Hidrológiai Közlöny 2007 (87. évfolyam)
2. szám - Barna Gabriella–Fórizs István: A Balaton stabilizotóp-hidrológiai karakterisztikája
BARNA G. - FÓRIZS 1.: A Balaton stbil izotóp-hidrológiai karakterisztikája 39 A befolyásoktól (Zala 66,8 %, Nyugati-övcsatorna 13,5 %; Virág (1998) származó évi átlagos vízhozam adatok alapján számolva) a víz lassan áramlik keleti irányba, miközben a párolgásnak köszönhetően a víz egyre jobban dúsul l sO és 2H izotópokban. Ezt a térbeli elkülönülést a 61a és b ábra kiválóan szemlélteti. A három legnyugatibb mintavételi hely közül Keszthely mutatja a legnegatívabb S értékeket, annak ellenére, hogy a Zala torkolatához Balatonberény van a legközelebb. Ennek az oka az lehet, hogy a Keszthelyi-medencében fennálló áramlási viszonyok következtében a betorkolló Zala elsősorban észak felé, Keszthely irányába áramlik (Virág, 1998). A másik ok, hogy a sekélyebb víz (Balatonberény) esetében a párolgás hatása az izotópos összetételre azonos párolgási fluxus mellett jelentősebb, hiszen azonos vízfelülethez jóval kisebb vízmennyiség tartozik. Természetesen ez akkor igaz, ha a víztestben a felszíni víz keveredik a mélyebb vízzel, vagyis vertikális rétegzettség (izotópos) nem áll fenn. Vizsgálataink a Balaton esetében ezt támasztották alá (Lásd A.:6"0[%o) S B.:5D[%o] / Ani^S Kcttthclv jti^l/ Krszlhclv XoFuT ^-""fíúlainnlcllc 0 iO 20 lOTi 6. ábra. A Balaton ó' sO (A) és SD (B) értékeinek térbeli eloszlása 3.4. A tóvíz izotópos összetételének összevetése más jellemzőkkel Többen vizsgálták a tóvíz kémiai jellegét, valamint a tavi üledékben található autochton karbonát kémiai és stabil-izotópos összetételét. Pásztó P. kimutatta, hogy a tó hossztengelye mentén a Mg- és Ca-ionok aránya szisztematikusan változik, a Mg/Ca mólarány a tóban nyugatról kelet felé nő (Pásztó P., 1963). Ez a trend kimutatható az autochton, nagy Mg-tartalmú kalcitban is (Müller & Wagner, 1980), ahol a szerzők azzal magyarázzák a trendet, hogy a nyugatról kelet felé lassan áramló vízből egyre nagyobb hányad párolog el, aminek következtében az összes oldott anyag dúsul a vízben. Ugyanakkor a tóban nagy számban élő fitoplanktonok kevés Mg + + mellett nagy mennyiségű Ca + + és HC0 3 iont vonnak ki a vízből, aminek az a következménye, hogy a vízben a tartózkodási idővel egyre nő a Mg/Ca arány, ami tükröződik a vízből kicsapódott kalcitban is. Első közelítésben ezek a megfigyelések jó összhangban vannak a mi stabil-izotópos eredményeinkkel annak ellenére, hogy a két megfigyelés mögött nem pontosan ugyanaz a folyamat húzódik meg. Míg a tóvíz nyugat-kelet irányú stabil-izotópos dúsulása mögött kizárólag a párolgási hatás áll, ugyanakkor a Mg/Ca aránynak a nyugat-keleti irányú növekedését a fentebb leírt, Müller és Wagnertől idézett, két folyamat együttes hatása írja le. Ez utóbbi esetben alapvető tényező a fitoplanktonok metabolizmusa, ahol a Mg/Ca arányt a fitoplanktonok fajlagos mennyisége és a víz tartózkodási ideje határozza meg. Ugyan a párolgás hatásának a mértékében is jelentős szerepe van a víz tartózkodási idejének, azonban a kettő nem feltétlenül változik együtt. Tullner T. (Tullner, 2002) megállapította, hogy a Balaton üledékeiben (fúrásokban) az autochton karbonát Mg/Ca mólaránya és a ö l 80 értéke között több esetben jó korreláció figyelhető meg, de nem minden esetben. A jó korreláció a föntiek alapján érthető, azonban kérdéses, hogy mi okozhatja a helyenkénti gyenge korrelációt. Akkor lehet gyenge a korreláció, ha az egységnyi víztérfogatra jutó párolgási hatás (ami az 1 80 dúsulását eredményezi) és a fitoplankton-aktivitás (ami a OMg/Ca arányt növeli) valamilyen oknál fogva nem együtt változott. Ehhez mindenképpen ismerni kellene a fitoplanktonok környezeti érzékenységét, a környezeti változásokra adott válaszát. Ez azért is lenne jó, mivel az üledékek autochton karbonátjában mind a Mg/Ca mólarányt, mind a 8 l xO értéket használják paleoklimatológiai vonatkozásban, a két paraméter együttes alkalmazásából azonban összetettebb környezet-változási képet lehetne rekonstruálni. 3.5. Partközeli és nyílt víz Felvetődik a kérdés, hogy mennyire keveredik a parthoz közeli és parttól távolabbi víz, vagyis milyen mértékű a horizontális keveredés, kimutatható-e különbség az izotópos összetételben. A part mentén (10 méteren belül) és a nyílt vízen (néhány 100 m) vett minták összehasonlítása fontos a mintavételezés szempontjából, hiszen amennyiben nincs számottevő különbség, akkor a mintavételezés megkönnyíthető. Eredményeink azt mutatják, hogy nincs számottevő különbség a parti vízminták és a nyílt vízen vett vízminták stabil-izotópos összetétele között. Az 1. táblázatban lévő adatok alapján számolt különbség 5 l sO = 0,2 ± 0,3 %c, ami nem szignifikáns. 3.6. Vertikális rétegződés Mély tavakban, amikor a tó vize nem keveredik, nem áll fenn cirkuláció, akkor a víztestben kialakul egy vertikális rétegzettség, amelynek az alapja egy hőmérsékletbeli különbség okozta sűrűségkülönbség az eltérő mélységekben (Hutchinson, 1956, Lewis, 1983). A hőmérsékleti rétegzettségből következne izotópos rétegzettség is. Az időszakos hőmérsékleti különbségek a szél keverő hatása következtében gyorsan megszűnnek (Bárányi, 1980). Jelen tanulmányban bemutatott mérések is azt igazolják, hogy a hőmérsékleti rétegződés igen csekély. 3 méteres vízmélységben a hőmérsékleti különbségek egyes rétegekben nem haladták meg a 2 °C-ot, ezért hőmérséklet-különbség alapján történt jelentős izotóp összetételbeli különbség nem várható. A szél 2 m/s feletti sebességnél nagymértékben keveri a vizet, tartós 4 m/s-es sebességnél, az egész víztestet felkeverheti (Virág, 1998). Egy szélcsendes nyári napon vizsgáltuk a rétegzettséget a Balatonban, Széplaknál. 1, 2, illetve 3 méteres mélységben vett vízmintákon. A különböző mélységből vett vízminták 5 1 80 és 5D értékei (1. táblázat) között nincs számottevő különbség, a kapott adatok a mérési hibahatáron belül megegyeznek. Ezek alapján kimondhatjuk, hogy a Balaton vize teljes mélységében felkeveredett. A Balaton tehát holomiktikus, azaz szél hatására az egész vízmennyiség keveredik. Ezt az információt felhasználhatjuk, amikor puhatestű mészvázak (pl. kagylóhéjak) stabil-izotóp összetételének értékelésével foglalkozunk. A kagylók a tó fenekén, félig az iszapba ássák magukat, mivel a Balaton teljesen felkeveredik, az iszapba beszivárgott víz stabilizotópos összetétele megközelítően azonos a tó víztestének izotópos összetételével.
