Charakterystyka Karpat
Karpaty stanowią młody łańcuch górski, który przeszedł skomplikowany rozwój geologiczny w erze paleozoicznej i mezozoicznej, zakończony sfałdowaniem i wypiętrzeniem w trakcie orogenezy alpejskiej na przełomie kredy i trzeciorzędu (ok. 65–13 mln lat temu). Okresy tworzenia osadów na dnie oceanu były przeplatane intensywną aktywnością tektoniczną i wulkaniczną. Bogata georóżnorodność jest zatem cechą charakterystyczną środowiska abiotycznego Karpat. Zróżnicowanie budowy geologicznej i rzeźby są ważnymi komponentami wpływającymi bezpośrednio na zróżnicowanie warunków dla funkcjonowania roślin i zwierząt (bioróżnorodności), ale także warunków życia i działalności człowieka.
Z geologicznego punktu widzenia, Karpaty są kontynuacją Alp, z którymi łączą się na zachodzie w rejonie Kotliny Wiedeńskiej. Na południu Karpaty przechodzą bezpośrednio w pasma Gór Bałkańskich. Podobieństwo z Alpami widoczne jest głównie w Karpatach Zachodnich, gdyż ich budowa geologiczna jest zbliżona do struktury Alp Wschodnich. Obszar obecnych Karpat w paleozoiku był częścią rozległego super-kontynentu Pangea, który po rozpadzie tworzył w mezozoiku szereg mniejszych bloków (Apulia, ALCAPA, Tisa, Dacia, Mezja) oddzielonych od siebie basenami morskimi wchodzącymi w skład oceanu Tetyda. W okresie jurajskim bloki te uległy znacznemu rozczłonkowaniu wędrując w kierunku północnym i północno-wschodnim ze strefy zwrotnikowej do umiarkowanej. Od kredy, bloki te zaczęły zderzać się i konsolidować ze sztywną południową krawędzią platformy europejskiej, a wypełnienie rozdzielających je basenów morskich zostało sfałdowane przed czołem nasuwających się bloków i wyniesione na powierzchnię w postaci górotworu. Okres ten nazywany jest orogenezą alpejską. Proces fałdowania migrował w czasie wzdłuż łuku Karpat od najwcześniej zespolonych Karpat Zachodnich (15 mln lat temu) po najpóźniej sfałdowaną południową część Karpat Wschodnich (ok. 5 mln lat temu). Charakterystyczny, łukowaty (oroklinalny) kształt sfałdowanych Karpat związany jest z naciskiem tektonicznym zachodzącym przed czołem nasuwających się bloków ALCAPA (Karpaty Zachodnie) i Tisa-Dacia (Karpaty Wschodnie i Południowe) przy jednoczesnej rozbieżnej rotacji obu bloków (ALCAPA w lewo, a Tisa-Dacia w prawo). W końcowej fazie orogenezy alpejskiej, po ustaniu nacisku tektonicznego doszło do grawitacyjnego rozpadu Karpat pod wpływem własnego ciężaru (tzw. kolpasu orogenicznego), którego skutkiem było powstanie szeregu kotlin śródgórskich (np. Orawskiej, Liptowskiej, Sądeckiej) ograniczonych uskokami oraz intensywnej aktywności wulkanicznej wzdłuż głębokich spękań tektonicznych po wewnętrznej stronie łuku Karpat. Od zakończenia fałdowania Karpaty wypiętrzyły się od 200 do około 1000 m. Niektóre części gór są nadal aktywne tektonicznie i często występują tam silne trzęsienia ziemi. Szczególnie dotyczy to najmłodszej geologicznie części Karpat znajdującej się w rejonie tzw. Karpat Zakrętu w południowej części Karpat Wschodnich na terytorium Rumunii. W 1977 r. w Górach Vrancea znajdowało się epicentrum katastrofalnego trzęsienia ziemi o sile 7,2 w skali Richtera, pociągającego za sobą liczne ofiary śmiertelne i duże straty materialne.
Karpaty to system górski składający się z kilku stref różniących się wiekiem i budową geologiczną (patrz mapa). Najstarszą częścią Karpat są położone w jego centralnej części masywy krystaliczne, zbudowane z paleozoicznych skał magmowych (granitoidy) i metamorficznych (gnejsy, łupki krystaliczne), będące wyniesionymi tektonicznie częściami bloków ALCAPA i Tisa-Dacia. Stare skały krystaliczne przykrywane są przez płaszczowiny, składające się głównie z mezozoicznych wapieni i dolomitów. W Karpatach Zachodnich znajduje się 10 izolowanych masywów krystalicznych oddzielonych od siebie kotlinami śródgórskimi (Centralne Karpaty Zachodnie, patrz mapa). Młodsza strefa fliszowa (Karpaty Zewnętrzne) jest rozległą strefą płaszczowinową, która powstała w młodszym trzeciorzędzie ze sfałdowania głębokomorskich utworów, składających się z piaskowców i mułowców. Na styku Karpat Centralnych i Zewnętrznych znajduje się bardzo skomplikowana struktura geologiczna zwana Pienińskim Pasem Skałkowym zbudowana z bloków jurajskich wapieni tkwiących w marglisto fliszowej osłonie. Najmłodszą strefą Karpat jest wewnętrzny pas wulkaniczny (Karpaty Wewnętrzne) składający się z szeregu andezytowych stożków wulkanicznych różnego typu, które nie są już aktywne. Główny okres działalności wulkanicznej miał miejsce podczas późnego miocenu i w pliocenie (ok. 18–4 mln lat temu) a zakończył się ok. 30 tys. lat temu aktywnością wulkanu Ciomadul na północ od Braszowa.
KARPATY ZACHODNIE leżą na terytorium Słowacji, Czech, Polski i Węgier. Karpaty Zachodnie sięgają ku SW po dolinę Dunaju i Bramę Hainburską w Austrii, gdzie w obniżeniu zwanym Bramą Carnunt położonym na zachód od Wzgórz Hainburskich znajduje się geologiczna granica z Alpami Wschodnimi. Przez tę bramę jeszcze pod koniec kenozoiku przepływał Dunaj. Północna granica na Morawach i w Polsce tworzy wyraźny próg morfologiczny dowiązujący do brzeżnego nasunięcia Karpat na swoje przedpole. Południowa granica jest mniej wyraźna ze względu na rozległe równiny Kotliny Panońskiej leżące wzdłuż wewnętrznej strony łuku górskiego, które przecinają system górski Karpat Zachodnich i wnikają głęboko w jego obręb. Karpaty Zachodnie dzielą się na Zewnętrzne, Centralne i Wewnętrzne Karpaty Zachodnie.
Zewnętrzne Karpaty Zachodnie (Zachodnie Karpaty Fliszowe) obejmują zbudowane z fliszu pasy zrównanego Pogórza Karpackiego oraz pas gór średnich – Beskidów (Babia Góra, 1725 m n.p.m.). Strefa fliszowa zbudowana jest z grubego (5–7 km) kompleksu skał osadowych, w którym występują głównie naprzemiennie ułożone warstwy piaskowców, mułowców i łupków. Ze względu na różnice w odporności i przepuszczalności wody, często występują tu ruchy masowe – głównie osuwanie.
Pieniński Pas Skałkowy (PPS) tworzy długi i wąski (średnio 2–5 km) pas pomiędzy Zewnętrznymi i Centralnymi Karpatami Zachodnimi. Zaczyna się on na zachodzie w Wiedniu a w okolicach miejscowości Podbranč pojawia się na Słowacji ciągnąc się wzdłuż dolin Wagu i Orawy. Dalej przechodzi do Polski tworząc południowe obramowanie kotliny Orawsko Nowotarskiej i przez Pieniny przechodzi na Słowację Wschodnią. Najwyższym wzniesieniem PPS jest Wysoka (1050 m n.p.m.) położona w Małych Pieninach na granicy Polski i Słowacji. Całkowita długość PPS wynosi około 600 km. Strefa skałkowa jest najszersza na obszarze Povaża i osiąga szerokość 15 km. Skałki pienińskie tworzą odporne formacje skalne o długości od kilku metrów do kilku kilometrów, zbudowane z mezozoicznych wapieni. Wystają one z bardziej miękkich iłowców i margli, które pochodzą z górnej kredy. Ten bardziej miękki materiał buduje obniżenia rozdzielające skałki. W przeszłości wiele wyniosłych skał Pienińskiego Pasa Skałkowego służyło jako baza do budowy zamków (np. zamek Vršatec, Orawski, Czorsztyn, Niedzica, Stara Lubowla, Kamienica, fot. 1).
Centralne Karpaty Zachodnie stanowią geologicznie najstarszą jak również najwyższą (Gerlach 2655 m n.p.m.) część Karpat Zachodnich. Składają się one z nasuniętych na siebie od południa stref: gemerskiej, weporskiej i tatrzańskiej. Strefa gemerska zbudowana jest z przeobrażonych paleozoicznych skał osadowych i starowulkanicznych. Ważnym minerałem, który można tu znaleźć jest magnezyt. W okrywającej trzon krystaliczny płaszczowinie silickiej przeważają różne rodzaje wapieni, na których powstały rozległe wyżyny krasowe Krasu Słowackiego i Słowackiego Raju z licznymi formami krasowymi. W strefie weporskiej występują zarówno skały magmowe, jak i metamorficzne. Budowa strefy tatrzańskiej charakteryzuje się występowaniem zrębów oddzielonych uskokami od otaczających ją zapadlisk tektonicznych (kotlin). Wzdłuż uskoków wypływają na powierzchnię źródła mineralne, tworząc martwice wapienne i trawertyny. W skład trzonu krystalicznego wchodzą głównie granity i granodioryty (fot. 2), ale także skały metamorficzne (gnejsy, fyllity, amfibolity). W wyniku erozji skały trzonów krystalicznych są odsłonięte na powierzchni, lecz w większości okryte jednak sfałdowanymi wczesnopaleozoicznymi i mezozoicznymi skałami osadowymi tworzącymi płaszczowiny. Płaszczowiny tworzące odkłute tektonicznie od swojego pierwotnego podłoża pokrywy mas skalnych, które zostały przemieszczone nawet o 50 km z południa na północ. Dziś z tych pier wotnie dużych mas skalnych pozostały w wielu miejscach jedynie izolowane płaty. W obrębie mało odpornych dolnokredowych utworów marglisto-łupkowych płaszczowiny kriżniańskiej powstały łagodnie nachylone grzbiety Wielkiej Fatry (Krížna i Ploska). Płaszczowina choczańska zbudowana jest głównie z odpornych mezozoicznych wapieni i dolomitów, które uformowały fantazyjne formy skalne, np. w masywie Wielki i Mały Rozsutec w paśmie Mała Fatra, gdzie w wyniku grawitacyjnego rozbicia mas dolomitów doszło do wypreparowania szeregu samodzielnych wychodni w formie iglic i turni. Powszechne są tu także procesy krasowe. Największy podziemny system jaskiniowy w Karpatach tworzą Jaskinie Demianowskie, które znajduje się w Tatrach Niżnych. Mają one ponad 35 km długości oraz bogatą szatę naciekową.
Wewnętrzne Karpaty Zachodnie tworzą głównie średniogórski obszar wulkaniczny zbudowany z mioceńskich andezytów, ryolitów, bazaltów, tufów i tufitów. Największym wulkanem łuku karpackiego był Szczawnicki Stratowulkan, którego kaldera ma średnicę 20 km. Najmłodszym wulkanem jest Putikov, znajdujący się pomiędzy miejscowościami Nová Baňa i Tekovska Breznica.
KARPATY WSCHODNIE sąsiadują z Karpatami Zachodnimi, Karpatami Południowymi i Kotliną Transylwańską (Siedmiogrodzką). Karpaty Wschodnie leżą głównie na terytorium Ukrainy i Rumunii. Zachodnia część Karpat Wschodnich rozciąga się również na terenie Polski i Słowacji. Południowy kraniec Karpat Wschodnich zakręca na zachód, gdzie w przełęczy Predeal w Rumunii spotyka się z Karpatami Południowymi. Najwyższym szczytem Karpat Wschodnich jest góra Pietrosul (2303 m n.p.m.) w Górach Rodniańskich w Rumunii. W Karpatach Wschodnich leży także najwyższy szczyt Ukrainy – Howerla (2061 m n.p.m., fot. 3) oraz całych Karpat fliszowych.
Karpaty Wschodnie dzielą się na Wewnętrzne Karpaty Wschodnie i Zewnętrzne Karpaty Wschodnie. Łuk Karpat w części Karpat Wschodnich ma szerokość zaledwie 120 km. Ponadto zmniejszeniu ulega liczba głównych jednostek tektonicznych. Strefa fliszowa jest najlepiej wykształcona w Karpatach Wschodnich, gdzie osiąga najwyższą wysokość w całych Karpatach (Howerla 2061 m n.p.m.). Strefa centralna zbudowana ze skał krystalicznych ogranicza się do kilku masywów górskich na pograniczu rumuńsko-ukraińskim. Na południe od strefy fliszowej można również znaleźć wąski pas należący do Pienińskiego Pasa Skałkowego. Dużą część Karpat Wschodnich tworzy wewnętrzna strefa wulkaniczna. Ciągnie się ona nieprzerwanie od słowackiego Wyhorlatu przez Zakarpacie na Ukrainie do rejonu Braszowa w Rumunii, tworząc najdłuższy w Europie łańcuch wulkaniczny o długości ok. 500 km, w którym zachowało się szereg wulkanów z kalderami. To tutaj był najdłużej aktywny wulkanizm w całych Karpatach – aż do późnego plejstocenu (30 tys. lat temu). W najwyżej wzniesionym paśmie wulkanicznym Karpat, czyli w Górach Kelimeńskich w Rumunii (2100 m n.p.m.), znajduje się kaldera o średnicy 10 km, w Górach Gurghiu (rum. Munții Gurghiului) szerokość krateru góry Saca wynosi 14–20 km. W dobrze zachowanym kraterze najmłodszego karpackiego wulkanu Ciomadul, położonym na lewym brzegu górnej części rzeki Aluty, znajduje się jezioro Sfânta Ana. Można tam znaleźć kilka wulkanów, które nadal emitują gazy, głównie CO2. W wyniku dawnej aktywności wulkanicznej występują tutaj liczne źródła wulkaniczne.
KARPATY POŁUDNIOWE (Alpy Transylwańskie) znajdują się w całości na terytorium Rumunii. Ich najwyższe partie osiągają wysokość ponad 2000 m. Znajdują się tu najwyższe szczyty Rumunii (Moldoveanu 2544 m n.p.m. i Negoiu 2535 m n.p.m.). W Karpatach Południowych nie występuje ani zewnętrzna strefa fliszowa ani wewnętrzne strefy wulkaniczne. Struktura masywów górskich Karpat Południowych jest taka sama jak w strefie centralnej, to znaczy składa się ze skał metamorficznych, skał magmowych oraz, w mniejszym stopniu, osadowych skał węglanowych.
Karpaty Południowe, podobnie jak Centralne Karpaty Zachodnie, są rozczłonkowane tektonicznie w mozaikę zwartych masywów górskich, oddzielonych od siebie kotlinami i głębokimi dolinami. Pozostałości spłaszczeń grzbietów będących dowodem długotrwałego spokoju tektonicznego są typowe dla krajobrazu masywów Karpat Południowych (tzw. powierzchnia Borăscu), w pozostałych znacznie młodszych częściach Karpat, spłaszczenia zachowane są na różnych wysokościach i uwarunkowane są łagodnym nachyleniem warstw skalnych.
Interesujące są poprzeczne przełomowe doliny które rozcinają całe pasma górskie, przy czym na szczególną uwagę zasługuje przełom Dunaju – Żelazna Brama. Karpacki Przełom Dunaju jest najdłuższym w Europie (144 km). Wąskie odcinki przeplatają się z szerszymi, najwęższy i najgłębszy jest Przełom Cazanele: rzeka zwęża się tu do 150 m i osiąga głębokość do 53 m. W Karpatach Południowych występuje także rzeźba krasowa. Przykładem mogą być Góry Mehedinţi, gdzie spotyka się polja (pola krasowe) i leje krasowe (np. Crovu Madvedului mający 1000 m średnicy i 170 m głębokości). Rzeźba krasowa jest jednak najbardziej rozprzestrzeniona w Górach Zachodniorumuńskich (Curcubăta Mare, 1849 m n.p.m.). Jaskinia Vantului w Górach Królewski Las (rum. Munții Pădurea Craiului) składa się z tuneli o długości ponad 30 km. Słynne są również jaskinie lodowe w Górach Bihor.
Cechy rzeźby polodowcowej, charakterystyczne dla krajobrazu gór wysokich widoczne są jedynie w najwyższych pasmach Karpat wzniesionych powyżej 1500–1600 m n.p.m. Z racji niewielkiej średniej wysokości plejstoceńskie lodowce stanowiły jedynie 0,5% całkowitej powierzchni Karpat. Najsilniej zlodowaconymi obszarami były Tatry i Tatry Niżne w Karpatach Zachodnich, Czarnohora i Góry Rodniańskie (rum. Munții Rodnei) w Karpatach Wschodnich oraz masywy Retezat (fot. 4), Góry Fogaraskie i Parâng w Karpatach Południowych. Ostatnie zlodowacenie Karpat mające swoją kulminację 26–19 tys. lat temu miało w większości masywów charakter marginalny, a typowe lodowce dolinne rozwinęły się jedynie w najbardziej zlodowaconych masywach. Niezaprzeczalnym liderem karpackiego zlodowacenia były Tatry, gdzie uformowały się największe i najgrubsze (400 m) karpackie lodowce, których łączna powierzchnia (280 km2) stanowiła około 27% powierzchni wszystkich lodowców w Karpatach. Biorąc jednak pod uwagę liczbę lodowców to większość zlodowaconych masywów (łącznie około 30) znajdowała się w najwyższych częściach Karpat Południowych i Wschodnich. Największy z karpackich lodowców znajdował się w dolinie Białki w Tatrach Wysokich (43 km2), natomiast najdłuższy lodowiec (18 km) spływał doliną Lăpuşnicu Mare w masywie Retezat.
W Karpatach Zachodnich plejstoceńska granica wieloletniego śniegu osiągała wysokość 1500–1700 m n.p.m., a w Karpatach Południowych 1700–1900 m n.p.m. W górach wzniesionych ponad tę wysokość rozwinęła się rzeźba polodowcowa z cyrkami (kotłami) i dolinami glacjalnymi, w których lodowce złożyły transportowany materiał w formie moren (fot. 4, 5). Na stromych, skalnych progach cyrków i dolin lodowcowych często można zobaczyć wodospady. Większa część Karpat nie była jednak objęta zlodowaceniem natomiast wskutek działania zamrozu w klimacie zimnym doszło do powstania rozległych pól głazowych (gołoborzy) składających się z ostrokrawędzistych odłamków skalnych.
Obecny krajobraz Karpat kształtowany jest głównie przez ruchy masowe (osuwanie, spełzywanie, obrywy skalne), procesy fluwialne (działalność erozyjną i akumulacyjną rzek) oraz działalność człowieka. Osady rzeczne składają się z utworów żwirowo-piaszczystych, piaszczystych i gliniastych tworzących holoceńskie równiny aluwialne oraz plejstoceńskie terasy. Osady eoliczne należą do typowych osadów zimnego klimatu Plejstocenu. Lessy powstały w okresie zlodowaceń w wyniku wywiewania i transportu drobnego pyłu z den dolin rzecznych przez silne wiatry. Pokrywają one duże obszary równin, ale można je znaleźć również w niższych partiach Karpat w strefach pogórzy. W wyniku działania wiatru powstały także nagromadzenia piasków eolicznych. Często spotykaną skałą czwartorzędową jest trawertyn, który jest skałą osadową powstałą w wyniku wytrącania się węglanu wapnia z zimnych i gorących źródeł, które występują na liniach głębokich uskoków.
Większość regionu karpackiego leży w zlewisku Morza Czarnego i odwadniana jest przez dopływy Dunaju, drugiej co do długości rzeki w Europie. Do zlewiska basenu Morza Bałtyckiego należy większość obszaru Karpat polskich leżąca w dorzeczu Wisły. Dunaj ma długość 2860 km i bierze swój początek w Schwarzwaldzie w Niemczech z połączenia rzek Brigach i Breg, płynąc dalej wzdłuż północnej krawędzi przedgórza Alp, przez Wielką Nizinę Węgierską i Nizinę Wołoską, przecina dwukrotnie Karpaty w rejonie Bratysławy i Żelaznej Bramy. Dunaj przepływa przez lub stanowi granicę następujących 10 krajów (kolejność od źródła do ujścia): Niemcy, Austria, Słowacja, Węgry, Chorwacja, Serbia, Rumunia, Bułgaria, Mołdawia i Ukraina. Główne dopływy Dunaju to: Traun, Aniza i Ybbs (Austria), Morawa, Wag, Hron i Ipola (Słowacja), Cisa (Węgry), Drawa i Sawa (Serbia) oraz Jiu, Aluta, Jałomica i Prut (Rumunia). Najważniejsza rzeka Karpat, Cisa bierze początek na ukraińskim Zakarpaciu i jest zasilana przez duże dopływy z Karpat Wschodnich i gór Apuszeni: Uż, Samosz, Keresz i Maruszę. Ostatnia z nich odwadnia największą część Wyżyny Transylwańskiej. Rzeki Jiu i Jałomica są bardziej ubogie pod względem ilości wody. Rzeka Aluta przecina w poprzek Karpaty Południowe najgłębszym w Karpatach przełomem Czerwonej Wieży (rum. Turnu Roşu).
Jeziora pochodzenia polodowcowego, choć niewielkie, to odznaczają się znaczną głębokością. Wśród 175 karpackich jezior polodowcowych aż 74% znajduje się w Tatrach. Największe z nich to Morskie Oko (34 ha, 51 m głębokości) i Wielki Staw (33 ha, 79 m głębokości, fot. 6); obydwa położone w Polsce. Wielki Staw jest również najgłębszym jeziorem karpackim. Jezioro Wielki Staw Hińczowy (20 ha, 53 m głębokości) jest największym i najgłębszym naturalnym jeziorem na Słowacji. Największe jeziora polodowcowe w Rumunii znajdują się w Masywie Retezat i są to jezioro Bucura (10 ha, 16 m głębokości) i jezioro Zănoaga (9 ha, 40 m głębokości).
W Karpatach występują również zaporowe jeziora osuwiskowe, powstałe wskutek zatamowania odpływu przez jęzor osuwiska – np. Morské Oko (14 ha) w górach Wyhorlat na Słowacji, czy jezioro Roşu (12 ha) w Karpatach Wschodnich, gdzie znajduje się również jezioro Sfânta Ana, jedyne wulkaniczne jezioro kraterowe w całym paśmie Karpat, które powstało ok. 30 tys. lat temu po zakończeniu aktywności najmłodszego w Karpatach wulkanu Ciomadul.
