A KÖZÉPSŐ-TISZA VIDÉKÉNEK NEGYEDIDŐSZAK VÉGI FOLYÓVÍZI FELSZÍNFEJLŐDÉSE. Bevezetés

Átírás

1 Földrajzi Konferencia, Szeged A KÖZÉPSŐ-TISZA VIDÉKÉNEK NEGYEDIDŐSZAK VÉGI FOLYÓVÍZI FELSZÍNFEJLŐDÉSE Gábris Gyula 1 Félegyházi Enikő 2 Nagy Balázs 3 Ruszkiczay Zsófia 4 Bevezetés A pleisztocén ritmusosan változó éghajlata következtében ingadozó vízhozamú és hordalék-töménységű alföldi folyók felszínalakító tevékenysége és ezzel szoros összefüggésben mederjellegük, vagyis térbeli rajzolatuk típusa is erősen változott. Célszerűen szerkesztett geomorfológiai térképen jól elkülöníthetők egymástól a feltöltést végző fonatos rajzolatú ( alsószakasz-jellegű ), valamint a kanyargó ( középszakasz-jellegű ) folyó alakította területek. Ha ezek a típusok egymás mellett ugyanabban a szintben helyezkednek el, feltételezhető, hogy a fiatalabban képződött medertípus elrombolja az idősebb formákat és így egyértelműen kijelölhető a közöttük levő időrend. Néhol viszont jelentős szintkülönbség észlelhető határukon; ebben az esetben közbeiktatódott egy mélyítő eróziós periódus. A háromféle jelleg térbelisége így időrendbe forgatható át: megállapítható a folyóvíz munkájának időbeli sorrendje, egymásutánja. Ezért ezt a felszínfejlődési rekonstrukciót horizontális sztratigráfiának nevezhetjük. Az Alföld folyóvízi felszínfejlődési szakaszait meghatározandó, relatív időrend felállítása céljából a Középső-Tisza vidékének területéről részletes topográfiai térképek, légifelvételek kiértékelése és terepi munka alapján geomorfológiai térkép készült (1. ábra). A rendszer kulcskérdése a független módszerekkel történő kormeghatározás, mert így a viszonylagos időrendből évszámokkal jelzett szakaszokhoz jutunk el, s ezt összehasonlíthatjuk a negyedidőszak végének másfajta hazai kutatási eredményeivel, valamint a környező területek, tágabban Európa ill. akár a világ más tájainak felszínfejlődésével. A kormeghatározásra jól bevált módszerek közül a pollenanalízist (az elhagyott kanyarulatokba mélyített fúrásszelvények mintáiból kapott pollendiagramok segítségével) és a szerves anyagból mért kalibrálatlan radiokarbon adatokat használtuk. Az idősebb térszínek homokos és löszös üledékeiből lumineszcens kormeghatározás céljából mintavétel történt, melynek eredményei sajnos még nem közölhetők. 1 Dr. Gábris Gyula, egyetemi tanár, Eötvös Lóránd Tudományegyetem, Természetföldrajzi Tanszék, 1117 Bp. Pázmány Péter sétány 1/C gabris@ludens.elte.hu 2 Dr. Félegyházi Enikő, egyetemi docens, Debreceni Egyetem, Természeti Földrajzi Tanszék, 4010 Debrecen Pf Nagy Balázs, egyetemi tanársegéd, Eötvös Loránd Tudományegyetem, Természetföldrajzi Tanszék, 1117 Budapest Pázmány Péter sétány 1/C, moszkvics@ludens.elte.hu 4 Ruszkiczay Zsófia, doktorandusz, Eötvös Loránd Tudományegyetem, Természetföldrajzi Tanszék, 1117 Budapest Pázmány Péter sétány 1/C, rzsofi@ludens.elte.hu 1

2 Gábris Gy. Félegyházi E. Nagy B. Ruszkiczay Zs.: A Középső-Tisza vidékének 1. ábra. A Középső-Tisza vidékének geomorfológiai térképe A tanulmányozott terület térképén elhatárolható rajzolattípusok alapján morfológiai alapú relatív korbeosztás készítettünk amelyhez az itt nem bemutatott, de hasonló módszerekkel 2

3 Földrajzi Konferencia, Szeged vizsgált nagykunsági kutatásainkat is figyelembe vettük és a független módszerekkel nyert koradatokat is hozzárendeltünk (2. ábra). 2. ábra. A folyóvíz felszínalakító munkájának változásai a Középső-Tisza vidékén 3

4 Gábris Gy. Félegyházi E. Nagy B. Ruszkiczay Zs.: A Középső-Tisza vidékének A mederekbe mélyített fúrások sajnos ellentmondó adatokat szolgáltattak; a C 14 -es korok viszonylag idősnek, s ezekhez képest a pollen-diagrammok kiértékeléséből származó korok jóval fiatalabbaknak bizonyultak. A megoldáshoz az a megfontolás vezet, hogy a szervesanyag maradványokat általában a mederanyagból (3. ábra), vagy a mederperem üledékéből, a polleneket pedig a lefűződött kanyarulatok kitöltéséből nyertük (e mellett lehetséges hibaforrás még az áthalmozott idősebb anyagok jelenléte is). A meander kialakulása a kettő között történt, korát így morfoklimatikus ismereteink szerint határozhatjuk meg. Az utóbbi néhány évtized kutatásaiból éppen a különböző új módszerek (felsorolásuktól eltekintünk) alkalmazásának eredményeképpen egyre pontosabban ismerjük Földünk morfoklímatikus történetét főként az utolsó eljegesedés (würm) kezdetétől napjainkig általában is, de a hazai kutatások is sok új adattal szolgáltak e téren. 3. ábra. Az Üllő-lapos keresztszelvénye A folyóvízi felszínalakulás szakaszai I. A legidősebb felszín melynek nagykunsági folytatása igen kiterjedt vékony löszköpennyel borított homokgerincekkel jellemezhető. A homokvidék sekélyfúrásainak elemzéséből leszűrt következtetés szerint a homokgerincek eredetileg egy hordalékkúp szélén alakultak ki, amelyet a hideg-száraz éghajlaton egy síkvidéki fonatos rajzolatú folyó elágazó medrei ( lower energetic braided river ) hálóztak be. Legvalószínűbb, hogy az állandóbb medrekhez, vagy oldalirányban szakaszosan vándorló, többé-kevésbé egyenes, esetleg enyhén kanyarodó folyó partjaihoz igazodó homoklerakódások, levée-k, vagyis partmenti hátak lehettek. Homokja felfelé fokozatosan finomodik, a közöttük levő mélyedések anyaga pedig iszapos. Az abádszalóki régi homokbánya, valamint a kunmadarasi Öreg-szőlők északi végében található homokgödör mélyebb rétegeiből vett minta elektronmikroszkópos (SEM) vizsgálata szerint a szemcsék felületén a vízben történt ütközések okozta lépcsős és kagylós törések figyelhetők meg, míg az eolikus szállítást bizonyító ragyás felszín hiányzik. Ugyanakkor a fúrásanyag pollenanalízise alapján megállapítható (Gietema S. 2000), hogy ezt 4

5 Földrajzi Konferencia, Szeged a felszínt ritkás, hidegtűrő fűnemű növényzet borította, ami megengedte, hogy száraz éghajlaton a szél később átalakítsa, vagyis tetejükre futóhomokot hordva megmagasítsa, sőt helyenként löszköpennyel beborítsa a homokhátakat. Az idős kor mellett morfológiai érvek is szólnak: az Egyek melletti erősebben átalakított homokformák: a hosszan elnyúló hátak megszakadásai szélbarázdák lehetnek, amelyek utólagosan felszabdalták a dűnéket, de más deflációs formák is kimutathatók (Borsy Z. 1968). Tehát ezeknek formáknak a kialakulása folyóvízi és eolikus folyamatok együttes hatásával magyarázható! Feltételezett kora egyetlen radiometrikus adat ( C 14 BP), valamint egy pollendiagram kiértékelése alapján a felső pleniglaciális leghidegebb szakasza, az ezer cal BP (vagyis ezer kalibrálatlan C 14 BP) közötti utolsó glaciális maximum (LGM) lehet. II. A hordalékkúp peremén néhány erősen feltöltődött holtmeder nyomozható. Ezek közül a jelen munkában Hajdú-fenéknek nevezett mederből van vizsgálati eredmény (Félegyházi E. 1998), és jóllehet a minták pollentartalma nem volt elegendő diagramm megrajzolásához, bizonyos következtetések levonását mégis meg lehet kockáztatni. A legalsó rétegből kikerült Pinus cembra, Pinus sylvestris közvetlenül a lefűződést követő időt jelzi, míg a felette levő kitöltésből származó Gramineae, Chenopodiaceae, Artemisia, Bryophyta pollenek és spórák már hideg sztyeppei növényzetet mutatnak a környezetben. Ha feltételesen ezt a szakaszt a legidősebb driászként értelmezzük, akkor a megelőző nedvesebb-melegebb interglaciálist lehet a mederképződés idejének megjelölni (amikor a feltöltődés is megkezdődhetett Pinus pollenekkel). Ezt a szakaszt a magyar szakirodalomban Ságvár-Lascaux interstadiálisnak (Sümegi P. Krolopp E. Hertelendi E. 1998) nevezett idővel ( cal BP, vagy ezer C 14 BP) azonosíthatjuk. III. A fonatos rajzolatú folyókkal jellemezhető második időszak maradványa nagyobb térszínen a Sajó hordalékkúp délnyugati szélén fordul elő, ill. Polgár település régi magterületén egy kicsiny foltban tanulmányozható. Ez utóbbi szélén egy homokhát legmagasabb részén felszínre bukkan a homok, de a szélébe mélyített felhagyott homokbányában a homokot fedő löszös köpenyben kifejlődött fosszilis talaj figyelhető meg. Így nem csupán geomorfológiai helyzete sugallja a felszínnek még a pleniglaciálishoz tartozó legidősebb driász (driász I.) cal BP (ill ezer C 14 BP) korát. IV. A legnagyobb méretű folyókanyarulatok földrajzilag különálló területeken fordulnak elő: a Sajó hordalékkúpon (4. ábra), a Tisza árterének legszélén, és ide kell vennünk a nagykunsági óriásmeandereket (Üllő-lapos, stb.) is. Mindezek geomorfológiai alapon azonos korúak, de eltérő eredetűek lehetnek: a Sajó ill. az Észak-alföld pleisztocén legvégi főfolyójának (nem feltétlenül a Tiszának, l. később) egykori medrei voltak. Több pollendiagramm (5. és 6. ábra) és radiokarbon kormeghatározás (1. táblázat) alapján kimondhatjuk, hogy ezek már a felmelegedő és nedvessé váló későglaciális idején képződtek, amikor nem csak a megnövekvő csapadék, hanem a vízgyűjtő területen felolvadó talajfagy vize is növelhette a folyók vízhozamát, és ez együttesen eredményezte a kivételesen nagy kanyarok kialakulását. A terület geomorfológiai tanulmányainak tanúsága szerint létezett egy (valószínűleg felső pleniglaciális későglaciális korú) nagy folyó az Alföld északi részén a mai Tisza megjelenése előtt, amely elég nagy vízhozamú lehetett (mindenesetre vízmennyisége alaposan meghaladta bármelyik mai közvetlen északi mellékfolyó hozamát), de az ásvány-kőzettani vizsgálatok szerint az Alföldnek csupán az északi-északkeleti peremvidékére, hegykeretére terjedhetett ki a vízgyűjtője. 5

6 Gábris Gy. Félegyházi E. Nagy B. Ruszkiczay Zs.: A Középső-Tisza vidékének 4. ábra. Az Énekes-ér keresztszelvénye Valószínű, hogy a Bodrog (annak is csak a nyugati összetevői: Tapoly, Ondava, Laborc) volt a forráság, és hozzá kapcsolódhattak a tőle nyugatra levő jobboldali mellékfolyók, mint pl. az Igricinél hatalmas méretű kanyarulattal rendelkező Sajó (Sajó Hernád?). Ez a folyó hagyta hátra az irodalomban ismert néhány nagy meandert (pl. az Üllőés Oktalan-lapost) és az ezekhez hasonló méretű övzátony-rendszer is a Közép-Tisza vidékén. 5. ábra. Az Énekes-ér pollendiagrammja Már SÜMEGHY J. (1944) óta ismert és újabb adatokkal is bizonyított hogy az Alföld mélyén a pleisztocén üledékek vastagsága alapján tulajdonképpen kettős vályú helyezkedik el: a sokat hangoztatott Érmellék Körös-árok mellett a gyengébb Jászság Borsodi-ártér Sajó 6

7 Földrajzi Konferencia, Szeged menti-árok. Ez utóbbi kisebb jelentőségű, szakaszosan működő süllyedék, amelynek azonban a pleisztocén végén igen nagy szerepe lehetett a folyóvizek futásirányának meghatározásában. A süllyedék koráról, feltöltődésének ritmusairól kevés és főként hipotéziseken alapuló ismeretünk van, de feltételezhetjük, hogy időszakonként az Alföld ha a Tiszát elfogadjuk a terület legfontosabb, mindig létező folyójának másodlagos vízrajzi tengelyeként szolgált, ahol összegyűltek a mai Tisza északi mellékfolyói és egyesülve, annak mintegy előképét alkották, miközben a Körös-vidéki főfolyó is létezett. A földtani és geomorfológiai kutatások eredményei egyaránt azt látszanak alátámasztani, hogy utoljára ez a tengely éppen a Tisza nagy átváltása, mai helyére kerülése előtt működhetett. Ekkor nemcsak az Északiközéphegységben eredő kisebb folyók, hanem a Sajó, a Hernád, és nagy valószínűséggel a nagy ÉK-alföldi hordalékkúp (melynek maradványa a Nyírség) nyugati pereméről mintegy lecsúszva a fent említett kárpáti nagyobb folyók egyike-másika (leginkább a Tapoly, Ondava, Laborc) is ide hozta vizét és hordalékát. Ennek a tengelynek a megsüllyedése hozta létre előbb a fentiekben említett, az Alföld északi részén alakult pleniglaciális későglaciális Sajó Bodrog -ot (miközben a Tisza még az Érmellék-Körösök vidéken folyt), és ez a folyó a felelős többek közt a nagykunsági folyóvízi formák kialakulásáért is. 6. ábra. A Kengyel-ér pollendiagrammja V. A későglaciális további tagolását a kormeghatározások elégtelensége nehezíti, akadályozza. A napjainkra elég egységesnek tekintett bölling/alleröd szakaszok, valamint a közöttük régebben leírt, de újabban létében egyre kétségesebbnek tekintett idősebb driász (driász II.) felismerése úgy tűnik tanulmányterületünkön még nem kellően megalapozott. A kétségtelenül meglévő méretkülönbség a Kengyel-ér és a Hódos-ér között időbeli különbséget 7

8 Gábris Gy. Félegyházi E. Nagy B. Ruszkiczay Zs.: A Középső-Tisza vidékének is jelent: az előbbit elrombolja az utóbbi. A Hódos-érből származó, s a Kengyel-érnél idősebb radiometrikus adat (1. táblázat) azonban fenntartásokkal kezelendő, ugyanis nem a mederkitöltésből, hanem mélyebbről származik, s így nem a meander keletkezésének, hanem a mélyebb mederanyag lerakódásának időpontját jelzi. Az Énekes-ér és a Matota-ér esetében morfológiailag hasonló helyzettel van dolgunk, sajnos kormeghatározások nélkül. Az összefoglaló 2. ábrára a kisebb meander morfológiai alapon hipotetikus jelleggel került V. fázisként jelölve. 1. táblázat. Radiokarbon kormeghatározások adatai (a sorszám a mintavétel helyét mutatja a térképen) Sor Kód Minta neve Kalibrálatlan kor szám BP Laboratórium C1 Beta Kengyel-ér ± 310 Beta Analytic Laboratories Florida C2 Beta Hódos ± 250 Beta Analytic Laboratories Florida C3 Beta Sarló-hát ± 100 Beta Analytic Laboratories Florida C4 Beta Király-ér 4070 ± 50 Beta Analytic Laboratories Florida C5 Beta Sulymos-hát ± 180 Beta Analytic Laboratories Florida C6 GrA Csero ± 90 Centrum voor Isotopen Onderzoek Groningen GrA Kiraly ± 40 Centrum voor Isotopen Onderzoek Groningen GrA Berek C ± 240 Centrum voor Isotopen Onderzoek Groningen GrA Berek C ± 240 Centrum voor Isotopen Onderzoek Groningen VI. A fonatos rajzolattal jellemezhető időszak harmadszori megjelenése Polgár környékén mára csak két kicsiny foltban maradt vissza (1. ábra). Ebben az időben a folyók felszínalakító jellege alaposan megváltozott: a vízhozam erősen csökkent, ami az éghajlat szárazabbá válását, a hordalék menyisége pedig növekedett, ami hidegebbé válását feltételezi. A folyók ismét fonatos rajzolatúak, feltöltő jellegűek lehettek. A két szakasz közötti éghajlatváltozás újabb nézetek szerint (Vandenberghe J. 1993, Gábris Gy. 1995) rövid ideig tartó erős mélyítő erózióval járt. Ez magyarázza a meanderező és a fonatos szintek közötti szintkülönbség kialakulását. A fonatos vízhálózati rajzolat működésének idejét a fiatal driászra (driász III.) tehetjük, a bevágódásra pedig az alleröd-driász átmenet adódik. VII. Közepes méretű elhagyott kanyarulatok nagy száma mutatja a Sajó hordalékkúpon az újabb meanderező időszak alatt létrejött felszíneket. Ezek a kanyarulatok elrombolják az előző meandereket, tehát fiatalabbak. Egyetlen, a fúrás alján található kevés Pinus sp. pollent tartalmazó minta alapján ezt a szakaszt feltételesen a holocén preboreálisra tehetjük. Magasságkülönbség is van a két medergeneráció között, de a bevágódás kora nem határozható meg egyértelműen, hiszen az előzőekben leírt fonatos rendszer itt hiányzik, vagyis a fiatal driász előtt ill. után is lehetett a medermélyítés. VIII. A Sajó hordalékkúpján nyomozható a VII. preboreális (?) fejlődési szakasz kanyarulatait elromboló, és a legkisebb méreteket mutató meander generáció, amelynek medrei egy mélyebben fekvő szintben hosszan elnyúlva, egészen a Tisza mai árteréig követhetők. Az egyik mederbe mélyített fúrás sikertelen maradt, így a koruk csupán morfoklimatikus alapon becsülhető a holocén szárazabb időszakaira, tehát a boreális legelejére, vagy az atlanti második felére. Ez utóbbi a Duna Tisza közén újabban kimutatott homokmozgás kb cal BP idejéhez kapcsolható (Gábris Gy. et al. 2000). A Sajó mindenesetre ezt követően már a mai helyén folyhatott. A két utolsó meander generáció szintje között eróziós lépcső formájában 1-2 méteres szintkülönbség mutatkozik, ami bevágódás közbeiktatódását bizonyítja. Ugyancsak méteres nagyságú perem alakult ki a legfiatalabb medrek szintje és a Tisza mai ártere között. A bevágódások, ismerve a holocén éghajlat-ingadozásoknak a folyók mechanizmusára gyakorolt hatását (Gábris Gy. 1995) 8

9 Földrajzi Konferencia, Szeged klímatikus alapon is történhettek, de ebben az esetben holocén közepi és végi tektonikus mozgások megléte sem zárható ki. IX. A Tisza mai ártere képezi a kutatott terület legalacsonyabb geomorfológiai szintjét. Ezen a holocén második feléből származó (5305±40 és 4070±50 C 14 BP) meanderek sorozata ismerhető fel, melyek további beosztását még nem végeztük el. A szabályozások során mesterségesen levágott kanyarok képezik a legfiatalabb holtmedreket. Összefoglalás A pleisztocén ritmusosan változó éghajlata következtében ingadozó vízhozamú és hordalék-töménységű alföldi folyók felszínalakító hatása és ezzel szoros összefüggésben rajzolatuk típusa is erősen változott. Geomorfológiai térképen jól elkülöníthetők a feltöltést végző fonatos rajzolatú ( alsószakasz-jellegű ), valamint a kanyargó ( középszakaszjellegű ) folyók által létrehozott térszínek. Ahol ezek a típusok egymás mellett ugyanabban a szintben helyezkednek el, ott a fiatalabb elrombolja az idősebb formákat, ami egyértelműen kijelöli a közöttük levő időrendet. Ahol jelentős szintkülönbség észlelhető határukon ott közbeiktatódott egy mélyítő eróziós periódus. A háromféle jelleg térbelisége időrendbe forgatható át, ezért az egész rekonstrukciós módszert horizontális sztratigráfiának nevezhetjük. A folyóvízi felszínfejlődés szakaszainak relatív időrendjét meghatározandó, a vizsgált területről részletes topográfiai térképek, légifelvételek kiértékelése és terepi munka alapján geomorfológiai térkép készült (1. ábra). A rendszer kulcskérdése a független módszerekkel történő kormeghatározás. Az elhagyott kanyarulatokba mélyített fúrásszelvényekből vett mintákból pollenanalízis készült, az így kapott pollendiagramok a szervesanyagból meghatározott C 14 -es korokkal jól kiegészíthetők. A felső-pleniglaciálistól napjainkig terjedően végeredményben a folyóvizek fent említett két típusának kilenc időbeli szakasza különíthető el, amelyeket két éghajlat és egy tektonikus mozgások indukálta bevágó periódus szakított meg (2. ábra). Conclusions A geomorphological map was drawn following the detailed topographical maps (1:10.000), air photographs and fieldwork observations (Fig. 1) in order to determine the geographical distribution of the different channel pattern types. Based on the regions characterised by different (meandering and braided) river styles and separated mainly by erosional limits (steps) which mark deepening phases a so called horizontal stratigraphy was established. Nine distinct phases of river pattern change and three incisions were detected in this stratigraphy. Figure 2 shows the relative chronology of the river styles variations in some cases completed by palynological and radiocarbon data. Irodalom BORSY Z. 1968: Geomorfológiai megfigyelések a Nagykunságban. Földr. Közl. 16. (92) pp BORSY Z. SZABÓ J. 1985: Tiszafüred természeti viszonyai. in: Tiszafüredi tanulmányok, Szolnok, pp CHOLNOKY J. 1907: A Tiszameder helyváltozásai I-II. Földr. Közl. 35. pp ; FÉLEGYHÁZI E. 1998: Adalékok a Tisza és a Szamos folyóhálózatának alakulásához a felsőpleniglaciális időszakban. Acta Geogr. Debrecina 34. pp

10 Gábris Gy. Félegyházi E. Nagy B. Ruszkiczay Zs.: A Középső-Tisza vidékének FÉLEGYHÁZI E. NAGY B. 2001: A Sajó-Hernád hordalékkúp későpleisztocén mederhálózatának vizsgálata Acta Geogr. Debr. (in press) FRANYÓ F. 1966: A Sajó Hernád hordalékkúpja a negyedkori földtani események tükrében. Földr. Ért. 15. pp GÁBRIS GY. 1970: Fiatal mederváltozások kutatásának módszerei a Sajó hordalékkúpjának példáján. Földr. Közl. 18. (94) pp GÁBRIS GY. 1985: Az Alföld holocén paleohidrológiai vázlata. Földr. Ért. 34. pp GÁBRIS GY. 1995/a: A folyóvízi felszínalakítás módosulásai a hazai későglaciális-holocén őskörnyezet változásainak tükrében. Földr. Közl (43) pp GÁBRIS GY. HORVÁTH E. NOVOTHNY Á. UJHÁZY K. 2000: Environmental changes during the Last-, Late- and Post-Glacial in Hungary. in: KERTÉSZ Á. SCHWEITZER F. (eds.): Physicogeographical Research in Hungary, Studies in Geography in Hungary 32. Akadémiai kiadó, Budapest, pp GÁBRIS, GY. FÉLEGYHÁZY, E. NAGY, B. RUSZKICZAY, ZS. 2001: Climate and tectonic controlled river style changes in the Middle Tisza Plain. Global Correlation of the Late Cenozoic Fluvial Deposits, April 21-24, Prague, Programme & Abstracts, pp. 8. MAROSI S. SZILÁRD J. (szerk.) 1969: A tiszai Alföld. Magyarország tájföldrajza 2. Akadémiai Kiadó, Bp. 386 p. PASSMORE, D.G. et al. 2001: Quaternary palaeochannels of the Upper Tisza valley, Northeast Hungary. Journ. of Quaternary Sci. (in press) SÜMEGI P. KROLOPP E. HERTELENDI E. 1998: Palaeoecological reconstruction of the Ságvár- Lascaux Interstadial. Acta Geogr. Debrecina ) VANDENBERGHE, J. 1993: Changing fluvial processes under changing periglacial conditions. Zeitschr. für Geomorph. Suppl. Bd. 88. Pp