Hidrológiai Közlöny, 2014 (94. évfolyam)
2014 / 4. szám - Nyirő-Kósa Ilona - Tompa Éva - Rostási Ágnes - G. Tóth László - Nédli Bernadett Judit - Balogh Csilla - Cserny Tibor - Pósfai Mihály: A Balaton karbonát-ásványai
24 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2014. 94. EVF. 4. SZ. 5. ábra. a) Mg-kalcit aggregátumról készült SEM felvétel; b) Mg-kalcit TEM képe a hozzátartozó elektrondiffrakciós felvétellel; c) dolomit kristály A frissen kicsapódott karbonátszemcséket az automatikusan szűrő szervezetek a vízben bekebelezik, majd pellet formájában ürítik. Ezután a pelletek leülepednek, majd hullámzáskor a turbulencia hatására újból a víztestbe kerülve ismét részt vesznek a tó ökológiai ciklusában. Tehát az üledék többnyire „újrafeldolgozott” karbonátás- vány-aggregátumokat tartalmaz. A zooplankton béltartalmának elektronmikroszkópos vizsgálata kimutatta, hogy a pelletek nagy része ásványi lebegőanyag, főleg Mg-kalcit ásványszemcsék. Mellettük nagy számban kovaalgák, valamint kisebb mennyiségben csillám és a- gyagásvány szemcsék fordulnak elő. A pelletek mérete 80 pm körüli, alakjuk a bélcsatomának megfelelően hosszúkás, lekerekített, henger alakú. Néhány felvételen úgy tűnik, hogy a pelletek közepe üreges (6. a ábra). Az üregek falát és magát a pelletet is kívülről filmszerűen szerves anyag burkolja, mely valószínűleg a peritrofikus membrán. A Zala áradásakor a Keszthelyi- és Szigligetimedence szervesanyag gazdagsága a béltartalmakban e- gyértelműen megmutatkozik. A Nyugati-medence mintáiban az ásványszemcséket szerves mátrix köti össze, a kristályok filmszerűen finoman burkoltak, ezzel szemben a kenesei minta nagy része pedig szinte kizárólag csupasz Mg-kalcit kristályokból áll (6.c ábra). Nagyobb felbontású SEM felvételen (6.d ábra) látható, hogy a kristályok több apró, egy irány mentén rendeződött kristály e- gyütteséből állnak, azaz mezokristályok. A mezokristály egy köztes állapot az egykristály képződése során; stabil állapotú előfordulásához azonban általában valamilyen szerves polimer molekula jelenléte szükséges (Meldrum és Cölfen, 2008, Grassmann és tsai, 2002). Biológiai rendszereknél gyakran fordul elő mezokristály, például a tengeri sün tüskéje vagy a kagylóhéjat alkotó aragonit is mezokristályos (Bäuerlein és tsai, 2007). 6. ábra. a) Üreges Copepoda pellet; b) pellet alkotói; c) és d) balatonkenesei minta Mg-kalcit kristályokból álló pelletjei. A Balaton vizében előforduló, normál körülmények között stabil mezokristályok jelenléte számos kérdést felvet, melyek további részletes vizsgálatát tervezzük. Továbbá folytatjuk a pellet valamint a karbonátásványok nanoszerkezetének tanulmányozását. Ahogy a fenti eredményeink is mutatják, a Balaton ü- ledékének részletes ásványtani vizsgálatai új ismeretekhez vezetnek mind a vízben kiváló kristályok és a vízkémia, mind pedig a kristályok és az ökoszisztéma kapcsolatának területén. Kutatásainkat a TÁMOP-4.2.2.A-1 l/l/KONV-2012- 0064 projekt támogatta. Nyirő-Kósa Ilona munkája az Európai Unió és Magyarország támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával a TÁMOP 4.2.4.A/2-11-1-2012-0001 azonosító számú „Nemzeti Kiválóság Program - Hazai hallgatói, illetve kutatói személyi támogatást biztosító rendszer kidolgozása és működtetése konvergencia program” című kiemelt projekt keretei között valósult meg. Irodalom Bäuerlein, E., Behrens, P., Epple, M. (2007) Handbook of Biomineralization. Wiley-VCH, Weinheim, pp. 290. Csemy T. (1987) A Balaton aktuálgeológiai kutatásának eredményei. Magyar Állami Földtani Intézet Évi Jelentése 1985: 343-365. Csemy T., Tullner T. (2009) A Balaton üledékeinek szedimentológiai, ásványtani és geokémiai tulajdonságai. Hidrológiai Közlöny, 89. évf. 6, 205-210. Grassmann, O., Müller, G., Löbmann, P. (2002) Organic-inorganic hybrid structure of calcite crystalline assemblies grown in a gelatin hydrogel matrix: relevance to biomineralization. Chem. Mater. 14, 4530-4535. Meldrum, F.C. és Cölfen H. (2008) Controlling mineral morphologies and structures in biological and synthetic sytems. Chem. Rev. 108, 4332-4432. Müller, G. (1970) High-magnesian calcite and protodolomite in Lake Balaton (Hungary) sediments. Nature 226, 749-750. Müller G. és Wagner F. (1978) Holocene carbonate evolution in Lake Balaton (Hungary): A response to climate and impact of man. In: A. Matter and M. E. Tucker, Editors, Modern and ancient lake sediments, Blackwell Sei. Publ. 2, 57-81. Zhang F., Xu H., Konishi H. és Roden E. E. (2010) A relationship between d 104 value and composition in the calcite - disordered dolomite solid solution series. Am. Mineral. 95, 1650-1656. Carbonate minerals in the sediments of Lake Balaton Nyirő-Kósa, I, - Tompa, É. - Rostási, Á. - G. Tóth, L. - Nédli, B.J. - Balogh, Cs. - Csemy, T - Pósfai, M. Abstract: Calcite precipitates in hardwater lakes like Balaton as a result of C02 consumption by algae through photosynthesis. In this study we examined various aspects of carbonate formation relevant to the biogeochemical cycles in the lake, including the relationships between Mg content, crystal structure, particle size and morphology, the potential autochtonous formation of dolomite, and the roles of organisms in nucleating and reprocessing mineral matter. The sediment consists mostly of Mg-calcite and a few percent of dolomite. The Mg content of calcite increases from West to East in the lake, reflecting a gradient in water composition. Mg-calcite particles are elongated, few pm-large aggregates in which the crystallites occur in a consensus crystallographic orientation. Smaller, euhedral dolomite crystals also occur in the sediment. In the eastern basin of the lake the cell parameters slightly differ from those of stoichiometric dolomite, suggesting the direct precipitation of dolomite. Pellets produced by Copepoda consist mostly of Mg-calcite aggregates and their compositions and morphological features reflect the changes in water chemistry from West to East. Keywords: Balaton, sediment, Mg-calcite, dolomite.
