Omawiając związek budowy geologicznej z formami ukształtowania terenu, chciałbym zrobić to na przykładzie miejsca, które bardzo lubię i jest mi dość dobrze znane. Myślę, że będzie mi to zwłaszcza przydatne przy omawianiu, tego co widać, czyli form ukształtowania terenu. Temat pracy wymusza pewien jej układ. Dlatego przedstawię najpierw budowę geologiczną terenu a potem morfologię, naturalnie czasami oba zagadnienia będą rozpatrywane jednocześnie. Całość postaram się zobrazować różnymi schematami i zdjęciami.
Z punktu widzenia budowy geologicznej masyw Śnieżki, tak jak całe Karkonosze, jest częścią krystalicznego bloku karkonosko-izerskiego o skomplikowanej strukturze wewnętrznej i długiej historii geologicznej, na której swe piętno odcisnęły orogenezy: staroassyntyjska, kaledońska i waryscyjska. Orogeneza alpejska ostatecznie ukształtowała główne zręby budowy górotworu. W budowie geologicznej Karkonoszy uczestniczą różnorodne litologicznie i różnowiekowe (przeważnie proterozoiczne i paleozoiczne) serie skalne, których jądrem pozostaje wielka intruzja granitowa wieku karbońskiego. Skały okrywy (aureoli) tej intruzji to wielokrotnie metamorfizowane skały osadowe, najczęściej proterozoiczne. Dziś są to łupki łyszczykowe z wkładkami kwarcytów, łupki łyszczykowo-grafitowe i chlorytowe, wapienie krystaliczne, amfibolity i inne. W rejonie Śnieżki występują one między innymi na Czarnym Grzbiecie, na Grzbiecie Lasockim oraz na Grzbiecie Czeskim. Nieco młodsze od wymienionych wyżej to granitognejsy, znane chociażby z Grzbietu Kowarskiego. Skały zaliczane do starszego paleozoiku to głównie łupki łyszczykowe, fyllity chlorytowo-serycytowe i grafitowo-serycytowe, a także wapienie krystaliczne i zieleńce, występujące głównie (choć nie wyłącznie) w południowych, czeskich Karkonoszach. Skały tego typu występujące w rejonie Śnieżki, jak się sądzi, powstały w wyniku przeobrażenia dawnych osadów morskich w okresie orogenezy kaledońskiej, przed z górą 350 milionami lat.
Górnokabrońska intruzja magmy granitowej, związana z orogenezą waryscyjską (ok. 300-340 mln lat), utworzyła strukturę określoną mianem harpolitu, o dwóch, wyraźnie wyodrębnionych, kopułach o nieregularnych zarysach, połączonych ze sobą: karkonoską (jeleniogórską) i izerską (liberecką). Łączna długość ukazującego się dziś na powierzchni masywu granitowego wynosi około 70 km, a jego szerokość dochodzi do 20 km. W najwęższym miejscu (na linii Harrachów - Szklarska Poręba) jego szerokość maleje do około 8 km.
Granit karkonoski występuje w kilku odmianach. Różnią się one zarówno składem mineralnym, jak też cechami strukturalnymi i teksturalnymi. Najczęściej spotykane odmiany to granit drobno, a zarazem równoziarnisty, granit porfirowaty i granit granofirowy. Głównymi składnikami tych granitów są kwarc, skaleń potasowy, plagioklaz i biotyt. Uderza brak muskowitu, powszechnego np. w granitach tatrzańskich. Granity drobnoziarniste, budujące partie grzbietowe głównego grzbietu Karkonoszy (zwane stąd granitem grzbietowym), charakteryzują się większym udziałem kwarcu (średnio 34,8%) i potasu (średnio 4,03%), przy zmniejszonej zawartości sodu (0,79%) i magnezu (0,15%). Tym też należy tłumaczyć większą, w porównaniu z innymi odmianami, odporność na działanie czynników niszczących: wietrzenia i denudacji. Podsumowywując, stwierdzić należy, że granit Karkonoszy jest zbudowany z utworów twardych, trudno zniszczalnych.
Zbudowany z odpornych hornfelsów szczyt Śnieżki ma wyjątkowy charakter twardzielca (monadnoka) i temu głównie zawdzięcza wyniosłość ponad granitowe otoczenie. Hornfelsy powstały przez termiczną metamorfozę łupków w zetknięciu z gorącą magmą granitową (kontakt granitu z hornfelsami odsłania się na jej zachodnim zboczu). Są to skały drobnoziarniste, masywne, barwy ciemnoszarej, o widocznej gołym okiem bezładnej teksturze. W ich składzie wyróżnia się drobnołuskowe agregaty serycytu i muskowitu. Towarzyszą im nieliczne i na ogół bezładnie rozmieszczone blaszki biotytu. Kwarc w hornfelsach występuje najczęściej w postaci soczewek pomiędzy minerałami blaszkowatymi. Ponadto licznie występuje tu andaluzyt, często poprzerastany kryształami kwarcu i łyszczyków. Spotykane są nadto siarczki i tlenki żelaza. Praktycznie nie ma tu skaleni potasowych, a plagioklazy pojawiają się sporadycznie. W miarę oddalania się od strefy kontaktu z granitem, skały przybierają postać gnejsów hornfelsowych, charakteryzujących się większą ilością skaleni, a także muskowitu, tworzącego niekiedy całe gniazda. Mechanicznie zwietrzałe hornfelsy tworzą największe w Karkonoszach, a także w Sudetach i prawdopodobnie w całym średniogórzu rumowisko skalne "kamienne morze" o cechach gołoborza, pokrywające zwartą pokrywą szczyt Śnieżki i prawie cały Czarny Grzbiet, który swą nazwę zawdzięcza ciemnej barwie hornfelsów. Na powierzchni granica między hornfelsami a granitami ukośnie przecina stok Śnieżki, mniej więcej w połowie piramidy szczytowej, by ku wschodowi, na zboczach Czarnego Grzbietu zejść do wysokości około 1100 m. W rzeźbie jest jednak słabo zaznaczona, gdyż maskuje ją zwarty płaszcz pokryw blokowych. Także inne, zbudowane ze skał metamorficznych partie Karkonoszy wyróżniają się w krajobrazie, tworząc kulminacje (Studnični hora, Kozie Grzbiety, Czarny Grzbiet i inne).
Z trzech stron zbocza Śnieżki podcięte są karami (kotłami) lodowcowymi lub niszami niwalnymi. Zbocza północne opadają stromo ku dolinie Łomniczki, której górna część tworzy Kocioł Łomniczki. Zbocza południowo - zachodnie opadają do głębokiej doliny Úpy (Obři důl), której górne partie również są glacjalnie i niwalnie przemodelowane. Kotły te są typowymi formami powstałymi wskutek egzaracyjnej działalności lodowców górskich w Karkonoszach w plejstocenie, nadającymi tym niewysokim przecież górom piętno rzeźby alpejskiej. Dyskusję nad genezą, charakterem i wiekiem zlodowaceń zapoczątkował u schyłku XIX wieku, jako jeden z pierwszych w Europie badaczy, J. Partsch, który też pierwszy zwrócił uwagę na szczególną predyspozycję preglacjalnej rzeźby Karkonoszy dla powstania tu lodowców. Podkreślał zwłaszcza rolę rozległych zrównań wierzchowinowych jako miejsc alimentacji śniegu, zwiewanego następnie do nisz źródliskowych potoków na krawędzi tych zrównań. Nisze te, jako miejsca szczególnie intensywnej akumulacji śniegu, pełniły rolę pól firnowych i przekształciły się następnie w kotły glacjalne. Teza ta znalazła pełne potwierdzenie w późniejszych badaniach między innymi: J. Jenika.
W pracy J. Partscha z 1894 po raz pierwszy wyrażony został pogląd o dwukrotnym zlodowaceniu Karkonoszy. Warto tu odnotować, iż karkonoskie badania Partscha wywarły duży wpływ na rozwój badań glacjalnych Alp, Tatr i gór średnich Europy. Obu wyróżnionym przez siebie zlodowaceniom przypisywał Partsch odmienny charakter. Starsze (Riss), o maksymalnym zasięgu miało pokrywać całą wierzchowinę Karkonoszy, reprezentowało zatem typ norweski (fieldowy). Młodsze (Würm), o znacznie mniejszym zasięgu, wytworzyć miało małe lodowce karowe typu alpejskiego. Choć Partsch wycofał się później z tego poglądu i przyjął tylko jednokrotne, würmskie zlodowacenie, to jego wcześniejszy pogląd znalazł później potwierdzenie w badaniach czeskich (J. Sekyra), a ostatnio także polskich.
A. Traczyk na podstawie badań form glacjalnych w dolinie Łomnicy wyróżnia trzy okresy glacjalne, znajdujące swój wyraz w odmiennej morfologii i różnym stopniu zwietrzenia utworów morenowych. Hipotetyczne zlodowacenie najstarsze, typu stokowego, miało maksymalny zasięg i schodziło do wysokości 840-850 m, przy granicy wiecznego śniegu (linii firnowej) przebiegającej na wysokości około 1200 m. Kolejne, młodsze zlodowacenie typu dolinnego sięgało do wysokości około 880 m przy linii firnowej na wysokości około 1170 m. Lodowce najmłodszego zlodowacenia sięgały maksymalnie do wysokości 960 m, a linia firnowa około 1200-1250 m. Przejawy procesów glacjalnych i niwalnych w rejonie Śnieżki znajdujemy w szerokiej strefie powyżej 1100 m n.p.m, sięgającej wysokości 1400-1450 m n.p.m. Należą do nich między innymi kotły (kary) polodowcowe dolin Łomniczki i Upy i towarzyszące im moreny czołowe i boczne oraz nisze niwalne na północnych i wschodnich zboczach Śnieżki i na Czarnym Grzbiecie.
Należy sądzić, że pozbawiony pokrywy lodowej (głównie ze względu na stromość stoków, których nachylenie po stronie północnej wynosi 30 - 450, po stronie południowej i wschodniej 20-250) szczyt Śnieżki jako typowy nunatak, rozwijał się w procesie karlingu; (Klimaszewski w "Geomorfologii ogólnej" karlingiem określa szczyt o urwistych zboczach w które wgryzają się ze wszystkich stron kotły lodowcowe). Zidentyfikowane przez H. Chmala i A. Traczyka po raz pierwszy w Karkonoszach i to także na stokach Śnieżki formy lodowców gruzowych zdają się to potwierdzać. Zbocza Śnieżki, podobnie jak łączącego się z nią Czarnego Grzbietu, pokrywa dziś rumowisko skalne hornfelsów (w dolnej części stoków z udziałem granitów), którego miąższość ocenia się na 40-120 cm (Badura). Badane przez W. Łozińskiego już w 1910, później m.in. przez Schotta, Flohra, Ouvriera, Büdela, Dumanowskiego, Jahna, Badurę i innych, uznane zostały jako produkt wietrzenia mechanicznego (choć spotyka się także oznaki wietrzenia chemicznego), przebiegającego szczególnie intensywnie w strefie peryglacjalnej, zarówno w plejstocenie jak i współcześnie.
Ukształtowanie masywu Śnieżki ściśle wiąże się z wymienionymi wyżej etapami rozwoju rzeźby całych Karkonoszy. Jej wyraźnie wyodrębniona, izolowana piramida szczytowa wznosi się dziś blisko 200 m ponad zrównania grzbietowe Karkonoszy: Równię pod Śnieżką i Czarny Grzbiet, oba przebiegające na wysokości 1400-1430 m i dawniej powszechnie uważane za resztki trzeciorzędowego zrównania denudacyjnego typu penepleny (prawie równi). Dziś interpretuje się genezę tej powierzchni jako etchplenę (powierzchnię powstałą w wyniku głębokiego, głównie chemicznego, selektywnego wietrzenia i denudacyjnego usuwania produktów wietrzenia). Proces intensywnej etchplanacji zachodził przede wszystkim w starszym trzeciorzędzie (paleogenie), w warunkach klimatu prawdopodobnie subtropikalnego (sawannowego), w którym dominowało głębokie, selektywne wietrzenie. W wyniku tego procesu ujawniały się różnice litologiczne skał podłoża: skały odporne, w przypadku Karkonoszy głównie metamorficzne skały osłony intruzji granitowej (hornfelsy, łupki krystaliczne, gnejsy i inne), a w obrębie granitu jego drobnoziarniste i aplitowe odmiany, a także skały żyłowe, tworzą wyraźne kulminacje. W rezultacie etchplanacji ukształtował się krajobraz gór wyspowych, podobny do tego jaki współcześnie obserwować można w Kotlinie Jeleniogórskiej. Późniejsze procesy rzeźbotwórcze, zwłaszcza zachodzące w plejstocenie procesy niwacji, działanie mrozu, soliflukcji, a także wiatru znacznie złagodziły ostrość form granitowych.
Plejstoceńska strefa peryglacjalna, obejmująca współcześnie w Karkonoszach najwyższe stoki Śnieżki, charakteryzuje się występowaniem gruntów strukturalnych, będących efektem procesu segregacji materiału skalnego w cyklicznym procesie jego zamarzania i rozmarzania. Rozpoznane w Karkonoszach w początku w. XX, były później wielokrotnie opisywane jako zjawisko zupełnie wyjątkowe w obszarze średniogórza europejskiego. Grunty te, typowe dla krajów polarnych i stref wysokogórskich, znane są w Karkonoszach w postaci wieńców gruzowych (pierścieni kamienistych), kamiennych sieci poligonalnych i kopców darniowych (thufurów). W rejonie Śnieżki, na Czarnym Grzbiecie, w obrębie hornfelsów i łupków krystalicznych występują powszechnie wieńce gruzowe. Są to owalne (rzadziej regularne, okrągłe) wysepki ziemiste o średnicy 40-70 cm, z wypukłym najczęściej jądrem, porośniętym skąpo roślinnością (mchy, porosty, kępy traw) i otoczone bardziej lub mniej regularnym pierścieniem ostrokrawędzistego, grubego gruzu skalnego o wyraźnie pionowej orientacji. Ich szczegółowy opis zawarty jest między innymi w pracach W. Walczaka i A. Jahna. Uważane są powszechnie za formy reliktowe, martwe. Badania J. Peliška, a ostatnio A. Traczyka wskazują jednak, że mogą się rozwijać także współcześnie.
Stoki Śnieżki i Czarnego Grzbietu wyglądają, mimo swej stromości, na stabilne. Nie obserwuje się bowiem widocznych oznak współczesnego, grawitacyjnego przemieszczania materiału. Ruch taki, o charakterze soliflukcyjnym, zachodził niewątpliwie w plejstocenie, przy obecności lodu gruntowego, o czym świadczą pokrywy gruzu hornfelsowego nasunięte na podłoże granitowe. Dziś czynnikiem sprzyjającym przemieszczaniu materiału stokowego są głównie płaty śniegu. Nie można wykluczyć także przemieszczenia materiału w formie potoków gruzowo - błotnych, zwanych murami. Tworzą się one w wyniku upłynnienia materiału zwietrzelinowego na stoku pod wpływem katastrofalnych deszczów, przy opadach dobowych przekraczających 50 mm. Zjawiska takie były rejestrowane w górnych partiach Karkonoszy wielokrotnie, ostatnio 2 i 3 września 1994. Ich ślady, w postaci głębokich do 5 m i szerokości kilkunastu metrów rynien, są dobrze widoczne na wschodnich stokach Kopy, a także między innymi w kotle Upy.
Są to formy morfologiczne, bodajże najbardziej malownicze w całych Karkonoszach. Te najładniejsze można znaleźć na głównym grzbiecie Karkonoszy, wznoszą się one również na stokach i działach między dolinami rzek rozcinających północny skłon Karkonoszy. Wielkość skałek wacha się od 4 do 25 metrów. Do najokazalszych można zaliczyć Pielgrzymy (patrz zdjęcie).
Formy skałek nawiązują do płaszczyzn spękań w granicie, stąd ich pozorne uławicenie. Różnice odpornościowe i sieć spękań bardziej gęsta w sąsiedztwie niż w obrębie skałek dowodzą, że są one ostańcami wietrzeniowo - denudacyjnymi. O powstaniu ich zadecydował moment strukturalny, a także położenie morfologiczne, gdyż powstały w obrębie materiału odporniejszego, w wyniku denudacyjnego obniżania stref wododziałowych i załomów stokowych.
W swojej pracy starałem się przybliżyć związek budowy geologicznej fragmentu Karkonoszy z ich morfologią. Z całą pewnością temat nie jest wyczerpany, zainteresowanych odsyłam do literatury w której zarówno litologia jak i morfologia Karkonoszy jest bardzo szczegółowo opracowana.
Wydaje mi się, że najlepszą kwintesencją mojej pracy będzie stwierdzenie, że budowa geologiczna jest nierozerwalnie związana z morfologią terenu. Co prawda są do tej zasady wyjątki, ale one tak naprawdę potwierdzają tylko tą zasadę. Dlatego wydaje mi się rzeczą bardzo istotną poznanie budowy geologicznej terenu przed jego morfologiczną analizą.