OTKA - összefoglalók

A porviharok és hullóporos szedimentáció szerepe a közép-európai vörösagyagok és a löszsorozatokat tagoló vörös paleotalajok kialakulásában

Rövid összefoglalók

1. A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára:

A tervezett kutatás célja a porviharok és a hullóporos szedimentáció vörösagyagok és löszöket tagoló vörös paleotalajok kialakulásában játszott szerepének a vizsgálata. A Kárpát-medence területének csaknem felét borító, nagyvastagságú lösz-paleotalaj sorozatok – feküjükben gyakran vörösagyaggal – a térség elmúlt 3–3,5 millió évében bekövetkezett paleoklimatológiai és őskörnyezeti változásainak egyedülálló archívumai. A késő- és részben a középső-pleisztocén löszsorozatokat tagoló sztyep-, erdőssztyep- és barna erdőtalajok más típusú talajképződési folyamatokhoz köthetőek, mint az idősebb vörös, mediterrán-jellegű paleotalajok. Előbbiek a feküjükben található löszből képződtek, míg a vörös talajok kialakulásában hullópor szerepe, az előzetes vizsgálatok alapján, jelentősebb volt; hasonlóan egyes vörösagyagokhoz.

A kutatás keretében a Kárpát-medence területéről begyűjtött vörösagyag-lösz-paleotalaj, valamint a Földközi-tenger térségéből (pl. Isztria) származó, részben szaharai porból képződött „terra rossa” minták lézeres szemcseeloszlás (granulometriai profil alapján szedimentáció módjának meghatározása), mágneses-szuszceptibilitás (környezeti változások, réteghatárok elkülönítése), pásztázó elektronmikroszkópos (mikromorfológia, szemcsék szállítása), geokémiai és agyagásványtani (származás, környezet) vizsgálataival elemezném a képződmények alapanyagának származását, figyelembe véve a paleocirkulációs adatokat is. Mindezen adatok és a rétegtani elemzések révén a paleoklimatológiai és őskörnyezeti rekonstrukciók (pl. klímafüggvények, légköri porkoncentráció) korábbi – interglaciálisok során, hullóporos szedimentációval nem számoló – eredményeit pontosítanám.

2. Mi a kutatás alapkérdése?

A kutatás keretében vizsgálnám, hogy a meleg-nedves klímaszakaszokban milyen mértékű lehetett a porhullások intenzitása, melyek során a talaj már nem a fekü képződményekből alakult ki, hanem a felhalmozódó poranyag szingenetikus talajosodásával képződött. Milyen hasonlóságai vannak a Mediterrán-térség, részben szaharai porból képződött „terra rossáinak” képződése és a Kárpát-medence vörös paleotalajainak kialakulása között?

Vizsgálnám, hogy a jelenkori hullóporos események megfigyelései során azonosított kétfajta eolikus szedimentáció típus (epizodikus porviharok és állandó háttérpor) poranyaga hogyan, milyen arányokban jelenik meg a különböző képződményekben. A polimodális szemcseeloszlás-görbék matematikai-statisztikai módszerekkel történő felbontásával és a minták üledékpopulációinak tényleges elkülönítésével, külön-külön elemezhetővé válnának a helyi, rövid szállítási idővel rendelkező durvább szemcsék és a távoli, hosszú szállítási periódusú finomfrakciók, lehetőséget teremtve származási kérdések tisztázására. A minták agyag és finom-kőzetliszt méretű szemcséinek detritális és másodlagos származásának kérdését a különböző korú és származási helyű finomszemcsés frakciók összehasonlító elemzése, valamint a recens porkifúvásos események megfigyelései alapján válaszolhatjuk meg.

3. Mi a kutatás jelentősége?

Az interglaciálisok hullóporos szedimentációjának lehetősége számos további, új kérdést vet fel. A lösz-paleotalaj sorozatok esetében alapvető kiindulási pontnak számít napjainkban, hogy a löszök a glaciálisok során felhalmozódott poranyagból képződtek, míg a paleotalajok a feküből, gyenge mállási, talajosodási folyamatok által. Ha azonban az interglaciálisok idejében is megvolt a megfelelő mértékű porhullás, akkor a rétegtani értelmezéseket újra kell gondolni. Ha a talaj a löszből alakul át, akkor a löszképződés időszakának utolsó szakasza nem jelenik meg löszként a sorozatban. Azonban, ha a talaj alapanyaga a porhullások során halmozódik fel, és alakul át szingenetikusan, akkor a rétegsorban teljes egészében nyomon követhetők ezek a változások. Paleoklimatológiai rekonstrukciók szempontjából éppen a glaciális-interglaciális váltások, a glaciálisok végén bekövetkező gyors felmelegedések kérdését övezik napjainkban intenzív viták.

További vizsgálatokra érdemes a széles körben alkalmazott geokémiai klímafüggvények és mállási indexek által szolgáltatott hőmérsékleti- és csapadékértékek revideálása. A talajok képződésekor uralkodó viszonyok rekonstruálásakor a detritális és másodlagos üledékkomponensek közül az utóbbiak rendelkeznek releváns környezeti információkkal. Az esetleges hullóporos eredetű agyagásványok mennyiségének meghatározásával jelentős mértékben javíthatnánk mindezen számítások hibahatárain.

Az elmúlt két évtizedben a környezeti kutatások homlokterébe kerültek a szél által légkörbe jutatott, majd onnan kiülepedő ásványi porral kapcsolatos vizsgálatok. Az éghajlati rendszer aktív komponensei ezek az apró szemcsék, melyek közvetlenül (pl. besugárzás módosítás) és közvetve is (pl. „vastrágyázás”, felhőképződés) befolyással vannak környezetünkre, mégis viszonylag keveset tudunk ezekről a folyamatokról. A földtörténeti múlt egyes szakaszaiban a légköri por mennyiség a mai 1–2 milliárd tonnának a 15–20-szorosa is lehetett, alapvető szerepet játszhatott az éghajlati rendszerben.

Az interglaciálisok nagytávolságú porszállítású epizódjainak rekonstruálása és recens folyamatokkal történő összevetése révén a napjainkban zajló porkifúvásokban játszott antropogén befolyás mértékét ismerhetjük meg.

4. A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára:

A Kárpát-medence területének csaknem felét borítja nagyvastagságú lösztakaró. Az egynemű fakó sárga kőzet alapanyagát a pleisztocén kori intenzív porviharok szállították és ülepítették le. A hideg-száraz éghajlat nem kedvezett a mállási folyamatoknak, így a felhalmozódott poranyagból lösz képződhetett. A meleg-nedves interglaciálisokban a löszréteg felső része talajosodott. Ezek a sötétebb sávok a későbbi glaciálisokban újra eltemetődtek és paleotalajként őrizték meg egykori melegebb klímaszakaszt. (A legismertebb hazai lösz-paleotalaj sorozatok a dunai magaspartok rétegsorai, pl. Dunaföldvár, Paks, Dunaszekcső.)

A felmelegedési időszakok nem voltak egységesen meleg-nedves időszakok; a különböző periódusokban különböző talajok képződésének kedveztek a feltételek. A fiatalabb löszökben található talajok sztyep-jellegűek, míg idősebb löszöket (idősebb, mint 650 ezer év) tagoló vörös paleotalajok kialakulása a mai Földközi-tenger térségének mediterrán klímájához hasonló feltételekhez kapcsolható. Ezek a vörös talajok már átmenetet képeznek a legidősebb löszök aljzatában található vörösagyagok irányába, melyek képződési környezete még melegebb, még nedvesebb volt.

A vörösagyagok és a vörös talajok előzetes vizsgálatai azt valószínűsítik, hogy ezeknek a képződményeknek képződésekor is jelentősek lehettek a porhullások, és a felhalmozódott poranyagból a leülepedés után talajok képződtek. Az alkalmazandó vizsgálati módszerekkel meghatározható az üledékanyag szállításának módja, származása és a leülepedéskor uralkodó éghajlat.