Hidrológiai Közlöny 1957 (37. évfolyam)
3. szám - Gánti Tibor: A barlangok keletkezésének kémiai vonatkozásai
Hidrológiai Közlöny 37. évf. 1957. 3. sz. 285 A tanulmány a barlangok képződésót az eddigi korróziós és eróziós elmélet helyett a karsztvizek ún. másodlagos oldóhatására vezeti vissza és számos, eddig megoldatlan probléma mellett megkísérli megmagyarázni, hogy miért nem képződnek a dolomitban barlangok. A barlangok keletkezésének kémiai vonatkozásai Gí ITI TIBOR (Budapesti Műszaki Egyetem Ásvány- és Földtani Tanszék) Az utóbbi években a karszthidrológusok és geológusok egyre több olyan jelenséget észleltek, amelyet nem lehetett megmagyarázni. Ezek a kérdések a következők : 1. Hogyan fejthet ki oldóhatást a telített karsztvíz ? Kessler II. mérései alapján tudjuk, hogy a csapadékvíz karsztos területen óránként 1,5—4 m-es sebességgel szivárog lefelé a kőzetben. Pár óra alatt tehát csak igen rövid utat tesz meg, s ez az idő elég ahhoz, hogy CaC0 3-tal telítetté váljék. Másrészt a barlangokban 10—12 m-re a felszín alatt megjelennek a cseppkövek, jelezvén, hogy itt a csapadékvíz nemcsak hogy telített, hanem a helyi mikrokörülmények között túltelített is. A telített víz viszont nem fejthet ki oldóhatást. A barlangképződés eszerint a mechanizmus szerint nem mehet végbe. Megpróbálták visszavezetni más tényezőkre, pl. az erózióra, de ezt a feltevést a tisztán korróziós barlangok (Vass Imre barlang, Kossuth-barlang) felfedezése végleg megdöntötte. Az árvizek oldó hatása sem hozhatja egyedül létre a barlangot, mert egyrészt ez a hatás dolomitban is fennáll (1. 4. pont), és itt nincs barlang, hévforrásos barlangoknál viszont nem találkozunk lágy árvizekkel és mégis tágas járatokat találunk (1. 3. pont). 2. A második kérdés az, hogy a karsztvíz miért csak a karsztvízszinten fejti ki az oldó hatását ? Miért a vízszintes járatrendszerét tágítja a barlangnak ? Az elfogadott kémiai oldás alapján, amelynek az egyenlete : CaC0 3 + H,C0 3 ^ Ca (HC0 3) 2 az volna várható, hogy ahol sok szabad szénsavat tartalmaz (a felszínhez közel), és ahol kevésbé telítetlen, ott fog jobban oldani, ott alakít ki tágas járatokat. A tapasztalat viszont azt mutatja, bogy a felszínhez közel — a csekély és megmagyarázható kivételtől eltekintve -— nem találunk nagy .üregeket, ezek mindig jól definiált mélységben, a karsztvízszinten alakulnak ki. 3. A hévforrásos barlangok keletkezésével kapcsolatosan a kérdés —• az előzőkhöz hasonlóan —, hogy miért éppen a meghatározott helyen alakulnak ki a barlangok, és miért nem a melegvíz útjának egész hosszában ? A hévforrásos barlangokban a melegvíz kimutathatóan egy szűk ökölvagy derékvastagságú járaton át tör fel. (Barlangi talppont kérdése.) Márpedig a víz itt nemcsak telített, hanem túltelített is, így semmi esetre sem alkalmas oldásra. 4. Miért nincsen a dolomitban barlang? Ez a kérdés talán a legrégebbi megoldatlan karszt probléma. A dolomit fizikai és kémiai tulajdonságaiban nagyon hasonlít a mészkőhöz. Általánosan elterjedt nézet, hogy a dolomit rosszabbul oldódik, mint a mészkő, s ezért nem alakulnak ki benne barlangok. Azonban Mándy T. oldásvizsgálatai [2] bebizonyították, hogy a dolomit oldási sajátságai nem térnek el lényegesen a mészkőtől, sőt egyes külföldi kutatók azt találták, hogy a dolomit oldódik jobban. Ez tehát nem lehet a barlangok hiányának az oka. Felmerült az a gondolat is, hogy talán kevésbé szilárd és nem bírja el a nagy termek képződését (dolomitporlás). Ennek azonban ellene mondanak a kőzetfizikai vizsgálatok [1], a dolomitporlás pedig hévforrásos tevékenységre vezethető vissza [7], 5. Kessler H. megfigyelése szerint [4] a kőzet annál alkalmasabb barlangképződésre, minél kisebb a Mg tartalma. Márpedig a Mg tartalom azok közül az említett fizikai és kémiai tényezők közül, amelyek a barlangképződéshez vezetnének, egyet sem befolyásol. így ennek az összefüggésnek az oka nincs kiderítve. 6. A forrásvizek Ca—Mg aránya kb. 1:1 szemben a mészkő kb. 100-szoros Ca tartalmával. A logikus az volna, hogy a forrásvizek a Ca-t és Mg-t ugyanolyan arányban tartalmazzák, mint ahogyan a mészkő. A kioldás is csak ilyen arányban történhet. Igaz ugyan, hogy a MgC0 3 víztartalmú módosulatai a lansfordit és nesquehonit kb. 10-szer olyan jól oldódnak, mint a CaC0 3, de a Mg tartalom lassan kioldódva a felületről az oldódási sebességkülönbségeket a koncentráció változása kompenzálja. Az sem szolgálhat magyarázatul, hogy a víz dolomitrétegeken jön keresztül, mert olyan területeken is ugyanez az arány, ahol dolomitot nem ismerünk. Az 1. táblázat az ország különböző vidékein levő karsztforrásaink kémiai összetételét mutatja be. A súlyarányok mellett a mólarányokat is tartalmazza a táblázat, mert az eltérő atomsúlyok miatt a Ca + + és Mg + ionok számát az oldatban a mólok mutatják helyesen. Az 1. ábra ugyanezt az arányt tünteti fel grafikusan. A sorszámok megegyeznek az 1. táblázat sorszámaival. Ezekből az ellentmondásokból kitűnik, hogy azok a mechanizmusok, amelyeknek a barlangképződést tulajdonították, nem képesek önmagukban a barlangokat létrehozni. A barlangok létrehozásában valamilyen más hatásnak is szerepelnie kell. Természetesen ez nem jelenti azt, hogy lebecsülnénk akár az erózió, akár a lágy árvizek erodáló, ill. korrodáló hatását. A barlangokban sok olyan jelenséggel találkozhatunk, amelyek ezek barlangformáló hatását mutatják. Kell azonban lenni, egy olyan hatásnak is, amely a dolomitban nem jöhet létre, bár az erózió és az árvizek lehetősége fennáll, másrészt a hévforrásos barlangokban, ahol viszont erózió és lágy ß karszt-
