Hidrológiai Közlöny 2011 (91. évfolyam)

4. szám - Szesztay Károly: Víz a Naprendszerben és az Élővilágban

25 Víz a Naprendszerben és az Élővilágban Szesztay Károly 1028. Budapest, Kőrózsa u. 21, Kivonat: A Föld vízkészletének kiváltságos helyzete különösen szembetűnő a két szomszédunk a Vénusz és a Mars vízviszonyaival szembeállítva. Az összehasonlítás ugyanis különösen előtérbe hozza a Föld éghajlatának és élővilágának csodálatosan pontos és hatékony önszabályozását, vízkészlet, élővilág. Kulcsszavak: 1. Bevezetés A víz az életnek szükséges, de korántsem elégséges feltétele. A Földön kívül a Naprendszer számos más bolygóján és holdján van víz, köztük a Jupiter és a Szaturnusz négy holdján a Földét sokszorosan felülmúló mennyiségben. Halmazállapot és a megjelenés helye, illetve módozata tekintetében ezek a vízelőfordulások sokféle változatot mutatnak, de egyikben sincs a Földéhez hasonló felszíni és felszín alatti vízkörforgás (7. táblázat). A Föld vízkészletének kiváltságos helyzete különösen szembetűnő a két szomszédunk a Vénusz és a Mars vízviszonyaival szembeállítva. Az összehasonlítás különösen előtérbe hozza a Föld éghajlatának és élővilágának csodálatosan pontos és hatékony önszabályozását. 1. táblázat Víz-előfordulások a Naprendszer belső bolygóinak térségében, a víztömeg csökkenő sorrendjében (Scriber, 2010) Sz Megnevezés Tömeg* A víz-előfordulás állapotjellemzői ** 1 Ganymede (Jupiter hold) 36 Felszíni jégborítás, helyenkénti olvadékvízzel 2 Titan (Szaturnusz hold) 29 Vastag felszíni jégtakaró 3 Callisto (Jupiter hold) 27 Vastag felszíni jégtakaró 4 Europa (Jupiter hold) 2,9 Fagyott felszín alatti óceán 5 Föld 1 Felszíni és felszin alatti víz-körforgással és szélességi övezetek szerint tagolt vízrendszerek 6 Ceres (Törpe bolygó) 0,14 Többségében fagyott állapotban 7 Enceladus (Szaturnusz hold) 0,02 Felszín közeli folyékony víz gejzírekkel 8 Mars 0,003 A sarkvidékeken jégtakaró 9 Merkur 10^ A kanyonok mélyén jégképződm-ek 10 Hold (a Föld bolygója) 10"

s A 2009. évi feltárások vizet találtak a kőzetképződés során lekötődő széndioxid mennyisége határozta meg. A kőzetképződés során a bolygó belsejébe visszakerülő széndioxid mennyisége pedig érzékenyen változik a felszíni hőmérséklet szerint. A némileg (néhány 10 C°-kal) alacsonyabb kezdeti hőmérsékletű Föld esetében a kéregből kijutó és oda visszakerülő CO2 hosszabb időszakok átlagában csökkenő irányzatú volt, és ellensúlyozta a napsugárzás intenzitásának lassú növekedését (7. ábra). *A víz-előfordulás becsült tömege a Föld vízkészletéhez viszonyított arányszámban kifejezve. **A víz halmazállapota és a bolygón (holdon) belüli elhelyezkedése 2. Vénusz és a Föld: üvegházhatás egy és több tényezős visszacsatolással A legfontosabb asztrofizikai adottságok (a Naptól mért távolság, illetve a bolygó tömege és sűrűsége) tekintetében a Vénusz és a Föld közel áll egymáshoz. Felszíni hőmérsékletük tekintetében azonban nyoma sincs a hasonlóságnak: a Föld felszíni hőmérséklete a mintegy 4,5 milliárd éves planetáris történelem során meglepően szűk határok (mintegy +10 és +20 Celsius fok) között maradt (7. ábra), míg a Vénusz felszíni hőmérséklete folyamatosan emelkedett, és ma már a folyékony víz és az élet minden lehetőségét kizáróan magas (480 C° körüli) szinten van. A vízviszonyokat és az életfeltételeket alapvetően behatároló felszíni hőmérséklet a Vénuszon és a Földön - a közel azonos kiindulási adottságok ellenére egymástól gyökeresen eltérő módon alakult, aminek okát elsősorban a légkör széndioxid mérlegének sajátosságaiban kell keresni (Jasztrov és Thompson 1975). A kéregképződés és a vulkanikus tevékenység során mindkét bolygón jelentékeny mennyiségű széndioxid jutott a bolygó belsejéből a légkörbe. Ennek további sorsát 3. Hőmérséklet, C ___ - - - ~ ~~ 1 1 1 7. ábra. A napsugárzás erősségének, a légköri széndioxid tartalmának és a térszín átlagos hőmérsékletének becsült értékei az utolsó 3 milliárd év folyamán. (Budyko et al„ 1985, és Lovelock 1979. alapján) A magasabb hőmérsékletű Vénuszon a kőzetképződéssel lekötött C0

2 kezdettől fogva számottevően kisebb volt a légkörbe jutó széndioxidnál. Megkezdődött tehát a légköri C0

2 felhalmozódás, ami további hőmérséklet emelkedést okozva gyorsuló ütemü pozitív visszacsatolást eredményezett a Vénusz felszíni hőmérséklete és légkörének széndioxid felhalmozódása között. így alakult ki a Vénuszon a Földnél közel százszorosan nagyobb légköri C0

2 tartalom és több mint 400 C°-kal magasabb felszíni hőmérséklet. A vázolt folyamatok és számmértékek tükröződése és alátámasztója, hogy a Földkéreg ásványaiban felhalmozódott légköri eredetű széndioxid mennyi-