Budowa geologiczna Warszawy

Charakterystyka ogólna

Warszawa leży nad środkową Wisłą w centralnej części Kotliny Warszawskiej, wykształconej przez procesy geomorfologiczne w czwartorzędzie. Głównymi jednostkami geomorfologicznymi, w granicach których leży Warszawa, są: Równina Warszawska (znana z literatury również jako Wysoczyzna Warszawska), Równina Wołomińska oraz Dolina Środkowej Wisły.

W obrębie Równiny Warszawskiej położona jest znaczna część lewobrzeżnej Warszawy. Najwyższy jej punkt znajduje się w Śródmieściu, na wysokości ok. 115 m n.p.m. Ta wyniesiona, płaska powierzchnia obniża się łagodnie ku południowi, zachodowi i północy. Na wschodzie zaś rozcięta została przez Wisłę i tworzy wysoką krawędź Skarpy Warszawskiej. Po prawej stronie Wisły skarpa jest dużo niższa i rozgranicza Dolinę Wisły od Równiny Wołomińskiej. W jej obrębie leży najwyższy punkt Warszawy (121,12 m), znajdujący się na jednej z wydm Aleksandrowa - najbardziej na wschód wysuniętej części miasta.

Równiny Warszawska i Wołomińska powstały w wyniku działalności akumulacyjnej lądolodu podczas zlodowacenia środkowopolskiego oraz działalności akumulacyjnej i erozyjnej wód lodowcowych i rzecznych w okresach ociepleń (interglacjałów). W obrębie Równiny Warszawskiej i Wołomińskiej dominują plejstoceńskie morenowe gliny piaszczyste oraz piaski gliniaste.

Współczesną dolinę Wisły tworzą: koryto wody brzegowej oraz tarasy - taras zalewowy (w bezpośrednim sąsiedztwie koryta Wisły), tarasy nadzalewowe, położone powyżej tarasu zalewowego (praski, bródnowski, skurczyński), tarasy wydmowe i taras zastoiskowy (radzymiński). Tarasy rzeczne na lewym brzegu Wisły - w rejonie Śródmieścia i Żoliborza - tworzą wąskie listwy przylegające do Skarpy Warszawskiej, natomiast na południu (Wilanów) i północy (Bielany) zajmują nawet do 5 km szerokości doliny. Na tarasach rzecznych leży też olbrzymia część Warszawy prawobrzeżnej.

Tarasy zbudowane są z utworów aluwialnych (żwirów, piasków, pyłów i mad rzecznych), z osadów organicznych (namułów i torfów). Na tarasach nadzalewowych i wydmowych występują piaski eoliczne, tworzące znaczne powierzchnie piasków przewianych i wydm.

Szczegółowa charakterystyka geologiczna

Warszawa leży w centralnej części jednostki geologicznej, którą jest niecka mazowiecka. Niecka wypełniona jest utworami kredy, trzeciorzędu i czwartorzędu.

Kreda

Najstarsze skały występujące w podłożu na terenie Warszawy pochodzą z kredy i stwierdzone zostały głębokimi wierceniami geologicznymi. Są to skały osadowe - białe lub szare margle i margle piaszczyste. W centralnej części niecki strop kredy znajduje się na głębokości od 260 do 290 m pod powierzchnią terenu.

Trzeciorzęd

Trzeciorzęd w rejonie Warszawy reprezentowany jest przez osady oligocenu, miocenu i pliocenu. Ich miąższość w okolicach Warszawy przekracza 200 m.

Osady oligocenu, to głównie piaski morskie drobno- i średnioziarniste z glaukonitem, których miąższość wynosi od 50 do 80 m.

Utwory miocenu - o miąższości od 50 do 70 m - wykształcone są w postaci piasków, mułków i iłów, wśród których występują warstwy węgla brunatnego o maksymalnej grubości 12 m (w okolicach Dworca Wschodniego). Tworzyły się one w śródlądowym zbiorniku wodnym.

Osady pliocenu występują na całym obszarze Warszawy jako różnokolorowe iły zwięzłe, nazywane iłami "pstrymi". Miąższość iłów jest bardzo różna w różnych częściach miasta i wynosi od 25 do 150 m. Jest to spowodowane procesami glacitektonicznymi, które doprowadziły do wypiętrzenia i pofałdowania osadów plioceńskich podczas trzech kolejnych zlodowaceń, a następnie długotrwałymi procesami erozyjnymi związanymi z okresami interglacjałów.

Czwartorzęd

Na osadach pliocenu leżą utwory czwartorzędowe (plejstoceńskie i holoceńskie). Ich miąższość jest bardzo zróżnicowana, ze względu na zdeformowany strop pliocenu i waha się od 0 m w części wschodniej - w rejonie wypiętrzonych iłów plioceńskich, do 150 m w miejscach głębokich rozcięć erozyjnych w ich stropie. Na pozostałym obszarze miąższość czwartorzędu waha się od 20 do 60 m.

Na obszarze Warszawy występują osady czwartorzędowe, które tworzyły się podczas: preglacjału, zlodowacenia najstarszego, interglacjału kromerskiego, zlodowacenia południowopolskiego, interglacjału mazowieckiego, zlodowacenia środkowopolskiego, interglacjału eemskiego, zlodowacenia północnopolskiego i holocenu.

Preglacjał

Seria osadów preglacjalnych nie występują w sposób ciągły. Zostały one stwierdzone wierceniami na obszarze równiny. Wykształcone są przede wszystkim w postaci piasków (od drobno- do gruboziarnistych) ze żwirami przechodzącymi ku górze w mułki lub iłów piaszczystych. Ich maksymalna miąższość dochodzi do 30 m. Wśród piasków często spotykane są kawałki drewna, a wśród mułków osady organiczne.

Zlodowacenie najstarsze

Utwory tego zlodowacenia występują w rynnach lodowcowych (od Wilanowa do Żerania i od Międzylesia do Ossowa), czyli w wyraźnych obniżeniach wyżłobionych w stropie osadów trzeciorzędowych. W obu tych obniżeniach występują serie osadów zaczynające się najniżej od wodnolodowcowych piasków ze żwirami, na nich gliny zwałowe - podzielone lokalnie utworami zastoiskowymi na trzy poziomy, co może wskazywać na trzy oscylacje lądolodu.

Interglacjał kromerski

Po najstarszym zlodowaceniu pozostał układ rynien wymuszający przebieg rzek i innych dolin (przede wszystkim pra-Wisły) w interglacjale kromerskim. Osady tego interglacjału tworzą charakterystyczną podwójną sekwencję - od żwirów i dobrze wysegregowanych piasków w spągu, do piasków drobnych, pyłów i mad w stropie. Grubość warstw wynosi od kilkunastu do 50 metrów.

Zlodowacenie południowopolskie

To zlodowacenie pozostawiło na terenie Warszawy trzy poziomy glin zwałowych, których miąższość dochodzi do kilkudziesięciu metrów. Gliny zwałowe podzielone osadami interstadialnymi - piaszczysto-żwirowymi oraz zastoiskowymi, zachowały się w głębokich dolinach uformowanych w interglacjale kromerskim. Wśród glin zwałowych znajdują się przeniesione przez lądolód "kry" osadów trzeciorzędowych oderwanych od starszego podłoża.

Interglacjał mazowiecki

Podczas interglacjału mazowieckiego (wielkiego) Wisła uformowała szeroką dolinę, gdzie złożyła osady piaszczyste, w czterech cyklach sedymentacyjnych rozpoczynających się od żwirów i pospółek z otoczakami, a kończących się piaskami średnimi i drobnymi.

Zlodowacenie środkowopolskie

W utworach tego zlodowacenia wyróżnia się osady dwóch stadiałów i interstadiału.

Na początku pierwszego stadiału w dolinach powstały rozległe rozlewiska, gdzie osadziły się iły i pyły zastoiskowe. Są to przede wszystkim iły warwowe, których miąższość dochodzi do 45 m. W dolinie Wisły osady zastoiskowe zostały w dużym stopniu usunięte przez wody podczas interglacjału eemskiego.

Glina zwałowa pierwszego stadiału tego zlodowacenia występuje w zboczu krawędzi Równiny Warszawskiej, stanowiącej granicę doliny Wisły.

Między dwoma stadiałami zlodowacenia środkowopolskiego osadziły się utwory interstadialne w postaci serii piaszczysto-żwirowej o maksymalnej miąższości do 10 m. Osady te wypełniają zagłębienia wyerodowane w glinach zwałowych budujących Równinę Warszawską.

W drugim stadiale lądolód pokrył cały obszar dzisiejszej Warszawy pozostawiając osady zastoiskowe i lodowcowe. Podobnie jak utwory poprzedniego stadiału występują one w zachodniej krawędzi doliny Wisły. W samej dolinie osady tego stadiału zostały całkowicie wyerodowane. Na utworach zastoiskowych leży warstwa piasków wodnolodowcowych, o miąższości od kilku do kilkunastu metrów. Zostały one stwierdzone na terenie całej Warszawy. Na nich leży warstwa gliny zwałowej o miąższości do kilku metrów.

Interglacjał eemski

Osady interglacjału eemskiego wykształcone są w facji rzecznej i jeziornej. Osady rzeczne zostały osadzone przez Wisłę w trzech cyklach. Ich miąższość dochodzi do 25 m. Są to piaski różnoziarniste z dużą domieszką żwirów i otoczaków. Dolina Wisły została w interglacjale poszerzona do ok. 11 km i wcięta na ok. 40 m.

W skład osadów jeziornych wchodzą gytie, kreda jeziorna, torfy, mułki i piaski. Wypełniają one obniżenia bezodpływowe i rynny (m.in. rynnę żoliborską) w części lewobrzeżnej położonej na równinie.

Zlodowacenie północnopolskie

W czasie zlodowacenia północnopolskiego lądolód nie objął swym zasięgiem Warszawy i jej okolic. Zablokował jednak odpływ wód w kierunku północnym. Powstało w ten sposób jezioro zastoiskowe, którego największy zasięg obejmował całą dolinę Wisły uformowaną w interglacjale eemskim. W jeziorze, nazywanym też zastoiskiem warszawskim, tworzyły się spoiste, silnie wapniste iły warwowe o barwie czekoladowej oraz pyły i drobne piaski. Miąższość tych osadów nie przekracza 10 m. Podczas cofania się lądolodu osady zastoiskowe zostały w niektórych rejonach całkowicie zniszczone i zastąpione rzecznymi piaskami drobnymi.

Holocen

Pod koniec plejstocenu i w holocenie osadziła się cienka warstwa utworów lessopodobnych, rzadko przekraczających miąższość 50 cm oraz nieco grubsza warstwa piaszczystych eluwiów.

Na rozległych, płaskich powierzchniach tarasów nadzalewowych w wielu miejscach Warszawy (m.in. w rejonie Henrykowa, Dąbrówki, Żerania) występują piaski eoliczne, często w postaci wałów wydmowych.

W holocenie wody powodziowe Wisły uformowały dolinę o szerokości ok. 4 km. Najniższe tarasy zbudowane zostały z piasków drobnych z przewarstwieniami żwirów oraz z mad, których miąższość dochodzi do 5 m. W starorzeczach powstały torfy.

Działalność człowieka ograniczyła znacznie rzeczne procesy akumulacyjne i erozyjne. Regulacja Wisły - w tym budowa wałów przeciwpowodziowych - oraz lokalizowanie zabudowy na tarasach zalewowych spowodowały, że działalność rzeki ogranicza się w zasadzie do międzywala. Podczas stanów powodziowych następuje translokacja osadów korytowych do głębokości 4 - 6 m.