skalním dně údolí pod sedimentární výplní. Obdobným způsobem předpokládá vývěr i proudění krasové vody v z. části údolí Propadlé vody také J. Kovanda (osob. sděl.).
• (3) Vznik a vývoj pěnovcové kaskády při vyústění údolí Propadlé vody byl velmi ovlivněn morfologií vyústění údolí Propadlé vody do kaňonu Kačáku. Na skalním stupni visutého údolí vytvářela voda krasového pramene vodopád. Čeření vody ve vodopádu způsobovalo únik CO₂ a tím intenzivní srážení pěnovce pod skalním stupněm. Spodní část pěnovcové akumulace – až do výšky stupně visutého údolí – je proto tvořena převážně pevným masivním karbonátem. Jakmile narůstající pěnovcové těleso vyrovnalo výškový rozdíl stupně, vodopád zanikl a s tím z větší části skončila i tvorba pevného pěnovce. Ten se tvořil nadále hlavně na čele kaskády (opět v důsledku čeření krasové vody). Za masivním okrajem kaskády se ukládaly polohy většinou nesoudržných sypkých pěnovců a pouze ojedinělé vrstvy pevného pěnovce.

 

Literatura:

• Hladíková J., Žák K., Kadlec J., Cílek V. (1996): Holocene climatic record in the calcareous tufa mound in Svatý Jan pod Skalou (Bohemian Karst, Czech Republic). – J. Conf. Abs. V. M. Goldschmidt Conf.: 260.
• Kadlec J. (1996): Svatý Jan provrtán! – Speleo, 23: 26—27. Praha. [K22]
• Králík F. (1974): Stručná zpráva o výsledku geologického sledování sanace základů kostela Sv. Jana Křtitele ve Sv. Janu pod Skalou. – MS, archiv autora: 1—4.
• Žák K., Kadlecová R., Kadlec J., Kolčava M. (1996): Chování krasových pramenů ve Svatém Janu pod Skalou během mimořádných srážkových událostí v květnu a červnu 1995 a nový občasný ponor v údolí Propadlé vody. – Český kras, 22: 41—47. Beroun. [K28]