Előadók: dr. Berki Imre egyetemi docens dr.bidló András tanszékvezető egyetemi docens

Átírás

1 A Kárpát-medence természeti földrajza Előadók: dr. Berki Imre egyetemi docens dr.bidló András tanszékvezető egyetemi docens

2 Tantárgyi követelmények Az előadások és gyakorlatok látogatása kötelező Félév zárása: szóbeli vizsga

3 Földrajz fogalma Geotudományok (földtudományok): geofizika, geokémia, geológia, geomorfológia, geotektonika, geográfia (földrajz) Geográfia (földrajz): a földi környezetünkre, illetve a Föld felszín egész felszínére vonatkozó ismeretek tudományos rendszere Geográfia részei: természeti és gazdasági földrajz

4 A Kárpát-medence természeti földrajza Föld felépítése Endogén dinamika (belső erők) Exogén dinamika (külső erők) Földtörténeti korok Kárpát-medence geológiai felépítése Tájföldrajz

5 A Föld felépítése A Föld felépítésére vonatkozó információk: A kéreg kőzeteinek vizsgálata Vulkanizmus tanulmányozása Gravitációs erők vizsgálata Földrengéshullámok vizsgálata Geotermikus gradiens vizsgálata Radioaktív anyagok vizsgálata Földmágnesesség vizsgálata Földi elektromos áramok vizsgálata Meteoritok tanulmányozása

6 A kéreg kőzeteinek vizsgálata Szilárd kéreg felső részét (kb. 100 km) magmás, üledékes, metamorf kőzetek alkotják Kőzetburok (litoszféra) nagy része magmás és metamorf Felső km-es réteg gránitos (2,6 g/cm 3 ) Alatta (15-20 km vtg.) gabbrós (2,8-3,1 g/cm 3 ) Óceánok alatt a gránitos réteg vékonyabb, vagy nincs

7 Vulkanizmus tanulmányozása A kéreg felépítésére lehet következtetni (magma)

8 Gravitációs erő vizsgálata Gravitációs erő: tömegvonzás és centrifugális erő összessége, ez helyenként változik Sarkokon nincs centrifugális erő Gravitációs anomáliák oka kéreg felépítése Geoid gravitációs nívó felület: a nehézségi erő merőleges

9 A földrengés hullámok vizsgálata Földrengés Föld anyagainak rugalmas rezgése Típusai: térhullámok (minden irányban), felületi hullámok (felszínen terjednek) A hullámok az eltérő sűrűségű anyagok határán irányt és sebességet váltanak

10 Geotermikus gradiens Nap sugárzás hatása méterig (semleges szint) Ez alatt hő a Föld belsejéből származik Geotermikus gradiens (földmelegségi lépcső): az a földkéreg vastagság, ahol 1 o C-ot emelkedik a hőmérséklet (7 172 m között, átlag: 33 m) Magyarországon általában magasabb

11 Radioaktív anyagok Magmás kőzetek egy része radioaktív elemeket is tartalmaznak A Föld belsejében lejátszódó radioaktív folyamatok hőtermelők A radioaktív anyagok vizsgálata teszi lehetővé a kőzetek korának meghatározását

12 Földmágnesség Földnek kétpólusú mágneses erőtere van Mágneses deklináció eltérés a földrajzi délköröktől Mágneses anomáliák vizsgálata (pl. érctömegek) Mágnesesség forrása: Föld magja eltérően forog a köpenytől

13 Földi elektromos áramok Földkéregben (pl. vasérc oxidációs helyein) gyenge elektromos áramokat sikerült kimutatni Az egyes kőzetek (pl. ércek) eltérően vezetik az áramot ez ki lehet használni vizsgálatuk során

14 Meteoritok Földre évente kb t meteorit hullik Típusaik: Vas-nikkel meteoritok (szideritek) Föld belső anyaga Vas-szilikát meteoritok (sziderolitok) Föld köpeny Szilikátmeteoritok (aerolitok) Föld szilárd kérge

15 Föld anyagi felépítése Elemek eloszlása Nyolc fő elem (O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg) 97,85 % Egyes elemek eloszlása nem egyenletes

16 Nyomás és sűrűség alakulása

17 Föld gömbhéjas szerkezet Határfelületek szerepe

18 Vasmagos földmodellek A, - Suess (1896) kőzetburok (sziálkéreg), magmaöv (pyroszféra), vasnikkel mag (centroszféra) B, - Goldschmidt geokémiai modellje fajsúly szerinti elkülőnülés

19 Vasmag nélküli földmodellek A - Kuhn-Rittman Napból szakadt ki a Föld, csak a felső része differenciálódott B Ramsey fémfázisos modell, anyagi összetétel nem differenciálódott, alul kritikus nyomás C Egyed L. - asztrofizikai modell belül nagy nyomás miatt degenerált mag van

20 Dinamikai földtan Tárgya: Földkéreg felépítése és a benne lezajlódó folyamatok Földkéregre ható erők: Föld belsejéből származó erők (belső v. endogén erők) - építenek Föld felszínén ható erők (külső v. exogén erők) - pusztítanak

21 Belső v. endogén dinamika Vulkánosság Tektonika Földrengések Földkéreg szerkezeti változásai Szárazulatképződés (epirogenezis) Hegységképződés (orogenezis)

22 Vulkánosság (magmatizmus és vulkánizmus) Vulkánizmus olyan mozgásfolyamat, amelynek során a magma eljut a felszínre (effúzív, kiömlési folyamatok ill. extruzív, kinyomulásos) v. megreked a szilárd kéreg belsejében (mélységi, plutonikus ill. rejtett, kriptovulkánzmus folyamatok)

23 Vulkánizmus a felszín alatt Magma jelentősége Plutonizmus - a Föld felszíne alatt megszilárduló magma tömegekkel - plútonok Típusai: batolit (mélytömzs) - több száz km átmérőjű lehet - gránit (Velencei hgy., Mórágy)

24 Tömzs Több km átmérőjű kőzettömeg

25 Lakkolitok Néhány km. Átmérőjű gomba, lencse, kenyér, esernyő, stb. alakú felszínalatti képződmények - felette lévő kőzettömegeket megemeli Nálunk andezitkúpok

26 Szubvulkáni jelenségek Néhány km mélységben zajlanak le Típusai: lakkolit sill (küszöb) (teleptelér) - folyékony magma bepréselődik az üledékes kőzetek közé dyke - kitöltött telérszerű hasadékok (Cserhát, Mátra) neck - vulkáni kürtőben megszilárdult kőzet

27 Vulkáni jelenségek Kalderató Felszíni jelenségek Láva -gáztalanodott magma Bázikus láva - folyósabb (20-30 km/h) Vulkáni bombák: lapilli (borsó, dió nagyságú) Vulkáni homok (0,2-4 mm) Vulkáni por Kalderató keletkezése

28 Vulkántípusok Kitörés helyének alakja Vulkáni működés időbeni lefolyása Kitöréssel felszínre hozott anyag minősége

29 Kitörés helyének alakja felületi (areális) - földtörténet őskorából rés- v. hasadék (labiális) - repedési vonalak mentén (húzó igénybevétel) - ma óceáni hátságok repedésvölgyében, de ilyen volt Badacsony, Medvés bazalttakarója is csatornás (központos, centrális) - vulkán egy kürtőből tör ki - megjelenési formája a magma milyenségétől függ (explóziós - robbanásos, effúziós - kiömléses)

30 Vulkáni működés időbeni lefolyása állandó és időszakosan működő

31 Kitöréssel felszínre hozott anyag minősége lávát, gázokat és hamut és vegyes anyagot termelők

32 Vulkán típusok: robbanásos (explóziós) vulkánok Lávát és gőzöket, gázokat is termelnek Maar-típusúak (vulkánembrió) - egyszer törtek ki, hamu lerakás - víz tölti ki a kürtőt

33 Robbanásos vulkánok Krakatoa-típus - robbanásos vulkán, a por 80 km magasba szóródott szét, láva nem volt, de a bombákat km-re elrepítette - tengerár és tengerregéssel együtt, kb halott

34 Robbanásos vulkánok Volcano-típus - Olaszországban - sűrűn folyó láva, lávadugó és ez robban fel Pelée-típus - névadója Május 8-án robbant fel, lávadugó emelkedett ki, izzó gázfelhő szabadult ki, 9 km-re St. Pierre, halott (egy túlélő)

35 Kiömlési (effúziós) vulkántípusok Csak lávát termelnek Hawaii-szigeteken - Mauna-Loa, bazalt láva tó, amely a gázok hatására megemelkedik és kifolyik Óceáni hátságok repedésvölgyeiben rengetek ilyen vulkán működik

36 Vegyes típusok Lávát és törmeléket is termelnek Legtöbb ilyen Vezúv-Etna típusú - időszakos működésű, először gáz és törmelék szórás, majd láva ömlés, hasonló az Etna is Stromboli-típusú gáz dús robbanás sok törmelékkel

37 Monogenetikus és poligenetikus vulkánok Osztályozás: vulkáni kúp alakja szerint is monogenetikus vulkánok - egyszeri kitörés (pl. dagadókúp), poligenetikus - többszöri Híg láva - pajzsvulkán, sűrűn folyós láva - dómvulkán (meredek lejtő) Nógrádi várhegy - dagadókúp

38 Iszapvulkán Több típus: Meleg iszapvulkánok - vulkánosság kísérőjelenségeként, iszap fortyog, pöfög (gázok) (pl. Erdély Torja) Hideg iszapvulkánok - szerves anyagok bomlása a talajban

39 Posztvulkáni jelenségek Szolfatárák - vízgőz és kénvegyületek (max. 200 o C) Fumarola - gőzömlés ( o C) Szoffioni - bórsavas gőzkilehelés) Gejzírek - a víz egy része felszíni talajvíz - szabályos v. szabálytalan kitörés (Izland, Yellowston Park, Tihany Aranyház -hidrokvarcit kúp) Mofetták - széndioxid kigőzölgés (pl. Torjai-Büdösbarlang) Szénsavas források - savanyú vizek (borvizek, csevice)

40 Vulkánok elhelyezkedése Ma kb. 680 aktív vulkánt ismerünk Elhelyezkedésük öt övezetben: Kelet-ázsiai pacifikus vulkáni öv (Kamcsatka, Japán, Taivan, Fülöp-szigetek) - mélytengeri árok mentén, andezit és explóziós vulkánok Amerikai pacifikus vulkáni öv (Alaszka, Mexikó, Chile, Tűzföld) Atlanti-hátság vulkánjai - Izland és tengeralatti láva ömlés Eurázsiai orogén (hegységképződési) terület - (Kárpátok, Indonézia, Jáva) Kelet-Afrikai árokrendszer (Kilimandzsáró, Teleki-vulkán)

41 Tektonika A tektonika a földkéreg felépítésével, szerkezetével és mozgásaival foglalkozó tudomány - tektonikai változások nagy része lassú Kéreg mozgására több elmélet (zsugorodási, magma áramlásos, besüllyedési elmélet, stb.) Ma Wegener (1912) elmélete: kontinensvándorlás v. úszás Lényege: a mai szárazföldek valamikor egyetlen ősvilágot (Pangea) alkottak - bizonyíték: Dél-Amerika és Afrika összeilleszthetősége

42 Lemeztektonika Távolodó(divergens), közeledő(konvergens), elcsúszó(transzform vetők)

43 Lemeztektonika Jelenleg 7 nagy és sok apró lemez (korábban több) (Európa - Ázsia összeforrott), mások egymásra tolódtak, vagy elsüllyedtek Kőzetlemezek mozgásának oka: hőkonvekciós áramlások - óceán fenéken szétáramló olvadékok szétfeszítik a lemezeket

44 Litoszféra lemezek Óceáni hátságok szétválása (bazalt vulkánosság) - kormeghatározás (III. nemzetközi geofizikai év ) Egyes helyeken eltérő áramlási sebesség - transzform vetők megjelenése

45 Litoszféra lemezek Fiatal óceán - nincs lemezalátolódások (pl. Atlanti- és Indiai óceán) (legfiatalabb: Északi-Jeges-tenger) Öreg óceán (pl. Csendes-óceán) nem képes elsodorni a kontinenst - lemezalátolódás Kontinensek növekedése - fogyása: lemeztektonikai ciklus

46 Földrengések A földrengésnek a szilárd földkéreg kisebb-nagyobb részleteinek (esetleg egészének) rövid időtartamú, azaz gyors lefolyású rugalmas mozgásjelenségeit nevezzük Típusai: Exogén (külső hatásra - hegyomlás, meteor becsapódás (kb évente egy) Endogén (földrengés fészke a felszín alatt): Tektonikus rengések-földszerkezeti feszültségek miatt (95 %) Vulkánok működése miatti (gyakran előzőhöz kapcsolódik) Beszakadásos rengések (karsztos területeken - 0,1 %) Mesterséges rengések (pl. atomrobbantások)

47 Tektonikus rengések Hipocentrum - mélyközpont (földrengés helye) Epicentrum - felszíni központ (közöttük: fészek mélység)

48 Földrengés hullámok longitudinális (nyomáshullám) (gyorsabbak) - P (undea primae - első hullámok, transzverzális (oldal irányú elmozdulás) - S (undae secundae - második hullámok) Felszínen felületi hullámok (vízbe dobott kő)

49 Földrengés megfigyelése Szeizmográf - szeizmogram Vertikális és horizontális elmozdulás Rugón lógó test elmozdulása

50 Földrengések hatása Pusztítás mértéke nem csak a földrengés erősségétől függ Laza talajon 12 x pusztítás, mint grániton Erősebb rengések esetén elmozdulások (1906 Kalifornia, 600 km-en 4-6 méteres elmozdulás) Eddigi legnagyobb rengés 1976 Kína - egy nagy rengés, 4-5 nap alatt 110 utórengés, 1 millió halott

51 Földrengés skálák Mercalli - Cancani - Sieberg féle skála (MCS) (1917) 1 o - < 0,0025 m/sec 2 - mikroszeizmikus, nem érzékelhető 2 o - 0,0025-0,005 m/sec 2 - igen gyenge, házak felső emeletén 3 o - 0,005-0,01 m/sec 2 - gyenge, lakosság egy része érzékeli 4 o - 0,01-0,025 m/sec 2 - mérsékelt, házon belül sokan érzékelik 5 o - 0,025-0,05 m/sec 2 - elég erős, mindenki észreveszi 6 o - 0,05-0,1 m/sec 2 - erős, mindenki észreveszi, sérülések 7 o - 0,1-0,25 m/sec 2 - igen erős, kémények leomlanak, repedések 8 o - 0,25-0,5 m/sec 2 - romboló komoly sérülések, házakban is 9 o - 0,5-1,0 m/sec 2 - pusztító, sok ház összedől 10 o - 1,0-2,5 m/sec 2 - tönkreverő, házak nagy része károsodik 11 o - 2,5-5,0 m/sec 2 - katasztrofális, majdnem minden ház károsodik 12 o - > 5,0 m/sec 2 - nagy katasztrófa,minden emberi létesítmény károsodik

52 Richter-féle skála magnitúdó, méret fogalma - a földrengés magnitúdója a földrengés fészkében felszabaduló energia logaritmusával egyenesen arányos mennyiség Dimenzió nélküli viszonyszám (egy tégla leejtése 1 m magasból -2 magnitúdójú rengés) Egy skála rész 30-szoros energia növekedés 2,5 magnitúdójú (M) rengések érzékelhetők 4,5 M - kisebb károk 7 M - katasztrófa 1755-ös lisszaboni kb. 9 M-es volt

53 Földrengések Magyarországon Szombathely (Sabaria) Kr. U. 455, Komárom (1763), Dunaharaszti (1956-5,6 M), Berhida (1985-4,7 M)

54 Földrengés veszélyeztetett területek Aszeizmikus területek (ritka rengés), rengések - vulkáni övezetek - lemezhatárok

55 Földrengések mélységi eloszlása H <= 70 km - sekély fészkű rengések, főleg divergens (egymástól távolodó) lemezszegélyek esetén, de konvergens is lehet 70 km <= h <= 300 km - közepes fészkű rengések, általában konvergens lemezszegélyeknél 300 km <= h <= 700 km - mély fészkű rengések, főleg mélytengeri árkok környékén és a kontinens alá csúszó ferde kőzetlemezek esetén, (konvergens lemezszegélyek)

56 Földrengések előrejelzése Ma még nem lehetséges Próbálkozások: szeizmográfos mérések, feszültségek előrejelzése, geoelektromos és mágneses tulajdonságok alapján, megnyúlás- és csúszás mérés Állatok szerepe?

57 Földkéreg szerkezeti változásai Szárazulatképződés (epirogenezis) Hegységképződés (orogenezis)

58 Szárazulatképződés (epirogenezis) Földkéreg lassú mozgásai is megfigyelhetők (Pl. szárazföldek partjain) Szintingadozás két típusa: Regresszió, pozitív parteltolódás, tenger süllyed, a szárazulat emelkedik (pl. Skandinávia 15 mm/év) Transzgresszió, negatív parteltolódás, tenger emelkedik, szárazulat süllyed (pl. Anglia sziget, Hollandia, Németország 2 mm/év)

59 Magyarországon Nagy-Alföld, Tiszántúl süllyed Dunántúl, középhegységeink emelkednek

60 Hegységképződés (orogenezis) Orogenezis - tektonikai hegységképződés, felszínre merőleges erők hatására a kőzetek egy része felemelkedik, hegységeket hoznak létre (viszonylag gyors)

61 Hegység Hegység - nagy kiterjedésű, a környező területek fölé magasodó, hegyekkel, völgyekkel és medencékkel tagolt területeket nevezzük Általában hosszú vonulatokban, de lehetnek pontszerűek (vulkáni hegyek pl. Mátra)

62 Rétegek alakváltozása Két fő típus: kőzetek hajlítása kőzetek törése

63 Kőzetek hajlítása Redő és részei Alapeleme a redő, a hajlat vagy térdránc (flexura) Redő részei Redő lehet: álló, fekvő, átbuktatott (fordított rétegsorrend)

64 Kőzetek törése Vetődések Vető sík Vetődés típusai: függőleges, ferde, rátolódásos

65 Vetődések II. Lépcsős vetők (Tétényi fennsík, Bükk-plató) Sasbérc (horszt) (Pilis, Sas-hegy, Gellérthegy, Árkos vetődés (Móri árok, Dunántúl számos folyója)

66 Vetődések III. Katlan süllyedék (pl. Kárpátmedence, Kis- Alföld)

67 Dinamikai földtan Föld belsejéből származó erők (belső v. endogén erők) Föld felszínén ható erők (külső v. exogén erők)