Lithological features and morphological changes in the Mrożyca River valley floor in Brzeziny town and their affect on possibilities for urban development (from the Middle Ages to modern times)

Authors

DOI:

https://doi.org/10.26485/AGL/2022/112/9

Keywords:

river valley, morphogenetic processes, Middle Ages, Łódź Hills

Abstract

Research on the problem of urban floods and their importance for urban development has been widely discussed and analysed in contemporary literature (cf. Ciupa 2009; Kundzewicz 2012). However, the issue considered here concerns fossil traces of changes in the Mrożyca floodplain dating to the Middle Ages and the factors that favoured construction in such an area, as well as its abandonment and long- -term disuse. Brzeziny is located barely 2 km from the Mrożyca springs, and the valley bottom in the studied area of the city is morphologically poorly developed. The geomorphological processes that took place there in the Vistulian and Holocene, but also that are occurring today, are significantly influenced by slope processes. Another important distinguishing feature of the upper Mrożyca valley that agriculture and settlement were very late in becoming factors conditioning the pace and course of slope processes in the Holocene, and to a large extent also river processes, especially in small river valleys. More intense agriculture and settlement only appeared in the “inner” part of the Łódź Hills only in the early Middle Ages (e.g., Kamińska 1971; Dylik 1971; Chmielowska 1975; Sikora 2009).

The site is located in the source section of the valley, about 1 km below the river sources. Above the sources, there is a severalkilometre-long dry section of valley (Fig. 3). In-tensive slope processes that cause the displacement of large amounts of sediments occur during spring thaws, especially those that occur on still-frozen ground (Photos 1 and 2) and during summer downpours.

Among the geomorphological forms, attention should be paid to the dense network of denudation troughs and valleys, and to long denudation slopes (Fig. 3) that formed in the Vistulian. Their development continued in the Holocene and intensified significantly under anthropogenic pressure (Twardy 1995, 2000, 2003, 2008, 2017).

Within the analysed urban plot, the surface layer is a ~0.5–1.3-m layer of anthropogenic embankment comprising brick fragments, stones and municipal waste, mixed with mineral and organic formations. The embankment layer is underlain by a series of organic-mineral deposits laid down on mineral mud formations with a small admixture of organic matter (Photo 4). Beneath this series of organic-mineral formations, there are mineral silts with a small admixture of organic matter and river sands.

The research at the Brzeziny 8 site was rescue archaeology preceding the construction of a commercial facility on the site. During two seasons of archaeological research (2017– –2018), relics of a stone road of up to 4 m wide were recorded. The road was made of three rows of large stones that served as footpaths, with a fine cobblestone arranged between them (Photo 6). On the northern side of the stone road, the remains of two buildings set on stone foundations were explored. The lower beams of a timber-frame wall structure were also preserved. To the east of the buildings there was a utility section with a separate gutter (Photo 7). Three wooden wells were registered behind the buildings (Photo 8). On the southern side of the stone road, relics of another wooden house on stone foundations were recorded, as well as a fragment of carefully laid cobblestones (Photo 9). Ceramic and metal artefacts, as well as a large collection of coins (~300 items) and dendrochronological dates allow the discovered objects to be dated as having been in use in the first half of the 16th century.

The introduction of residential buildings and construction of road structures at the Brzeziny site clearly prove that, during the construction period, the examined part of the bottom of the Mrożyca valley allowed such development. The riverbed cut more deeply than today's, so the upper water table was lower than now. The stone road structure is overlain by mineral-organic silts, confirming that the study area flooded and the material was deposited in the conditions of a pond with weak flow. The impeded outflow of water from the slope to the riverbed caused flooding and swamps in this part of the valley bottom.

Archaeological and geoarchaeological research at the site shows rapid, heavy accumulation of fluvial and deluvial material and almost 1 m of aggradation of the Mrożyca valley floor over the last ~300 years. The factors that con-tributed to the significant accumulation and rapid uplift of the Mrożyca valley floor in Brzeziny are both natural; a) geology and lithology, b) topography and c) palaeoclimate; and anthropogenic: i) the nature of agriculture in the Brzeziny area, and ii) hydrotechnical and road infrastructure in the valley in and around the site. Factors from both groups acted concurrently, their effects intertwining and overlapping.

The presented results of research at the archaeological site in Brzeziny, as well as geomorphological and geological research, allow several phases of changes in the physiognomy and cover of the studied area to be presented. The situation preceding the entry of medieval settlement was designated as the first phase (Fig. 7). The second phase was the development of the floodplain area adjacent to the river, when the stone roads were built. This phase can be correlated with the 16th and 17th centuries. The third phase is when settlers left the floodplain area, perhaps due to flooding being more frequent and reaching the built-up area of the terrace. It can be correlated with the late 17th and early 18th centuries. The fourth phase is the development of a wetland within the floodplain. The material covering the remnants of the structure from the second phase has the character of sediment deposited in ponds, but containing a significant share of organic material, which indicates the functioning of wetlands with specific moisture-loving vegetation. The end of this phase in the site area was due to direct anthropogenic interference – the construction of an embankment – but some improvement in the accessibility of the valley bottom may be associated with the Mrożyca channel having been straightened and deepened in the 20th century.

References

Absalon D. 2017. Jednolite części wód powierzchniowych. W: P. Jokiel, W. Marszelewski, J. Pociask-Karteczka (red.) Hydrologia Polski. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa: 127-134.

Baranowski B.1960. Początki rozpowszechniania uprawy ziemniaków na ziemiach środkowej Polski. Prace Wydziału II Łódzkiego Towarzystwa Naukowego 32.

Chmielowska A. 1975. Osadnictwo w Polsce środkowej w okresie od połowy X do połowy XIII w. Prace i Materiały Muzeum Archeologicznego i Etnograficznego w Łodzi, Seria Archeologiczna 22: 331-371.

Ciupa T. 2009. Wpływ zagospodarowania terenu na odpływ i transport fluwialny w małych zlewniach na przykładzie Sufragańca i Silnicy, Wyd. Uniwersytetu Humanistyczno-Przyrodniczego Jana Kochanowskiego, Kielce.

Dubicki A., Słota H., Zieliński J. (red.). 1999. Dorzecze Odry – monografia powodzi lipiec 1997. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa.

Dylik J. 1953. O peryglacjalnym charakterze rzeźby środkowej Polski. Acta Geographica Universitatis Lodziensis 4.

Dylik J. 1971. Województwo ze stolicą bez antenatów. Łódzkie Towarzystwo Naukowe, Łódź.

Fac-Beneda J. 2017. Struktura sieci hydrologicznej. W: P. Jokiel, W. Marszelewski, J. Pociask-Karteczka (red.). Hydrologia Polski. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa: 116- -121.

Generalkarte von Mitteleuropa. 1892. Mapa w skali 1:200 000, arkusz 3752 (Łódź).

Geoportal (Geoportal województwa łódzkiego). 2022. Urząd Marszałkowski Województwa Łódzkiego, Departament Geodezji, Kartografii i Geologii. Online: geopor-tal.lodzkie.pl/imap/ (data ostatniego do-stępu: 30.09.2022).

Gilly D.1802/03 – Spezial-Karte von Sudpreussen. Mapa w skali 1:115 200, Berlin.

Karte des Westlichen Russlands. 1915. Mapa w skali 1:100 000, arkusz E-34 (Łódź).

Glazer Z., Malinowski J. 1991. Geologia i geotechnika dla inżynierów budownictwa. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa.

Herman R. 2014. Zaginione miasto. Archeologia na tropie ewolucji przestrzennej Brzezin. W: L. Tyszler, A. Marciniak-Kajzer, M. Olędzki (red.) Brzeziny. Dzieje miasta i regionu. Seria: Studia Brzezinensia (1). Urząd Miasta Brzeziny, Muzeum Regionalne w Brzezinach, Instytut Archeologii i Etnografii PAN, Fundacja UŁ: 15-32.

Kamińska J. 1971. Grody Polski środkowej w organizacji wczesnopaństwowej. Prace i Materiały Muzeum Archeologicznego i Etnograficznego w Łodzi, Seria Archeologiczna, 18.

Kamiński J. 1993. Późnoplejstoceńska i holoceńska transformacja doliny Moszczenicy. Acta Geographica Lodziensia 64.

Kamiński J. 1998. Wykształcenie i wiek osadów dolin rzecznych Wyżyny Łódzkiej i pradoliny warszawsko-berlińskiej w świetle osadnictwa pradziejowego. W: Materiały Sympozjum „Rola człowieka prehistorycznego w przemianach środowiska przyrodniczego”. Uniwersytet Śląski, 02-03.03.1998, Sosnowiec: 5-6.

Kaniecki A. 2004. Poznań. Dzieje miasta wodą pisane. Poznańskie Towarzystwo Przyjaciół Nauk, Poznań.

Kaniecki A. 2013. Wpływ antropopresji na przemiany środowiskowe w dolinie Warty w Poznaniu. Landform Analysis 24: 23–34.

Karte des Westlichen Russlands. 1915. Mapa w skali 1:100 000, arkusz E-34 (Łódź).

Klatkowa H. 1965. Niecki i doliny denudacyjne w okolicach Łodzi. Acta Geographica Lodziensia 19.

Klatkowa H. 1972. Paleogeografia Wyżyny Łódzkiej i obszarów sąsiednich podczas zlodowacenia warciańskiego. Acta Geographica Lodziensia 28.

Kobojek E. 2009. Naturalne uwarunkowania różnych reakcji rzek nizinnych na antropopresję na przykładzie środkowej Bzury i jej dopływów. Wyd. Uniwersytetu Łódzkiego.

Kundzewicz Z.W. (red.). 2012. Changes in flood risk in Europe. Wallingford, IAHS Press.

Lauterbacher J., Dietrich D., Xoplaki E., Grosjean M., Wanner H. 2004. European seasonal and annual temperature variability, trends and extremes since 1500. Science 303: 1499-1503.

Matthews J.A., Briffa K.R. 2005. The “Little Ice Age”: reevaluation of an evolving concept. Geografiska Annaler (ser. A) 87: 17--36.

Matuszkiewicz J.M. 2008. Potencjalna roślinność naturalna Polski. Instytut Geografii i Przestrzennego Zagospodarowania PAN, Warszawa. Opracowania on-line (www.ig pz.pan.pl)

Mojski J.E. 1999. Czwartorzędowy rytm zmian środowiska. W: L. Starkel (red.) Geografia Polski. Środowisko przyrodnicze. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa: 66-78.

Nowaja Topograficzeskaja Karta Zapadnoj Rossiji (1914) w skali 1:84 000, arkusz XXIV-6 (Brieziny).

Mycielska-Dowgiałło E. 1995. Wybrane cechy teksturalne osadów i ich wartość interpretacyjna. W: E. Mycielska-Dowgiałło, J. Rutkowski (red.) Badania osadów czwartorzędowych. Wybrane metody i interpretacja wyników. Wydział Geografii i Studiów Regionalnych UW., Warszawa: 29-105.

Myślińska E. 1998. Laboratoryjne badania gruntów. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa.

Papińska E. 2002. Wpływ antropopresji na przemiany środowiska geograficznego województwa łódzkiego (w granicach z lat 1975-98). Acta Geographica Lodziensia 81.

Płóciennik M., Kittel P., Borówka R.K., Cywa K., Okupny D., Obremska M., Pawłowski D., Stachowicz-Rybka R., Szperna R., Witkowski A. 2016. Warunki paleoekologiczne subkopalnego koryta Kolonia Bechcice na tle hydrologii środkowego odcinka doliny Neru. Acta Geographica Lodziensia 105: 107-124.

Rizzi-Zannoni G.A.B. 1772. Karta Granic Polski y Niemiec Zawieraiąca Szląsko Pruskie, Woiewodztwa Kaliskie, Łenczyckie y Sieradzkie. Skala około 1:690 000, arkusz No 13.

Sikora J. 2009. Ziemie centralnej Polski we wczesnym średniowieczu. Studium archeologiczno-osadnicze. Monografie Instytutu Archeologii UŁ 7, Łódź.

Solon J., Borzyszkowski J., Bidłasik M., Richling A., Badora K., Balon J., Brzezińska- -Wójcik T., Chabudziński Ł., Dobrowolski R., Grzegorczyk I., Jodłowski M., Kistowski M., Kot R., Krąż P., Lechnio J., Macias A., Majchrowska A., Malinowska E., Migoń P., Myga-Piątek U., Nita J., Papińska E., Rodzik J., Strzyż M., Terpiłowski S., Ziaja W. 2018. Physicogeographical mesoregions of Poland: verification and adjustment of boundaries on the basis of contemporary spatial data. Geographia Polonica 91(2): 143-170.

Starkel L. 2006. Czy można oddzielić wpływ czynników klimatycznych od antropogenicznych w przekształceniach geoekosystemów? W: Seminarium „Jak oddzielić wpływ zmian klimatycznych od antropogenicznych w młodszym holocenie na obszarze Polski”. PAN, listopad 2007, Kraków.

Starkel L., Michczyńska D.J., Krąpiec M., Margielewski W., Nalepka D., Pazdur A. 2013. Progress in the Holocene chrono-climatostratigraphy of Polish territory. Geochronometria 40 (1): 1-21.

Tobolski K. 2000. Przewodnik do oznaczania torfów i osadów jeziornych. Vademecum Geobotanicum, PWN, Warszawa.

Trzmiel B. 1993. Objaśnienia do Szczegółowej mapy geologicznej Polski w skali 1:50000, ark. Brzeziny (629), Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa.

Trzmiel B. 1994. Szczegółowa mapa geologiczna Polski w skali 1:50000, ark. Brzeziny (629), Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa.

Trzmiel B., Nowacki K. 1985. Szczegółowa mapa geologiczna Polski w skali 1:50000, ark. Łódź Wschód (628), Instytut Geologiczny, Wyd. Geologiczne, Warszawa.

Trzmiel B., Nowacki K. 1987. Objaśnienia do Szczegółowej mapy geologicznej Polski w skali 1:50000, ark. Łódź Wschód (628), Instytut Geologiczny, Wyd. Geologiczne, Warszawa.

Turski R., 1986 (red.). Gleboznawstwo. Ćwiczenia dla studentów wydziałów rolniczych. Wyd. Nauk. PWN.

Twardy J. 1995. Dynamika denudacji holoceńskiej w strefie krawędziowej Wyżyny Łódzkiej. Acta Geographica Lodziensia 69.

Twardy J. 2000. Deluwia neoholoceńskie – – przykłady z Wyżyny Łódzkiej. Acta Geographica Lodziensia 78: 135-173.

Twardy J. 2003. Cechy sedymentologiczne neoholoceńskich osadów stokowych na Wyżynie Łódzkiej i ich wartość interpretacyjna. W: Cechy teksturalne osadów stokowych i fluwialnych. Prace i Studia Geograficzne 33: 25-44.

Twardy J., 2008. Transformacja rzeźby centralnej części Polski Środkowej w warunkach antropopresji. Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego.

Twardy J. 2011. Influence of man and climate changes on relief and geological structure transformation in central Poland since the Neolithic. Geographia Polonica 84 (Spec. Issue 1): 163-178.

Twardy J. 2017. Holoceńska ewolucja niecek i dolin denudacyjnych w okolicach Łodzi w świetle dotychczasowych badań. Acta Geographica Lodziensia 106: 17-30.

Twardy J., Klimek K. 2008. Współczesna ewolucja strefy staroglacjalnej Niżu Polskiego. W: L. Starkel, A. Kostrzewski, A. Kotarba, K. Krzemień (red.) Współczesne przemiany rzeźby Polski. SGP, IG i GP UJ, IGiPZ PAN, Kraków: 229-270.

Twardy J., Forysiak J., Kittel P. 2011. Okresy wzmożonej antropopresji na obszarze Polski Środkowej w świetle badań holoceńskich osadów eolicznych, stokowych, rzecznych i torfowiskowych. Acta Geographica Lodziensia 107: 119-136.

Downloads

Published

2022-12-20

How to Cite

Twardy, J., Forysiak, J., & Golański, A. (2022). Lithological features and morphological changes in the Mrożyca River valley floor in Brzeziny town and their affect on possibilities for urban development (from the Middle Ages to modern times). Acta Geographica Lodziensia, 112, 141–162. https://doi.org/10.26485/AGL/2022/112/9

Issue

Section

Articles