Kamienny las Zhangjiajie
Wulingyuan w chińskiej prowincji Hunan wygląda jak las zbudowany ze skały: na obszarze wpisanym na listę UNESCO wznosi się ponad 3000 wąskich filarów i skalnych szczytów z kwarcowego piaskowca, wiele z nich ma ponad 200 metrów wysokości. Nie powstały przez „wyrastanie” pionowych kolumn. Są resztkami znacznie bardziej zwartego masywu, który przez miliony lat był rozcinany wzdłuż spękań i uskoków przez wodę, wietrzenie oraz erozję. Badania z użyciem izotopów kosmogenicznych wskazują, że kluczowe jest cofanie się pionowych ścian: doliny poszerzają się, a pomiędzy nimi pozostają coraz smuklejsze fragmenty piaskowca. W efekcie erozja nie tylko niszczy krajobraz — potrafi też stworzyć jedną z najbardziej niezwykłych form rzeźby na Ziemi.
Las, którego pniami są skały
Wulingyuan w północno-zachodniej części prowincji Hunan jest jednym z tych miejsc, w których skala fotografii bywa myląca. Pionowe formy wyglądają jak pojedyncze iglice, ale wiele z nich ma wysokość porównywalną z wysokimi wieżowcami. UNESCO podaje, że na chronionym obszarze znajduje się ponad 3000 wąskich filarów i szczytów z kwarcowego piaskowca, a wiele przekracza 200 metrów. Pomiędzy nimi znajdują się głębokie wąwozy, potoki, wodospady, jaskinie i naturalne mosty. W badaniach geomorfologicznych część ścian i filarów osiąga nawet około 350 metrów wysokości. To nie pojedynczy osobliwy ostaniec, lecz cały krajobraz typu „peak forest” — skalny las, w którym gęsto ustawione wieże są efektem długiej ewolucji większego masywu.
Najważniejsze jest to, czego już nie ma
Najlepszym sposobem zrozumienia Zhangjiajie jest wyobrażenie sobie nie dzisiejszych filarów, lecz dawnej, bardziej zwartej powierzchni piaskowcowego płaskowyżu. Skała była poprzecinana systemem spękań i uskoków. Woda wykorzystywała te naturalne linie słabości, a rzeki wcinały się w podłoże. Z czasem szczeliny stawały się wąwozami, wąwozy rozszerzały się, a między nimi pozostawały bloki skały. To ważna zmiana perspektywy: filary nie musiały zostać „zbudowane” jako osobne obiekty. Są fragmentami dawnego masywu, które przetrwały, podczas gdy otaczający materiał został stopniowo usunięty.
Dlaczego filary są tak pionowe
Badanie opublikowane w „Earth Surface Processes and Landforms” połączyło analizę rzeźby terenu z pomiarami izotopów kosmogenicznych, które gromadzą się w skałach wystawionych na promieniowanie kosmiczne. Wyniki wskazują, że po początkowym rozcięciu płaskowyżu coraz ważniejszym procesem staje się cofanie pionowych ścian. Erozja usuwa materiał z boków dolin i szczelin, a strome ściany przesuwają się w głąb masywu. Jeżeli proces działa z kilku stron, pomiędzy cofającymi się ścianami zostaje coraz węższy grzbiet, ściana skalna albo filar. Spękania i uskoki pomagają wyznaczać miejsca, w których rozcinanie postępuje najłatwiej, dlatego geometria skały ma ogromny wpływ na geometrię krajobrazu.
Zegar ukryty w powierzchni skały
Wiek samego piaskowca i wiek dzisiejszego kształtu krajobrazu to dwie różne rzeczy. Skała może być bardzo stara, a jej obecna powierzchnia znacznie młodsza. Naukowcy wykorzystali izotopy kosmogeniczne do oszacowania tempa erozji ścian oraz osadów wynoszonych przez rzeki. Na tej podstawie zaproponowali model, według którego rozwój charakterystycznego skalnego lasu w Zhangjiajie rozpoczął się prawdopodobnie w pliocenie. Nie oznacza to jednego momentu „narodzin” filarów. Krajobraz przechodził kolejne fazy: najpierw stosunkowo powolne obniżanie powierzchni, potem intensywne rozcinanie płaskowyżu, następnie dominację cofania ścian i stopniowe izolowanie skalnych wież.
Krajobraz, który nadal znika
Ta sama erozja, która wyodrębniła filary, ostatecznie je usuwa. Gdy ściany nadal się cofają, filar staje się węższy, może tracić fragmenty i w końcu zostać całkowicie „skonsumowany” przez erozję. Skalny las nie jest więc trwałym końcowym produktem procesu, lecz jednym z etapów ewolucji piaskowcowego płaskowyżu. W skali ludzkiego życia większość zmian jest prawie niedostrzegalna, ale w skali geologicznej krajobraz nieustannie przechodzi od zwartej skały przez rozcięty płaskowyż i las filarów do coraz niższej, bardziej rozczłonkowanej rzeźby. Zhangjiajie pokazuje dzięki temu coś bardzo nieintuicyjnego: jedne z najbardziej monumentalnych form terenu powstają nie przez dodawanie materiału, lecz przez niezwykle długie i selektywne usuwanie tego, co znajdowało się wokół nich.
Tempo liczone w milimetrach na tysiąc lat
Jedną z zalet badań Zhangjiajie jest możliwość przełożenia słowa „erozja” na rzeczywiste tempo. Zespół May i współpracowników wyliczył, że cofanie pionowych ścian piaskowcowych jest silnie zróżnicowane, ale w badanych miejscach mieściło się w skali dziesiątek milimetrów na tysiąc lat. Podobny rząd wielkości uzyskano dla denudacji całych zlewni na podstawie osadów rzecznych. Z perspektywy człowieka to niemal bezruch: w ciągu życia trudno zauważyć zmianę grubości ściany. Jednak po setkach tysięcy i milionach lat nawet tak powolny proces potrafi cofnąć zbocza o dziesiątki metrów i całkowicie przeorganizować sieć dolin. Monumentalna forma nie wymaga katastrofalnego wydarzenia — wystarczy bardzo dużo czasu i proces działający konsekwentnie.
Dlaczego powstał cały „las”, a nie jedna skała
Wulingyuan jest szczególne również dlatego, że odpowiednia kombinacja budowy geologicznej i rzeźby występuje na dużym obszarze. Gruba seria kwarcowych piaskowców ma wystarczającą odporność, aby utrzymywać wysokie pionowe ściany, a jednocześnie jest gęsto przecięta nieciągłościami, które ułatwiają wodzie rozcinanie masywu. Gdy wiele sąsiednich dolin rozwija się równolegle, izolowane fragmenty powstają całymi grupami. UNESCO opisuje dlatego nie tylko tysiące filarów, lecz również głębokie wąwozy, jaskinie i naturalne mosty. Wszystkie te formy są różnymi rezultatami tej samej podstawowej zasady: woda i wietrzenie wykorzystują słabsze miejsca w skale, a różnice w tempie usuwania materiału z czasem powiększają się do skali całego krajobrazu.