Hidrológiai tájékoztató, 2006
A 30 ÉVES KISKUNSÁGI NEMZETI PARK JUBILEUMI ELŐADÁSAI - Dr. Molnár Béla-Jenei Mária: Talaj- és felszíni vizek hidrodinamikai és hidrokémiai változásának összefüggése a tavi karbonát képződéssel a Kiskunsági Nemzeti Park területén
A Kiskunsági Nemzeti Park talaj-és felszíni vizek hidrodinamikai és hidrokémiai változásainak összefüggése a tavi karbonát képződéssel* DR. MOLNÁR BÉLA 1 - JENEI MÁRIA 2 1 Szegedi Tudományegyetem Földtani és Őslénytani Tanszék, 2Alsó-Tiszavidéki Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség Laboratóriumi körülmények között dolomit 100° C alatt nem állítható elő. A természetben és a KNP tavaiban is azonban dolomit is képződik, pedig az általunk eddig mért legnagyobb vízhőmérséklet 37° C volt. Morrow, D. W. (1982) részletesen foglalkozott a dolomitképződést akadályozó, vagy elősegítő tényezőkkel. Megállapítása szerint ezek a következők: 1. A dolomitok termodinamikailag a legtöbb természetes oldatban stabilak, a termodinamikai átalakulásuk a kalciton és az aragoniton át tart a dolomitig. 2. A dolomit kiválását termodinamikai tényezők akadályozhatják, a kristályrács nagy fokú rendezettsége a Ca 2 + Mg 2 + és a C0 3 2- ionok hidratációs viselkedése miatt. 3. A három kritikus paraméter összjátéka határozza meg, hogy ezek a tényezők milyen mértékben gátolják a dolomitképződést. a) A kristályosodás sebessége a kicsapódó Ca-Mg karbonát kristálytani rácsrendezettségét határozza meg. A túltelített oldatok hígulása redukálja a kristályosodási arányt. b) Az oldatok Mg/Ca aránya meghatározza, hogy a Ca-Mg karbonáton belül a karbonátba (dolomitba) mennyi Mg 2 + épül be. Ez az arány a gipsz és az anhidrit kicsapódásakor gyakran emelkedik és ez a dolomitosodásra kedvezően hat. (Ilyen hely pl. a Perzsa öböl árapály feletti öve.) c) Ha az oldatok C0 3/Ca aránya nagyobb mint egy, akkor az a dolomit kicsapódást elősegíti. 4. A térfogat megmaradás kényszere miatt a reakció a következő: (2-X)CaC0 3 +Mg 2 + + X C0 3 2 = CaMg(C0 3) 2 + (l-X)Ca 2 + ahol az X= az aragonit dolomitosodásakor 0,11 -el, a kalcit dolomitosodásakor pedig 0,25-el. A dolomitképződésnél a dolomitot alkotó három ionnak (Ca, Mg, C0 3-nak ) az oldatnak és a szilárd fázisnak a folyadék mozgása közbeni változása jelentős tényező. A karbonátok diagenetikus folyamatait fizkai és kémiai tényezők határozzák meg, mint pl. az üledék természete. Ilyen tényezők a törmelékszemcsék összetétele, a pórusokban a vezetőképes anyag-tartalom, a porozitás és permeabilitás, az üledék szerkezete és a teljes üledék geometria: a környezeti tényezők, a nyomás, a hőmérséklet és a pórusvíz minősége, beleértve az összetételt, valamint a vezetőképes folyadék tartalmat és a pórusrendszerben a folyadék mozgásának sebességét. Müller, G. et al. (1972) azt is megadták, hogy a tavi vizek oldatában milyen Mg/Ca arány mellett milyen karbonátok válnak ki. Az arid törökországi Anatóliai-síkság és a humid Nyugat Európa közötti 25 különböző vízkémiájú és sótartalmú tóvíz vizsgálata alpján két tóvíz típust határoztak meg. Az első csoportba azokat a tavakat sorolták, amelyekben a Mg/Ca arány „állandónak" mutatkozott, a másik csoportba pedig a „dinamikusan" változó tótípusokat, amelyeknél a kémiai változások évszakonként szélsőséges értékek között ingadoznak. Az első csoportnál ha a víz Mg/Ca aránya 2-nél kisebb úgy a vízből kis Mg tartalmú kalcit válik ki. A 2-7 közötti Mg/Ca arány mellett nagy magnézium tartalmú kalcit ülepedik le, de hiányzik a diagenetikus átalakulás. A 7-12 közötti Mg/Ca aránynál elsődleges ásványként ugyancsak nagy Mg tartalmú kalcit van, de itt a Ca rovására koradiagenetikus úton dolomit keletkezik, mert a kalcit rácsszerkezetbe Mg épül be. A 12-nél nagyobb Mg/Ca arány felett aragonit csapódik ki. A „dinamikusan" változó tavaknál ha a Mg/Ca arány 12-nél jóval nagyobb, akkor víztartalmú magnézium karbonátok (hidromagnezit, nequehonit) és magnezit kialakulása várhatók. A korábbi kutatásaink során a KNP tavi karbonátjainak ásványtani, kémiai és kristályszerkezeti tulajdonságait már megismertük (Molnár ß. 1980, Molnár B. 1983, Molnár B.-Szónoky M.-Kovács S. 1981). Hiányzik azonban a tóvizek részletes egész évre vonatkozó hidrodinamikai és geokémiai változásainak a feltárása. 2003-2006 évek között az OTKA T 42920 sz.-on nyilvántartott pályázaton nyert pénz ezt most lehetővé teszi. Ezért a KNP területéhez is csatlakozva tíz típus talajés felszíni vízmintavételi helyen, havonta vett vízminták alapján kutatjuk a vizek éves változásait és a változások összefüggéseit a tavi karbonát-képződéssel (/. ábra). A korábbi karbonát-vizsgálatok jelezték, hogy képződésüknél az evaporációnak jelentősége van (Molnár B Botz, R. 1995). Ezért megnéztük, hogy a vizek valóban jelzik-e az evaporációt. A Duna-Tisza köz 46,397 északi szélességi és a 19,8753 hosszúsági fokra, valamint 100 m tszf.-i magasságra a www, waterisotop.org-nál megadott módon kiszámítottuk a csapadékvizek ;8D (0/00) SMOW és a 518 O (0/00) SMOW elméleti havi értékeit, majd az adatokat derékszögű koordinátára vittük fel. így a meteorikus vizek vonalát adtuk meg. * „A Kiskunsági Nemzeti Park elmúlt 30 éve a földtan tükrében" c. jubileumi emlékülésen (Kecskemét, 2006.06.16.) elhangzott előadás kivonata. 57 V
