Hidrológiai Közlöny 1982 (62. évfolyam)
4. szám - Marton Lajos: A deutérium és az oxigén-18 adatok interpretálása a hidrogeológiai kutatásokban
Marton L.: A deutérium és az oxigén-18 Hidrológiai Közlöny 1982. 4. sz. 187 hűvösebb periódusttan szivárgott be. Ezek az adatok az Alföld mélységi vizeinek nagymértékű keveredésére utalnak és mélyre ható regionális áramlási rendszert sejtetnek. Ezeket az adatokat C—14-es kormeghatározással is célszerű lenne ellenőrizni. Viszont Hajdúnánás (1002- 1013 m), Hajdúböszörmény (850—989 m), Hajdúszoboszló ' (1019—1090 m) és Debrecen (1050—1100 m között szűrőzött) kútjaiból nyert vizek oxigén bedúsulást mutató és a mainál melegebb éghajlatú időszakból ott maradt, felhígult tengervíznek minősíthetők. Az adatok részletesebb izotópgeológiai és hidrogeológiai értékelése tovább gazdagíthatná ismereteinket a Magyar Alföld mélységi vizeinek eredetéről. 5. A „juvenilis" víz várható izotóp-összetétele A fentebb idézett szerzők rámutatnak arra, hogy a csapadékeredetű vizeken kívül elenyészően csekély mennyiségű (legfeljebb 5—10%) más eredetű, „juvenilis" termálvíz fordulhat elő a Földön. Az olyan termálvizekben, amelyek valamilyen módon a magmatikus tevékenységgel állnak kapcsolatban, a deutérium tartalomnak kisebbnek kell lennie, mint a csapadék-eredetű vizekben. Eddig azonban egyértelműen juvenilis vizet még nem sikerült kimutatni. WHITE (1969) elméleti alapon a ÖD=- 75% 0 és ő 1 8O=+7% 0 koncentrációt adja meg a juvenilis víz ismérveként. BOATO és CRATG (1955) szerint, ha lenne juvenilis víz, az ő 1 8O=-j-6% 0 izotópkoncentrációt mutatna, ami megfelel a mélyen fekvő bazaltok izzadmány-vize koncentrációjának. Bazaltokban ugyanis ő 1 80 = +6 + 7%o> gránitban és más magmatikus kőzetekben <5 1 80 = +7 -í- +12% 0 oxigén-18 deviációt találtak. A dD értéket viszont alacsonyabbnak várják, mint az átlagos tengervízben. Okát a földtörténet során végbemenő hidrogéndisszipációban látják, amely jelenség RANKAMA (1956, 1963) és más kutatók (Pl. SZELECKIJ, 1969) véleménye szerint a következőképpen magyarázható. A Föld gravitációs erőtere nem elég erős ahhoz, hogy a hidrogént mint legkönnyebb elemet teljesen a Földhöz kösse, így bolygónk állandóan hidrogént veszít, amely a bolygóközi térbe szökik (hidrogén-disszipáció). Eközben azonban a hidrogén stabil izotópjainak atomsúlyai közötti eltérés miatt a prócium (*H) gyorsabban távozik, mint a deutérium ( 2H). Ebből következik, hogy geológiai idők folyamán a deutérium viszonylagos bedúsulása ment végbe. A juvenilis hidrogén, amelynek azt az összetételt kell tükröznie, amely a kőzetek kialakulásának időszakában állt fent, természetesen „könnyebb", mint a jelenlegi. 6. Stabil izotópok a Nyírség hidrogeológiai viszonyainak kutatásában A Nyírség negyedkori felszín alatti vizeinek kutatása során — a radioaktív izotópokon kívül — a természetes stabil izotópok koncentrációit is meghatároztuk. A Bundesversuchs- und Forschungsasistalt Arsenal (Wien) Geotechnikai Intézetében 46 stabil izotóp mérést végeztek a nyírségi vízmintákon, 29 deutérium és 17 oxigén-18 mérést. Ezek közül a fontosabbakat a 2. táblázatban közöljük. Mint az előző fejezetekben láttuk, a öD és ő l sO értékek fontos felvilágosítással szolgálnak a vizek eredetére és korára vonatkozólag. A legnagyobb negatív értékek idős, pleisztocén-kori vizeket jeleznek. Ha grafikusan felrakjuk a öD és ő 1 80 értékpárjainkat, akkor a pontok két nagyobb csoportban tömörülnek (3. ábra). Az első csoportban az idősebb vizek vannak, a másik csoportban a fiatalabbak. (Megjegyzendő, hogy némely minta kisebb mértékben mindkét csoporttól eltér, de egyszerűség kedvéért csak két csoportot képeztünk). A <5Z>-<5 1 80 kapcsolat ábrázolása tekintetében a szakirodalomban esetenként félreértésekkel is találkozunk. Előfordul, hogy azonos földrajzi területen fekvő, de különböző korú (különböző éghajlati viszonyok között beszivárgó) vizeket egyetlen tapasztalati összefüggéssel vélik ábrázolhatónak, s a kapott értékekből mechanikusan regressziós egyenest számítanak, így egészen különleges hajlású egyeneseket kapnak. Természetesen vannak olyan fizikai körülmények, amikor eltérő regressziós együtthatójú egyeneseket kapunk, de itt azok a hatások nem érvényesülnek. Ha ugyanezt tennénk s az összes adatot egy csoportba tartozónak tekintenénk, akkor statisztikailag a dD= 10,13ő 1 8O + 29 regressziós egyenest kapnánk, ami feltűnően eltér a kapcsolatra levezetett regresszióktól. (Megjegyezzük, hogy az adatok száma túl kevés ahhoz, hogy megbízható statisztikai összefüggéseket kapjunk). Ismerve azt, hogy a vizek egy része a hidegebb éghajlatú pleisztocénban, a másik része a holocénban szivárgott be, adatainkat nem kezelhetjük homogén mintaként. Ezért két önálló csoportba soroljuk őket, s akkor az 1. csoportnál azl = = 10,657+35, a 2. csoportnál X = l,09 7 - 0,68 alakú regressziós egyeneseket kapjuk. Ez esetben még kevesebb az adatok száma, még kevésbé megbízható a regressziós becslés. Ezek az összefüggések így önmagukban ismét félrevezetőek. Ennek oka az, hogy területünk földrajzilag kicsi, majdnem egyetlen pontnak tekinthető, a mérési adatok kismértékben térnek el egymástól. Mivel minden mérés hibával terhelt, a minta is kicsi a matematikai statisztikai feldolgozáshoz, ezért további kiigazító elv nélkül nem kapunk megbízható összefüggéseket. Láttuk a 3. szakaszban, hogy a dD és a <5 1 80 kapcsolatát minden esetben egy TO =8,0 körüli regressziós együtthatójú egyenessel (de változó d értékkel) lehet jellemezni, s a regressziós együttható fenti értékét még az inhomogenitás sem tudja megváltoztatni. Ezért kézenfekvő, hogy m = 8 hajlású egyeneseket próbáljunk mindegyik csoport pontjaira illeszteni. Ekkor az 1. csoportnál (kétségtelenül kevés adatból) a ŐZ) = 8Ő 1 80+4,1, (43) a 2. csoportnál a <5Z>=8<5 1 80+8,2 (44)
