Hidrológiai Közlöny 2004 (84. évfolyam)
1. szám - Szesztay Károly:Vízburok és vízkörforgás a Föld planetáris életrendjében
2 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 200 4. 84 . ÉVF. 1 . SZ. kémiai elemre vonatkozóan hasonlítja össze a Föld-képződés nyersanyagára jellemző bolygóközi meteoritokat és a differenciálódási folyamattal kialakult láva-köpenyt az óceánokat hordozó bazalt tömbökkel és a szárazföldeket tartó gránit tömbökkel. A geoszféra élet-orientált fejlödési irányzatának meglepően határozott (de részleteiben ma még meglehetősen feltáratlan) példája, hogy a szárazföldi növényvilág és állatvilág számára létfontosságú kémiai elemekben (mint az oxigén, a szilícium, a nátrium és a kálium) a bazalt tömbök és különösen a gránit tömbök adatai lényegesen nagyobbak a földtörténeti előzményt jelentő másik két oszlop részarányainál. 1. ábra. A szárazföldeket hordozó kéregtömböknek a keletkezésüktől számított életkor szerinti megoszlása (Broecker, 1985) A földkéregnél is határozottabban élet-centrikus irányzatok és életközeli megoldások jellemzik bolygónk vízburkának (a Világtengernek) és a szárazföldek folyamatos vízellátást biztosító földi vízkörforgásnak a kialakulását 1. táblázat A bolygóközi meteoritok és a földkéreg alatti lávaköpeny összetételének összehasonlítása az óceán-fenék bazaltjával és a szárazföldeket tartó gránit tömbökével (Broecker, 1985) Meteoritok Köpeny Bazalt Gránit o 32,3 43,5 44,5 46,9 Fe 28,8 6,5 9,6 2,9 Si 16,3 21,1 23,6 32,2 Mg 12,3 22,5 2,5 0,7 AI 1,4 1,9 7,9 7,7 Ca 1,3 2,2 7,2 1,9 Na 0,6 0,5 1,9 2,9 K 0,1 0,02 0,1 3,2 Egyéb 5,9 1,7 2,7 1,6 A radioaktív folyamatok alakulását rögzítő adatokból ismeretes, hogy a légkör egyik mennyiségében nem jelentős (az összetevők részarányában 12.) de információ értékében igen jelentős összetevője a xenon (Xe) igen hamar (az Ős-Föld anyaghalmazának mintegy 4,6 milliárd évvel ezelőtti elkülönülését és halmaz állapot, illetve fajsúly szerinti differenciálódásának kezdetét követő mintegy 100 millió éven belül) döntő többségében kivált a rendeződni kezdő törmelék halmazból. Elsők között foglalta el helyét a légkörben, ahol nagy atomsúlya (56os rendszáma) folytán teljes mennyiségében mindmáig megmaradt és atomjainak telített elektronburka folytán (más nemesgázokhoz hasonlóan) nem vett részt kémiai átalakulásokban. A xenon információ-értéke abból a tényből fakad, hogy a légköri xenon izotóp-összetétele a Xe (129) tekintetében - határozottan eltér a Föld lávaköpenyéből a jelenkori kéregképződés során kiváló bazalt kőzetek xenonjára jellemző Xe (129) részaránytól. A Föld anyagának intenzív szerkezeti átrendeződéséről, és azon belül a légkör-képződés közelítő időpontjáról és méreteiről a xenon-elemzés útján nyerhető tájékozódás azért rendkívülien jelentős, mert feltételezhető, hogy a xenonnal föbb vonásaiban azonos sorsa volt az Ős-Föld kőzet halmazában kémiailag kötött víznek, illetve az átrendeződés magas hőmérsékletén abból légnemű állapotban kiváló és a xenonnal együtt a föld felszínre jutó vízmolekuláknak is. A xenon - analógia alapján feltételezhető, hogy a mai állapotra jellemző 3><10 17 grammnyi (egyenletes felszíni eloszlásban mintegy 4 km rétegvastagságot jelentő) teljes vízkészletnek igen nagy többsége (mintegy 60-80 %-a) a földtörténetnek ebben az igen korai hajnalában jutott a felszínre, és a kéreg megszilárdulásával kialakult ős-óceán a további planetáris fejlődés döntő fontosságú tényezőjévé vált. A folyamatos kéreg-megújulásban és a tűzhányók tevékenységében megnyilvánuló belső kőzet képződés a hajnalkori nagy átrendeződést követően (és annál sokkalta lassúbb ütemben) bolygónk planetáris történelmének későbbi szakaszaiban is folytatódott. Ennek során folytatódott a kőzetek és a láva-köpeny kémiailag kötött vizének felszínre kerülése, és a Föld teljes vízkészletének mintegy 93 %-a az óceánokban, illetve a szárazföldek víztartóiban és a sarkvidékek jégtakarójában halmozódtak fel, vagyis bolygónk kőzet-állománnyá rendeződő geoszférája eredeti vízkészletének ma már csak mintegy
