Interdiszciplináris tudomány győjtıhelyek. Állatok, emberek, bagolyköpet Cseppkövek megırzik a víz egykori összetételét Barlangi sár (aprózódás-mállás

Átírás

1 Barlangtan (szpeleológia( szpeleológia) Interdiszciplináris tudomány győjtıhelyek Állatok, emberek, bagolyköpet Cseppkövek megırzik a víz egykori összetételét Barlangi sár (aprózódás-mállás egykori kızetek) védett környezet, üledékcsapda Barlangok keletkezése (szpeleogenetika) még ma is újabb és újabb elméletek bonyolult és soktényezıs folyamatok (komplex barlangok) nem laboratóriumi/könyvtári munka Barlang = a szilárd földkéregben kızeteiben természetesen úton létrejött l üregek, ha azok az ember számára járható méretőek. Képzetje ez itt kicsinyben az örökké munkálkodó és viszont szüntelen emésztı természetnek. Mindég támad valami új, a régi szétomlik, és annak töredése újabb tárgyaknak alkotására szolgál Vass Imre (1831 Aggteleki-b.. kutatója) Keletkezés szerint: Szingenetikus üreg (kial( kial.: kızetképzıdéssel egyidejőleg) Posztgenetikus üreg (már kialakult kızetben) 1

2 Szingenetikus üreg I. 1. Lávahólyag barlang Szilaspogony, Kis-kı (Nógrád) sőrőn folyós (fıleg bazaltos) lávában képzıdött nagymérető gázbuborék A láva lehőlésekor a kızetbe dermedı buborék falára a gázokbólgızökbıl különleges kristálytők A A barlangra a felszínen semmi nem utal, rendszerint kıbányászás közben, véletlenül bukkannak ilyen üregekre term_ertek/pogony.html Szingenetikus üreg II. 2. Lávakéregbarlang Hualalai Ranch Cave (Kalifornia, USA) fıleg andezites lávában kialakuló, akár több kilométer hosszú csatorna sőrő láva lávaár lassan halad, felszín salakszerő kéreggé híg olvadék alul kifolyik Könnyen beomlik, rövid élető (aktív vulkáni területeken) 2

3 Szingenetikus üreg III. 3. Mésztufabarlang Karsztforrások vize sok oldott meszet tartalmaz, ahol az áramlása felgyorsul, ott a felülete megnı, és a CO2 tartalom egy része elillan, vízben oldott mész mésztufa formájában kicsapódik Vízeséseknél a lezúduló, víz örvényüstöt váj ki, a szertefröccsenı vízbıl mésztufagát jön létre be is boltozódhat üregek nem alkotnak egybefüggı, kiterjedt barlanghálózatot, hanem rendszerint mesterséges tárókkal kötik ıket össze Anna-barlang (Lillafüred) barlang/anna&s=1 Szingenetikus üreg IV. 4. Korallbarlang a zátony épülése során a korallok olykor tekintélyes mérető üregeket zárnak közre még a víz alatt sem hosszú életőek, a zátonyt pusztító élılények munkája következtében gyorsan feltöltıdnek 5. Gejzírbarlang forró vízben oldott kovasav a felszínre ömölve hidrokvarcit formájában csapódik ki akár m-es magasságú gejzírkúp épül a forrás körül a kúpban mindig kialakul egy pár méter nagyságú üreg Zempléni-hg, Tihanyi-félsziget 6. Telérben képzıdött barlang vulkáni tev.: forró vizes oldatok az oldott anyag egy részét már a tektonikus repedésekben lerakják (hasadékkitöltés = telér) A telért nem mindig töltik ki teljesen a kristályok (Velencei-hg.: Likas-kı) 3

4 Posztgenetikus üreg I. kızet keletkezési körülményeitıl független földtani erık munkája Posztgenetikus üregképzı erık: Tektonikus mozgások Gravitációs tömegmozgások Szél által szállított hordalék csiszoló hatása Víz oldó hatása (korrózió) Víz által szállított hordalék koptató hatása (erózió) Komplex folyamatok! Szerkezeti/kızethasadék-barlang Merev kızetek (gránit, mészkı), tartósan a mészkıben marad meg (nincs szilárd málladéka) Tektonikus erık hatására tipikusan függıleges kiterjedéső, keskeny, magas nyílások a hegy belsejében, néha azonban réteglap menti kızetelválás (vízszintes, alacsony, széles) Mo.. legnagyobb nem karsztos kızetben képzıdött ürege: Csörgı-lyuk (230 m) (Mátra, riolittufa, 428 m) agasvar.hu/turistahaz/ kornyek_en.html 4

5 Áltektonikus vagy suvadásos, rogyásos barlangok Gravitációs tömegmozgás suvadásos (rövid élető, gyorsan feltöltıdik) karsztos üregek beomlása révén a felettük lévı nem karsztos kızetben is rogyások, beszakadásos üregek jöhetnek létre Pulai-bazaltbarlang (Kab-hegy déli oldala,150 m) barlangok/pula/pula.htm Szélmarásos, deflációs barlangok sivatagi éghajlat (gyér növényzet, szél sok hordalékot szállít) Anza-Borrego sivatag (Kalifornia) Leginkább jól rétegzett homokkövekben Kis méretőek 5

6 Gipszduzzadásos barlangok 1. Meleg és száraz tengerpartok lagúnái: a besőrősödı tengervízbıl víztartalmú kalcium-szulfát (gipsz) vált ki 2. Betemetıdés során a gipsz elveszti a víztartalmát, anhidritté alakul 3. Az anhidrit vízfelvétellel újra gipsszé alakul (térfogata közben a harmadával megnı) 4. A duzzadás során a gipsz a fölötte lévı kızetrétegeket is felpúpozza 5. A szivárgó víz a gipszet kioldja/kimossa, boltozatos üregek jönnek létre Cave of Crystals (Mexikó) -crystals-cave/ Mészkı legalább 90%-át kalcit és aragonit alkotja (+ más karbonát ásvány, kvarc vagy kova, agyag és szerves anyag) barlangképzıdés szempontjából kedvezı tulajdonságai: rideg, merev kızet (sőrő tektonikus repedés hálózat) jól oldódik gyengén szénsavas vízben szilárd oldási maradéka igen csekély szilárd, állékony kızet 6

7 Mészkı oldódása karbonát ásványok kismértékben már tiszta vízben is oldódnak esıvíz magával ragadja a levegı gázait, majd elfolyása és beszivárgása közben ammóniát, salétrom- és kénsavat, sósavat és humuszanyagokat vesz föl a talajból CaCO 3 + H 2 O + CO 2 = Ca(HCO 3 ) 2 egyensúlyra törekvı, megfordítható kémiai reakció Mészkiválás esetei oldat hımérséklete növekszik (melegebb víz ugyanis kevesebb CO 2 -ot képes feloldani) csökken az oldatra ható hidrosztatikai nyomás (mészkıképzıdés) az oldattal érintkezı levegıben a CO 2 parciális nyomása csökken cseppkıképzıdés, mésztufalerakódás 7

8 Mésztufagát Szabadság-barlang (Déményfalvi-völgy) 8

9 Cseppkövek vékony, belül üreges, áttetszı szalmacseppkövek vagy kalcitcsövek legtöbb mész a cseppkı felsı részén fog leginkább lerakódni függı cseppkövek belsejében többnyire megtaláljuk a parányi csatornát lehullott vízcsepp a még megmaradt mészmennyiséget a barlang talpán rakja le Korróziós, oldott barlangok Hévizek üregképzı hatása: sok oldott kémiai anyag (szénsav, kénsav) Kızetrepedések falanyagának feloldása, kémiai megbontása H2SO 4 + CaCO 3 = CaSO 4 + H 2 O + CO 2 magasabb hıfokon anhidrit (CaSO4 vízmentes módosulatban) kızetporlódás (33 % V növ.) aragonit a CaCO 3 rombos, a kalcit trigonális kristályszerkezető módosulata (8,25 % V növ.) tisztán hévizes oldással kialakuló barlangok viszonylag ritkák, és legfeljebb közepes méretőek függıleges irányultság, a bonyolult térformák, sajtszerően kioldott részek, labirintusok oldódás a gravitációtól függetlenül minden irányban egyforma, így gyakoriak a gömbfülkék és a lekerekített formák falait rendszerint dús ásványos kitöltés 9

10 Sátorkıpusztai-barlang (Pilis) Korróziós, oldott barlangok Felszínrıl beszivárgó hideg csapadékvíz: Trópusok: magas szénsavtartalmú víz a meleg miatt gyorsan, még a felszín közelében telítıdik, így elsısorban a felszíni karsztformák fejlıdnek intenzíven magashegységi éghajlat: a beszivárgó csapadék szénsavtartalma alacsonyabb, de a hideg miatt a víz nagyobb mélységig is megırzi oldóképességét Hideg vizes korróziós karsztbarlang tiszta formában ritkán (üregekbe jutó felszíni víz a hordalékával hamarosan megkezdi a kızet koptatását, a korróziós üregek tágítását) 10

11 Korróziós, oldott barlangok Keveredési korrózió: mészkı annál gyorsabban oldódik, minél nagyobb az oldat CO 2 -tartalma a szén-dioxidnak csak egy része alakul át hidrogén- karbonáttá (kötött CO 2 ), a többi szabadon, oldott formában található meg az oldatban (járulékos CO 2 ) minél nagyobb a keveredı telített oldatok kezdeti CO 2 - tartalma és hımérséklete közötti különbség, annál nagyobb mértékő lesz a létrejövı keverék oldóképessége akár több kilométer hosszú barlangrendszerek is keveredés elsısorban a kızethasadékok mentén: párhuzamos és egymást metszı repedések mentén kioldódott, hálózatos alaprajzú üregrendszerek kızetek oldékonyságának és a keveredés intenzitásának különbségei miatt szélsıségesen változó mérető, bonyolult térbeli járatrendszerek 11

12 Eróziós barlangok szállított szilárd hordalék (kavics, homok) koptató, csiszoló hatása Abráziós barlang: tenger hullámverése által mozgatott törmelékanyag felszíni vízfolyások is kivéshetik a szurdokok meredek sziklafalába Eróziós barlangok eróziós karsztbarlangok gyakoriságukat és méreteiket tekintve fölülmúlják az összes többi barlangtípust több határozott emeletre elkülönülı járatrendszerek egykor vagy napjainkban végigfolyó patak által szállított hordalék minden eróziós karsztbarlang élete valamilyen hévizes, hideg vizes vagy keveredési korrózió által kialakított üregrendszerként kezdıdik (erózió: gyorsabb, hatékonyabb) víznyelıktıl a karsztforrásig vezetı, egyenletesen csökkenı eséső járat kialakítása 12

13 Eróziós barlangok Elıfeltétel: megfelelı mennyiségő hordalék nem karsztos területen eredı felszíni vízfolyás! boltozott föld alatti patakvölgyek víznyelık és források: felszíni és a felszín alatti völgyszakaszok váltópontjai pl. Baradla,, Béke, Kossuth, Vass Imre, mecseki Abaligeti-b. mindenfajta kızetben (homokkı, dolomit, andezit) de a mészkı jó állékonyságú és nyitott hasadékhálózat-rendszere van (legtöbb kızetnél a gyors kızetmállás eltömi kavics, homok, lösz jó vízátbocsátó, de nincs állékonysága) A budai Rózsadomb és környékének különleges barlangjai Rózsa-domb, Rókus-hegy, Ferenc-hegy, Vaskapu- hegy, Látó-hegy, Mátyás-hegy, Hármashatár-hegy hegy 100-nál több barlang és barlangindikáció Nincs természetes kijáratok (kiv( kiv.. 1-2) 1 Felfedezés: ált. 20. sz. (mesterséges feltárások véletlen, kutatómunka) Barlangindikáció: : Budai Márga Barlangok: Szépvölgyi Mészkı 30 km-es természetes üregrendszer (jelenleg) 13

14 geogr2005.elte.hu/archiv/...16_1/leã l-ã ssy%20szabolcs.ppt Látóhegy Hármashatárhegy Mátyáshegy Rózsadomb Ferenc-hegy Földtani felépítés: Geológiai felépítés 1. Triász karbonát (alaphegység) - felszínre csak a peremeken Karni és nóri fıdolomit: barlang ritkán ( m) Mátyáshegyi formáció ( m) Mátyáshegyi-b.. (Tőzoltó-ág) Tőzköves dolomit 2. Paleogén és negyedidıszaki képzıdmények Felsıeocén konglomerátum és alapbreccsa (néhány m) Felsıeocén Szépvölgyi Mészkı (néhány 10 m, barlangok nagy rész) Felsıeocén-alsóoligocén Budai Márga (fsz( fsz-en ált. ez, agyagtart. magas, számos barlangjárat mégis itt) 3. Oligocén és egyéb tercier kızetek (Tardi( és Kiscelli agyag, nincs barlang) 4. Pleisztocén édesvízi mészkı 14

15 Tektonikai viszonyok Tektonikus preformációnak döntı szerep a barlangok kialakulásában József-hegyi hegyi-b.: K-NYK Szemlı-hegyi hegyi-b.: ÉK-DNy Ferenc-hegyi hegyi-b.: ÉNy-DK + ÉD Pál-völgyi, Mátyás-hegyi hegyi-b.: ÉK-DNy, ÉNy-DK, KDK-NyÉNy De több tektonikai irány is szerepet játszott Terület kiemelkedése térben és idıben differenciált lehetett eltérések a különbözı barlangok fı hasadékainak irányában Rétegdılés! (Mátyás-h.: D felé egyre mélyebb) Leél-İssy Szabolcs: A budai Rózsadomb és környékének különleges barlangjai (Földtani Közlöny 125/3-4, (1995)) 15

16 Barlangok megismerése Barlang szó szláv megfelelıje: Pest ( barlang, kemence) Gellért-hegyi Sziklakápolna természetes ürege Zárt, ún. kaverna típusú üregrendszerek (= nincs természetes kijárat) + fagyérzékeny Szépvölgyi Mészkıben gyorsan eltömıdik Kioldásban fı szerep: felfelé törı melegvíz források, oldó hatásuk mélyebb régiókban (keveredési korrózió övezete) Felfedezés Mesterséges feltárás: Kıbányászat: Pálvölgyi-b., Mátyás-hegyi hegyi-b. Házalapozás: József-hegyi hegyi-b. Csatornázás: Ferenc-hegyi hegyi-b. Geofizikai módszerekkel kimutatható a felszínközeli barlangüreg Jelenleg: kb. 50 barlang, ugyanennyi barlangindikáció,, összes hossz: 30 km 16

17 Idıpontok 1904: Pál-völgyi völgyi-b.. (elsı igazán nagy b.) 1930-as évek: Mátyás-hegyi hegyi-b. 1930: Szemlı-hegyi hegyi-b.. (itt elıször hévizes ásványkiválások nagy mennyiségben, nagybarlangok legkisebbike ) 1933: Ferenc-hegyi hegyi-b.. (csatornaásás közben megnyílt) 1945 után kıfejtık bezárása, tervszerő kutatás! barlangok növekedése as évek: felkapott építkezési terület 1984: József-hegyi hegyi-b.. (legszebb, legértékesebb) 5 nagybarlang: 27 km Barlangok kialakulása Mai barlangok képzıdését több korábbi karsztosodási fázis elızte meg Több barlangban jóval idıseb üregek: paleokarsztos üregek (Szemlı( Szemlı-hegyi-b.: Kúszoda) felsıtriász, felsıkréta-eocén, eocén, felsıeocén, alsóoligocén Kutatók zöme: hidrotermás eredet 17

18 Keveredési korrózió elmélete Eltérı hımérséklető és ionkoncentrációjú oldatok keveredésekor a létrejövı oldat akkor is agresszív, oldóképes lehet a mészkıre nézve, ha a kiinduló oldatok telítettek voltak a CaCO 3 -ra nézve Felszálló és leszálló vizek találkozása (folyamatos keveredés) Szépvölgyi Mészkı Keveredési korrózió felt.: vízzáró Kiscelli Agyag lepusztulása a felszínrıl (felsımiocén( felsımiocén) Hegytömegek kiemelkedése keveredési zónák áthelyezıdése (emeletes barlangok) Oldás után kiválás Szárazzá válás után pusztuló fázis (omlások, eltömıdések, agyagbefolyások) Ismételt elöntések és inaktívvá válások Leél-İssy Szabolcs: A budai Rózsadomb és környékének különleges barlangjai (Földtani Közlöny 125/3-4, (1995)) 18

19 Formakincs Hidrotermás bélyegek: Gyakori, hirtelen és drasztikus méretváltozás Független a felszín domborzatától Nincsenek folyóvízi üledékek a járatokban Gyakoriak a hidrotermás ásványkiválások Gömbfülkék és korróziós üstök Gömbfülkék Átmérı = 0,5-3 3 m Szemlı-hegyi hegyi-b.: Hosszú-folyosó Házalapozások során Ált. sima, képz.mentes Légtér hővös oldalfalakra vízpára Alul CO 2 kipárolog, felül agresszív oldat old, lecsurogva CaCO 3 kiválás Víz alatti konvekciós áramlások termékei geogr2005.elte.hu/archiv/...16_1/leã l-ã ssy%20szabolcs.ppt 19

20 Pilisi Szent-Özséb barlang: Porcelánbolt gömbfülkesora Korróziós gömbüst Kerekded, ovális bemélyedések Barlang oldalfalában Néhány dm, sima felület Meleg vízben felfelé áramló gázbuborékok oldó hatása Áramlási kagylók (scallop( scallop) cm-es bemélyedések Gyorsan áramló vízben Hossztengely = áramlás iránya Lassú áramlás nagyobb turbulencia - nagyobb 20

21 Rózsadombi barlangok ásványai 15 ásványfaj Kalcit: leggyakoribb, változatos megjelenéső Fenyı-ág: borsókı (Szemlı) Borsókı: koncentrikus szerkezető, ásványkiválás egy kicsiny mag körül, gyakran visszaoldódnak (Szemlı-hegy-b.: Rózsalugas) users.atw.hu/ szemlohegyi/kepnew.html Cseppkı: ritka, barlangok kiszellızésének hiánya vagy a kızet több %-os% agyagtartalma Kalcitlemez: meleg álló víz felszínén válik ki ( karácsonyfa ) Farkasfog: 160 C hımérséklető vízbıl válnak ki Kerekszéki Cseppköves barlang (Gyergyói-Havasok) 21

22 Apadási színlık: színlık: szakaszosan apadóapadó-süllyedı víz íves sziklabordák (0,5(0,5-1 cm) Hegyitej: Hegyitej: barlangok kijárata közelében, barlangi légáramláshoz köthetı kszek/hupic/5/huf/#pic 22

23 Aragonit: : ritka, de nagyon látványos, mm vastag kristálytők pamacsszerő, cm átmérıjő félgömb formájú képleteket Ochtina, Aragonit-barlang (Rozsnyó 26 km) loczyverseny.sulinet.hu Gipsz: hazai barlangok közül elsıként a Szemlıben kristályos bevonat gipsztırök gipszvirágok Citadella-kristálybarlang tv0704/barlang.html 23

24 Mátyás-hegyi és Pálvölgyi-b december 2. CB-rádió és Peeps lavina-jeladó magasbanyúló,, omladékos kürtı 18,7 km; ami alig 150 m-rel m kevesebb a Baradla Domica Domica-barlangrendszer magyarországi részének hosszánál átjáró lezárásra került Szemlı-hegyi barlang 1930 szeptember: telken nyíló kis kıbánya, házalap építése (Kessler( Hubert, Futó András) 2200 m (250 m), 12 fok Borsókı-kiválások, kiválások, gipszkristályok 1986 okt. 23.: látogatható bronchitiszes, asztmás megbetegedések kezelése Két párhuzamos fıág + kisebb mellékágak 24

25 Leél-İssy Szabolcs: A budai Rózsadomb és környékének különleges barlangjai (Földtani Közlöny 125/3-4, (1995)) Irodalom Kordos László: Magyarország barlangjai jegyzet/geol5.html (Bajna Bálint szerk.: Alapfokú barlangászképzés segédanyaga) Leél-İssy Szabolcs: A budai Rózsadomb és környékének különleges barlangjai (Földtani Közlöny 125/3-4, (1995)) geogr2005.elte.hu/archiv/moterm/.../leél- Õssy%20Szabolcs.ppt 25