Hidrológiai tájékoztató, 1996

2. szám, október - TERÜLETI VONATKOZÁSÚ CIKKEK - Dr. Scheuer Gyula: Megfigyelések és tapasztalatok a Yellowstone Nemzeti Parki Mammoth Hot Springsnél

Megfigyelések és tapasztalatok a Yellowstone Nemzeti Parki Mammoth Hot Springsnél (USA) DR. SCHEUER GYULA Az Egyesült Államok északnyugati részén gejzírjeiről és hévforrásairól nevezetes Yellowstone Nemzeti Park területén, annak északi részén fakadnak azok a hévforrások is - Mammoth Hot Springs - amelyek az ott képződő változatos szépségű és színű turisztikai látványosságú mészkiválásai révén váltak világhírűvé. Egyes szerzők [1] szerint e források jelenleg is képződő mészköve képviseli a világ legnagyobb hévforrásokhoz kapcsolódó mész felhalmozódását. 1. Vízföldtani viszonyok és a mészképződés magassági adottságai A hévforrások morfológiailag a Gallatin Range keleti részén a Gardiner folyó nyugati oldalán a Mt. Terrace lejtőin törnek a felszínre 1950 m körüli abszolút magasságban. A legidősebb kőzet a források környezetében a prekambriumi gránit és gneisz. A paleozoikumot és a mezozoikumot mészkő, dolomit, homokkő, agyagpala és gipszes kőzetek képviselik. Az eocénben erőteljes andezites vulkáni tevékenység volt (Absaroke vulkáni sorozat). Majd ezt követően csak a harmadidőszak végén (2,0 millió év) újult fel ismét a vulkánosság, főleg savanyú vulkánitokat (riolit és tufái) szolgáltatva. Ez a vulkáni működés a pleisztocénben több ciklusban felújult (Mesa Falls Tuff, Lava Creek Tuff ciklusok). Az utolsó kitörések már a holocénben 7000 éve történtek. A pleisztocénben a Park területe többször eljegesedett (pl. Bull Lake, Pinedale glaciális szakaszok), amelyek során moréna üledékek stb. keletkeztek. Mammoth Village /Y : )

M°N TANA I í •/-•WYOM/NQ! 1 Yellowstone NP A legutolsó eljegesedés (Pinedale glaciation) idején kb. 13 000 évvel ezelőtt a hévforrások környezetében a jégtakaró vastagságát több, mint 700 m-re becsülik [2]. A vizsgálatok szerint a felső-pleisztocénben már többször képződött édesvízi mészkő is. A legidősebb 50000, a legfiatalabb pedig 15 000 évesnek bizonyult az abszolút kormeghatározások (Th/U) szerint [2] bizonyítva azt, hogy a felső-pleisztocénben is volt már jelentős hévforrás tevékenység a környéken. A mai források a Pinedale jégtakaró elolvadása után kb. 10 000 évvel ezelőtt kezdték meg működésüket létrehozva azt a hatalmas édesvízi mészkő előfordulást, amelynek felhalmozódása még napjainkban is tart [1], A vizsgálatok szerint a hévforrás tevékenység kezdetei a Gardner folyóhoz kapcsolhatók, mert a legidősebb mészkövek (8000-10 000 év abszolút kor) ennek közelében találhatók kisebb-nagyobb foráskúpos kifejlődésben. Idősebb mészkövek települnek még többek között a kemping területén és a Mammoth Hot Springs település alatt is (1. ábra). A hévforrások az erózióbázis felett, saját üledék anyagán keresztültörő források csoportjába sorolhatók. A hévforrások a folyó felett kb. 150-300 m között különböző magasságokban lépnek ki a felszínre. így az egymáshoz viszonyított kilépési magasságuk kb. 150 m-es szélső értéken belül változik. A legalacsonyabban az Opál terasz forrásai fakadnak. Legmagasabban pedig az Új Felföld nevű források vannak. Köztes magasságban pl. a Minerva források találhatók. Ezért az egyidejű mészkiválásbanjelentős (150 m) magasságkülönbségek tapasztalhatók, továbbá a legidősebb mészkövek vannak éppen az erózióbázishoz viszonyítva legalacsonyabb felszíni helyzetben. Ezért rögzíthető, hogy a hévforrások az erózióbázis mélyülését nem követték. A hévforrások vízhozama 1960-ban 228 m

3/s, 1980-ban pedig 590 m

3/s volt [2] hőmérsékletük pedig 69-72 °C között változik. A források genetikailag olyan karsztos hévforrások csoportjába tartoznak, amelyek utóvulkáni tevékenységgel állnak kapcsolatban. Azt feltételezik [1, 2], hogy a mélyből feláramló igen nagy hőmérsékletű víz (100 °C felett) magasabb régiókban áthalad paleozóos és mezozóos karbonátos (mészkő és dolomit) kőzeteken közben ott keveredik kalciumban gazdag hidegebb vízzel. Az izotópvizsgálatok szerint a források vízutánpótlódása több, mint 95%-ban csapadékvízből történik és a vízkörforgalom megközelíti a 100 évet (beszivárgás-kilépés). A 3He/4He arány magas értékéből arra következtetnek, hogy a források igen nagy mélységre lehaladó törésekkel állnak kapcsolatban [2], A hévforrások kémiai összetétele a következő: 1. ábra. A Mammoth hévforrás terület helyszínrajza a legjelentősebb források feltüntetésével 1. Szabadság sapka; 2. Opál terasz; 3. Paletta forrás; 4. Minerva forrás; 5. Barlang forrás; 6. Reservoár forrás; 7. Jupiter forrás; 8. Új Kékforrás; 9. Kupidó forrás; 10. Kanári forrás; 11. Narancs forrás; 12. Új Felföld forrás; 13. Angyal terasz; 14. Fehér elefánt hátulja terasz 15 legjelentősebb forrás átlagosított összetétele Y 10 jelű fúrás hőmérsélet 69 °C 70 °C PH 7,2 7,48 Ca 323 mg/l 450 mg/l Mg 67 mg/l 80 mg/l Na 130 mg/l 161 mg/l K 54 mg/l 69 mg/l Fe 2,4 mg/l Li 1,8 mg/l Cl 163 mg/l 171 mg/l S0

4 563 mg/l 800 mg/l hco

3 755 mg/l 997 mg/l F 4,2 mg/l B 3,8 mg/l Si0

2 54 mg/l 88 mg/l Kalcium-hidrogénkarbonátos Kalciumszulfátos szulfátos víz [1] Hidrogénkarbonátos víz [2] 43