Skály a teplo

„Objemové změny hornin podmíněné kolísáním teploty způsobují hlavně otevírání puklin, neboť při teplém, slunečném počasí se horniny na povrchu území silně zahřívají, čímž nabývají na objemu, a po ochlazení se opět smršťují.“ Těmito slovy uvedl v roce 1931 zakladatel české inženýrské geologie profesor Quido Záruba příspěvek o stabilitě svahů nad tehdy nově vybudovanou povltavskou silnicí u Štěchovic a Vraného. Pozoroval na nich vliv teplot na uvolňování velkých bloků, které ohrožovaly novou silnici skalním řícením (obr. 1).

Za sto let se výzkum působení teploty na stabilitu skal významně rozvinul. Proto lze rozlišit několik hlavních vlivů teploty na destabilizaci hornin. Mimo již zmíněné přímé objemové změny skal je to zejména zamrzání vody ve spárách a puklinách. Při fázové přeměně vody na led dochází k nárůstu objemu asi o 9 %. Výzkumy ukazují, že tento objemový nárůst ledu dokáže v trhlinách vyvolat tlak i přes 200 MPa, což může snadno vést k překročení meze pevnosti hornin a ke vzniku skalního řícení. Mezi další patří poměrně specifický vliv, takzvané klínování. Jedná se o vcelku jednoduchý mechanismus vzniku nestabilních skalních bloků. Předpokladem je existence klínovitého bloku, který postupně při změnách teploty zapadá hlouběji a hlouběji do trhliny. Při ochlazení se totiž skála smrští, blok zapadne níže a při opětovném zahřátí vzniká tlakové napětí, které může při překročení smykových parametrů vést k posunu horninových bloků a následně i ke skalnímu řícení.

Uvedené příklady často vedou ke vzniku řícení, nicméně teplota ovlivňuje skálu zejména dlouhodobě, a to zvětrávacími procesy. Změny teploty totiž vyvolávají i změny napětí v hornině. Na povrchu se tak hornina roztahuje mnohem více než v hloubce. To vede ke vzniku okem neviditelných mikrotrhlin, které zase pozitivní zpětnou vazbou usnadňují pronikání vody a zvyšují intenzitu zvětrávacích procesů.