Hidrológiai Közlöny 2007 (87. évfolyam)

6. szám - XLVIII. Hidrobiológus Napok: Európai elvárások és a hazai hidrobiológia Tihany, 2006. október 4–6.

17 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2007. 87. ÉVF. 6. SZ. Balatoni kagylóhéjak (Unió pictorum Linné) stabil-izotópos vizsgálata Barna Gabriella

1, Cserny Tibor

2, Fórizs István

1 ' Magyar Tudományos Akadémia Geokémiai Kutatóintézet, 11-1112. Budapest, Budaörsi út 45. 2 Magyar Állami Földtani Intézet, H-1143. Budapest, Stefánia út 14. Kivonat: Kulcsszavak: Bevezetés A kagylók héjának komplex geokémiai, ezen belül izotóp-geokémiai vizsgálata új eszköz a klíma és a környezet gyors változásainak tanulmányozásában. Tengeri, édesvízi és szárazföldi puhatestűek vázának stabil-izotópos vizsgálati eredményei már bizonyították, hogy a héj karbonátjában megőrződött geokémiai információ összefüggésbe hozható egyes környezeti paraméterekkel (hőmérséklet, csapadék, párolgás). Anyag és módszer A vizsgálatban felhasznált kagylóhéjak (Unió pictorum Linné) a Balaton három különböző pontjáról (Balatonberény, Balatonlelle, Balatonszéplak) származnak. A kagylóhéjakból speciális fiiró segitségével vett karbonát minták stabilizotóp-összetételét (5

l

sO, 8

nC) mértük tömegspektrométer segítségével (Finnigan MAT 252, Finnigan delta S). Eredmények A Zala és a Nyugati-övcsatorna hatása a Balaton stabil-izotópos összetételére A vizsgálat alapjául szolgáló kagylók mintavételi helyei a Zala befolyásától távolodva Balatonberény, Balatonlelle és Balatonszéplak. A vizsgálat során felhasznált kagylóhéjak összehasonlítása során jelentős különbségek adódtak az oxigén stabilizotópos összetételét (S

l

80) illetően. A befolyástól távolodva a 8

l

xO értékek pozitív irányba tolódnak el (/. ábra), vagyis a víz, s ez által a kagylóhéj 1

H0-ban dúsul. Ennek a magyarázata, hogy a Balatonba befolyó 1

60 izotópban dús vizek okozzák a Balaton vizének oxigénizotópos „felhígulását". A befolyásoktól (Zala, Nyugati-övcsatorna) a víz lassan áramlik keleti irányba, miközben a párolgásnak köszönhetően a víz egyre jobban dúsul 1

80-ban (5

I

80 érték pozitív irányba tolódik el). A 8

1

8O

a

i.

agoni

t és ö

l

xO

v,

z kapcsolata: ö

,

0O

a

r,

g01

lj

t becslése hőmérséklet és vízizotóp adatok segítségével A kagylóhéj oxigénizotópos összetételét (8

1

KO

aragoni

t) főleg a víz hőmérséklete (T) és izotópos összetétele (ö

I

KO

ví

z) határozza meg. E három adatból bármelyik kettő ismeretében a harmadikat ki lehet számítani. A 8

18 Oaragonit érték kiszámításához az alábbi biogén karbonátokra paleoklimatológiai vizsgálatokban is alkalmazott összefüggéseket használtuk. T(°C) = 21,8 - 4,69(S

l

8O

a

r-5

l

8O

vi

z) (Grossmann és Ku, 1986) lO'ln a

a

r_

vi

2 = 2,559( 10

6*T(K)"

2+0,715 (Dettman et al„ 1999) 10

3ln a„

M

z = 18,45+/-0,4*10

3/T(K)-(32,54+/-l,5) (Böhm et al„ 1999) ahol T a hőmérséklet Celsius fokban, 8

1 8O

a

r a kagylóhéj aragonitjának, ö

I

KO

vi

z a tó vizének 8

l

sO értéke és a

a

r_

vi

z = (lOOO+S^OJ/ (1000+5

l

80

vi

z) Ahhoz, hogy ö

,

KO

aragonl

l értékeket számoljunk, szükségünk van a vízhőmérsékleti és vízizotóp adatokra. Balatonszéplakról 1991-től heti rendszerességgel vesznek vízmintákat, amely szerepet játszott abban, hogy kagyló begyűjtésénél az egyik mintavételi helynek Balatonszéplakot választottuk. Az összefüggések tesztelésére ezért mindenképpen Széplakról származó mintát kell felhasználnunk, hogy a víz-izotópösszetétel hatását közvetlenül vizsgálhassuk. Az 1991-től napjainkig tartó mintavételezés során keletkezett és a Magyar Állami Földtani Intézetben kezelt (Cserny Tibor) adatbázisból használtuk a kagyló életidejének megfelelő 3 év (2001-2004) S

1

8O

viz idősorát. A 2004-ben gyűjtött példányok vizsgálata szerencsés abból a szempontból, hogy a Balatonon a 2000es száraz év következtében 2000 májusa és 2004 októbere között nem történt vízleeresztés, a Sió-csatorna végig zárva volt. A tó ebben az időszakban egy viszonylag zárt egységet alkotott. A S^Oaragonj, becslése nem a teljes egész évet felölelő 8

I!

íOví

z és Tvi

Z adatsor alapján történt. Irodalmi adatok (Dettman et al., 1999) alapján feltételezhető, hogy az Unionidae családba tartozó kagyló csak 12°C feletti vízhőmérsékleten épít be karbonátot, ami a Balaton esetében a május és október közti időszakot fedi le. Az így kapott ö

l

xO

aragon

i, idősort vetjük össze a becsült 8

l

8O

aragonjt idősorokkal (2. ábra). Azonos időszakot reprezentáló becsült és mért 8'

8 Oaragonit görbék jellege azonos, a becsült 8

l

8O

aragoni

t görbe a 2002-2003 évekre pozitívabb értékekkel jellemezhető. A 2002. aszályos évre felállított összefüggés: T(°C) = -2 00 ^ Q ^ a* -8 o 5w-10 -12 -14 Balatonberény Balatonszéplak -7 -5 -4 -3 -2 aO %o [V-PDB] 0 /. ábra: A Balaton különböző mintavételi helyeiről származó minták stabil C- és O-izotópos összetétele 6,50-5,11(8 O

s r-8

1

8O

v J. Szignifikáns különbséget mutattunk ki a Balaton három különböző pontjáról (Balatonberény, Balatonlelle, Balatonszéplak) származó kagylóhéjak (Uniópictorum Linné) oxigén stabilizotópos összetételét (5'*0) illetően. A befolyástól (Zala, Nyugati-övcsatorna) távolodva a kagylóhéjakból származó karbonát (aragonit) 8

1

80 értékei pozitív irányba tolódnak el, ami a párolgás okozta izotóp-frakcionációval magyarázható. Az irodalomból ismert elméleti összefüggések alapján a szerkesztett (becsült) S^Oaragonit-görbe és a mért ő

l

8Oa,

agci,it értékek összehasonlítása során azt tapasztaltuk, hogy a becsült S'^Oaragonii görbe a 2002-2003 időszakban pozitívabb a mért értékeknél, míg a 2004. évben a két érték hibahatáron belül megegyezik. Az eltérés egy lehetséges magyarázata a 2002-2003 években tapasztalt rendkívül alacsony vízállás. Balaton, stabil oxigénizotóp, 8

I

80, párolgás, kagylóhéj