Szömér, Frigyes, Milla, Hedvig, Mirkó2024. július 18., csütörtök
Természet

Több millió éve kihűlt vulkánok a Dél-Alföld sík felszíne alatt

2023.02.24.Jeki Gabriella
National Geographic Magyarország

A Szegedi Tudományegyetem Földrajzi és Földtudományi Intézetének kutatói különleges módszerekkel vizsgálják az aljzatot és annak összetételét.

A Dél-Alföld mélyén eltemetett magmás kőzetek kutatásának nélkülözhetetlen eszköze a polarizációs mikroszkóp, amely főként kőzetcsiszolatok, de bármely olyan anyag vizsgálatára alkalmas, amelyben a fény kettős törést szenved. A fotón egy Mezőhegyes környéki fúrásból származó gránit csiszolati képe látható keresztezett Nikol-os üzemmódban, amely az egyes kőzetalkotó ásványok azonosítására kiválóan alkalmas, gyakran élénk és látványos interferenciaszíneket is eredményezi.
Forrás: dr. Szemerédi Máté

 

Bár első hallásra talán hihetetlennek tűnik, de több kilométer magas hegyvonulatok és mély völgyrendszerek, valamint több millió éve kihűlt vulkánok is húzódnak a Dél-Alföld sík felszíne, a földtörténeti viszonylatban fiatalnak mondható üledékes kőzetek alatt. A Szegedi Tudományegyetem (SZTE) Földrajzi és Földtudományi Intézetének kutatói hazai, nemzetközi és regionális kérdésekre is keresik a válaszokat. A földtörténeti perm időszakban, körülbelül 300–250 millió évvel ezelőtt ugyanis hatalmas térfogatú vulkanizmus zajlott itt, lávaöntésekkel és kiterjedt robbanásos kitörésekkel, amelyeknek termékei ma Skandináviától a Balkánig megtalálhatók. Ebben a kirakósban szeretnék a hazai szakemberek is elhelyezni a saját kis darabkáikat a Kárpát–Pannon térségből.

„Annak ellenére, hogy a Dél-Alföld földrajzi értelemben egy tökéletesen sík vidék, morfológiája a felszín alatt jóval változatosabb. A földtörténeti szempontból nagyon fiatalnak nevezhető pannon-medencei üledékek és üledékes kőzetek alatt akár 6–7 kilométer mély árkok (például Makó–Hódmezővásárhelyi-árok) és kiterjedt aljzatmagaslatok húzódnak (például Battonya–Pusztaföldvári-hát), amelyeket változatos összetételű, akár több százmillió éves kristályos (magmás, metamorf) kőzetek alkotnak. A 20. század második felében a hazánk délkeleti részét és a Tisza-főegységet jelentő keleti Pannon-medencében több száz szénhidrogén-kutató fúrás mélyült, amelyek számos helyen feltárták a prealpi aljzati képződményeket, napjainkra azonban időszerűvé vált az Alföld aljzatát alkotó kőzetek modern szemléletű újraértelmezése. Kutatásunk célkitűzései a következők: naprakész földtani ismeretek szerzése a keleti Pannon-medence aljzatát alkotó képződményekről, illetve Délkelet-Magyarország aljzata és az Erdélyi-középhegység egyes kulcsfontosságú felszíni képződményei között egy megalapozottabb korreláció kialakítása” – válaszolta kérdésünkre dr. Pál-Molnár Elemér, petrológus (vulkanológus), az SZTE egyetemi docense és a kutatás vezetője.

A magmás képződmények összevetésének és esetleges rokonságuk feltárásának (korrelációjuknak) első lépése a petrográfiai hasonlóságok keresése, mind kézipéldányokon, mind az azokból készült vékonycsiszolatokon polarizációs mikroszkóppal. Az ábrán, főként a Battonya környéki mélyfúrásokból ismert, DK-Magyarország aljzatában elterjedt, karbon korú (kb. 350–360 millió éves) gránitok nagy fokú hasonlóságát láthatjuk az Erdélyi-középhegység DNy-i részéről (galsai kőfejtő) gyűjtött kőzetekével. A két képződmény rokonságát további kőzetkémiai vizsgálatokkal sikerült alátámasztani. A mikroszkópi képeken használt ásványnév-rövidítések: bt biotit, mc mikroklin (káliföldpát), ms muszkovit, pl plagioklász földpát, qz kvarc.
Forrás: dr. Szemerédi Máté, Jákri Barnabás

 

A szakemberek úgynevezett petrográfiai vizsgálatokat végeznek a kőzetmintán, illetve a fúrómagon, de polarizációs mikroszkópot is használt a kőzetekből készült vékonycsiszolatokon. Ahogy arra rámutattak, a csiszolatok további vizsgálataira a pásztázó elektronmikroszkóp (SEM) is kiválóan alkalmas, amellyel a kőzetet alkotó ásványok elemi összetételéről is információt nyerhetnek, így azok még biztosabban azonosíthatók. Teljes kőzetkémiai vizsgálatokat is végeznek akkreditált nemzetközi laboratóriumokban, többek között a vancouveri ACMELabs-ban, ahol mért kőzetösszetételeket használnak fel és ahol a kőzetek kémiai összetételének meghatározása elemenként történik. Emellett a kőzetek képződési korára irányuló, úgynevezett geokronológiai vizsgálatok is zajlanak, amelyek alapját az általuk vizsgált mintákban kis méretben, de viszonylag gyakran előforduló cirkon kristályok és a bennük lezajlott radioaktív bomlási folyamatok jelentették. A cirkonban az egyes U- és Pb-izotópok arányainak megmérését követően, a bomlási állandók ismeretében a vizsgált kőzetek kora meghatározhatóvá vált, a Göttingeni Egyetemen végzett analíziseiknek köszönhetően.

„A petrográfiai vizsgálatok a kőzet ásványos összetételének meghatározását és a kőzettani megnevezést szolgálják. Az ásványok méretéből, elhelyezkedéséből és alaki sajátságaiból (összefoglaló néven a magmás kőzet szövetéből) a kőzetet kialakító magmatározó- és/vagy vulkáni folyamatok bizonyos mértékig rekonstruálhatók; például viszonylag nagy vagy kis mélységben vagy felszínen kristályosodott-e a kőzet. A magmás kőzetek képződése és az annak hátterében zajló geológiai folyamatok még alaposabban a kémiai összetételből érthetők meg. A teljes kőzet kémiai- és ásványkémiai vizsgálatok választ adhatnak arra, hogy milyen mélységben, mondjuk milyen hőmérsékleti, nyomás- és oxidációs viszonyok mellett és milyen földtani, lemeztektonikai környezetben képződött az olvadék. Míg a „mikor” kérdésre a korábban említett, az egyes radioaktív izotópok bomlásán és az izotóparányok meghatározásán alapuló, különféle geokronológiai vizsgálatok adják meg a választ” – magyarázta dr. Szemerédi Máté vulkanológus, a SZTE tudományos munkatársa.

A földtörténeti perm időszak kb. 250–300 millió évvel ezelőtti, nagy térfogatú robbanásos kitöréseinek termékei a Dél-Alföld aljzatában is megtalálhatóak, pl. Battonya környékén riolitos összetételű piroklasztitok formájában. Az elmúlt évek kutatási eredményeként utóbbi kőzeteket sikerült a Dél-Dunántúl (az ún. Gyűrűfűi Riolit Formáció), ill. az Erdélyi-középhegység középső és nyugati részének (Béli- és Bihar-hegységek) hasonló kőzeteivel is összekapcsolni. A kőzetek korhatározását a belőlük kiválogatott, legfeljebb néhány tized mm-es cirkon kristályokon mért izotóp-arányok tették lehetővé (a piros karikák az izotópos mérések helyeit jelölik a jobb oldali fotón). A mikroszkópi képeken használt rövidítések: fsp: földpát, qz: kvarc, s: átkristályosodott kőzetüveg szilánk.
Forrás: dr. Szemerédi Máté

 

Az egyetem munkatársai már a 2010-es évek elejétől foglalkoznak az Alföld mélyén eltemetett magmás kőzetekkel. Az azóta eltelt több mint tíz évben sikerült megbízható, modern koradatokhoz jutni a Dél-Alföld alatt húzódó kristályos aljzat magmás kőzeteiből. Ezeket a szakemberek az új, teljes kőzetkémiai elemzésekkel együtt értelmezték, valamint regionális keretek közé helyezték, tehát összekapcsolták a Kárpát–Pannon-térség hasonló kőzeteivel.

„Két fő magmás eseményt sikerült elkülönítenünk a délkelet-magyarországi aljzatban, mindkettő a paleozoikumban, tehát a földtörténeti óidőben történt. Az első eset a földtörténeti karbon időszakban, körülbelül 350–360 millió évvel ezelőtt, a variszkuszi hegységképződéshez kapcsolódó gránit magmatizmus volt, amelynek termékeit Battonya, Mezőhegyes, Dombegyház, Végegyháza, valamint Makó, Kiszombor, Ferencszállás, Deszk és Algyő térségében érték el szénhidrogén-kutató fúrások. A második esemény a földtörténeti permben, körülbelül 260–270 millió évvel ezelőtt történt riolitos-dácitos összetételű, robbanásos kitörések által dominált vulkanizmus, amely egy egykori kontinentális kőzetlemez szétszakadásához kapcsolódott. Ezeket a permi vulkáni kőzeteket a Battonya, Tótkomlós, Nagyszénás és Kelebia települések környéki mélyfúrásokból ismerjük. Mindkét említett magmás folyamat termékeit sikerült a Dél-Alföld területétől messzebb eső, „felszíni párjaikkal” is összekapcsolnunk további kőzettani, kőzetkémiai és geokronológiai vizsgálataink eredményeként. A permi riolitos–dácitos vulkáni kőzetek mind korukban, mind képződési mechanizmusukban megegyeznek a Dél-Dunántúl hasonló képződményeivel (Nyugat-Mecsek, Villányi-hegység és a Mecsek közötti fúrások), ahogy azt a hazai szakirodalmakban korábban is vélték; kisebb meglepetésünkre azonban a vizsgált kőzeteket az Erdélyi-középhegység központi-nyugati részéről (Béli- és Bihar-hegységek) ismert riolitokkal és dácitokkal is sikerült összekapcsolnunk. Hasonlóképpen a karbon korú gránitok (Battonya és térsége, illetve az Algyő–Ferencszállás aljzati hát) „határon túli párját” is sikerült kőzettani és kőzetkémiai bizonyítékokkal megtalálnunk az Erdélyi-középhegységben (Béli- és Hegyes-hegységek). Aktuális kutatásaink éppen a szlavóniai Papuk hasonló képződményeivel vetik össze a hazai aljzati gránitokat további kapcsolatokat keresve” – mutatott rá dr. Pál-Molnár Elemér.

A Dél-Alföld aljzatát alkotó magmás kőzetek korrelációjának legfrissebb kutatásai a horvátországi Papuk hegyvidéke felé irányulnak. A fotókon a mintagyűjtéseknek szintén helyet adó, szlavóniai Djedovica kőfejtő és jellegzetes kőzetmintája (metamorfózist szenvedett gránit) látható.
Forrás: dr. Szemerédi Máté, Jákri Barnabás

 

A kutatás során vizsgálták például a 20. század második felében létesített kőolaj- és földgáz-kutató fúrások jelentéseit, de a tudósok által felszínre hozott fúrómagokat is. Az anyagvizsgálati és korhatározási módszerek fejlődése emellett indokolttá tette az aljzati kristályos kőzetek újravizsgálatát. A korábban kifejtett hazai és regionális magmás kőzettani kapcsolatok között így olyanokat is találtak, amelyet elődjeik már felvetettek, csak a bizonyításukhoz szükséges kőzettani és geokronológiai adatok eddig nem álltak rendelkezésre. Számos irányvonalat most a szegedi kutatók bizonyítottak elsőként.

„A legnagyobb meglepetést az jelentette a projektben, hogy az erdélyi-középhegységi kutatásaink eredményeként nem csak a hazai és az erdélyi riolitos–dácitos vulkanizmust sikerült összekapcsolnunk, hanem az Délnyugat-Erdélyi-középhegység (Hegyes-hegység) mélységi magmás kőzetein végzett vizsgálatainknak köszönhetően, a perm időszakban képződött valamennyi vulkáni és mélységi magmás kőzetet a Nyugat-Mecsektől az Erdélyi-középhegységig sikerült egy közös, kiterjedt permi magmás rendszerben elhelyeznünk. Az idős kora, a kőzeteket ért későbbi lemezmozgások és jelentős erőhatások, például az Alpok vagy a Kárpátok hegységképződése ellenére is jól megőrződött és magmás kőzettani szempontból nagy spektrumot lefedő rendszer térségünkben gyakorlatilag egyedülállónak nevezhető és világszinten is igen ritkának számít” – hangsúlyozta dr. Szemerédi Máté a kutatás kapcsán.

Az SZTE Ásványtani, Geokémiai és Kőzettani Tanszék „Vulcano” Kőzettani és Geokémiai Kutatócsoport másik kiemelt témája a Keleti-Kárpátokban, a Gyergyói-havasokban található triász korú (körülbelül 225–240 millió éves) magmás test (fosszilis magmatározó), az úgynevezett Ditrói Alkáli Masszívum egykori magmatározó folyamatainak (magma forrása, magmaképződés mélysége és kora, magmák keveredése, a környező kőzetek beolvasztása stb.) a rekonstruálása. Munkájuk szorosan összekapcsolódik a Harangi Szabolcs vezette MTA-ELTE Vulkanológiai Kutatócsoporttal (MTA-ELTE VKCS) az idős magmás folyamatok kutatásában is, illetve munkájukkal az MTA-ELTE VKCS kutatásait is segítik, amelyek jóval fiatalabb (néhány 10.000 éves) akár még a vulkáni aktivitás lehetőségét is magában hordozó rendszerek megismerésére irányulnak (például Csomád, Keleti-Kárpátok; Mammoth-hegység, Kalifornia).

A kőzetkémiai és geokronológiai vizsgálatokat a kutatók kiterjesztették a Kárpát–Pannon-térség hasonló képződményeire, például az Erdélyi-középhegységre és a Papukra, ahol sikerült rokonságokat feltárniuk a kőzetek képződését illetően. Az általuk végzett projekt jelentőségét aláhúzza az a tény, hogy a kutatási területen jelenleg is szénhidrogén-kutatás, illetve geotermikus projektek zajlanak, miközben a földtani háttérismeretek a 20. század második felében készített, többnyire elavult, archív nyersanyagkutatási jelentésekhez kapcsolódnak. Úgy vélik, hogy az ehhez hasonló területekről a modern kőzettani, geokémiai és geokronológiai eredményeken alapuló, naprakész földtani ismeretek biztosítása a mindenkori hazai szakma feladata, amelyet kutatásukban meg szeretnének valósítani. Eredményeik az alkalmazott kutatásokat is segíteni fogják.

A pannon-medencei permi vulkanizmus feltárása nagymértékben segített megérteni, hogy milyen folyamatok zajlanak a felszínen és a felszín alatt egy kontinentális kőzetlemez szétszakadásához kapcsolódó, aktív lemeztektonikai környezetben napjainkban. Ilyen környezetet ma hozzánk legközelebb a Kelet-Afrikai-árokrendszerben találunk. És bár ide a tudomány képviselőinek nincs is lehetősége eljutni, dél-olaszországi (Nápolyi-öböl, Etna, Lipari-szigetek) vulkanológiai kirándulásokat az egyetem szabadon választható kurzusaként rendszeresen szerveznek.

Ennek köszönheti elegáns pettyeit a tüskésrája

Ennek köszönheti elegáns pettyeit a tüskésrája

A kék szín a természetben igen különleges, számos élőlény alkalmazza, azonban olyan, hogy kék pigmentmolekula, nem létezik.

Különleges módszerrel vadászik madarunk

Különleges módszerrel vadászik madarunk

A szürke légykapó, ahogy neve is sugallja, a légyvadászat mestere.

Több száz medvét lőhetnek ki Romániában

Több száz medvét lőhetnek ki Romániában

Romániában több ezer medve él, az állatok egyre gyakrabban támadnak emberre.

Virágzik a sivatag a La Silla Obszervatóriumnál

Virágzik a sivatag a La Silla Obszervatóriumnál

A chilei Atacama sivatagban található az ESO La Silla Obszervatóriuma, 2400 méteres tengerszint feletti magasságban.

Képregényszerű fotókon egy sárgarigó és fiókája

Képregényszerű fotókon egy sárgarigó és fiókája

A sárgarigó vagy aranymálinkó (Oriolus oriolus) nem rigó, bár a neve erre utalhat. Európában egyetlen fajként képviseli a nemzetségét, és szerencsére jól érzi magát az ember közelében. Szívesen telepszik kertekbe, parkokba, gyümölcsösökbe, de még az akácosokban vagy a faültetvényekben is fészkel, a sűrű erdőket viszont kedveli.

National Geographic 2024. júliusi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

15 900 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlapNational Geographic 2020. decemberi címlapNational Geographic 2021. januári címlapNational Geographic 2021. februári címlapNational Geographic 2021. márciusi címlapNational Geographic 2021. áprilisi címlapNational Geographic 2021. májusi címlapNational Geographic 2021. júniusi címlapNational Geographic 2021. júliusi címlapNational Geographic 2021. augusztusi címlapNational Geographic 2021. szeptemberi címlapNational Geographic 2021. októberi címlapNational Geographic 2021. novemberi címlapNational Geographic 2021. decemberi címlapNational Geographic 2022. januári címlapNational Geographic 2022. februári címlapNational Geographic 2022. márciusi címlapNational Geographic 2022. áprilisi címlapNational Geographic 2022. májusi címlapNational Geographic 2022. júniusi címlapNational Geographic 2022. júliusi címlapNational Geographic 2022. augusztusi címlapNational Geographic 2022. szeptemberi címlapNational Geographic 2022. októberi címlapNational Geographic 2022. novemberi címlapNational Geographic 2022. decemberi címlapNational Geographic 2023. januári címlapNational Geographic 2023. februári címlapNational Geographic 2023. márciusi címlapNational Geographic 2023. áprilisi címlapNational Geographic 2023. májusi címlapNational Geographic 2023. júniusi címlapNational Geographic 2023. júliusi címlapNational Geographic 2023. augusztusi címlapNational Geographic 2023. októberi címlapNational Geographic 2023. novemberi címlapNational Geographic 2023. decemberi címlapNational Geographic 2024. januári címlapNational Geographic 2024. februári címlapNational Geographic 2024. márciusi címlapNational Geographic 2024. áprilisi címlapNational Geographic 2024. májusi címlapNational Geographic 2024. júniusi címlapNational Geographic 2024. júliusi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket