Földrajz | Természetföldrajz » Mészáros Ernő - A földi környezet és a vulkánok

Tartalom TERMÉSZETTÖRTÉNELEM •Glatz Ferenc: A vulkánok szerepe a Föld történelmében 2 Mészáros Ernõ: A földi környezet • és a vulkánok 3 •Brezsnyánszky Károly: Lemeztektonika – vulkanizmus – élõvilág 7 Harangi Szabolcs: Történelemformáló • nagy vulkánkitörések 10 •Kertész István: Pompeji pusztulása, Kr. u 79 21 Soós István: „Nyár nélküli esztendõ” • 1816-ban 24 KÖZÖS DOLGAINK •R. Várkonyi Ágnes: „A vitéz rácz nemzetnek ” 28 FIGYELÕ •Szász Zoltán: Niederhauser Emil 32 HÍREK 34 •Õsi európai kultúra a Duna völgyében • Europid emberek hun sírokban • Mûkincsek visszakérése • Vieng Xai barlangváros • A Magyar Testõrség 250 éve (Farkas Ildikó) Címlapon: Montázs a Vezúv 18. századi kitöréseirõl Pietro Fabris és Joseph Wright mûveinek felhasználásával Támogatónk: Szerkesztõ: Glatz Ferenc A szerkesztõbizottság tagjai: Burucs Kornélia, Demeter Zsuzsanna, Fodor Pál,

Kertész István, Sipos Péter, Szász Zoltán, Zsoldos Attila Olvasószerkesztõ: Kovács Éva Munkatársak: Farkas Ildikó, Kocsis Gabriella, Bognár Katalin, Horváth Imre (számítógépes tördelés), Nagy Béla (térkép) Szerkesztõségi titkár: Oprán Emese Megjelenik évente tízszer. Elõfizetési díj 2010-re: 3200 Ft. Felelõs kiadó: História Alapítvány. Szerkesztõség: 1014 Bp., Úri u 53 Tel: 224-6700/615, 623, 625; tel./fax: 356-0457 Levélcím: Pf. 9 Bp, 1250 wwwhistoriahu Bankszámlaszáma 11701004-20125394 OTP Devizaszámlaszámok: Budapest Bank Rt. 1051 Bp., Hercegprímás u 5 USD HU47-10103104-82876600-00000997; Euró HU46-10103104-82876600-01000309 Adószám: 19654243-2-41 Szedés, tördelés: MTA TTI Kiadványcsoport. Nyomdagrafikai elõkészítés: Krónikás Bt., Biatorbágy Nyomás: MESTERPRINT Kft., Budapest, Vak Bottyán u. 30–32/B Terjeszti: LAPKER Rt. és alternatív terjesztõk Elõfizetésben terjeszti a Magyar Posta Rt. Hírlap Üzletág.

Elõfizethetõ közvetlen a postai kézbesítõknél, az ország bármely postáján, Budapesten a Hírlap Ügyfélszolgálati Irodákban és a Központi Hírlap Centrumnál (Bp. VIII ker, Orczy tér 1 Tel: 06-1-303-3447; postacím: Bp., 1932) További információ: 06-80-444 444 hirlapelofizetes@posta.hu HU ISSN 01392409. Index: 25384 A földi környezet és a vulkánok Mit köszönhetünk a vulkánkitöréseknek? földi környezet alakításában a nagy természeti anyagáramlás alapvetõ szerepet játszik. A bolygón a különbözõ vegyületek/elemek állandó mozgásban vannak: a Föld közel sincs nyugalmi állapotban. A felszínen lévõ szilárd anyagok, a kõzetek, a környezeti tényezõk, így az éghajlat és az élõ szervezetek hatására állandóan aprózódnak, mállanak. A keletkezett kis anyagrészeket a szél és a víz messzire szállítja. A törmelék (homok, agyag, kavics) – elsõsorban a vizekben – lerakódik, üledéket hoz létre Az üledék idõvel

üledékes kõzetekké alakul, ezek pedig úgynevezett metamorf kõzeteket képeznek. A mélybõl az anyagok hegységképzõdéskor vagy vulkántevékenység során kerülnek a felszínre, illetve a levegõbe. A hegységképzõdést és a vulkánkitöréseket a mintegy 100 km-es vastagságú hatalmas képzõdmények, az úgynevezett litoszféralemezek mozgása okozza. Ezeket viszont a Föld belsejében lévõ feláramlások mozgatják A lemezek dinamikája egyúttal a földrengések eloszlását és gyakoriságát is meghatározza. A A Föld dinamikája Az elsõ pillantásra statikus állapotban lévõ bolygó folyamatos változásban, forrongásban van. A mozgások jelentõs részét az ember közvetlenül nem érzékeli, mivel nagyon lassúak. Így a mállás miatt a Himalája magassága ezer év alatt csak mintegy 15 m-t csökken, míg a lemezek mozgása miatt a szárazföldek oldalirányú elmozdulása általában kisebb, mint 1 cm. Ilyen mozgásokat szabad szemmel természetesen

nem érzékelünk. Kimutatásukhoz korszerû tudományos módszerekre van szükség. Vulkánkitörés és izzó lávafolyam a Hawaii-szigeteken A nagy földi dinamika különleges mozzanata, amikor vulkánkitörések alkalmával a hirtelen megolvadt belsõ anyagok láva formájában, nagy energiával a felszínre törnek. A láva és a kitörést követõ forró „hamuesõ” a vulkán kitörésének környezetében komoly veszélyt jelent az emberre és az emberi javakra. Nagyobb léptékben azonban a környezeti hatásokat a különbözõ gázok, valamint szilárd és cseppfolyós részecskék (por, hamu) kilövellése okozza. Ezek a nagy függõleges mozgási sebességük miatt a légkörbe kerülnek, ott nagy távolságokra elkeverednek, és megváltoztatják a levegõ optikai tulajdonságait, a napsugárzás átvitelét és végsõ soron az idõjárást és éghajlatot. A jelenséget sokszor szabad szemmel is érzékelhetjük: mérséklõdik a megvilágítás, illetve a

vulkáni részecskék naplementekor a Nap színét a megszokottnál is vörösebbre festik. 3 A környezet négymilliárd évvel ezelõtt A napsugárzás erõsségének változása annak a következménye, hogy az aeroszolrészecskék (azaz a A Naprendszer és vele együtt a levegõben lebegõ szilárd és Föld mintegy 4,6 milliárd évvel cseppfolyós részecskék együttese) ezelõtt a születésben lévõ Nap megnövelik a sugárzás elnyelõkörül keringõ szilárd anyagokból dését és különösen a szóródását. jött létre. Az elõbolygó kezdetEnnek mértéke az 1 m-es ben „hideg” volt, de a becsapódó 1. ábra A gyengítési együttható változása 2010 áprilisában távolságra esõ sugárzásgyen- a svájci Jungfrau mérõállomáson különbözõ hullámhosszakon anyagdarabok (ma úgy mondagüléssel – azaz a gyengítési nánk, meteoritok) hõvé alakuló (A megfigyeléseket a svájci Paul Scherrer Intézet munkatársai végezték.) együtthatóval

– jellemezhetõ, energiája miatt felhevült és izzó amelynek dimenziója 1/m. (Az állapotba került. Felszínét állanegyüttható az adott hely levegõjére A vulkánkitörésekkel kapcsolatban a dóan mûködõ vulkánok borították, vonatkozik.) Az 1 ábra ezt az hosszú távú éghajlati hatásokat mégsem amelyekbõl ömlött a láva, pöfögtek a összefüggést ábrázolja a Jungfrau csúcson a por és a hamu okozza. Ez ugyanis tö- különbözõ gázok és szilárd anyagok Az 2010 áprilisában végzett mérések szerint. megénél fogva a levegõbõl általában elõbolygónak a maihoz képest ritka volt (Az Eyjafjallajökull nevû izlandi vulkán napokon belül kihullik (nem beszélve a a légköre, a Nap kékeszöld színben 2010. március 20-i kisebb kitörését április csapadékvíz légkörtisztító hatásáról) pompázott az égbolton Az alakulóban 14-én egy nagyobb követte. A vulkáni Éves léptékben a magaslégkörbe, a lévõ légkört a vulkánokból

kilövellt és felhõ április 18-án érte el a 4700 m-en 15–55 km magasságok közötti sztrato- lávából felszabaduló gázok táplálták. elhelyezkedõ mérõállomást.) szférába került kéngáz, a kén-dioxid Ezek a gázok, egyebek mellett, nitroAz egész légkörre vonatkozó teljes okozza a változásokat. Vulkánkitörések- gént, szén-dioxidot és vízgõzt tartalmazfüggõleges sugárzásgyengítõ hatás az kor ugyanis ez a gáz ebbe a légrétegbe tak A vízgõz kondenzálódott, hatalmas úgynevezett homályossággal vagy opti- kerül, ahol oxidálódik és kénsavvá ala- vöröses felhõket képezett, amelyekbõl kai mélységgel jellemezhetõ, amely kul, amely kicsiny aeroszolrészecskékké bõségesen hullt a csapadék. A folyémegadja, hogy a levegõben lévõ por, kondenzálódik Ezek a szulfátrészecskék kony víz a forró felszínre hullva ismét korom és hamu mennyivel gyengíti az éves távon csökkentik a felszínt elérõ gõzzé vált. A

meteoritbecsapódások egész légkörön áthaladó napsugárzás napsugarak intenzitását és részt vesznek gyakorisága azonban lassan csökkent, a erõsségét. A dimenzió nélküli optikai az ózonmolekulák kivonásában is bolygó hûlt, a víz kondenzálódott, és kimélységet általában 500 nm hullámA vulkánkitörések tehát komoly alakultak a mai óceánok õsei. hosszon, a látható fény tartományában környezeti következményekkel járnak. A világegyetemben a leggyakoribb határozzák meg. Definíció szerint a Így volt ez több milliárd évvel ezelõtt elem a hidrogén és a hélium Ez a két légkör homályossága akkor egységnyi, is, amikor a bolygónk keletkezett és elem azonban a Naprendszer belsõ ha a levegõben a sugárzás erõssége hosszú ifjúkorát élte. Ebben a távoli bolygóiról gyakorlatilag hiányzik, mivel 2,71-ad részére csökken. Szerencsére múltban a Föld sokkal aktívabb volt, a a nehézségi erõ sohasem volt elég nagy

akkora érték csak vulkánkitörések kör- vulkánkitörések nagymértékben alakí- ahhoz, hogy ezt a két könnyû gázt nyezetében fordul elõ. Közepesen tották a légkört és az éghajlatot Ezen visszatartsa A Föld esetében viszont a szennyezett levegõben (például Ma- keresztül befolyásolták azokat a fo- nehézségi erõ megakadályozta a víz elgyarországon) az egység tizedrészeiben lyamatokat, amelyek az élet kelet- szökését, amely a bolygó további fejlõmérhetõ. Tiszta óceáni vagy sarki leve- kezéséhez és kezdeti fejlõdéséhez dését alapvetõen meghatározta Ebbõl gõben értéke a 0,1-et sem éri el. következik, hogy a Földet körülvevõ vezettek. Mûvészi elképzelés a Föld kezdeti állapotáról 4 Tengeri élõlények a prekambrium (635–570 millió év) idején. Rekonstrukció az ediacarai (Ausztrália) fosszíliák alapján gázburok négymilliárd évvel ezelõtt úgynevezett másodlagos légkör volt, amely teljes

egészében a vulkanikus tevékenységbõl származott. A vulkánoknak köszönhetõen az akkori környezetben az elsõ egysejtû, sejtmag nélküli baktériumok kialakulásához és anyagcseréjéhez, pontosabban a szénhidrátok (cukrok) elõállításához minden alapanyag biztosítva volt. Víz bõségesen állt rendelkezésre, a légkör szén-dioxid formájában jelentõs menynyiségû szenet tartalmazott. Kialakult a fotoszintézis mai formája: a szénhidrátokhoz szükséges hidrogént az egysejtûek vízbõl állították elõ. Ehhez energiára volt szükség. Az energiát a napsugárzás, esetleg a gyakori villámkisülések bõségesen szolgáltatták. Sõt a vulkáni eredetû üvegházhatás biztosította a kellemes hõmérsékletet is. A fotoszintézis végtermékeként megjelent az oxigén, amely a késõbbiek során megváltoztatta a környezetet. „Hógolyó Föld” és vulkáni tevékenység Az idõ múlásával egyre bonyolultabb lett a bioszféra. Így, valamikor

egymilliárd évvel ezelõtt, megjelentek a többsejtûek Ugyanakkor a környezetben, elsõsorban a levegõben egyre jelentõsebb lett a szabad oxigén koncentrációja. Mintegy 600 millió évvel ezelõtt, amikor a szilárd vázas állatok kialakultak, megközelítette a jelenlegi érték 10%-át. Ezt megelõzõen azonban a földi környezet alakulásában jelentõs esemény történt. 650 millió évvel ezelõttre vonatkozó geológiai rétegekben olyan üledékeket találtak, amelyek jég, pontosabban gleccserek jelenlétére utalnak. Ez a megfigyelés alapozta meg az úgynevezett „hógolyó Föld” elképzelést, amely alatt az értendõ, hogy az említett idõben lényegében az egész bolygó eljegesedett. A hógolyó Föld megmagyarázására számos hipotézis született Az egyik szerint a lehûlést aktív vulkanikus tevékenység indította el. A vulkánkitörések mind hûlést, mind felmelegedést okozhatnak Mivel a por és a hamu viszonylag gyorsan kihull a levegõbõl,

a domináns hatás attól függ, hogy a kitörésben milyen a szén (szén-dioxid), illetve a kéngázok (kéndioxid) aránya. Ha a kilövellt szén- 2. ábra A jégtakaró, a hõmérséklet és a csapadékmennyiség rekonstruált eloszlása a „hógolyó Föld” idején dioxid mennyisége viszonylagosan nagy, akkor a kitörés melegedést, ellenkezõ esetben, a kén-dioxidból keletkezõ szulfátrészecskék miatt, lehûlést okoz. A szulfátrészecskék azonban ebben az idõben viszonylag gyorsabban kikerültek a légkörbõl (még nem volt sztratoszféra), ezért a folyamatot legfeljebb elindíthatták. Ha viszont elindul a hûlés, akkor a keletkezett hó és jég egyre jobban visszaveri a napsugarakat, azaz a hûlés folytatódik (pozitív visszacsatolás). Természetesen nem kizárt, hogy a folyamatot valamilyen más effektus váltotta ki. Például lecsökkent a napsugárzás erõssége a Föld pályaelemeinek változása miatt. (A Föld történetének utolsó mintegy

kétmillió évében fellépõ jégkorszakokat nagy valószínûséggel a pályaelemek ingadozása váltotta ki.) Az biztosnak látszik, hogy ebben az idõszakban a Földön egyetlen szárazföld létezett, méghozzá az Egyenlítõ környezetében. Itt a bõséges csapadék A földi atmoszféra felépítése kimosta a felszínrõl a szilikátokat, amelyek a légköri szén-dioxidot kivonva karbonátos kõzetekké alakultak. Ez tovább csökkentette a hõmérsékletet, amely még az Egyenlítõ környezetében is csaknem nulla fok alá süllyedt (2. ábra) A magasabb szélességeken azonban a jégtakaró (és a szárazföldek elhelyezkedése) miatt gyakorlatilag leállt az említett szén-dioxid-kivonó mechanizmus. Így a vulkánok által kibocsátott szén-dioxid kezdett a légkörben felhalmozódni, ami az üvegházhatás erõsödéséhez vezetett. A jégtakaró lassan zsugorodott, amely végsõ soron a „hógolyó Föld” megszûnéséhez vezetett. Az éghajlat anomáliáját

tehát a vulkánkitörések szüntették meg. Pulzál a Föld A szakemberek között viták folynak, hogy mekkora volt a lehûlés mértéke 600-700 millió évvel ezelõtt. Abban azonban egyetértés van, hogy az éghaj- 5 lat ebben a periódusban valóban ménye volt, hogy az anyaghideg volt. Nagyjából abban is áramlás alakításában a bioszfémegegyeznek a vélemények, hogy ra egyre nagyobb szerepet kapott. Az eredetileg a vulkaniettõl az idõszaktól a jelen felé hakus tevékenységbõl származó ladva két nagy melegedési idõnitrogén és szén ciklusát koszak következett be (3. ábra felsõ runkban egyértelmûen a biorésze). A tudomány ezeket üvegház-, míg a hidegebb idõszakokat szféra határozza meg. Naphûtõház-periódusoknak nevezi A jainkban az évente átlagosan a hõmérsékleti menet érdekessége, levegõbe kerülõ vulkanikus hogy a vulkáni tevékenység erõsszén-dioxid maximum mintegy ségével párhuzamosan változott. tizedszázaléka a

szerves anyaTovábbá hogy a hûtõház-idõszagok bomlása (kisebb mértékkokban a lemeztektonika által ben a légzés) miatt felszabaduló mennyiségnek. (Sõt ma már mozgatott kontinensek egyetlen az emberi tevékenység által egységbe tömörülnek.* Így 225 kibocsátott éves szén-dioxidmillió évvel ezelõtt egyetlen ha3. ábra A hõmérséklet és a vulkáni tevékenység változása a Föld történetének utolsó 650 millió évében talmas szárazföld létezett, a Pantömeg is jóval meghaladja a a rendelkezésre álló földtani információk alapján gea, amely a továbbiakban széttövulkánok kibocsátását.) Ehhez redezett, és darabjai lassan fölvették a gedés a legjelentõsebb. Körülbelül 400 persze az is hozzájárul, hogy a mûködõ jelenleg ismert formájukat. Mindebbõl millió évvel ezelõtt alakult ki a mai hely- vulkánok száma és aktivitása ma már egyes kutatók azt a következtetést von- zet: az ózonkoncentráció maximális kevésbé

jelentõs, mint a földtörténeti ták le, hogy bolygónk hatalmas, 300-400 szintje mintegy 20 km-es magasságban múltban. millió éves idõszakokban pulzált. Ter- helyezkedik el Más szavakkal, kialaA kivételt a kén körforgalma jelenti mészetesen a végleges következtetés le- kult a légkörnek az a viszonylag meleg A vulkánok egy évre vonatkoztatott vonásához nemcsak két, hanem több rétege, amelyet sztratoszférának neve- kén-dioxid-emissziója mintegy fele a zünk. A légkör függõleges hõmérsékle- bioszferikus kibocsátásnak, és mintegy ciklust kellene ismernünk. A Föld pulzálását nem könnyû meg- ti rétegzõdésének ilyen jellegû változá- 10%-a az ember által kibocsátott tömagyarázni. A 3 ábrán lévõ párhuza- sa a vulkánkitörések környezeti követ- megnek Ennek ellenére a vulkáni mosság mindenesetre azt sugallja, hogy kezményeit is módosította. A sztra- kén-dioxid nagy jelentõségû, mivel az a a pulzáció kialakításában

a vulkánok toszférában ugyanis a szulfátrészecskék sztratoszférába jut, ahol oxidálódik és feltehetõen fontos szerepet játszottak. A jóval hosszabb ideig tartózkodnak, kialakítja a sztratoszferikus szulfátrétefeltételezésnél el kell tekintenünk a hõ- mint az alacsonyabb légrétegben, a tro- get A sztratoszferikus részecskék tarmérséklet 450 millió évvel ezelõtti „rö- poszférában A hosszabb tartózkodási tózkodási ideje néhány év, így a vulkávidebb” (földtani léptékben) visszaesé- idõ a vulkánok hûtõhatását segíti elõ ni tevékenység napsugárzás-gyengítõ sétõl. Ha a feltételezést elfogadjuk, akhatása évekig érvényesül Ezt a hatást kor azt kell gondolnunk, hogy a mele- A jelenlegi helyzet ma már a mérõhálózatok regisztrálni is gedést vulkanikus gázok, így a szén-diképesek: egy-egy nagyobb kitörést oxid üvegházhatása okozta. Ehhez hoz- A légkör összetételének a hasonulása a egy-két évig tartó

lehûlés kísér A hûzájárult a Pangea hõmérlege is (a Pan- mai összetételhez annak a következ- lés átlagértéke elérheti az 1 °C-ot A vulkánkitörés éghajlati hatása tehát gea nem az Egyenlítõ körül helyezkeéves léptékben elsõsorban a kilövellt dett el). A hatalmas szárazföld belsejégázok kéntartalmától függ ben ugyanis nem érvényesült az óceán Mivel a vulkánkitörések az emberre éghajlat-kiegyenlítõ hatása (1. térkép) és az emberi javakra komoly veszélyt Mintegy 400 millió évvel ezelõtt a jelentenek, érthetõ, ha negatív módon légköri oxigén relatív koncentrációja viszonyulunk hozzájuk. Nem szabad csaknem elérte a jelenlegi értéket. Ez azonban elfelejtenünk, hogy a földtörazzal járt, hogy az oxigénmolekulákból téneti múltban a jelenlegi földi környekeletkezõ ózon koncentrációja is jelenzet kialakításában a vulkánok igen fontõsen megnövekedett. Az oxigén tos szerepet játszottak. Tudatában kell

mennyiségének növekedése egyebek lennünk: ahhoz, hogy a földi környezet között azzal járt, hogy az ózon maxikorunkban számunkra olyan vonzó és mális szintje magasabbra került. Egykellemes, a vulkánkitörések is hozzáben az a réteg is, ahol az ózonmolekujárultak lák napsugárzás-elnyelése miatti mele* Vö. erre Brezsnyánszky Károly cikkét e számunkban! (A szerk) 6 1. térkép MÉSZÁROS ERNÕ