Földrajz | Természetföldrajz » A Föld a világegyetemben

HELYÜNK A VILÁGEGYETEMBEN A Föld a világegyetemben Csillagászokat és közembereket, filozófusokat és fantasztikus regények íróit évezredek óta foglalkoztatja a kérdés, hol helyezkedik el Földünk a végtelen világmindenségben, az univerzumban. A földközpontú világképtől a csillagrendszerek felfedezéséig Az ókori tudósok, többek között Arisztotelész (Kr. e 384-322) és Ptolemaiosz (Kr u 100-178) munkássága által meghatározott világkép a Földet helyezte a világegyetem középpontjába (földközpontú vagy geocentrikus világkép). Ez a felfogás egészen a XVI századig érvényes volt Elsőként Kopernikusz (1473-1543) ismerte fel, hogy a Föld a többi bolygóval együtt a Nap körül kering (napközpontú vagy heliocentrikus világkép). A kopernikuszi elgondolást később Galilei (1564-1642) fejlesztette tovább, és Kepler (1571-1630) dolgozta ki a bolygók mozgásának máig érvényes törvényeit. Századunk csillagászati kutatásai

derítettek arra fényt, hogy a Nap nem a világegyetem, hanem csupán a Naprendszer központja, a Naprendszer pedig a mintegy 100 milliárd csillagból álló Tejútrendszer (Galaxis) része. A Tejútrendszeren kívül pedig több mint 1 milliárd hasonló csillagrendszer (extragalaxis) alkotja a metagalaxis tartományát, amely még mindig csak töredéke az egész univerzumnak! A Tejútrendszer A Tejút égbolton derengő sávja csillagmilliárdok összeolvadó képéből áll. A Tejútrendszer felülnézeti képe csigavonalszerű karokra, oldalnézeti képe két, egymással szembefordított mélytányérra emlékeztet (1. ábra) Jókora tányérokat kell elképzelnünk, hiszen a Tejútrendszer átmérője 100 000 fényév (fényév = az a távolság, amelyet a légüres térben 300 000 km/s sebességgel haladó fény egy év alatt megtesz, vagyis kb. tízbillió [1013] km) A tányérok közrefogta tér közepén helyezkedik el a Tejútrendszer 100 millió Nap-tömegnyi magja. A

Tejútrendszer mintegy százmilliárd (1011) csillagból áll A csillagok saját fényű gázgömbök. Ezek egyike a Nap, Naprendszerünk középpontja A Nap 30 000 fényév távolságra helyezkedik el a Tejútrendszer központjától. A Naprendszer A Naprendszer a Tejútrendszernek azt a tartományát jelenti, amelyen belül a Nap gravitációs hatása érvényesül. E gömb alakú tér sugara kb. 2 fényév A Naprendszer középpontjában elhelyezkedő Nap gáz-halmazállapotú csillag. A 110 Föld-átmérőjű (1,4 millió km) Nap kémiai összetétele szerint 80% hidrogénből és 20% héliumból áll. A Nap energiatermelését a hidrogén héliummá való, atommagreakcióban lejátszódó átalakulása biztosítja. E folyamat még kb 10 milliárd évig fedezi az energiatermelést. A Nap felszínén 6100 K hőmérséklet uralkodik (A Kelvin-fokban [K] történő hőmérsékletbeosztás az eddig elért legkisebb hőmérsékletet, az abszolút nullapontot [-273 °C] tekinti

kiindulási pontnak A 0 °C tehát 273 K-nek felel meg.) A Naprendszerhez 9 nagy- és kb. 100 000 kisbolygó tartozik A bolygók valamely csillag (esetünkben a Nap) körül keringő égitestek, amelyeknek nincs saját fényük, csak anyacsillaguk fényét verik vissza. A kilenc nagybolygót két jellegzetes csoportra oszthatjuk (1. táblázat): a) A Föld típusú vagy belső bolygókhoz a Naphoz viszonylag közel elhelyezkedő Merkúr, Vénusz, Föld és Mars tartozik. Hasonló tömegük mellett összekapcsolja e bolygókat viszonylag nagy sűrűségük (több mint 3 g/cm3), valamint az, hogy szilárd kőzetburokkal rendelkeznek. b) A Jupiter típusú vagy külső bolygók (Jupiter, Szaturnusz, Uránusz, Neptunusz) jóval nagyobbak a Föld típusú bolygóknál. A túlnyomórészt gáznemű bolygók sűrűsége igen kicsi (0,7-2,2 g/cm3). A külső bolygók további jellemzője holdakban való gazdagságuk (összesen több mint 60 darab). Holdnak az egyes bolygók kísérőit

nevezzük, amelyek a bolygók körül keringenek. E két csoportba tagolt rendszerbe csupán a Plútó, a Naprendszer legkülső bolygója nem sorolható be egyértelműen. Méretei, tulajdonságai a belső, naptávolsága viszont a külső bolygókhoz teszi hasonlatossá Csillagászok a Naprendszer vizsgálatakor a csillagászati egységet (CsE) használják távolságegységként. Az 1 CsE értéke 150 millió km, ami a közepes Nap-Föld távolsággal egyenlő. A Plútó eszerint mintegy 40 CsE-re kering a Naptól. (E hatalmas méreteket lehetetlen elképzelni A szemléltetéshez különböző hasonlatokat alkalmaznak. Ha p1 a Napot akkora gömbként képzeljük el, mint egy futball-labda, akkor a mindössze borsszemnyi Föld 30 méterre, a teniszlabda méretű Jupiter 150 méterre, a csupán mustármagnyi Plútó viszont 1,5 kilométerre kering e focilabda-Nap körül.) A bolygókon kívül üstökösök, meteorok, valamint a bolygóközi anyag a Naprendszer további

alkotórészei. Az üstökösök kőzetekből és jégből álló égitestek. Jellegzetes csóvájuk a Nap közelében felolvadva elpárolgó részük felhője. A meteorok kő- vagy fémdarabok, amelyek a Föld légkörébe jutva felizzanak Egy részük a légkörben elég, Földre hulló darabjaikat meteoritoknak nevezzük. A porból és gázból álló bolygóközi anyag részben az üstökösök, meteorok törmelékéből, részben azonban a Napból származik. Hogyan keletkezhetett a Naprendszer? A Naprendszer keletkezését évszázadok óta sokféle elmélet próbálta megmagyarázni. A tudósok többsége napjainkban az alábbi, még korántsem véglegesen kidolgozott, bizonyított elmélet mellett tör lándzsát: A Naprendszer a Tejútrendszer részeként forgó csillagközi gáz- és porfelhőből jött létre. Ez a felhő saját gravitációs tere összehúzódása miatt egyre sebesebben forgott. A forgás közben a felhő „dereka mentén anyagkiáramlás indult meg. Az

anyagkiválás módosította a gázfelhő mágneses terét és a forgómozgás sebességét is. A forgás középpontjában elhelyezkedő gázfelhőből jött létre a Nap őse, a kiáramló anyagból pedig a bolygók A Nap közelében a kiáramló gázokban lévő porszemek folyamatos összeütközése, összetapadása indította el a Föld típusú bolygók képződését, a Naptól távolabbra jutó, könnyebb elemekből keletkeztek a Jupiter típusú bolygók. A közös eredet és a forgómozgás közbeni kisodródás bizonyítékának tekinthető, hogy a Nap forgásával megegyező irányban kering az összes nagy- és kisbolygó a Nap körül, hogy néhány kivételtől eltekintve hasonló irányban keringenek a holdak a bolygók körül és végül, hogy - a Vénusz és az Uránusz kivételével - ebben az irányban forognak tengelyük körül a bolygók. A világegyetem 1 milliárd csillagrendszerének egyike a Tejútrendszer (Galaxis). A Tejútrendszer egyik átlagos csillaga

a Nap, amelynek gravitációs tere a Naprendszer. A Naprendszer részei: a Nap, a kilenc nagybolygó és holdjaik (több mint 60 darab), a mintegy 100 000 kisbolygó, az üstökösök, a meteorok valamint a bolygóközi gáz- és poranyag. A csillagászat kezdetei A Nap - ma már tudjuk, látszólagos - járása az égen, a nappalok és éjjelek váltakozása, az egymást követő évszakok, az éjszakai égboltot benépesítő csillagok, egy-egy átcikázó üstökös látványa korán felkeltették az emberek érdeklődését az égbolt titkai iránt. De csillagászati ismeretekre volt szükség a tengeren való tájékozódáshoz és a mezőgazdasági munkálatokhoz is. A földművelők igényeihez kötődnek az Angol-sziget sokáig titokzatosnak tartott kőépítményei is, mint a stonehenge-i kőkör (2. ábra) A fátlan síkon felállított, 6-8 méter magas, 30-40 tonnás kőtömböket a középkorban Merlin, a nagy varázsló építményének tartották, századunkban pedig

kellő képzelőerővel megáldott „kutatók" űrruhát viselő alakokat véltek felfedezni a köveken. A stonehenge-i kőkoszorú valójában a 3600-3800 éve élt emberek kőből emelt naptára volt. A kövek elrendezéséből számos fontos csillagászati irányt, p1. az év leghosszabb nappala, a nyári napforduló hajnalán fölkelő Nap irányát lehetett kimérni A kőkör a földművelő nép számára lényeges, a Nap és a Hold járásához kapcsolódó csillagászati adatok rögzítésére szolgált. A mai, számokkal és táblázatokkal teli csillagászati évkönyvek korában különösnek tűnhet a stonehenge-i kőnaptár, ám az akkori embereknek ez lehetett a legtermészetesebb és egyben legmaradandóbb adattároló. Az ókori csillagászat (is) Görögországban élte fénykorát. A Számosz-szigeti Arisztarkhosz (kb Kr e 320-250) Kopernikusz előtt 1800 évvel már heliocentrikus világképről tanított. Számításai szerint ugyanis a Nap jóval nagyobb,

mint a Föld, így a Földnek kell a Nap körül keringenie. Arisztarkhosz eredményei akkor is tiszteletet parancsolóak, ha később a ptolemaioszi felfogás győzedelmeskedett A Kr. e III század vége felé élt Eratoszthenész a gömbölyűnek tartott Föld kerületének és átmérőjének meghatározására végzett méréseket és számításokat. A Nap két egyiptomi városban eltérő delelési magasságának és a két város távolságának ismeretében kiszámította a Föld kerületét. Eratoszthenész eredménye, habár az akkori mértékegység kilométerre történő átszámítása némiképpen bizonytalan, alig tér el a ma elfogadott 40 000 km körüli értéktől. A Föld mint égitest A Föld alakja A Föld gömb alakú - hirdették már az ókori görög csillagászok is. Amióta amerikai űrhajósok a Hold felé tartó űrjármű ablakából - a hatvanas évek végén - először készítettek az egész Földet ábrázoló fényképet, efelől végeredményben

senkinek sem lehet kétsége. A Föld alakjának szabatos meghatározásához azonban nem elég, ha azt mondjuk: a Föld gömbölyű. A Föld - mint ismeretes - forog saját tengelye körül. A forgás következtében fellépő centrifugális erő hatására bolygónk az Egyenlítő mentén megnyúlt, kidudorodott. Emiatt á Föld egyenlítői sugara (6378 km) nagyobb, mint a sarki sugara, vagyis az Északi- és Déli-sarkot összekötő szakasz fele (6357 km). (A Földdel azonos felületű gömb sugara 6371 km lenne.) Ezt a némiképp lapult formát a mértani testek közül tehát nem gömbként, hanem forgási ellipszoidként írhatjuk le. A Föld pontos alakját végeredményben a bolygó belsejének tömegeloszlása határozza meg. Ettől függ ugyanis a nehézségi erő egyes földfelszíni pontokban meghatározható pontos iránya, ami viszont éppen merőleges a Föld felületére. Mivel bolygónk tömegeloszlása egyenlőtlen, a Föld valódi alakját az a szintfelület

rajzolja ki, amely minden pontban merőleges a nehézségi erő irányára. Ezt a szintfelületet geoidnak nevezzük (3 ábra) A Föld mozgásai A Föld egyrészt forog saját tengelye körül, másrészt kering a Nap körül. a) A Föld tengely körüli forgása A Föld képzelt forgástengelyének felszíni döféspontjai az Északi- és a Déli-sark. E tengely körül a Föld 24 óra alatt tesz meg egy teljes fordulatot. Az Északi-sark felől szemlélve a Föld nyugatról keletre, vagyis az óramutató járásával ellentétes irányban forog. A Föld tengely körüli forgásának sebességét a szögsebesség, illetve a kerületi sebesség értékeivel jellemezhetjük (4. ábra) A földfelszín egyes pontjai a forgástengely felől nézve egységnyi idő alatt azonos szögben fordulnak el, a szögsebességük tehát azonos. A kerületi sebesség viszont a forgástengelytől való távolságtól függ. Minél jobban távolodunk a forgástengelytől, azaz minél közelebb jutunk az

Egyenlítőhöz, a kerületi sebesség - azonos szögsebesség mellett - egyre nagyobb lesz. Könnyen belátható, hogy a kerületi sebesség az Egyenlítőn a legnagyobb (A kerületi sebesség értéke az Egyenlítőn 461 m/s, de p1. az 50° szélességnél „már csak" 300 m/s) A Föld forgása az oka az éjszakák és nappalok (a napszakok) váltakozásának. b) A Föld Nap körüli keringése A Föld a Nap körül ellipszis alakú pályán kering, amelynek egyik gyújtópontjában áll a Nap - tanítja Kepler első törvénye. A keringés időtartama - kerekítve - 365 és 1 /4 nap. A keringési pályasík, az ekliptika nem esik egybe a földi Egyenlítő síkjával (5. ábra) A két sík által bezárt szög nagysága 23,5° Ezt a síkbeli eltérést nevezzük - az Egyenlítőt alapul véve - az ekliptika ferdeségének. Értéke megegyezik az ekliptikára merőleges, sík és a Föld forgástengelye által bezárt szög, a forgástengely ferdeségének szögével (6.

ábra) (A Föld forgástengelye és az ekliptika által bezárt szög, az előbbi szögérték pótszögének értékével, vagyis 66,5°-kal egyenlő.) A Nap körüli keringés és a forgástengely ferdesége következtében ugyanazon szélességi kör mentén egy év alatt változik a napsugarak hajlásszöge. Ennek következménye az évszakok váltakozása A Föld gömbhéjakra tagolódik A tengelye körül forgó és a Nap körül keringő Földön e mozgások és a nehézségi erő hatására a gáznemű, a folyékony és a szilárd halmazállapotú anyagok fajsúlyuk szering gömbhéjakba (geoszférákba) rendeződtek. E gömbhéjak a levegőburok (atmoszféra), a vízburok (hidroszféra) és a kőzetburok (litoszféra). Az egyes geoszférák számtalan folyamat révén bonyolult kölcsönhatásban állnak egymással. A Föld Holdja A 3476 km átmérőjű Hold ellipszis alakú pályán kering a Föld, pontosabban a Föld és a Hold közös tömegközéppontja körül. Ez a

tömegközéppont a Föld mintegy nyolcvanszor nagyobb tömege miatt a Föld belsejében található. A közepes Hold-Föld távolság 384000 km A Hold keringési ideje megegyezik tengelyforgásának idejével (27,3 nap). Emiatt a Hold mindig ugyanazt az oldalát fordítja a Föld felé. A Holdnak nincs saját fénye, csupán a Napról visszavert fénnyel világít. Fényessége a holdfázisok szerint változik. Holdfázisnak nevezzük a Föld körüli keringéshez kapcsolódó fényváltozásokat (7. ábra) Újholdkor sötét éjszakára számíthatunk, mivel a Hold ilyenkor nem látható. Az első negyedben a látható holdsarló egyre jobban növekszik, majd holdtöltekor az egész holdkorong láthatóvá válik. A negyedik holdfázis, az utolsó negyed során a Hold ismét vékony sarlóvá „fogy". Napfogyatkozás - holdfogyatkozás A Földet és a Holdat a Nap világítja meg. Ha a három égitest egy vonalba, és így a Föld vagy a Hold egymás árnyékába kerül,

fogyatkozások jönnek létre. A valaha babonás félelmet keltő fogyatkozások idejét pontosan ki lehet számítani. Újholdkor előfordulhat, hogy a Hold eltakarja a Napot és árnyéka rávetődik a Földre. Ekkor áll be a napfogyatkozás. A Föld egy részén a Hold teljes árnyékában teljes napfogyatkozás, körülötte a Hold félárnyékában részleges napfogyatkozás lép fel (8. ábra) Holdtöltekor viszont a Föld vethet árnyékot a Holdra. Ez a holdfogyatkozás, amely szintén lehet teljes és részleges (9. ábra) A Földet mértani testként mint forgási ellipszoidot, valódi alakját pedig mint geoidot írhatjuk le. A geoid az a szintfelület, amely minden pontban merőleges a nehézségi erőre. A Föld legfontosabb mozgásai: képzelt tengelye körüli forgása, illetve a Nap körüli keringése. A tengely körüli forgás következménye a napszakok, a keringés következménye az évszakok váltakozása. A Hold a FöldHold rendszer közös tömegközéppontja

körül kering, amely a Föld belsejében található. A Hold fényváltozásait a Nap, a Föld és a Hold kölcsönös helyzetének változásai okozzák. A meteoritkráterek - a Föld sebhelyei 1908. június 30-a átlagos nyári napként köszöntött a közép-szibériai KövesTunguszka folyó vidékére. Déltájban azonban hirtelen fényes tűzgömb cikázott át az égbolton, óriási detonációval felrobbant, majd hatalmas csattanással becsapódott a talajba. A becsapódás nyomán több kilométeres magasságig csapott fel a por és a füst, a becsapódási hely 40 km-es körzetében pedig minden erdő elpusztult. A légköri lökéshullám még 200 km-rel odébb is földhöz vágta az embereket. A még a levegőben szétrobbant meteorit Földre hulló darabjai tucatnyi krátert mélyítettek a felszínbe. A legnagyobb kráter átmérője az 50 métert is meghaladta. Az azóta végzett kutatások szerint egy kb. 100 m átmérőjű meteor robbant szét a földreérés előtt.

A Tunguz-meteor kráterei eltörpülnek azonban az USA-ban, Arizona államban található Barringermeteoritkráter méretei mellett. Az 1200 m átmérőjű, kör alakú kráter környékén 30 tonnányi meteoritikus anyagot számláltak össze A becsapódó meteorit tömegét 10 millió tonnára, korát 20-25 000 évvel ezelőttre tették. Európa legjelentősebb meteoritkrátere Németország délnyugati részén, Nördlingen városka környékén található. A 20 km átmérőjű Ries-medence korát 15 millió évesre becsülik. A Ries-medence mélyén a becsapódás nyomán megpörkölődött, átégetődött kőzetek, mint p1. a kvarchomokból átalakult coezit rejtőznek Mivel e Földön kívüli hírnök kőzetei sokban megegyeznek a Hold kőzeteivel, a 60-as évek végén a Ries-medencében rendezték a Holdra készülő amerikai űrhajósok kőzettani felkészítését. A Föld fejlődésének korai szakaszában voltak időszakok, amikor valóságos meteoriteső bombázta

bolygónkat. Napjainkban évente 4-5 kisebb becsapódást jegyeznek fel. Tájékozódás a földi térben és időben A Föld felszínén való tájékozódáshoz és az időméréshez - az ókor óta - a csillagok, főként azonban a Nap és a Hold (részben látszólagos) mozgásai szolgáltak alapul. A földrajzi helymeghatározás a látóhatáron Ha a sík területen vagy a tengeren körbetekintünk, a fölénk boruló égbolt és a földfelszín egy körbefutó vonal mentén érintkezni látszik. Ez a vonal a látóhatár (horizont) Az erre fektetett sík, a látóhatár síkjának középpontja álláspontunk, vagy más néven a megfigyelési pont (10. ábra) A horizont síkjában való tájékozódáshoz elegendő az égtájak ismerete. A négy főégtáj (észak [É], kelet [K], dél [D] és nyugat [Ny] irányának felezésével kapjuk a mellékégtájakat [ÉK, DK, DNy, ÉNy], ezek további felezésével a másodrendű mellékégtájakat [ÉÉK, KÉK stb.]) (Az északi

irányt nappal egy függőleges botnak a Nap delelésekor kirajzolódó árnyéka (az aznapi legrövidebb árnyék), éjjel pedig a Sarkcsillag alapján lehetett meghatározni A Sarkcsillag a Föld forgástengelyének északi meghosszabbításában helyezkedik el a csillagos égbolton.) Földrajzi helymeghatározás a földgömbön A gömb alakú, illetve annak tekinthető Földön azonban már nem elegendő a csupán égtájak szerinti tájékozódás. A Föld kicsinyített másán, a földgömbön (és a térképeken) a földrajzi fokhálózat segítségével tájékozódhatunk. Egy gömb felületén a legnagyobb kör és az illető kör minden pontjától azonos távolságban lévő két pont kijelölésével szerkeszthető hálózat. A földgömbön a legnagyobb körnek az Egyenlítő, a két pontnak az Északi- és a Déli-sark felel meg. A földrajzi fokhálózat a szélességi és hosszúsági körökből álló koordinátarendszer. A hálózat szélességi körei az Egyenlítő

és a vele párhuzamos körök. A hálózat hosszúsági körei a sarkokon át húzott körök A hosszúsági köröket délkörnek (meridiánnak) is nevezik, mivel minden, az adott hosszúsági körön fekvő helyen ugyanakkor delel a Nap. (A Föld - már megismert - lapultsága miatt az Egyenlítő hosszabb [40 076 km], mint a hosszúsági körök [40 008 km]). A földrajzi szélességmérés alapsíkjául önként kínálkozik a Földet északi és déli félgömbre osztó Egyenlítő. A szélességi körök szögértékét az a szög adja meg, amelyet a Föld középpontjából az illető helyhez húzott sugár az Egyenlítő síkjával bezár. Ezért a földrajzi szélesség értékei, mind az északi, mind pedig a déli félgömbön 0° és 90° között váltakozhatnak (északi és déli szélesség). Az Egyenlítőhöz közelebbi szélességeket alacsony, az attól fokozatosan távolabbiakat pedig magas földrajzi szélességeknek nevezzük. Az egyes szélességi körök rendre

111 km-re vannak egymástól. A szélességi körök közül az ekliptika ferdesége és a Föld tengelyferdesége alapján jelölhetők ki az északi és a déli szélesség 23,5°-a mentén a térítőkörök (a Ráktérítő és a Baktérítő), illetve az északi és a déli szélesség 66,5-a mentén a sarkkörök (Északi- és Déli-sarkkör). A hosszúsági körök között - a szélességiektől eltérően - nem jelölhető ki egyértelmű kezdő kör. Kezdő hosszúsági körként, 1884-ben, megállapodás alapján fogadták el a London egyik külvárosában, Greenwichben (ejtsd: grínics) lévő csillagvizsgálón áthaladó délkört. (Lásd a lecke utáni olvasmányt!) A greenwichi délkör nyugati és keleti félgömbre osztja a Földet. A hosszúsági körök szögértékét a kezdő délkörtől számított, az Egyenlítő körén mért szögtávolság adja meg. A földrajzi hosszúság értékei tehát mind a keleti, mind pedig a nyugati félgömbön 0° és 180°

között váltakozhatnak (keleti és nyugati hosszúság). (A fokokban mért szélességi és hosszúsági értékek ún. ívpercekből [] állnak [1°=60] A térítők és a sarkkörök tehát a 23° 30-en, illetve a 66° 30-en találhatók.) A szélességi és hosszúsági fokok segítségével minden földfelszíni pont helyét meghatározhatjuk. Időszámítás, időmérés Az időmérés egységei közül az év és a nap a Nap látszólagos mozgásaihoz, valójában a Föld forgásához és a keringéséhez igazodik. A napok és évek Nap járásához igazodó rendszere azonban bonyolultabb, mint első látásra tűnik. Napi időszámítás A ,,nap" a Nap két egymást követő delelése között eltelt idő. Kepler második törvényéből tudjuk azonban, hogy a Föld a Naphoz közelebb gyorsabban, a Naptól távolabb lassabban halad pályáján. Emiatt a Nap - látszólagos járása sem pontos, azaz nem mindig pontosan 24 óránként delel E valódi napidő

pontatlansága miatt vezették be az elméleti, képzelt középnapot, amelynek hossza mindig 24 óra (középnapidő, vagy röviden középidő). A valódi napidő egy év alatt kb. 15 percet késhet, illetve siethet a középnapidőhöz képest (Csak egyetlen órafajta van, amely a valódi napidőt mutatja: a napóra!) . Azonban a középnapidő sem oldott meg minden problémát. A Nap delelése ugyanis függ az észlelő tartózkodási helyének földrajzi hosszúságától. Tudjuk, hogy ugyanazon hosszúsági kör (délkör) minden pontján a Nap azonos időpontban delel. Ez azonban az ún helyi időt adja meg Más délkörön máskor delel a Nap, vagyis minden délkörnek más a helyi ideje. (Ha óráink a helyi idő szerint járnának, akkor pl Debrecenben előbb, Győrött viszont később kezdődne reggel nyolckor a tanítás, mint Budapesten. A MÁV viszont - késés esetén hivatkozhatna a gyakori óraátállításokra) Emiatt határozták el - a greenwichi kezdő délkör

kijelölésével egy időben - a világidő és a zónaidő bevezetését. Világidőként a greenwichi 0° hosszúsági körhöz tartozó középnapidőt fogadták el. Az időzónáknak is Greenwich lett a kiindulópontja. A hosszúsági körök mentén 360 fokra osztott Földön a nap 24 órájának megfelelően 24 „gerezdet", időzónát, hasítottak ki. Így egy-egy időzónába 15 foknyi területsáv került Minden időzónán belül azonos időszámítást, az ún. zónaidőt használják Az első zóna a greenwichi kezdő délkörtől a keleti és a nyugati hosszúság 7,5 fokáig terjed. Ezen az időzónán belül mindenütt a Greenwichben mért középidőt (Greenwich Mean Time = GMT), vagyis a világidőt mutatják az órák. A határoló délköröket átlépve kelet felé egy órával előbbre, nyugatnak tartva pedig eggyel vissza kell állítani az órákat. Magyarország a 7,5° keleti hosszúságtól a 22,5° keleti hosszúságig terjedő időzónában fekszik A

mi zónaidőnk tehát a GMT+1 óra (Közép-Európai Idő = KözEl). Az időzónák pontos határa azonban nem esik egybe mindenütt a hosszúsági körökkel. A zónák szélét ugyanis sokfelé az országhatárokhoz igazították. Nagyjából a 180°-os hosszúsági kör mentén húzták meg az ún. dátumválasztó vonalat Ezt a vonalat keletről nyugati irányba átlépve az órákat egy nappal előre, nyugatról keletnek haladva pedig egy nappal vissza kell állítani. Így küszöbölték ki, hogy az utazók keletről nyugatra tartva egy napot „nyerjenek", fordított irányban pedig egy napot „veszítsenek", mint Verne hősei A nyolcvan nap alatt a Föld körül c. regényben A dátumválasztó vonalat lehetőleg lakatlan óceáni területeken húzták meg, hogy ne okozzon gondot az ott élőknek. Évi időszámítás Az év a Föld egyszeri Nap körüli keringése alatt eltelt idő. Ez kerekítve 365 és 1 /4 nap, pontosan 365 nap 5 óra 48 perc 46 másodperc. A

naptári év viszont csak egész napokból állhat A napév tehát hosszabb, mint a 365 napos naptári év. Ezt küszöböli ki az ókor óta bevezetett, négyévenkénti 366 napos szökőév JULIANUSI NAPTÁR - GERGELY NAPTÁR A napév és a naptári év eltérése miatt Julius Caesar vezette be, hogy minden negyedik év 366 napos szökőév legyen (julianusi naptár vagy julián naptár). Mivel azonban a Föld pontos keringési ideje valamivel kevesebb, mint 365 és 1 /4 nap, a szökőévekkel kiegyenlített julianusi naptár évei hosszabbak lettek a valódi napévnél, tehát a naptár késett. A késés a XVI századra már 10 napra rúgott Az új naptárreform bevezetése XIII Gergely pápa nevéhez fűződik (Gergely-naptár). A julianusi naptár késését két lépésben tüntették el Egyrészt 1582 október 4e után rögtön október 15-e következett, tehát 10 napot kihagytak a naptárból Másrészt kimondták, hogy a kerek százas évek közül ezután csak a 400-zal

oszthatók lesznek szökőévek. 1600, 2000, 2400 tehát igen, de 1700, 1800, 2100 stb. nem Így sikerült 400 évenként három szökőévet elhagyni (Oroszországban csak 1918-ban vezették be a Gergely-naptárt. Ezért ünnepelték a régi naptár szerint 1917 október 25-én lezajlott „októberi forradalmat" később november 7-én.) A földgömbön való helymeghatározás és tájékozódás a földrajzi fokhálózat segítségével történik. Ennek elemei a földrajzi szélesség és a földrajzi hosszúság. Az időszámítás a Nap látszólagos járásához igazodik A napi időszámítás alapja az elméleti középnapidő. A helyi idő eltéréseinek kiküszöbölésére vezették be a világidőt és a zónaidőt. Az évi időszámításban a napév és a naptári év különbségét a szökőévekkel egyenlítették ki Látogatás Greenwichben A London központjából induló hajó mintegy félórás út után érkezik a Temze déli partján fekvő Greenwichbe.

A hajó az egykori Királyi Tengerészeti Főiskola ma múzeumként szolgáló, méltóságteljes épülete mellett köt ki. A Temze fölötti domboldalra felfutó, parkokkal telehintett Greenwichben - jó 50 kmre a Temze torkolatától is - minden a tengerrel kapcsolatos. A csillagok járásának ismerete elengedhetetlen a hajózáshoz. Ehhez szükség van azonban egy helyre, melynek adataihoz a hajósok saját méréseiket viszonyítani tudják. 1634 óta - francia kezdeményezésre - a Kanári-szigetek egyikén, Hierrón (akkori nevén Ferrón) áthaladó hosszúsági kört használták kezdő meridiánként. Hierro szigetén azonban nem volt csillagvizsgáló, így a pontos kiindulási hely is bizonytalan volt. Greenwich „karrierjét" a brit gyarmatbirodalom kiépítése indította el. II Károly angol uralkodó 1675ben rendelte el csillagvizsgáló felállítását a greenwichi park legmagasabb pontján. Az első „királyi csillagász", John Flamsteed egy évvel

később költözött be a dombtetőn álló épületbe. Flamsteed méréseivel a csillagok delelési időpontját kívánta meghatározni, hogy így elősegítse a nyílt tengeren tartózkodó hajók pontos helyének megállapítását. 1765-től minden angol hajó magával vitte tengeri útjára a greenwichi csillagdában kiadott Tengerészeti évkönyvet. Az évkönyv adatait a greenwichi csillagvizsgálón áthaladó hosszúsági körhöz viszonyították, és így a brit birodalom terjeszkedése egyúttal a greenwichi csillagvizsgáló adatainak világméretű térhódítását is jelentette. A brit tengerészeti térképek fokozatosan az itteni hosszúsági kört vették alapul, a hajók óráit pedig az itt mért időhöz viszonyították. 1873-ban ide helyezték a Királyi Tengerészeti Főiskolát, amelynek épülete mellett a kirándulóhajó kikötött, és így Greenwich szinte a brit birodalom „tengeri fővárosává" vált. A XIX. század második felében, a

vasút és az elektromos távíró elterjedése miatt, szükségessé vált az egész Földre érvényes, egységes tájékozódási és időszámítási rendszer kialakítása. (Hazánkban például 1830-tól a budai középidő volt érvényes az egész országra, de ez nem kapcsolódott egyértelműen a szomszéd területekhez.) Mivel a tengerjáró hajók 90%-án amúgy is a Greenwichben kiadott Tengerészeti évkönyvet használták, az 1884-ben Washingtonban összeült Nemzetközi Fokmérési Szövetség 26 tagországa - köztük az Osztrák-Magyar Monarchia - a greenwichi délkört fogadta el térképészeti és időszámítási kezdő meridiánként. A greenwichi csillagvizsgálón áthaladó észak-déli irányt mutató vonal lett tehát a Földet láthatatlanul behálózó hosszúsági körök kezdőköre, a 0° hosszúsági kör. A csillagvizsgáló udvarán ezt egy kockakövek közé mélyített fémpánt jelzi, az épületen pedig tábla tanúsítja, hogy aki a fémpántot

átlépi, Földünk keleti és nyugati féltekéjének határán lép át. Nyaranta turistáktól hemzseg a csillagvizsgáló udvara, s mindenki lefényképezteti magát, amint egyik lábával nyugaton, a másikkal pedig keleten áll. A greenwichi középidőt, a világidőt, a csillagvizsgáló épületének kerítésén elhelyezett, szokatlan módon 24 órára beosztott elektromos óra jelzi (11. ábra) Aki nyáron látogat ide, annak órája mégsem a greenwichi szerint jár Március és október között ugyanis NagyBritanniában is nyári időszámítás van életben Így mikor a Temze-parti templom harangja elüti a delet, a greenwichi villanyóra mutatója még csak 11 órára ugrik. Űrkutatás a Föld szolgálatában: a műholdfelvételek Új kutatási módszer: a távérzékelés Sajátos módon az űrhajózás, vagyis a Földtől való eltávolodás vitte közel a földtudományok kutatóit számos probléma megoldásához. Az űrkutatás egyik nagy vívmánya az űr- vagy

más néven műholdfelvételek megjelenése. A műholdfelvételek kiértékelésén alapuló kutatási módszert távérzékelésnek nevezzük, amelynek segítségével közvetlen „érintkezés" nélkül is számos új információt szerezhetünk Földünkről. Részben hasonló módszerek már a XX. század kezdetétől ismertek voltak, hiszen már évtizedek óta készítettek repülőgépekről légi felvételeket. A műholdfelvételek azonban korábban elképzelhetetlen nagyságú területről nyújtanak átfogó képet. Egyegy műholdfelvétel akkora területet tár elénk, amit korábban mintegy 300 légifelvétel fedett le. Az űrfelvételek másik előnye, hogy lehetővé teszik egymástól távoli vidékek összehasonlítását is. A műholdfelvételek fajtái a) Kézikamerás felvételek Az űrhajósok által hagyományos fényképezőgépekkel és hagyományos színes filmre készített felvételek napjainkra elvesztették jelentőségüket. A hatvanas években

azonban ezeken a képeken tűnt fel először a Föld görbülete, vált láthatóvá a Földet fényes burokként övező légkör, rajzolódott ki elsőként a kontinensek körvonala. A felvételek tudományos kiértékelését azonban két körülmény mindig is korlátozta. Egyrészt az űrhajók ablakából készített felvételek a földfelszínt ferdén, torzítva ábrázolják, így térképekkel való összevetésük - ami a távérzékelés egyik alapfeltétele - igen nehéz. A másik ok, hogy a több száz kilométer magasságból készített képeken a légkör zavaró hatása miatt alig különíthetők el színek. (Ez alól csak a Föld száraz, sivatagos területei fölött készített képek a kivételek.) (12 ábra) b) Többlencsés, színszűrős felvételek Az előbbi hátrányokat a hetvenes évektől kezdve mind az amerikai Skylab (ejtsd: szkájleb), mind pedig a szovjet Szaljut űrállomásokon több, egymáshoz illesztett és az űrjármű szerkezetéhez

rögzített kamerarendszer segítségével kívánták csökkenteni. Az egyes gépek lencséje elé színszűrőket helyeztek, amelyek csak bizonyos hullámhosszú fénysugarakat engedtek át. Ezek a fényképezőgépek részben már az emberi szem számára nem érzékelhető, a látható fény tartományán kívül eső sugarakat (pl. az infravörös tartomány) is felfogták Így sokkal több felszíni elemet (kőzetet, növényzetet, mesterséges építményt) sikerült elkülöníteni. A képek azonban csak az űrállomás visszatérését követően, esetleg hetekkel a felvétel elkészülte után jutottak el a kutatókhoz. c) Többsávos, letapogató módszerek A távérzékelés igazi fejlődését a kifejezetten a Föld megfigyelésére kialakított műholdak fellövése jelentette. Az első ilyen típusú műholdakat a hetvenes években az USA-ban bocsátották fel, a felvételi módszerek azóta is jelentősen fejlődtek. E műholdak már nem fényképeket készítenek,

hanem különleges tükrök, illetve más berendezések segítségével több száz kilométer magasságból „letapogatják" a Föld felszínét. A berendezések a Föld felszínéről érkező sugárzás (p1. a visszavert napsugárzás) területi különbségeit érzékelik A jeleket a műhold földi fogadóállomásokra továbbítja, ahol azokat számítógépeken tárolják és felvételekké alakítják át. E felvételek egyik legnagyobb előnye, hogy számítógép segítségével is kiértékelhetőek A műholdak a látható fény, illetve az infravörös tartományba eső jeleket egyaránt továbbítják. Ilyen módszerrel dolgoznak többek között az amerikai Landsat (ejtsd: lendszet) és a francia SPOT (ejtsd: szpot) műholdak. A műholdfelvételeknél igen lényeges, hogy mekkora kiterjedésű felszíni elemek különíthetők még el a képeken. Ezt a felbontóképesség értékével adhatjuk meg. A régebbi Landsat felvételek 80, az újabbak 30 méteres

felbontással készültek. A SPOT műholddal már 10 méteres felbontású felvételek is készíthetők (13 ábra) A Landsat előnye viszont, hogy sokkal több, összesen hét sávban (hullámhossz-tartományban) rögzíti a sugárzási adatokat, a SPOT viszont csak háromban (A Landsat sávjai 0,45-2,35 µm közé, a SPOT sávjai viszont csak 0,500,89 µm közé esnek [µm, mikrométer: a méter egymilliomod része, l µm = 10-b m]). Az állandóan működő műholdak folyamatos megfigyelést tettek lehetővé. A műholdak bizonyos időn belül visszatérnek ugyanazon hely fölé (a Landsat például 18 naponként), így a felvételek a változások rögzítését is lehetővé tették. (Több műhold „bevetésével" a visszatérés gyakorisága növelhető.) A műholdak letapogatta jelekből úgynevezett „hamis" színes képeket készítenek. Ezeket a különböző hullámhossz-tartományok jeleinek kombinációjából állítják elő. (Más színösszetételt és

így más információkat ad p1. a Landsat 1-es, 2-es és 3-as, és másokat p1 a 2-es, 4-es és 7-es sávjainak társítása) A különböző sugárzási értékekhez eltérő színárnyalatot rendeltek hozzá. A hamis színes képeken a legerősebb sugárzást kibocsátó növényzet élénkvörös, a sugárzást elnyelő vízfelületek sötét, olykor fekete színben rajzolódnak ki (14. ábra) A jól elkülönülő színárnyalatok elősegítik p1 a kőzetek, a talajviszonyok meghatározását, a különféle környezetszennyezési gócok felismerését. A távérzékelés a földtudományok egyik legújabb kutatási módszere. A földmegfigyelő műholdak a Földről érkező sugárzás különbségeit érzékelik. A jelekből hamis színes felvételeket készítenek „Ki kicsoda" a műholdak között? A legismertebb földmegfigyelő műholdcsalád, a Landsat. első példányát 1972-ben bocsátották fel az USA-ban Jelenleg a Landsat-4 és a Landsat-5 dolgozik 915 km

magasságban. A franciák 1986-ban lőtték fel a SPOT-1, majd 1990-ben a SPOT-2 jelű műholdat. Mivel egy-egy műhold adatrögzítő egységei átlagosan három évig működnek, 1993 szeptemberében Föld körüli pályára állították a SPOT-3-at, amelyet a tervek szerint 2000-ig még két újabb műhold követ majd. Az 1985-ben katonai feladatokkal felbocsátott amerikai Geosat műholdat másfél évvel később polgári kutatási célokra, az óceánok megfigyelésére alakították át. A műhold 1990 óta üzemen kívül van A nyugat-európai országok közös meteorológiai műholdja, az Eumetsat 36 000 km-es magasságban helyezkedik el az Egyenlítő térségében, a Guineai-öböl fölött. Az Eumetsat úgynevezett geostacionárius, vagyis a Földdel együtt keringő műhold; tehát mindig ugyanazt a földfelszíni területet vizsgálja. Az Eumetsat felvételei az é sz 60°-ig fogják át a Földet E felvételekből nagyítják ki a tvműsorokban is látható

meteorológiai műholdképeket Ilyen geostacionárius meteorológiai műholdak helyezkednek el az Egyenlítő fölött India (INSAT), a Távol-Kelet (GMS), az USA nyugati (GOES-W) és keleti (GOES-E) partvidéke hosszúsági köreinek magasságában is (15. ábra) Hasonló célt szolgál az amerikai NOAA-műhold, amely - igaz, kis, 1 km-es felbontóképességgel - de az egész Földet átfogja. Felvételeit a meteorológusokon kívül a tengerek kutatói is hasznosíthatják. Az 1978-ban fellőtt és 1991-ben üzemen kívül helyezett amerikai Nimbus-7 műhold az óceánok hőmérsékletéről, a szélsebességről, a felhőzetről, a talajnedvességi viszonyokról gyűjtött adatokat. Az Európai Unió eddigi legdrágább műholdas vállalkozása, az ERS-1 műhold finom infravörös érzékelőivel az óceánok hőmérsékletét akár 0,3 °C pontossággal is meg tudja határozni. Radarberendezései az óceánok mélyét is letapogatják LAKÓHELYÜNK, A FÖLD A Föld belső

szerkezete Az embereket régóta izgatta, mi rejtőzik a Föld belsejében. Saját tapasztalataik, megfigyeléseik azonban csupán pár kilométeres mélységig adtak erre választ. A vulkánkitörésekből sejteni lehetett, hogy bolygónk szilárd héja alatt olvadt anyag rejtőzik. Megfigyelték azt is, hogy a bányák mélye felé fokozatosan emelkedik a hőmérséklet és a nyomás. Azonban a Föld Dél-Afrikában lévő, legmélyebb bányái is csak 3,5 km-es mélységig hatoltak. Sokfelé mélyítettek kutatófúrásokat Földünk belsejébe Az eddigi legmélyebb, Németországban megkezdett fúrás ugyan 15 km mély, ám ez is csupán „megkarcolta" 6371 km sugarú bolygónk felszínét. A Föld belsejét kutató tudósok azonban más módszereket is használnak. 1909-ben fedezte fel Andrija Mohorovicic horvát kutató, hogy a Földet átszelő földrengéshullámok bizonyos mélységekben részben visszaverődnek, részben megváltoztatják sebességüket, mintha más

anyagba, más közegbe kerülnének. A földrengés-, illetve robbantások keltette mesterséges hullámok segítségével sikerült napjainkra egyre többet megtudni bolygónk belsejéről. A Föld felépítésével, szerkezetével, történetével foglalkozó tudomány a geológia (földtan), a Föld fizikai jelenségeit a geofizika, kémiai mozgásfolyamatait pedig a geokémia kutatja. A Föld belsejének fizikája A mélység felé haladva változik, nő a hőmérséklet. A hőmérsékletnövekedés, a geotermikus gradiens földi átlagértéke 100 méterenként 3 °C Földünk ma is változó, aktív területein a geotermikus gradiens jóval gyorsabban nő, a Föld idős vidékein viszont sokkal lassabban. Amit mi a Föld felszínétől számítva hőmérséklet-növekedésnek értelmezünk, valójában pontosan fordított folyamat: a Föld belsejéből érkező hő fokozatos csökkenése bolygónk felszíne felé közeledve! Jelenlegi ismereteink szerint a belső hő radioaktív

anyagok (p1. uránium, tórium) bomlásából származik. A hőmérséklet azonban csak bizonyos mélységig nő ilyen mértékben. A 150 km körüli mélységből érkező vulkáni anyagok hőmérséklete például 1100-1200 °C-os. Ha viszont a felszín közeli geotermikus gradienssel számolnánk, ott már 4500 °C-os hőmérsékletet kapnánk. Ha a geotermikus gradiens a Föld középpontjáig azonos volna, ott 190 000 °C körüli hőség uralkodna. A számítások szerint azonban a Föld középpontjában a hőmérséklet „mindössze" 4500-5000 °C. A felszín közelében uralkodó geotermikus gradiens a szilárd közegben lejátszódó gyors hűlés eredménye. A mélyben uralkodó körülményeket azért is nehéz elképzelnünk, mivel a Föld gyomrában - természetesen - más nyomás- és sűrűségviszonyok jellemzőek. A Föld - amint azt a világegyetemről tanultuk - a forgás és a lehűlés hatására a sűrűség szerint rendeződött gömbhéjakba. A

nyomás a mélység függvényében egyenletesen növekszik és a Föld középpontjában eléri a felszíni nyomás 4000szeresét. A sűrűség növekedése ezzel szemben hirtelen változásokat mutat. Értéke éppen ott módosul jelentősen, ahol a földrengéshullámok is változásokra utalnak A Föld fizikájához tartozik az is, hogy - miként ezt az iránytű működéséből is tudjuk - bolygónkat mágneses tér veszi körül. A mágneses teret a Föld belsejében, több ezer kilométer mélyen rejtőző vastartalmú fémolvadékok áramlásai keltik. Ezeket az anyagokat pedig éppen a Föld forgása és belső hője tartja mozgásban A Föld mágnestengelyének felszíni döféspontja, a mágneses pólus, nem esik egybe a Föld forgástengelyének felszíni döféspontjával, a csillagászati pólussal (18. ábra) Az iránytűvel meghatározott észak-déli irány tehát eltér a földrajzi észak-déli iránytól. Ez az eltérés a mágneses deklináció (mágneses

elhajlás) Ha az elhajlás a földrajzi észak-déli iránytól kelet felé mutat, a deklinációt pozitívnak, ellenkező esetben negatívnak nevezzük. A deklináció értéke a földfelszín különböző pontjain méréssel meghatározható. A Föld belső áramlásainak változásai miatt a mágneses tér, és így a mágneses pólusok helyzete is változik. A mágnesezhető anyagokat tartalmazó kőzetek - mint megannyi perdöntő ujjlenyomat - megőrzik a keletkezésük idején uralkodó mágneses irányt. Ebből tudjuk, hogy a földtörténet során a mágneses tér erőssége és iránya is többször változott. Sőt gyakran a mágneses sarkok is felcserélődtek Az egykori mágnesezettséget földtörténeti események korának meghatározására lehet felhasználni. Ezt nevezzük paleomágneses módszernek Utazás a Föld középpontja felé A Föld belsejének vizsgálata bebizonyította, hogy - külszínéhez hasonlóan -a Föld belseje is gömbhéjas szerkezetű. A Föld

fizikai jellemzőinek változásai alapján bolygónk belsejét négy eltérő gömbhéjra oszthatjuk. Ezek a földkéreg, a földköpeny, a külső mag és a belső mag. Az egyes héjakat híres kutatókról elnevezett határfelületek választják el egymástól (19. ábra). Földkéreg: A földkéreg különböző összetételű és vastagságú a szárazföldek és az óceánok alatt. A szárazföldi kéreg igen bonyolult szerkezetű és a Föld különböző területein eltérő felépítésű. Általában azonban két jellegzetes réteg kimutatható. A száraz földi kéreg felső része szilikátokban (a kéreg két leggyakoribb elemének, a szilíciumnak [Si] és az oxigénnek 1O 2 1 egymással és más anyagokkal egyesülő változataiban) igen gazdag. Jellegzetes kőzete alapján ezt a réteget gránitos kéregnek nevezzük (sűrűsége 2,7 g/cm3). Alatta szilikátokban már szegényebb, fémekben viszont gazdagabb réteg helyezkedik el (sűrűsége természetesen nagyobb,

3,0 g/cm3). Jellemző kőzete után kapta a gabbrós kéreg nevet A szárazföldi kéreg átlagosan 35-40 km vastag, de ahol nagy terheket hordoz - p1. hegységek alatt -, vastagsága 70-90 km is lehet. Az óceáni kéreg egyszerűbb és Földünk összes óceánja alatt azonos felépítésű. Az óceánok alatt hiányzik a kisebb sűrűségű gránitos réteg Az óceáni kéreg mindenütt a fémes elegyrészekben gazdagabb, szilikátokban szegényebb anyag két változatából áll. A felső, úgynevezett bazaltos réteget finomabb, az alsó gabbrós réteget hasonló összetételű, de durvább, szemcsésebb anyag alkotja. Az óceánok alatt a kéreg vastagsága mindössze 7-11 km. A földkéreg alsó határát a már említett horvát kutatóról Mohorovicichatárfelületnek (röviden Mohónak) nevezik. Földköpeny: Ez a gömbhéj a nagyjából 2900 km mélységben húzódó GutenbergWiechert-felületig tart. Vegyi összetételét tekintve lefelé haladva fokozatosan tovább

csökken a könnyebb, szilikátos anyagok, és nő a nehezebb, fémes elegyrészek (p1. vas, magnézium) aránya Külső mag: Ezt a mélységi tartományt maghéjnak is hívják. Ez a „héj" azonban mintegy 1800 km vastag Anyaga folyékony fémekből (pl. vasból, nikkelből) áll Belső mag: A külső és a belső mag határát a kutatók 4700 és 5100 km között húzzák meg. A határfelület pontos mélysége tehát bizonytalan, mindenki egyetért azonban elnevezésében: Lehmann-felület. Nevét arról a tudós dán asszonyról kapta, aki kimutatta, hogy a Föld magja szilárd anyagból, vasból és nikkelből áll. Litoszféra - asztenoszféra A Föld belsejére vonatkozó ismereteink az utóbbi évtizedekben kissé módosultak. Bebizonyosodott, hogy a Föld külső szilárd burka vastagabb mint csupán a kéreg, és magába foglalja a köpeny legfelső részét is. A földkéreg és a földköpeny legfelső szilárd része együtt alkotja a kőzetburkot, a

litoszférát. A litoszféra - a földkéreghez hasonlóan - vastagabb a szárazföldek (70-100 km), mint az óceánok (kb. 50 km) területén A szilárd kőzetburok alatt az anyag a magas hőmérséklet és a nagy nyomás hatására már izzó, képlékeny állapotban van. Ez a tartomány az asztenoszféra, amely szó szerint gyönge burkot jelent. A merev litoszféra ezen a képlékeny asztenoszférán úszik. Az asztenoszféra mintegy 250 km-es mélységig tart (21. ábra) A Föld belsejében a mélység felé haladva növekszik a hőmérséklet, a sűrűség és a nyomás. A földrengéshullámokból tudjuk, hogy a határfelületek eltérő összetételű gömbhéjakat különítenek el. Ezek: a földkéreg, a földköpeny, a külső mag és a belső mag. A kőzetburok (litoszféra), a földkérget és a köpeny felső szilárd részét foglalja magában. Alatta helyezkedik el az asztenoszféra. Kőzetlemezek - lemeztektonika A hetvenes évektől új korszak kezdődött a Földdel

foglalkozó tudományokban. Sokan és joggal a ,,földtudományok forradalmáról" beszéltek. Korábban a tudósok úgy tartották, hogy a földkéreg összefüggő, egységes burok, a földrészek pedig mindig ott helyezkedtek el, ahol a mai térképek jelölik azokat. Az új elmélet alaposan ,,megmozgatta" Földünket. Eszerint a litoszféra nem egységes héj, hanem több, egymás melletti, egymáshoz képest elmozduló kőzetlemezből áll. Kövessük nyomon, miként alakult ki az új elmélet?! A kőzetlemezek titkának kulcsa: az óceánfenék vizsgálata A nagy áttörést az óceánfenék kutatása jelentette. A hatvanas évek végétől kutatóhajókról számos mélyfúrást végeztek, és egyre pontosabb térképek jelentek meg az óceánfenék domborzatáról. A térképeken jól látni, hogy az óceánok közepén környezete fölé magasodó hátság húzódik végig (22. ábra) E hátságok tulajdonképpen Földünk leghosszabb hegyláncai, hiszen

összhosszúságuk eléri a 80 000 km-t. Az óceánközepi hátság tengelyében hasadék húzódik, és e hasadékból kőzetolvadék buggyan a felszínre. A kőzetolvadékot magmának nevezzük Az olvadék lehűlve hozzáforr a hátság pereméhez. Így képződik az óceáni kéreg felső rétegét alkotó bazaltos kőzet. A további kutatások során kőzetmintákat vettek az óceánfenék anyagából. Amikor meghatározták az óceánalji bazaltos kőzetek korát, kiderült, hogy a hátságoktól távolodva egyre idősebbek a kőzetek. A kutatók segítségére sietett a paleomágnesesség vizsgálata is Eszerint a hátságok két oldalán - mint egymás tükörképei - helyezkednek el a mai, illetve a fordított mágnesezettségű kőzetsávok (23. ábra) A Föld belsejéből érkező anyag tehát megszilárdulva hozzáforr a hátságok pereméhez, a nyomában felhatoló olvadék pedig magának helyet követelve a hátságok mentén szétfeszíti az óceánok aljzatát. De ha

az óceánok fokozatosan szétterjednek, akkor a Földnek ugyanúgy növekednie kellene, mint amikor a léggömböt felfújják. Márpedig ez nem igaz! A kérdésre a Csendes-óceán peremi területein fellépő földrengések adták meg a választ. A kutatók jól tudták, hogy a földrengéseket szilárd kőzettestek elmozdulása, ütközése hozza létre. A vizsgálatok szerint számos földrengés kipattanási helye 400700 km mélyen található A szilárd kőzetburok viszont legfeljebb 100-110 km vastag Amikor metszetszerűen felrajzolták a földrengések kipattanási helyét, egy körülbelül 45°-os szögben a felszín alá bukó sávot kaptak (24. ábra) Ezt a sávot kaliforniai felfedezőjéről Benioff-zónának nevezték el. A szabályos ferde zónák jellegzetes óceánfenéki formákhoz, a mélytengeri árkokhoz kötődnek. A hátságok mentén születő új kéreg e mélytengeri árkok vonalában, a Benioffzónák mentén bukik a mélybe. Szilárd anyaga a növekvő

hőmérsékletű mélység felé haladva fokozatosan beolvad az asztenoszférába. E sávokat alábukási, idegen szóval szubdukciós övezeteknek nevezték el Ezek a felismerések jelentették az új elmélet alapját, amely a korábbi felfogáshoz képest az állandóan változó, dinamikus Föld képét vetítette elénk. Mivel a Föld szerkezeti mozgásai, változásai, idegen szóval tektonikája a lemezek mozgásának eredménye, az elméletet összefoglalóan lemeztektonikának nevezték el. A kőzetburok lemezei A Föld felszínét hét nagy (Eurázsiai-, Észak-amerikai-, Csendes-óceáni- [Pacifikus-], Dél-amerikai-, Afrikai, Indoaszturáliai- és Antarktiszi-lemez) és több kisebb (p1. Arab- [Arábiai-], Fülöp-szigeti-, Nazca- és Karibilemez) kőzetlemezre oszthatjuk (25 ábra) A lemezek közül néhány csak óceáni területet (pl. a Csendes-óceáni-, a Nazca-lemez), néhány viszont óceáni és szárazföldi területet (p1. az Afrikai-lemez) is hordoz a hátán A

kőzetlemezek határa óceánközepi hátságok, mélytengeri árkok, néhány esetben pedig hegyvidékek mentén húzódik. Az egyes kőzetlemezek eltérő sebességgel mozognak. Az Atlanti-óceán északirészén mindössze 2-3 cm/év a távolodás sebessége, a Csendes-óceáni- és a Nazcalemez viszont 17-18 cm/év sebességgel távolodik egymástól. A Nazca-lemez és a Délamerikai-lemez közeledési sebessége 10-11 cm/év. A kőzetlemezeket az asztenoszféra anyagáramlásai mozgatják, de a mozgás minden részlete még korántsem tisztázott. A lemezszegélyek típusai Az óceánközepi hátságok mentén tehát a kőzetlemezek távolodnak egymástól (távolodó lemezszegélyek). A hátságok rövid, egyenes vonalú szakaszokból állnak, a több ezer kilométer hosszú hátságok a Föld gömbölyű felszínén azonban nem lehetnek mindvégig egyenesek. A hátságok térképeken is kirajzolódó íves futása a rájuk merőleges haránttöréseknek köszönhető (26. ábra)

Sajátos hátság húzódik a Vörös-tenger alatt, ahol jelenleg születik egy új óceán. A hátság déli folytatása a Kelet-afrikai-árok, amely mentén Afrika néhány tízmillió év múlva ketté fog hasadni. Hasonló sors vár Izland szigetére is, amelynek földjét az Atlanti-hátság szeli ketté. A mélytengeri árkok vonalában a kőzetlemezek egymáshoz közeledve ütköznek, és a nagyobb sűrűségű óceáni lemez a szárazföldi lemez alá bukik (pusztuló, fölemésztődő lemezszegélyek). A több ezer méter mély árkokban törmelékanyag is felhalmozódik Egy részük tengeri üledék, amely az óceáni lemezek hátán, mint valami hatalmas szállítószalagon érkezik, másik részük a közeli szárazföldről származik (27. ábra) A harmadik, jóval ritkább csoportot az egymás mellett elcsúszó, elnyíródó kőzetlemezek alkotják. Ez a folyamat játszódik le p1. az Észak-amerikai-lemez délnyugati szegélyén, a híres-hírhedt Szent

András-törésvonal mentén (28. ábra) A hátságok, illetve az árkok mentén az óceáni litoszféra állandóan keletkezik és állandóan pusztul, emiatt a kőzetlemezek kiterjedése folytonosan változik. A lemezek elmozdulásával változik a szárazföldek elhelyezkedése is. Ezek a változások egy emberöltő alatt természetesen nem módosítják jelentősen bolygónk arculatát. Az évmilliókban gondolkodó geológus számára azonban Földünk mai képe pillanatfelvétel csupán. A lemeztektonika azért is forradalmian új elmélet, mert segítségével értelmezni lehet a Föld fejlődésének törvényszerűségeit. A lemeztektonika révén sikerült egységes magyarázatot adni a vulkánosság, a földrengések és a hegységképződés folyamataira is! A kőzetburok egymáshoz képest elmozduló lemezekből áll. A lemezhatárok óceáni hátságok, mélytengeri árkok, illetve hegyvidékek vonalában húzódnak. Az óceánközepi hátságok mentén az

asztenoszférából felnyomuló bazaltos kőzetolvadék szétfeszíti az óceánok aljzatát. A hátságok mentén a kőzetlemezek távolodnak egymástól A lemezek túlsó szegélyén, a mélytengeri árkoknál a lemezek egymáshoz közelednek, az óceáni lemez a szárazföldi lemez alá bukik. A kőzetlemezeket az asztenoszféra anyagáramlásai mozgatják A kontinensvándorlástól a lemeztektonikáig Már a múlt században sokaknak feltűnt, milyen jól egymáshoz illeszthető Dél-Amerika és Afrika partvonala, a Vörös-tenger két partja, de Észak-Amerika és Grönland vagy Kelet-Afrika és India partvidéke is. A kontinensek szétsodródásának elméletét századunk tízes éveiben Alfred Wegener német meteorológus dolgozta ki. Napjainkra sok tekintetben igazolódott elképzelése szerint a Föld kontinensei egykor összefüggő szárazulatot alkottak. Wegener ezt az őskontinenst Pangeának, „Összföldnek" nevezte. Később Pangea összetöredezett, és

darabjai, a mai földrészek, lassan jelenlegi helyükre sodródtak Elméletét számos bizonyítékkal igyekezett alátámasztani. Egyik érve az a valóban helytálló megállapítás volt, hogy az egymással szemben fekvő tengerpartok hasonló kőzetekből, kőzetsorokból állnak. A kontinensvándorlás wegeneri elmélete azonban a geológus szakmai körökben többnyire fagyos fogadtatásra és elutasításra talált. Az elutasítás egyik oka minden bizonnyal a meteorológus Wegenerrel szembeni szakmai féltékenység volt. Ám igaz az is, hogy Wegener nem tudta megmagyarázni, mi a „motorja" a folyamatnak, mi mozgatja a kontinenseket. Miután Wegener 1930-ban egy grönlandi expedícióján szerencsétlenül járt és meghalt, úgy tűnt, elméletét is magával vitte a jégsírba. A lemeztektonika „felfedezéséhez" vezető részletes mélytengeri kutatások majdnem fél évszázaddal Wegener halála után indultak meg. Néhány kutatóhajó neve azóta

világszerte ismertté vált. A Glomar Challenger (ejtsd: glomer csellendzser) nevű amerikai kutatóhajóval a hetvenes években vagy száz expedíciót indítottak az óceánok mélyének felkutatására. A hajó fedélzetéről lebocsátott kb 6000 m hosszú cső végére erősített fúrófejjel ezernyi kőzetmintát vettek az Atlanti-, a Csendes- és az Indiai-óceán mélyéről. A kőzetminták kormeghatározása alapján kiderült az is, hogy Földünk mai óceánjai - földtani értelemben - mennyire fiatalok. Amíg a szárazföldeken több milliárd éves kőzeteket is találtak már, a legidősebb óceánfenéki kőzet sem volt több, mint 200 millió éves! A fúrások kőzetmintákat szolgáltattak, a hajók után vontatott mágneses mérőműszerek segítségével pedig megrajzolták az óceánok mélyének mágneses térképét. A hetvenes évek közepétől a kutatók közelebbről is megismerhették a mélység világát. Ekkor helyezték üzembe azokat a mélytengeri

merülőhajókat, az amerikai Alvint, a francia Archimede-t (ejtsd: ársiméd) és Cyanát (ejtsd: sziána), amelyekkel a tudósok 3-4000 méteres mélységben tanulmányozhatták az óceánok aljzatát. A merülőhajók reflektorai korábban sosem látott világot pásztáztak végig: feltűntek a hátságok, a haránttörések, sőt filmre vehették a felszínre buggyanó bazaltömléseket is. A talán legkülönösebb látvány az Alvin utasai elé tárult, amikor 1977-ben a csendes-óceáni Galápagos-szigetek közelében merültek a mélybe. Mintegy 2600 m-es mélységben kéményszerű kürtőkre lettek figyelmesek, amelyekből feketéllő füst szállt fel. A „füstölgők" fémekben (vas, cink, mangán, réz) gazdag vízfeltörések. A hévforrások hőmérséklete 250-350 °C-osnak bizonyult A legnagyobb szenzáció azonban az volt, hogy e hévforrások környékén az óceánok sötétlő mélyén csigák, kagylók, csőférgek élnek! Azóta az is bebizonyosodott,

hogy a füstölgő hévforrások éppen a hátságok leggyorsabban távolodó szakaszaihoz kötődnek. És gyűltek a bizonyítékok, amelyek alapján a kutatók kidolgozhatták a lemeztektonika elméletét. A hetvenes-nyolcvanas évek geológusai, geofizikusai sok tekintetben Wegenernek is igazságot szolgáltathattak. Ha nem is az egyes kontinensek külön-külön, ahogy Wegener képzelte, de a kőzetlemezek valóban vándorolnak. A lemeztektonika felismerése jó példa arra is, mennyire nemzetközi a modern tudomány, és milyen fontos a kutatócsoportokban végzett munka szerepe. Felfedezőjeként nem nevezhetünk meg egyetlen tudóst, az elmélet épületéhez a Föld számos országából sok-sok kutató, laboratóriumokban dolgozó munkatárs, de a kutatóhajók személyzete is hozzátett egy-egy téglát. A kőzetlemezek és a vulkáni tevékenység Ha azt a szót halljuk: vulkán, többnyire szabályos kúp alakú tűzhányók jutnak eszünkbe, mint a híres Fuji (ejtsd:

fudzsi) Japánban. Azonban nem ezek a vulkánok a Föld leggyakoribb tűzhányói A vulkáni tevékenység és a vulkáni formák ennél sokkal változatosabbak. Mélységi magmatizmus és felszíni vulkánosság A fölfelé hatoló kőzetolvadék, a magma nem éri el minden esetben a felszínt, hanem alacsonyabb hőmérsékletű szintbe érve még a felszín alatt szilárdul kőzetté. Ezeket mélységi magmás kőzeteknek nevezzük Ilyen kőzet például a földkéreg felépítésében fontos szerepet játszó gránit és gabbró. Ahogy csökken a magma hőmérséklete, különböző alkotórészei fokozatosan válnak, kristályosodnak ki. Mivel a mélységi magmás kőzetek lehűlése igen lassan megy végbe, bőségesen van idő nagy kristályok kialakulására. (Éppen nagyméretű kristályai alapján neveztük durva szemcsésnek a földkéreg leírásakor a gabbrót.) Vulkánosságról csak akkor beszélünk, ha a magma eléri a Föld felszínét. A magma felszínre lépési

helyén képződik a vulkán, a felszínre kerülő magmát pedig lávának nevezzük. A vulkáni tevékenység során képződő vulkáni kőzetek szoros rokonságban állnak azzal a magmafajtával, amelyből származnak. Más fajta lávakőzet képződik tehát a gabbróból, illetve a gránitból. A felszíni vulkáni kőzetek közös jellemzője, hogy mivel a felszínen gyorsan hűlnek ki, apró kristályokból állnak. (Ezért neveztük a földkéreg bazaltos anyagát finom szemcsésnek.) A tűzhányók eloszlása és a kőzetlemezek A vulkánok földfelszíni eloszlására, működésük törvényeire is a lemeztektonika adta meg a legteljesebb magyarázatot. A működő tűzhányók kevés kivétellel tengerpart közelében helyezkednek el. Tenger közelében, vagy éppen szigeteken működnek Európa híres tűzhányói, a Vezúv, az Etna, a Stromboli éppúgy, mint japánban a Fuji vagy Indonézia, illetve az amerikai kontinens vulkánjai. Régebben a vulkánkitöréseket

éppen a víz és a tűz párharcaként próbálták magyarázni. Úgy gondolták, hogy a vulkáni tevékenység kialakításában szerepet játszik a mélybe jutó tengervíz. Számtalan tengerparti területen viszont nyoma sincs tűzhányóknak. A lemeztektonikai magyarázat szerint a vulkánok elhelyezkedésénél nem a tengerpart közelsége, hanem az a döntő, hogy e területek egyben lemezhatárok. A vulkáni tevékenység ugyanis többnyire a lemezhatárokhoz kötődik. A Föld belsejében lévő kőzetolvadék, a magma e határok mentén talál kijáratot a felszínre A vulkáni működés és a felszínre kerülő anyag jellege a magma kémiai összetételétől függ. Az egyes magma-, illetve vulkáni kőzettípusokat a gáz- és a fémtartalom, elsősorban azonban a szilícium-dioxid (SiO 2 ) százalékos értékében megadott szilikáttartalom alapján csoportosíthatjuk. Ez utóbbi alapján bázisos, semleges és savanyú vulkáni kőzetekről beszélünk. A kőzet

összetétele (főleg a feszítő gázok jelenléte vagy hiánya) meghatározza a működés jellegét, az pedig a kialakuló vulkáni formákat. A különböző típusú lemezszegélyeken eltérő összetételű magma nyomul a felszín felé. Ezért az egyes lemezhatár-típusokhoz jellegzetes kőzetanyagú, működésű és formájú vulkánok kötődnek. Vulkánosság távolodó lemezszegélyeknél A felszínre érkező magma 80%-a az óceánközepi hátságok mentén tör fel. A hátságok magmája nagy mélységből, az asztenoszférából érkezik, hőmérséklete ezért igen magas (1100-1200 °C). A nagy mélységből származó anyag fémes elegyrészekben (p1. magnézium, vas, mangán) gazdag, SiO2-ban viszont szegényebb (kevesebb mint 52%). Ez a bázisos kőzetek csoportja A mélységi magmás kőzetek közül ilyen a gabbró, amelynek felszíni kiömlési kőzetpárja a bazalt. Az óceánok mélyén kibuggyanó bazalt jellegzetes kerekded formában szilárdul meg. A

tenger alatti lejtőkön leguruló rögök belseje még izzik, külső burka viszont már lehűlve bekérgeződik. Ezen a kérgen azonban még kikibuggyan a forró anyag, és így jön létre a kerekded párnaláva (29 ábra) (A párnaláva kővánkosai még évmilliók múltán is elárulják az óceánfenéki eredetét. Ilyen párnalávákat láthatunk a Bükkhegység peremén fekvő Darnó-hegyen.) A gabbrós magma feszítő gázokban szegény, ezért a szárazföldön felszínre kerülő bazaltláva hígan folyós. Így jöttek létre a Föld enyhe (kisebb mint 5°-os) lejtőjű pajzsvulkánjai és lapos bazaltfennsíkjai (30. ábra) Az előbbiekre Izlandon és a Hawaiiszigeteken, az utóbbiakra ugyancsak Izlandon és a Dekkán-fennsíkon találunk példákat. Vulkánosság közeledő, fölemésztődő lemezszegélyeknél A mélytengeri árkok mentén alábukó kőzetlemez anyagát a lefelé növekvő hőmérséklet olvasztja meg. Az árkokhoz kötődő tűzhányók magmája tehát

nem az asztenoszférából, hanem az alábukó és megolvadó kőzetlemezből származik. Ezért hőmérséklete alacsonyabb, kb. 800-900 °C Az alábukó kőzetlemezek sok vízdús tengeri üledéket is a mélybe szállítanak, ami megnöveli a magma nyomását, gáztartalmát, illetve a felszínre törő láva erejét. Mivel a magma a szárazföldi kőzetlemez repedésein keresztül tör a felszínre, útközben magába olvasztja a szárazföldi kéreg szilikátokban gazdag anyagának egy részét is. Emiatt több szilícium-dioxidot, viszont kevesebb fémet tartalmaz, ezért az itteni kőzetek világosabb színűek (minél több bennük a SiO2, annál világosabbak). A mélytengeri árkokhoz kapcsolódó vulkánkitörések lávája sűrűbben folyik, ezért a belőle felépülő vulkáni kúpok meredekebb lejtőjűek. A magasabb gáztartalom miatt a kitörések gyakran heves robbanással járnak. A robbanásos kitörések nemcsak lávaömléssel, hanem heves törmelékszórással

járnak együtt. A kiszórt törmelékből, hamuból és salakból vulkáni törmelékes kőzet, tufa képződik. Az alábukáshoz kapcsolódó tűzhányóknál a SiO 2 -tartalom alapján két kőzetcsoportot különíthetünk el. A semleges vulkáni kőzetek SiO 2 -tartalma 52-65% közötti. A mélységi magmás kőzetek közül ide tartozik p1 a diorit, amelynek felszíni, kiömlési kőzetpárja az andezit. A savanyú vulkáni kőzetek SiO 2 -tartalma már több mint 65%. A mélységi magmás kőzetek közül ilyen p1. a gránit, amelynek felszíni kiömlési kőzetpárja a riolit. Andezites kőzetekből (váltakozóan települő andezitlávából és tufából) állnak a rétegtűzhányók (sztratovulkánok). Ezek közé tartoznak Földünk legszabályosabb vulkáni kúpjai (p1. a Vezúv Olaszországban, a Fuji Japánban) (31. ábra) A rétegtűzhányókon tanulmányozhatunk legjobban néhány jellegzetes vulkáni formát is. A magmacsatornán felnyomuló anyag központi kürtőn

keresztül tör a felszínre. A kürtő a felszínen kráterben végződik (kráterkúpos tűzhányók). A legtöbb vulkán hosszabb időn át tevékeny, és közben formáját is változtatja. A kráterkúp tetejét egy újabb, heves robbanásos kitörés a levegőbe röpítheti, vagy a magmacsatorna kiürülése beszakíthatja. Így jönnek létre a kráternél jóval nagyobb átmérőjű rob- banásos, illetve beszakadásos kaldérák (kaldérakúpos tűzhányók) (32. ábra) Ilyen kaldéraképződés játszódott le 1980ban az észak-amerikai Mount St. Helenstűzhányón (ejtsd: maunt szent helenz) (Lásd: A Mt St Helens krónikája c. olvasmányt!) A savanyú vulkáni kőzeteket, p1. riolitot szolgáltatató kitörések még hevesebb robbanásokkal járnak Ebben a csoportban a legjelentősebb a vulkáni törmelékek (p1. riolittufa) szerepe A sűrűn folyó, inkább csak felszínre türemkedő savanyú lávák gyorsan megszilárdulnak. Így jönnek létre a kráternyílást is

elzáró, cipó formájú dagadókúpok. Ezekhez kötődnek a legpusztítóbb vulkánkitörések A mélyben felgyülemlő vízgőz és gázok feszítőereje ugyanis irtózatos erejű robbanással a levegőbe röpítheti a dagadókúp „száját" lezáró lávadugót. (Ilyen kitöréssel pusztította el a lábánál fekvő Saint Pierre [szen pier] városát 1902-ben a Karib-tengeren fekvő Martinique-[mártinikl szigeten a Mont Pelée [mon pölél tűzhányó. - Néhány évmillióval ezelőtt képződött kis dagadókúp hazánkban a nógrádi várhegy.) Vulkánosság a kőzetlemezek belső területein Főleg a Csendes-óceán térségében sok tűzhányót találunk a kőzetlemezek szegélyétől távol is. Közös jellemzőjük, hogy a vulkánok láncszerűen helyezkednek el, és kőzeteik a lánc egyik végétől, ahol még ma is tarthat a működés, fokozatosan idősödnek. Ilyenek p1 a Hawaii-szigetek tűzhányói is (33 ábra) Kialakulásukat az úgynevezett „forró

pontokkal" magyarázzák. E pontokon a köpenyből feláramló magma lyukat éget a kőzetburokba, és így jön létre a vulkáni működés. Közben (néhány százezer év alatt) a kőzetlemez továbbhalad a helyhez kötött forró pont fölött. Az előző helyen megszűnik a vulkáni működés, de amint a varrógép is újabb lyukat üt a továbbhúzott anyagba, a forró pont is újabbat éget a litoszférába. A vulkáni utóműködés A vulkáni működés szüneteiben, illetve a kitörések végleges megszűnése után még akár évmilliókig is gőz- és gázszivárgások figyelhetők meg. Ezeket összefoglalóan vulkáni utóműködésnek (posztvulkáni tevékenységnek) nevezzük. Ilyenek többek között: - a fumarolák: 200-900 °C-os, főleg vízgőzből álló kigőzölgések, amelyekhez különféle vegyületek (p1. NaCl, KCl) társulhatnak; - a szolfatárák: 200-400 °C-os, kénvegyületeket (H2S, SO2) tartalmazó kigőzölgések (nevüket a Nápoly melletti,

kéntől sárgálló Solfatara-kráterről kapták); - a mofetták: 100 °C alatti, jórészt száraz CO 2 -gázfeltörések (p1. a Kutyák barlangja Nápoly mellett, vagy a torjai Büdös-barlang a Székelyföldön). A vulkáni utóműködéshez tartoznak a különféle vulkáni szénsavas források (savanyúvizek) is, mint Erdély borvizei vagy a Mátra csevicéi. A vulkáni utóműködés leglátványosabb fajtája a gejzír, a szökőhévforrás (p1. az észak-amerikai Yellowstone Nemzeti Parkban vagy Izlandon). A gejzírek pár tíz méter mély kürtőjében a vulkáni kőzetek melege hevíti fel a felszínről bekerült vizet. A kürtőben lévő vízoszlop fokozatosan felmelegszik A mélyebben lévő és így nagyobb nyomás alatt álló víztömeg 100 °C fölött forr fel. Az egész vízoszlop azonban csak akkor tud felforrni, amikor a vízoszlop legfelső része is eléri a forrpontot. Ekkor a víz szinte robbanásszerűen gőzállapotba megy át, és kilövell a felszínre.

A kilövellt víz lehűlve visszahull a kürtőbe, ahol a folyamat újrakezdődik A magma egy része a felszín alatt, mélységi magmás kőzetként szilárdul meg, másik része lávaként, vulkánt építve a felszínre lép. Minden mélységi magmás kőzetnek megfelelő kiömlési lávakőzetpárja van A vulkáni tevékenység elsősorban a lemezhatárokhoz kötődik. A lemezhatár típusa, a magma összetétele, a működés jellege és a képződő vulkáni forma között szoros összefüggés áll fenn. A Mount St. Helens krónikája Az USA északnyugati részén, a csendes-óceáni partvidék közelében, Washington állam területén fekvő Mount St. Helenst századunk derekára már minden komoly szakkönyvben régen kihúzták a még aktív, működő vulkánok listájáról. A francia származású Saint Helens grófok családjáról elnevezett hegy 1857-ben működött utoljára. A vulkáni eredetre már csak a szabályos kúpforma emlékeztetett. A nyár derekán is hó-

és jégpalástba burkolózó, 2950 m magas kúp lejtőin gyönyörű fenyvesek magasodtak, a táj végtelen nyugalmat sugárzott. Aztán 1980 márciusában földrengések sorozata jelezte, hogy az Észak-amerikai-lemez peremén, az itt alábukó Juan de Fuca-lemezhez kapcsolódó mélytengeri árok közelében fekvő vulkán újból életre kelt. Március végén már kisebb gőz- és hamukitörésekre is sor került, úgyhogy a hegy körzetét lezárták, és a környező kisebb falvakból több mint 300 lakost kitelepítettek. Ugyanakkor mérőműszerekkel, filmkamerákkal bástyázták körül a hegyet, hogy minden rezdülését megörökíthessék. Így a Mount St Helens az utóbbi évek, évtizedek legjobban megismert vulkánja lett. Helikopterekről megállapították, hogy a régi kráterben újabb, 50 m mély kráter nyílt, amely április elejére 300 méteresre mélyült. A csúcs közelében, az északi lejtőn pedig lassanként 100 m magasra duzzadó púp jelent meg A

szakemberek szerint a felnyomuló, de a főkráter felé kijáratot nem találó magma keresett erre utat magának. 1980. május 18-ának reggelén, alig pár perccel azután, hogy a mintát vevő geológusok helikoptere fölszállt a kráter pereméről, bekövetkezett a nagy kitörés. Az északi lejtő magmapúpja fülsiketítő dörejjel kirobbant, és a robbanás ereje a levegőbe röpítette az eredeti kúp 400 m-nyi tetejét is. A heves robbanásos kitörés alig szolgáltatott lávát, viszont a robbanás hamufelhője 23 kilométernyi magasságba lövellt fel. A kitörés megolvasztotta a vulkán hó- és jégpalástját, és a mérhetetlen víztömeg a vulkáni törmelékkel és visszahulló hamuval iszap- és zagyárrá keveredve zúdult végig a hegy lejtőjén. A kitörés, az óvintézkedéseknek köszönhetően, viszonylag kevés, csak pár tucatnyi emberéletet követelt. Az áldozatok között volt egy fotós és egy geológus is, akik bár jó 10 kilométerre

tartózkodtak a krátertál, az expresszvonatnál is gyorsabb, majdnem 300 km/óra sebességgel száguldó izzó áradat elől már nem tudtak elmenekülni. Később megtalálták a fotóriporter fényképezőgépét is, az élete utolsó pillanataiban készített felvételekkel A vulkán lejtőit borító fenyvesrengeteg hatalmas fáit az iszap- és zagyár tövestől csavarta ki a földből. Az iszapáradat a krátertől 15 kmre lévő folyóvölgyben is több mint tíz méter vastagságban halmozódott fel A csúcs 20-25 km-es körzetében a növényi és állati élet minden nyoma elpusztult. A nagy magasságba feljutó iszapfelhőt pedig az éppen uralkodó szélirány több száz kilométeres távolságba sodorta tova. A lehulló hamu még a 300 km-re fekvő települések utcáira is öt centiméter vastag szőnyeget terített Május 25-én újabb hamufelhő tört a magasba, amely a szelek szárnyán ekkor északnyugati irányban terítette szét hamuleplét. A kitörés nyomán

a korábban szabályos kráterkúp helyén észak felé nyitott, féloldalas kaldéra képződött. Szeptemberre a kaldéra udvarában sűrű lávabuggyanatokból kis dagadókúp jött létre. A környék képét teljesen átformáló működés jelentéktelen mértékű, ha más nagyobb vulkáni kitörésekkel hasonlítjuk össze. A Mount St. Helens 1980 májusi kitörése 1 km3-nyi anyagot szolgáltatott Ez mindössze egyharmada a Vezúv híres-hírhedt Kr u 79-es, Pompejit elpusztító kitörésekor felszínre érkezett anyagnak, és messze eltörpül olyan hatalmas vulkánkitörések mögött, mint az Indonéz-szigetvilágbeli Krakatau 1883-as kitörése (18 km3), nem beszélve az emberiség történelmének talán legnagyobb vulkánkatasztrófájáról, a szintén indonéziai Tambora 1815-ben lejátszódott kitöréséről (80 km3) (35. ábra) A XX. század technikai társadalma talán még kiszolgáltatottabb a vulkánkitörésekkel szemben A Mount St Helens hamufelhője 300

km-es körzetben bénította meg a közlekedést, gépkocsik, repülőgépek légszűrői tömődtek el. Az esőzések a városok csatornahálózatát az iszapból összetömörödő agyaggal tömítették el. A környék farmjain több száz hektoliter tej ment veszendőbe, mert az elzárt utak miatt a szállítókocsik nem érkeztek meg időben. . Mindössze néhány hónap múlva már kicsiny, élénksárga virágok dugták ki fejüket a vulkán lejtőjén a hamulepel alól Az élet újból birtokba vette a hegyet. A kőzetlemezek és a földrengések A földrengés az egyik legveszélyesebb, legalattomosabb természeti katasztrófa. A földrengések ugyanis általában egyértelmű előjelek nélkül pattannak ki, és többnyire a legelső rengés a legerősebb, legpusztítóbb, amelyet kisebb erejű utórengések követnek. Hogyan keletkeznek a földrengések? A földrengéseket a szilárd kőzettestek elmozdulása okozza. Az elmozdulás keltette feszültségek földrengésekben

oldódnak fel. A földrengések mélységbeli kipattanásának helyét rengésfészeknek (hipocentrum) nevezzük A Föld középpontja és a rengésfészek közötti képzeletbeli egyenes földfelszíni döféspontja a rengésközpont (epicentrum). A földrengés fizikailag hullámmozgásként írható le (36. ábra) A hullámok egy része a rengésfészekből kiinduló hosszanti hullám, amely rezgőmozgást végezve a kőzeteket összenyomja, illetve kitágítja. Mivel ezek érik el elsőként a mérőállomásokat, ezeket elsődleges hullámoknak (primer hullám, P-hullám) nevezzük. A hullámok másik csoportja a rengésfészekre merőlegesen terjedő, keresztirányú rezgést végző hullám. Ezeket csak később észlelik a műszerek, ezért nevük másodlagos hullám (szekunder hullám, S-hullám). A földrengéshullámokat évszázados tapasztalatok segítségével kifejlesztett műszerekkel, a szeizmográfokkal jegyzik fel (37. ábra) A szeizmográf forgó írószalagos

műszerházát a talajhoz rögzítik, az írókart pedig egy rugóval a keretre függesztik fel. Rengéskor a műszerház a Földdel együtt mozog, a felfüggesztett tömeg viszont tehetetlensége miatt helyben marad. A szeizmográf szalagja ezt a viszonylagos elmozdulást rögzíti. A földrengések eloszlása és a kőzetlemezek A szeizmográfok évente átlagosan 700-800 ezer rengést észlelnek. Ezek közül mintegy 150 ezer közvetlenül is érzékelhető, a valóban jelentős, nagy erejű földrengések száma pedig 300-400 körüli. A földrengések 80%-a a Csendes-óceán medencéjének peremén, 15%-a pedig a Földközi-tenger és az Indonéz-szigetvilág közötti sávban pattan ki. A földrengések nem véletlenszerűen oszlanak el Földünkön. A működő tűzhányókhoz hasonlóan a földrengések is a lemezhatárokhoz kötődnek (38. ábra) A vulkánosság és a földrengések között azonban nincs közvetlen összefüggés. A vulkáni tevékenység a kőzetolvadék

mozgásfolyamataival, a földrengés viszont szilárd kőzettestek elmozdulásával függ össze. Az óceáni hátságok, tehát a távolodó lemezszegélyek mentén kisebb erejű és sekélyebb fészkű földrengések gyakoriak. A mélytengeri árkok körzetében sekély (0-70 km-es), közepes (70-300 km-es), illetve mély (több mint 300 km-es) fészekmélységű rengések egyaránt előfordulnak. A legnagyobb pusztítást általában a sekély fészkű rengések okozzák. Ezek ugyanis éppen ott pattannak ki, ahol a két ütköző lemez egymásnak feszül Az egymás mellett elcsúszó kőzetlemezek határához is erős földrengés-tevékenység kapcsolódik (p1. a kaliforniai Szent András-törésvonal mentén). Hogyan mérik a földrengések erősségét? A földrengések erejének jellemzésére többféle skálát szerkesztettek. Az 1910-es években kidolgozott és többször módosított Mercalli-CancaniSieberg-skála a rengések hatásait veszi figyelembe (1. táblázat) A

tizenkét fokozatú skála nem műszeres méréseken, hanem tapasztalati tényeken alapszik. Segítségével az évszázadokkal ezelőtti földrengések is osztályozhatók. Hátránya viszont, hogy csak lakott területekre alkalmazható. Az 1930-as években kialakított Richter-skála szeizmográfok műszeres mérésein alapszik. A Richterskálán a földrengés méretét (magnitúdóját) a rengéskor felszabaduló energia adja meg. A skála minden egyes fokozata harmincszor nagyobb energiát jelent az előzőnél. A Richter-skálát gyakran kilenc fokozatúnak nevezik. Ez azonban helytelen, mivel a földrengés méretének elméletileg nincs felső határa, a skála fölfelé nyitott. Az eddigi legerősebb földrengés magnitúdója 8,9 volt (Chile, 1960) A Richter-skála legnagyobb erénye, hogy tényszerű adatokon nyugszik. A földrengés nagysága és a pusztítás mérete (a Mercalli-Cancani-Sieberg-skála fokozatai) között ugyanis nincs egyenes arányosság. A rombolás

nagysága függ a kőzetviszonyoktól (laza, homokos, kavicsos területen nagyobb, mint szilárd kőzeteken), a beépítéstől (a téglaépületek veszélyesebbek, mint a vasbeton szerkezetűek), valamint a népsűrűségtől is. A világtörténelem legtöbb emberéletet követelő földrengése 1556-ban, Kínában pusztított. Áldozatainak száma 830 000 körül volt. Az 1976-ban, a kínai Tangsan bányavárosban bekövetkezett 7,6 magnitúdójú földrengésnek 650 000 áldozata volt. Az 1906-os, 8,3 magnitúdójú San Franciscó-i földrengésnek ugyanakkor „mindössze" 700 halottja volt. A földrengések kísérőjelenségei Sok földrengésnél nem maga a földmozgás, hanem a nyomában fellobbanó tűzvészek okozzák a legnagyobb pusztítást. Ebből a szempontból a nagyvárosok a legveszélyesebbek (gáz- és villanyvezetékek, ipari üzemek) Számos földrengés bolygónk óceáni területein, p1. a Csendes-óceán térségében pattan ki Ezek a rengések hatalmas

szökőárhullámokat, japán nevén cúnamikat okoznak, amelyek akár 30 méter magas vízfallal törnek a partokra. A földrengések is elsősorban a lemezhatárokhoz kötődnek. A legsúlyosabb rengések az alábukó lemezszegélyeken pattannak ki. A földrengéseket szilárd kőzettestek elmozdulása okozza A rengések hullámmozgással terjednek. Pusztító hatásuk számos körülmény függvénye A földrengések erősségét a műszeres méréseken alapuló Richter-skálával fejezzük ki. Előrejelezhetők-e a földrengések? Ősi tapasztalatok szerint az állatok megérzik a földrengések közeledtét. A madarak abbahagyják az éneklést, a kutyák, a macskák csapatostul menekülnek a falvakból, városokból, a nyílt vizet kedvelő halfajok hirtelen a part közelébe úsznak. A kutatók napjainkban másfajta módszerekkel kísérleteznek. A földrengésveszélyes területeken állandóan mérik a kutak szintváltozásait, a vizek összetételét, gáztartalmát, a földi

mágneses tér változásait. Lézersugarak segítségével a felszíni kőzetek legkisebb, milliméternyi elmozdulását is mérni tudják. A földrengések várható helye már sokszor megállapítható, a kipattanás pontos ideje azonban még nem. Sok esetben pedig túl kései a riasztás. 1975-ben Kínában sikeresen előrejeleztek egy 7,3-as magnitúdójú földrengést, és a veszélyeztetett területekről majdnem 1 millió embert telepítettek ki. 1976 nyarán viszont minden előjel nélkül tört rá Tangsan városára a több százezernyi áldozatot követelő földrengés. Egy-egy hamis riasztás is óriási károkat okozhat. Mivel a földrengések nem úgy közelednek, mint egyegy hatalmas vihar, sokan csak legyintenek a riasztás hallatára. Japán iskoláiban viszont időről időre katasztrófagyakorlatokat tartanak, és számos eset bizonyította, hogy érdemes megtanulni ezeket a „leckéket". Amíg az előrejelzés bizonytalan, a legbiztosabb védekezés a

megfelelő építkezési módszerek kialakítása. Az Egyesült Államokban újabban a földdel együtt mozgó házalapokat készítenek, föléjük viszont a rengés energiáját elnyelő gumitömböket építenek be. Számos kaliforniai felhőkarcolóban számítógépek vezérelte berendezések működnek, amelyek kiegyenlítik a földrengések különböző irányban ható elmozdulásait. A műszeres megfigyelések és a bonyolult építkezési technika azonban óriási összegeket emésztenek fel. Egy amerikai kutató éppen ezért másfajta előrejelzésekbe bocsátkozott. Szerinte az elkövetkező években megnő a pusztító földrengések száma, habár a rengések nem lesznek erősebbek vagy gyakoribbak. 2000-re ugyanis már 50 kétmilliós nagyváros lesz olyan területeken, ahol a korábbi századokban jelentősebb földrengések pusztítottak. És az 50 nagyvárosból mintegy 15-20 éppen gazdasági gondokkal küzdő, túlnépesedett ázsiai országokban van A

kőzetlemezek és a hegységképződés A vulkánkitörések és a földrengések a kőzetlemezek mozgásának látványos, de csak kis területet érintő bizonyítékai. A Földet behálózó hegységrendszerek keletkezése szintén a lemezmozgásokkal áll kapcsolatban Hegységrendszernek az egy hegységképződési időszak során képződött hegységek összességét nevezzük. Egyegy hegységképződési időszak több millió évig tartó, sok részfolyamatból álló eseménysor A részfolyamatok különféle szerkezeti mozgások - már korábban is ismertek voltak, a hegységképződés teljes körű magyarázatát azonban a lemeztektonika szolgáltatta. A tektogenezistől az orogenezisig A hagyományos magyarázat szerint, - amely napjainkra némileg módosult - a hegységek anyaga tengerek mélyén, nagy kiterjedésű üledékgyűjtő medencékben halmozódik fel. Ezeket geoszinklinálisoknak nevezzük Az anyag részben vulkáni kőzetekből, főként azonban a

szárazföldekről bekerülő üledékekből származik. A felhalmozódott anyagból hosszú évmilliók alatt, bonyolult szerkezeti mozgások során épülnek fel a hegységek. E szerkezeti mozgások közé tartoznak a gyűrődések és a vetődések (1. keretes anyag) A felhalmozódott anyag meggyűrődését, a gyűrt, takarós szerkezetek kialakulását tektogenezisnek nevezzük. A tektogenezis azonban csupán a valódi hegységképződés előkészítő szakasza. A tektogenezistől időben megkülönböztetjük a hegységszerkezet kiemelkedését, az orogenezist. GYŰRŐDÉSEK. A gyűrődés a földkéreg rétegeinek oldalirányú nyomás hatására kialakuló meghajlása. A gyűrődés a mélyben lévő, a nagy nyomás és magas hőmérséklet miatt képlékeny rétegekben megy végbe. A gyűrődés alapformája a redő, amely redőboltozatból (antiklinális), illetve redőteknőből (szinklinális) áll. Ha a két irányból érkező nyomás nagysága egyenlő, álló redők

keletkeznek. Eltérő nyomás esetén ferde, illetve fekvő redők képződnek (39. ábra) Óriási nyomóerők hatására a ferde és fekvő redők elszakadhatnak eredeti aljzatuktól - gyökerüktől -, és áttolódhatnak más rétegekre. Így jönnek létre az áttolt takaróredők (40 ábra) Az áttolódás akár több száz kilométert is elérhet. Ilyen áttolt takarók igen gyakoriak az Alpokban. VETŐDÉSEK. A szilárd kőzetanyag két tömbjének töréses elmozdulása az úgynevezett vetősík mentén. Az elmozdulás függőleges és vízszintes irányban is végbemehet. A vetők által közrefogott kőzettömeg a rög. A vetődések gyakran lépcsőszerűen követik egymást (41. ábra) A párhuzamos vetődések mentén kiemelkedő kéregdarabot sasbércnek, a hasonló módon bezökkenőket ároknak nevezzük (42. ábra) A vetődések sokszor sok-sok kilométer hosszan követhető törésvonalakat jelölnek ki. A vetődések már kialakult hegységek tömegét is

átjárhatják, módosíthatják. A hegységek ütköző lemezszegélyeken képződnek A lemeztektonika a geoszinklinálisok fejlődését és a hegységek képződését ősi óceánok történetéhez köti. Eszerint a geoszinklinálisok nem bemélyülő üledékgyűjtő medencék, hanem tkp. az óceánok belső, lemezhatároktól távoli területei. A bennük képződő, felhalmozódó üledék meggyűrődése, a tektogenezis az alábukási sávok mélytengeri árkaiban megy végbe. Ezekhez a területekhez, vagyis az egymással ütköző lemezek szegélyéhez kapcsolódik a hegységképződés. Az ütközés megtörténhet két óceáni, óceáni és kontinentális, illetve két kontinentális lemez határán. A különféle lemezhatárokon - a vulkánossághoz hasonlóan - eltérő jellegű hegységek jönnek létre. A lemeztektonikai magyarázat szerint az egyes ütközési módok, hegységképződési típusok időben átalakulhatnak egy másik fajta ütközéssé és így

hegységképződéssé. A lemeztektonikai magyarázatot a Csendes-óceánt övező Pacifikus- és az Atlasz-hegységtől Délkelet-Ázsiáig húzódó Eurázsiai-hegységrendszer, Földünk legfiatalabb hegységrendszereinek kutatása alapján dolgozták ki. Ezek képződése mintegy 100 millió éve kezdődött. Földünk idősebb területein vannak azonban több százmillió éves hegységrendszerek is. Mivel a hegységek kőzetanyaga, szerkezete tanúskodik a hegységképződés módjáról, e hegységek esetében is visszakövetkeztethetünk a sok százmillió évvel ezelőtti hegységképződések lemeztektonikai eseménysorozatára. Hegységképződés két óceáni lemez ütközésekor Két óceáni lemez ütközése a hegységképződés legegyszerűbb változata. Ebben az esetben a mélytengeri árok egy óceáni medence külső övezetében helyezkedik el. Az óceáni kőzetlemezek ütközésekor szigetívek jönnek létre (43. ábra) Az alábukó kőzetlemez részben

megolvadó anyaga szolgáltatja a szigetek vulkáni magját. A szigetívek főként vulkáni anyagokból, mégpedig a mélytengeri árkokat kísérő vulkánok savanyúbb anyagaiból állnak. Üledékek a szigetív szárazföld felőli oldalán lévő óceáni medencében gyakoribbak. Ilyen szigetívekből állnak a Csendes-óceán nyugati részének szigetei (Új-Hebridák, Salamon-szigetek). Hegységképződés óceáni és szárazföldi lemez ütközésekor Ha a szigetívek menti alábukás hosszabb ideig tart, az óceánperemi lemez teljesen felemésztődhet, és az alábukás ezután az óceáni és a kontinentális lemezhatáron folytatódik. Ez a folyamat ma a Földön az Andok területén figyelhető meg legjobban. A nagyobb sűrűségű óceáni lemez a vastagabb, kisebb sűrűségű kontinentális lemez alá bukik. A mélytengeri árkokhoz kapcsolódó savanyú vulkánosság itt is uralkodó szerephez jut, ezért az Andokban és a Csendes-óceánt övező többi

hegységben (a Pacifikus-hegységrendszerben) uralkodó szerepet játszanak a magmás kőzetek. Az alábukás során azonban az üledék egy része is redőkbe gyűrődik, és a szárazföldi lemez pereméhez préselődik. A gyűrt üledékes kőzetek azonban alárendelt szerepet játszanak (44. ábra) Hegységképződés két kontinentális lemez ütközésekor Két kontinentális lemez ütközéséhez a hegységképződés legbonyolultabb változata kapcsolódik. A szárazföldi lemezek ütközése tkp. a folyamat befejező szakasza Kezdetben itt is kisebb óceáni medencék voltak, az alábukás során azonban e óceáni területek teljesen felemésztődtek, megsemmisültek. Miközben a szárazföldi lemezek egyre közelebb kerültek egymáshoz, a térrövidülés miatt az óceáni medence, a geoszinklinális üledékei meggyűrődtek. Az eltérő sebességgel mozgó lemezhatárokon ekkor alakultak ki a ferde és fekvő redők, amelyek anyaga az ütközéskor szinte kibuggyanva

egymásra, illetve a kontinentális lemez idősebb kőzeteire tolódva létrehozta a takaróredőket. Az ütközéskor a kontinentális lemezperemről mikrolemezek szakadtak, töredeztek le, amelyek közbeékelődve megszabták az új hegység vonulatainak elhelyezkedését. Így jött létre az Alpok, a Himalája és az Eurázsiai-hegységrendszer többi tagja (45. ábra). Felépítésükben a meggyűrt üledékek játszák a főszerepet, a vulkáni kőzetcsoport, az óceánfenék foszlányaként értelmezett ofiolitok árulkodnak arról, hogy e területeken is valaha óceánközepi hátságok húzódtak. A ma szárazföldek területén húzódó lemezhatárok tehát végeredményben ugyancsak egykori óceánok nyomát őrzik. Megbomlik, majd helyreáll az egyensúly A kisebb sűrűségű litoszféra úszik a nagyobb sűrűségű, képlékeny köpenyen. A kontinensek alatt a kőzetburok jóval vastagabb, mint az óceánok alatt. A szárazföldek - mint jéghegyek a tengerben -

tömegüktől függően eltérő mélységben merülnek a köpeny anyagába. Ez az izosztázia egyensúlyi állapotának elve Az egyensúlyi helyzet a hegységképződéssel látszólag megbomlik, hiszen p1. a gyűrt, takarós szerkezetek kialakulásakor, a tektogenezis során a kőzetburok fokozatosan megvastagodik. A megbomlott egyensúly azonban az orogenezis, a hegységek kiemelkedése során helyreáll. Ekkor ugyanaz játszódik le, mint amikor a hajókat megrakják áruval Az orogenezis során az érintett kéregrész a takaróvastagodásnak csak töredékével lesz magasabb, mivel sokkal erősebben belemerül a köpenybe. Így pl ha 2000 m vastag takaró tolódik rá egy kéregrészre, a litoszféra 1600 mrel mélyebben merül a köpenybe, vagyis a felszín csak 400 m-rel lesz magasabb A hegységek tehát gyökerükkel mélyen beágyazódnak a köpenybe. A hegységek anyaga az óceáni medencék lemezhatároktól távoli térségeiben halmozódik fel. A hegységképző

szerkezeti mozgások az ütköző lemezszegélyekhez kötődnek. A hegységképző folyamatokat a gyűrt, takarós szerkezetek kialakulására, a tektogenezisre és a hegységek kiemelkedésére, az orogenezisre oszthatjuk. A hegységképződés eltérő módon játszódik le két óceáni, óceáni és szárazföldi, illetve két szárazföldi lemez határán. A tektogenezis során megbomlik, az orogenezis révén viszont helyreáll a földkéreg izosztatikus egyensúlya. A Balaton medencéjének kialakulásáról (Részlet Lóczy Lajos: A Balaton földrajzi és társadalmi leírása c. 1920-ban megjelent munkájából) A tónak délnyugat-északkeleti, hosszanti tengelye a tágabb értelemben vett Bakonyhoz tartozó Balatonfelvidék kőszálas, sziklabérczes magaslatainak tövében fekszik. Hosszú évek vizsgálódásaiból és tapasztalataiból azt a nézetemet közölhetem, hogy az édesvízi nagy tó a földkéreg nagy hegyközti lesüllyedése helyén támadt. Ami már most a

Bakony és a Balaton-felvidék szerkezeti felépítését illeti, erről a következőket mondhatjuk. Az Alpokban, Kárpátokban a tenger lerakódásai a hegyetképző erőktől szertelenül össze vannak gyűrve, egymásba, egymásra és egymás alá nyomuló helyzetűek, ilyen khaotikus elhelyezkedés a Bakony rétegei között nincs. Az egész magyar középhegység Keszthelytől Budapestig délnyugat-északkelet irányú, régibb hasadások színhelye. A hosszanti töréseket, harántosan északnyugat-délkeleti irányúak metszik. A tulajdonképpeni Bakonyt a harántos törések között kiemelkedő és gyengén boltozatos, hosszú rögök uralják. Az egymást keresztező törések közötti hegyrögöket olyan régi sakktáblával hasonlíthatjuk össze, amelynek felcserepesedett mezői egymás mellett kissé eltolódtak és egymásba nyomultak. A hasadások és vetődések mellett a lágyabb rétegek gyűrődést is szenvedtek. A népszerű közvélemény a Balatont

tengermaradványnak tekinti. Évtizedes tanulmányaink megdöntötték ezt az elméletet A térszínnek beszakadása a tó egész hosszában aligha történt egyszerre és hirtelen. Geológiai vizsgálódásaink eredményeiből azt a következtetést vonom le, hogy a Balaton-felvidék délnyugatészakkeleti és északnyugat-délkeleti törésekkel van átszelve. A földkéregmozgások a legújabb geológiai időkig tartottak, és még most sem haltak ki egészen. Gyenge rázkódások elég gyakran vannak a Balatonfelvidéken, de ezek nem pusztítanak. A Balaton teknőjét a fentebbiek után alapjában véve tektonikai eredetűnek mondhatjuk, kialakulását a még jelenleg sem pihenő földkéregmozgások utolsó idejébe kell tennünk. Lóczy Lajos (1849-1920) geológus és geográfus, a budapesti tudományegyetem tanára, az oknyomozó földrajz egyik első képviselője. Balaton-kutatásait 32 kötetes, 7000 oldalas műben adta közre. 1877-1880 között gróf Széchenyi Bélával

kelet-ázsiai utazást tett Az út során földtanilag teljesen ismeretlen területeket tárt fel. (A tudósportrék a Magyar Földrajzi Múzeum archívumából valók) A litoszféra „építőkövei" - a kőzetek Földünk külső héját, a kőzetburkot számtalan kőzet alkotja (kőzetburok = a kőzetek összessége). E sokféleségben a kőzetek eredete, keletkezése szerint lehet eligazodni. A kőzeteket keletkezésük szerint három nagy csoportba sorolhatjuk: - magmás kőzetek, - üledékes kőzetek, - átalakult (metamorf) kőzetek. E kőzetcsoportok csak a tankönyvekben alkotnak teljesen elkülönülő fejezeteket. A valóságban az egyes csoportok között állandó mozgás, átmenet figyelhető meg, az állandó változás szabályos körforgásos törvényszerűségeket mutat. A kőzetek „építőkövei" - az ásványok A szilárd kőzetburok 99%-át nyolc kémiai elem (a súlyszázalék csökkenő sorrendjében az oxigén [O 2 ], a szilícium [Si], az

alumínium [Al], a vas [Fe], a kalcium [Ca], a nátrium [Na], a kálium [K] és a magnézium [Mg]) alkotja (46. ábra) Ezekből épülnek fel az ásványok, belőlük pedig a kőzetek Az ásványok a földkéreg egynemű, vagyis egyetlen kémiai képlettel leírható, szervetlen eredetű alkotórészei. A kőzetekhez hasonlóan az ásványok között is kimutatható a három eredetcsoport. A mintegy 2000 ismert ásvány közül 200 a kőzetalkotó ásvány. A legfontosabbak a kvarc, a csillámok, a földpátok, az olivinek, a piroxének és az amfibolok. Az ásványokat felépítő atomok szabályos térbeli rendben, kristályrácsban helyezkednek el. A kristályos szerkezet az ásványok jellegzetes tulajdonsága. A különféle kőzetek rendszerint többféle ásványból állnak, p1. a gránitot kvarc, földpát és csillám alkotja A magmás kőzetek A magma különböző olvadáspontú szilikátok és oxidok keveréke, elegye. Egyes alkotórészei a hőmérséklet csökkenése

közben, olvadáspontjuk alá hűlve válnak, kristályosodnak ki. A lehűlési körülmények különbségei miatt a kiindulási magmából különféle összetételű magmás kőzetek keletkezhetnek. A magmás kőzeteken belül elkülönítettük a Föld felszíne alatt megszilárduló, mélységi magmás kőzeteket (gabbró, diorit, gránit), illetve a felszínre ömlő és ott lehűlve kőzetté szilárduló vulkáni kiömlési kőzeteket (bazalt, andezit, riolit). Ezek a lávakőzetek nevet is viselhetik Robbanásos kitörések során a kirepülő lávafoszlányokból, a kürtőből kiszakított anyagokból keletkeznek a vulkáni törmelékes kőzetek, a különféle tufák (andezittufa, riolittufa). A lávák lehűlve azonnal kőzetnek tekinthetők, de a felszínre hulló vulkáni törmelékből csak a hosszabb időszakot jelentő összetömörödés után jön létre a tufakőzet. A robbanásos vulkáni törmelékeket a szemcsenagyság (szemcseátmérő) alapján osztályozzák.

Így beszélhetünk hamuról (0,05-4 mm), salakról (4-32 mm), illetve nagyobb átmérőjű tömbökről. Az üledékes kőzetek Az üledékes elnevezés arra utal, hogy e kőzetcsoport tagjai lerakódott üledékekből váltak kőzetté. A szárazföldekről a folyók, a szél, a jég a hordalékot (kavicsot, homokot, iszapot) szárazföldi vagy tengeri üledékgyűjtő medencékbe szállítja. A lerakódott anyagokból fizikai (aprózódás) és kémiai (mállás, oldódás ) folyamatok révén jönnek létre az üledékes kőzetek. A frissen felhalmozódott üledék még nem üledékes kőzet A felsőbb rétegek növekvő nyomása alatt a mélyebben fekvők hézagai bezárulnak, összetömörödnek, és a laza lerakódások összecementálódnak. A másik két kőzetcsoporttól elkülöníti az üledékes kőzeteket, hogy képződésükben a hő nem játszik szerepet, valamint az, hogy e csoportba nemcsak szilárd, „kőkemény" kőzetek, hanem laza üledékek is tartoznak

(mint p1. az iszap, a homok, az agyag) A kialakulás, alapján három üledékes kőzetcsoportot különítünk el: a) A törmelékes üledékes kőzetek más, idősebb kőzetek feldarabolódott, tova szállítódott és felhalmozódott törmelékéből keletkeznek. E csoportban durva szemcsés kőzetek, mint a szabálytalan formájú, éles törmelékből összeálló breccsa, vagy a kavicsokból összecementált konglomerátum éppúgy megtalálható, mint a finom szemcsés agyag, illetve a liszt finomságú lösz. b) Vegyi üledékes kőzetek: A törmelékes kőzetek keletkezésekor csak feldarabolódás történt, e csoport kőzetei azonban vegyi átalakuláson is átestek. Egykori tengeröblök bepárlódása, kiszáradása révén képződtek a sókőzetek (47. ábra) A bepárlódás során előbb a nehezebben, majd az egyre könnyebben oldható sók válnak ki Időben legelőször, térben legalul válnak ki a karbonátok (p1. a mész, CaCO 3 ), ezután, efölött a szulfátok

(p1 gipsz, CaSO 4 ), majd a kloridok, így a kősó (NaCl), végül a kálisó (KCl). c) A szerves eredetű üledékes kőzetek élőlények maradványaiból jöttek létre. A kőzetek gyakran az őket alkotó élőlények maradványai alapján azonosíthatók. Ebbe a csoportba tartozik a mészkő, amely egykor élt (elhalt) korallok, tengeri élőlények mészvázából keletkezett. Az üledékes kőzeteket más nyelveken réteges kőzeteknek is nevezik, mivel az egymásra rakódó rétegzettség sokszor felismerhető. A szakember a rétegzettség módjából a lerakódási körülményeket is ki tudja nyomozni. A szél például hullámos, fodrozott felületeket alakít ki, a változó irányból érkező vizek lerakta rétegek keresztezik egymást. Átalakult (metamorf) kőzetek A kőzetek harmadik csoportja, mint nevük is mutatja, a magmás vagy üledékes kőzetekből átalakulva jöttek létre. Az átalakulás nagy nyomás és/vagy magas hőmérséklet hatására következik

be. Ezek hatására az eredeti kőzetek ásványai új, metamorf ásványokká kristályosodnak át. Nagy nyomás alatt jönnek létre p1. a kristályos palák, amelyekben az ásványok a nyomásra merőlegesen sávokba rendeződtek. Ez adja a jellegzetes hártyás, palás szerkezetet. Metamorfózist okoz az is, amikor üledékes kőzettestbe forró magma, pl. gránit nyomul (48 ábra) Az érintkezés felülete mentén a magma átégeti az eredetileg üledékes kőzeteket, amelyekből kemény metamorf kőzet, a szaruszirt keletkezik. Átalakult kőzet a márvány is, amely mészkőből kristályosodott át a nagy hő és nyomás hatására. A kőzetek körforgása A litoszféra kőzetei állandóan pusztulnak és állandóan megújulnak (49. ábra) A kőzetek körforgását is a lemezmozgások irányítják. A földkéreg elemei ásványokká, az ásványok pedig kőzetekké rendeződnek. A kőzetek ősforrása a magma. A kőzetek keletkezésük szerint három csoportba sorolhatók:

magmás, üledékes és átalakult kőzetek. E csoportok között a lemezmozgások állandó körforgást éltetnek. Kőzet-névjegyek GRÁNIT A legismertebb mélységi magmás kőzet kvarc, földpát és csillám szemcséiből áll. Az egyes ásványok (a szürkés, áttetsző kvarc, a fehér vagy rózsaszínű földpát, a fekete biotitcsillám), a felszín alatti lassú lehűlés eredményeként nagyra nőttek, így szabad szemmel is felismerhetőek. A gránit színét többnyire a földpátok határozzák meg, így találunk fehéres vagy húsvörös színfa gránitot is A gránit nagy mélységben megszilárdult kőzet; ahol tehát a felszínen van, ott a fedő rétegek lepusztulása után bukkant a felszínre. Magyarország legjelentősebb gránitelőfordulása - jó 300-350 millió éves kőzetek - a Velencei-hegységben találhatók. Ezek kora is eltörpül azonban Svéd- és Finnország 1,5-2 milliárd éves gránitjai mögött A vöröses színű gránitot évszázadok

óta használják díszítőkőként (középületek burkolata, szobortalapzatok), de sokfelé ebből a kemény, kopásálló kőzetből vannak még városainkban a járdák szegélyei (50. ábra) BAZALT A sötét színű bazalt a Tapolcai-medence és Salgótarján környékének alig pár millió éves vulkáni kőzete. A kiömlési kőzetekre jellemzőn finom szemcsés kőzet, vagyis ásványai, az olivin, a piroxén, a földpát csak nehezen különíthetők el. A bazalt a felszínen gyorsan hűl le. Ez térfogatcsökkenéssel és repedések megjelenésével jár, ami a kőzetet sok-, rendszerint hatszögű oszlopokra tagolja Ezek a Szent György-hegyről, a somoskői várhegyről ismert bazaltorgonák (51. ábra) A bazaltot évezredek óta útburkolásra használják, bazaltlapokkal burkolták a rómaiak Pannónia provincia útjait, de ebből készültek a városaink mellékutcáiban még föllelhető macskakövek is. ANDEZIT A Börzsöny, a Mátra, a székelyföldi Hargita

uralkodó vulkáni kőzete nevét az Andok spanyol nevéből (Andes) kapta. A finom szemcsés andezit uralkodó ásványai a plagioklászok, a piroxének. Magyaroszágon andezitzúzalékkal szórják ki a vasúti talpfák közét RIOLIT A riolit a robbanásos vulkánkitörések lávakőzete. Mélységi párjához, a gránithoz hasonlóan kvarcban és földpátban gazdag A fémes elegyrészekben szegény kőzet színe többnyire világos. Magyarországon főleg a Zempléni-hegységben előforduló gyakori vulkáni kőzet A riolit hirtelen kihűlt, üveges változata az obszidián, amelyből az ős- és ókori ember szerszámokat, ékszereket készített. Az üveges fényű obszidián az ókor fontos kereskedelmi cikkének számított. ANDEZITTUFA, RIOLITTUFA A robbanásos vulkánkitörések jellegzetes terméke, az andezit- és riolittufa heves törmelékszórásokból keletkezik. A szelek szárnyán tovaszállított törmelék a kitörés helyétől nagyobb távolságban is

megtalálható. A vulkáni tufák, így a riolittufa is, könnyen faragható, puha, ám száraz állapotban állékony kőzetek. A Földközi-tenger mellékén és Kis-Ázsiában évezredek óta föld alatti járatokat, barlanglakásokat, sőt templomokat mélyítettek a puha vulkáni tufákba (52. ábra) Riolittufába vájták a Tokaj-hegyaljai borpincéket, a siroki várhegy tövében látható barlanglakásokat is. A különféle oldatokkal átjárt vulkáni tufák ugyanakkor jól hasznosíthatók építőkőként is. Andezittufából épült az esztergomi Bazilika, a visegrádi vár, riolittufából a kassai székesegyház MÉSZKŐ A kalciumkarbonátból (CaCO3) álló mészkő különböző korokban képződött számtalan változata ismert. Közös jellemzőjük, hogy ha híg sósavat csöppentenek a kőzetre, azonnal pezsegni kezd. Mészkő képződhet kagylók, csigák mészvázából, korallokból Vannak teljesen tiszta, jóformán csak CaCO3-ból álló, illetve agyaggal vagy

homokszemcsékkel kevert változatok, vannak vakítón fehérlő mészkövek, mint az írókréta, és vas-oxiddal kevert, vöröses színűek egyaránt. Ez utóbbiak közé tartozik Magyarország talán legismertebb mészköve, a Gerecse-hegységben fejtett, gyakran (és tévesen) vörösmárványnak is nevezett mészkő. A mintegy 100 millió évvel ezelőtti tengerben lerakódott mészkő ben megtalálhatók - egy azóta régen kihalt állat - a lábasfejű ammoniták maradványai. A nagy tömbökben fejtett vörös mészkövet burkolólapként, építőkőként egyaránt felhasználják. Ebből a kőzetből készült a magyarországi reneszánsz sok emléke, az esztergomi Bakócz-kápolna és Mátyás király visegrádi palotájának díszkútja is. A spirális formájú ammoniták maradványain taposunk például, amikor a millenniumi földalattira várunk a budapesti Deák téri megállóban (53. ábra) DOLOMIT A fehéres, mészkőre emlékezető dolomit is üledékes kőzet.

Felépítésében azonban a CaCO 3 -on kívül a MgCO 3 (magnézium-karbonát) is szerepet játszik. A dolomit a híg sósavban - a mészkővel ellentétben - nem pezseg A merev, rideg dolomitot gyakran járják áttörések, repedések; a dolomitból felépült hegyeket, hegységeket gyakran látványos sziklafalak, -tornyok teszik változatossá. Dolomitból áll a budai Duna-parton magasodó Gellérthegy és - természetesen - a Dolomitok, amely az Alpok egyik legszebb hegysége (54. ábra) A kőzet azonban nevét nem a hegységről, hanem egy XVIII. században élt francia ásványkutatóról, Déode de Dolomieu-ről kapta LÖSZ A sárgás löszt kvarc-, földpát- és mészszemcsék alkotják. A szemcsék átmérője 0,001-0,0005 mm között mozog, ennek alapján hívják a löszt kőzetlisztnek is. A lösz Magyarországon a Mezőföldön, a bácskai, hajdúsági területeken 50-70 m vastag rétegeket alkot Kína középső részén a löszkötegek vastagsága több száz métert

is elér. A lösz szárazföldi lerakódás Néhány százezer éve, a jégkor idején képződött abból a finom szemcséjű kőzetporból, amelyet a szél a jégtakaró előteréből fújt ki (55. ábra) A lehulló porból azonban csak a füves pusztákon képződött lösz, ahol a poranyagot a növényzet megkötötte, és így azt sem szél, sem víz nem hordhatta tovább. A Föld kincsei - ásványkincsek, energiahordozók képződése A kőzetek - építő- vagy burkolókőként - fontos szerepet játszottak, játszanak az emberiség életében. A kőzetképződést azonban másfajta hasznosítható nyersanyagok kialakulása is kíséri. A kőzetképző folyamatok „melléktermékeiként" fémek ércei, illetve fűtőanyagként, energiahordozóként hasznosítható anyagok is felhalmozódtak a kőzetburokban. Érctelepek keletkezése Ércnek azokat az ásványokat, ásványtársulásokat nevezzük, amelyek valamilyen fémet a kőzetburok átlagánál jóval nagyobb

mennyiségben (koncentrációban) tartalmaznak. (A bányászat és az ipar szempontjából az érctelep fogalma a gazdaságos kitermelhetőséggel párosul, azaz idővel és területenként változhat. Korábban haszontalan anyagnak minősített kőzeteket a bányászati módszerek fejlődése, vagy éppen a jobb minőségű készletek kimerülése miatt később még művelésre foghatnak.) Az ércek keletkezése túlnyomórészt a magmás folyamatokhoz (elsődleges ércképződés), részben azonban az üledékképződés folyamataihoz (másodlagos ércképződés) kapcsolódik. a) Magmás érctelepek képződése A felszín felé nyomuló magma alkotórészei a lehűlés következtében meghatározott sorrendben válnak ki és a sűrűség alapján különülnek el. Először a legmagasabb hőmérsékleten (1000 °C körül) megszilárduló nehézfémek (nikkel, platina, króm), illetve a vas ércásványai válnak ki, majd az olvadt tömeg aljára süllyednek, ahol felhalmozódnak.

Így jöttek létre a Föld magmás (elsődleges) vasérctelepei Svédországban, Kanadában és Brazíliában Ezek az ércek tehát a mélységi magmás kőzettesteken belül halmozódnak fel. A kéregben fölfelé hatoló magma más kőzetek közé nyomakodik be. A kőzetté szilárdulás záró szakaszában résztvevő magmamaradék behatol a mellékkőzetek repedéseibe, hasadékaiba, és ott lehűlve (700-500 °C közötti hőmérsékleten) a hasadékokat kitöltő ércteléreket hoz létre. A mellékkőzetek repedéseiben keresnek utat maguknak a magma gőzei, gázai is, amelyekből lehűlve (500-350 °C között) szintén ércek csapódhatnak ki. Így jöttek létre a magmás eredetű, de már nem magmás kőzettesten belül, hanem érctelérekben felhalmozódott ón-, urán- és tóriumérctelepek (56. ábra) A lehűlő magmás tömegbe bejutó víz felforrósodva fémeket old ki a magmás kőzetből, és azokat átszállíthatja a mellékkőzetek repedéseibe. A forró vizes

oldatok lehűlve vagy a mellékkőzetekkel vegyi folyamatba lépve újabb ércteléreket hoznak létre. Ezt a fázist hidrotermális (forró vizes) ércesedésnek nevezzük. Ilyen módon alakultak ki a színesfémek (cink, ólom, réz), illetve a nemesfémek (arany, ezüst) érctelepei. Magyarországon így jött létre a Mátrában a Recsk környéki rézérctelep, és ilyen forró vizes oldatok rakták le a Rudabánya környéki mészkővonulatban a vasérc ásványait. (A rudabányai vasércbányát néhány éve, mivel a fejtés már nem volt gazdaságos, bezárták.) A magmatesttől távolodva tehát az egyre alacsonyabb hőmérsékleten kiváló ércek halmozódtak fel. Emiatt éppen a kőzetburok legfelső része a legszegényebb magmás eredetű ércekben. A nagy mélységben képződött érctelepek csak hosszú évmilliók során, a fölöttük elhelyezkedő takarórétegek lepusztulásával kerülhettek a felszínre vagy a felszín közelébe. Hasonló, de gazdaságilag

jóval kisebb jelentőségű folyamatok során felszínre ömlő lávák oldataiból és gázaiból is kiválnak ércek. b) Üledékes érctelepek képződése A kőzetek mállásával, lepusztulásával együtt az érctartalmú ásványok is áthalmozódnak. A folyóvizek oldat formájában szállított fémtartalma az eltérő vegyi összetételű tengervízbe érve kicsapódik. Az érctelepek feldúsulásában ásványos anyagokat hasznosító tengeri élő szervezetek is szerepet játszanak. Így keletkeztek a Föld üledékes (másodlagos) érctelepei (vas-, mangán-, cink- és rézérctelepek). Az üledékes ércképződés sajátos esete az, amikor az érc folyók medrében halmozódik fel. A folyami hordaléknál súlyosabb ércszemek ott gyűlnek össze, ahol a folyó áramlása lelassul. Ezeket az érctelepeket torlatoknak nevezzük (az észak-amerikai Sziklás-hegység [„a vadnyugat"] vagy éppen a szigetközi Duna-szakasz aranymosói, illetve Malajzia ónmosói).

Nemcsak mai folyómedrekben, hanem régebbi földtörténeti korok folyami üledékei között is találunk arany-felhalmozódásokat. Ilyen telepeket fejtenek például Alaszkában Az ércek között keletkezése és külleme alapján is külön csoportot képvisel a bauxit, az alumínium érce. A vöröses bauxit inkább kemény agyagra emlékeztet, mint ércre. A bauxit nedves trópusi, szubtrópusi éghajlat mellett különféle (magmás, üledékes, átalakult) kőzetek málladékából keletkezett. A bauxitok két csoportja a lateritbauxit és a karsztbauxit. A Föld bauxitkészletének túlnyomó része - így Jamaica, Nyugat-Afrika telepei - a lateritbauxitok csoportjába tartozik. A lateritbauxit az alatta lévő, többnyire magmás és átalakult kőzetek elmállásával keletkezett A málladékból az esőzések a könnyen kimosható anyagokat (pl. kovasav) elszállítják, a nehezen mozgó alumíniumoxid viszont egyre jobban feldúsul A karsztbauxit karsztos kőzetekhez

(mészkő, dolomit) kapcsolódik. A mészkő és dolomit felszíni mélyedéseiben összegyűlt, „csapdába esett" málladék részben e karsztos kőzetek oldódásából maradt vissza, részben más területről, egyéb kőzetek málladékából származik. A magyarországi bauxittelepek (a Vértesben, a Bakonyban) a karsztbauxitok csoportjába tartoznak. A fosszilis energiahordozók képződése Az emberiség évezredek óta, az ipari forradalom korától kezdve pedig egyre növekvő mennyiségben használja azokat az anyagokat, amelyeket munkává alakítható energiaforrásként hasznosíthat. E természetben előforduló energiahordozók egy része (p1. folyóvíz, szél) folyamatosan megújul, újratermelődik Másik csoportjuk viszont korábbi földtörténeti időszakokban képződött, fosszilis, a kitermeléssel folyamatosan fogyó energiahordozó. Ezek közé tartozik a kőszén, a kőolaj és a földgáz. a) A szénképződés folyamata A kőszén tulajdonképpen

szerves eredetű üledékes kőzet, amelyet megfelelő hőmérsékletre hevítve elégethetünk. A szénképződés megindulásához a hatalmas erdőket éltető meleg és nedves éghajlat kedvezett. Az erdők elhalt növényi maradványai egymásra halmozódtak, területüket később üledéktakaró fedte be, és a fedőrétegek súlya alatt, oxigéntől elzártan megindult a szénképződés folyamata. E „szénülés"-nek is nevezett folyamat során a széntartalmú vegyületek fokozatosan feldúsultak. Minél nagyobb volt a fedőrétegek nyomása, illetve minél hosszabb ideig tartott a szénképződés folyamata, annál jobb minőségű, nagyobb fűtőértékű szénféleség keletkezett. (A számítások szerint 1 méter vastag kőszéntelep képződéséhez több tíz méter vastagságú növényi rétegre volt szükség!) A szénképződés kezdeti terméke a tőzeg (széntartalma 60%, fűtőértéke 6-8000 kJ [ejtsd: kilózsúl]). Benne a növényi részek szabad

szemmel is felismerhetők. A Föld tőzegtelepei mindössze néhány tízezer évesek Felismerhető a növényi szerkezet még a lignitben is (széntartalom 60-65%, fűtőérték 10-12 000 kJ), amely pár millió évvel ezelőtti erdők emlékét őrzi. A barnakőszén (széntartalom 65-75%, fűtőérték 13-18 000 kJ) kialakulásához már több tízmillió évre volt szükség. A barnakőszén még sok szennyező anyagot tartalmaz, elégetése során kellemetlen szagú kén-dioxid keletkezik. A feketekőszén (széntartalom 80-90%, fűtőérték 24-30 000 kJ) jórészt a nevében is a szénre utaló, 350-285 millió évvel ezelőtti karbonidőszak terméke. A különlegesen nagy nyomás alatt képződött antracit széntartalma 92-96%, fűtőértéke pedig 32-35 000 kJ között mozog. b) A kőolaj és a földgáz képződése A kőolaj és a földgáz - a tenger parányi lebegő élőlényei, a planktonok közvetítésével - a tengerfenéken alakult ki. Az elhalt

planktonmaradványok a tengerfenék iszapjába süllyedtek és betemetődtek. Az oxigén nélküli környezetben, a bomlás következtében, a nyomás és hőmérséklet növekedése mellett a planktonszervezetekből kiváló zsírokból és olajokból jött létre a kőolaj és a földgáz. A kőolaj és a földgáz azonban nem képződési helyén, az anyakőzetben, hanem kis sűrűsége miatt felfelé vándorolva likacsos, repedett tárolókőzetekben halmozódott fel. Különösen alkalmas kőolajés földgázcsapdákat alkotnak a gyűrődések redőboltozatai (57. ábra) A kőzetképződési folyamatokhoz kapcsolódva a földkéreg bizonyos térségeiben kitermelésre alkalmas ércásványok dúsulnak fel. Az ércképződés magmás és üledékes folyamatok révén is megtörténhet A kőszén egykori erdőségek, a kőolaj és a földgáz egykori tengeri élőlények elhalt maradványaiból képződött. A bányászat hatása a környezetre A bányászat mindennapjaink

kényelméhez tartozó földi kincseket - energiahordozókat, ipari nyersanyagokat - szolgáltató, hasznos tevékenység. Ugyanakkor, mint minden a természet rendjébe történő beavatkozás, a bányászkodás is számtalan környezeti problémát vet fel. A bányászat közvetlen és közvetett hatásai megváltoztatják az eredeti domborzatot, növénytakarót, módosítják a térség vízgazdálkodását, szennyezik a levegőt. Az akár több száz méteres mélységben folytatott mélyművelésű bányászatnak is lehetnek felszíni hatásai. A kibányászott anyag helyén visszamaradó, föld alatti üregek beomolhatnak, ami a felszínen is berogyásokat, beszakadásokat hozhat létre. A felszínre hozott értékes bányakincsektől elkülönített meddő kőzetet mesterséges dombokba ún. meddőhányókba halmozzák fel A meddőhányók eleve megbontják a természetes tájképet, fedetlen felszínükről a szél kifújja a poranyagot, amely a környező mezőgazdasági

területeken is kárt okoz. A meddőhányók talajjal való megkötése, fűvel, facsoportokkal történő betelepítése azonban nem csupán esztétikai kérdés Így próbálják megelőzni a sokszor katasztrofális következményekkel járó omlásokat, csuszamlásokat. Ilyen tragédia történt 1966-ban a walesi Aberfanben, ahol a túl meredekre halmozott, átnedvesedett meddőhányó csuszamlása maga alá temette a bányásztelepülés szélső házait, köztük egy iskolát is. A 180 méter magas meddőhányó csuszamlása 150 ember életét követelte A mészkőből felépült Dunántúli-középhegységben folytatott bauxit- és szénbányászat fenntartásához nagy mennyiségű felszín alatti karsztvizet kellett kiemelni, hogy a víz ne törhessen be a mélyen kialakított bányajáratokba. Emiatt viszont lecsökkent a környező falvak ivóvizét biztosító, valamint a híres Hévízi-tavat tápláló források hozama. A Hévízi-tavat csak a bányák bezárásának

árán lehetett megmenteni. Más fajta környezeti gondokkal jár a külszíni fejtés. A felszín közelében, mindössze pár tíz méter mélyen lévő szénmezőket (többnyire lignit- és barnaszénlelőhelyeket) a fedőrétegek leborotválása után hatalmas markológépekkel fejtik le. A bányakincsek ellenében viszont így mezőgazdasági terület megy veszendőbe, sokszor falvakat kell kitelepíteni, lebontani. A szántók, települések helyén hatalmas bányagödrök tátonganak, környékükön itt is meddőhányók emelkednek. Találunk ilyen külszíni lignitfejtéseket Magyarországon is (Gyöngyösvisonta, Bükkábrány), ezeknél azonban jóval nagyobbak a német-cseh határ két oldalán sorakozó barnaszénfejtések sebhelyei. Csak a volt NDK-ban több mint ötven települést kellett a bányászat miatt lebontani A németországi külszíni fejtések összterülete kb. 2500 kM2, ami megegyezik Nógrád megye területével! Néhány szénmezőn 1 tonna barnaszén

kinyeréséhez 10-17 tonna meddő kőzetet kellett eltávolítani! A sokszor 2-300 méter mély, több kilométer átmérőjű bányagödrökbe a fejtés befejezése után visszatöltötték a meddő anyagot, és felszínére talajt teregetve megpróbálták a területet ismét termőre fogni. Máshol viszont a fejtések gödreit vegyipari hulladéktárolóként hasznosították. A vegyszerek viszont sokfelé bemosódtak a talajvízbe, további környezeti károkat okozva A bányászat környezeti hatásai is arra utalnak, hogy minden beavatkozás a tágabb térségre is ható következményekkel jár. Nemcsak mesterséges felszíni formák jönnek létre, hanem változásokat szenved a légkör, a vízburok és az élővilág is. A földtörténet évmilliárdjai nyomában I. A földtörténet korbeosztása A Föld történetének tagolását a kőzetek rétegződése, illetve az üledékes kőzetekben lévő ősmaradványok, vagyis az egykori élőlények maradványai alapján

készítették el. A földtörténet nagy szakaszait az emberiség történelméhez hasonló nevekkel különböztették meg. A történelmi őskortól, ókortól, középkortól és újkortól való egyértelmű elkülönítés érdekében a földtörténetben ősidőről, előidőről, óidőről, középidőről és újidőről beszélünk. E, több tíz-, sőt több százmilló évet átfogó időkön belül időszakokat, azokon belül korokat, azok részeiként pedig korszakokat különböztetünk meg (1. táblázat) Hogyan keletkezett a Föld? A Naprendszer képződéséhez hasonlóan a Föld kialakulásának menetéről is megoszlik a tudósok véleménye. A Föld korát elméleti úton 4,6 milliárd évben állapították meg, a Gröndlandon talált legidősebb földi kőzetek azonban „csak" 4,2 milliárd évesek. Az első 0,4 milliárd évről tehát nincsenek közvetlen bizonyítékaink (A Föld korát a meteoritok, illetve a Hold legidősebb kőzeteinek kora

alapján állapították meg. Ezek minden esetben 4,6 milliárd évet adtak.) Az ősnap körül forgó gáz- és porfelhőből képződött Föld kialakulásában fontos szerepet játszottak a meteoritok. A meteoritütközések következtében fokozatosan nőtt bolygónk tömege. Az ütközések energiája és a radioaktív anyagok bomlása révén a Föld izzó állapotba került. A magas hőmérséklet indította el a Föld alkotóelemeinek gömbhéjak szerinti elkülönülését. Amikor a hőmérséklet a vas és a nikkel olvadáspontja fölé emelkedett, ezek az elemek lassanként a Föld középpontjába süllyedtek. A kisebb sűrűségű szilikátok pedig e vas-nikkel mag köré rendeződtek. A szilikátokból jött létre a lehűlő Föld ősi kérge A kéreg 4,6 milliárd évvel ezelőttre tett kialakulásától számítják a Föld korát. A 4,6 milliárd évre visszatekintő földtörténet emberi ésszel felfoghatatlan időtávlatot ível át. (Ha a Föld történetét egy

naptári évvel hasonlítjuk össze, az előidő vége november 13-ra, az óidő vége december 13-ra, a középidő vége december 26-ra esik! Az újidő 65 millió évének tehát 5 nap felelne meg!) Az ős- és előidő eseményei (4,6 milliárd és 590 millió év között) Az ős- és előidőhöz tartozik a földtörténet 87%-a. Az ősidőt a fokozatos hőmérséklet-csökkenés jellemezte A vulkáni működés gázaiból jött létre a Föld ősi légköre, amely elsősorban szén-dioxidból, ammóniából, valamint vízgőzből állt. Amikor a felszíni hőmérséklet 100 °C alá csökkent, a vulkáni eredetű vízgőz vízzé csapódott le Ez az ősóceán születésének ideje. Honnan tudjuk mindezt? A Föld legidősebb, 3,5 milliárd év körüli kőzetei között sok a párnaláva. Vagyis ezek a kőzetek már óceáni környezetet feltételeznek Az élet megjelenésének első geológiai bizonyítékai a 2,9 milliárd éves sztromatolitok. A sztromatolit gömbhéjas

szerkezetű kőzetgumó, amelynek szemcséit kékalgák kötötték meg (58. ábra) A 2,5 milliárd éve kezdődött előidőben több hegységképződés is lezajlott. E hegységképződésekből jöttek létre Földünk mai legősibb kéregdarabjai, az egyes kontinensek magját alkotó ősmasszívumok. Az előidő végéről gleccsertörmelékből, morénából összetömörödött kőzet maradt fenn. Ez a kőzet egy 700 millió évvel ezelőtti jégkorszak bizonyítéka. Az óidő eseményei (590 millió és 235 millió év között) Az elő- és óidő határát, a kambrium időszak kezdetét az első ősmaradványok megjelenésénél húzták meg. A kövületek szilárd vázas tengeri állatoktól származnak. A kambriumban még csak a tengerekben volt élet. A szárazföldeken nem alakulhatott ki, mivel a Napból akadálytalanul érkező káros sugárzás ezt nem tette lehetővé. Az élőlények csak a kambrium vége felé, mintegy 500 millió éve kapaszkodhattak ki a

szárazföldekre. Addigra alakult ki ugyanis az algák fotoszintéziséből termelt oxigénből (O2) a káros sugarakat visszatartó ózon (O 3 ). A szárazföldek akkori helyzetét a paleomágneses adatok alapján rekonstruálhatjuk (59. ábra) A kambriumban a szárazulatok az északi és a déli szélesség 60. foka között helyezkedtek el Dél-Amerika, Afrika, Ausztrália, Arábia, India, valamint az Antarktisz ősei egyetlen közös ősföldbe, a Gondvánába tömörültek. Az óidőben két jelentős hegységképződés zajlott le. A szilur és devon időszakban játszódott le a kaledóniai hegységképződés, amely a kőzetanyag tanúsága szerint két szárazföldi lemez ütközésével ment végbe. A kaledóniai hegységképződés kapcsolta össze Ős-Európát és Ős-Észak-Amerikát. A Kaledóniaihegységrendszerhez tartoznak többek között Skandinávia, Skócia hegységei, KeletGrönland hegyei, az északamerikai Appalache-hegység északi része. A karbon

időszakban lejátszódott variszkuszi hegységképződés előbb a már egyesült Ős-Európa-Ős-ÉszakAmerikát kapcsolta össze Gondvárával, majd ezt a területet az Urál-hegység mentén Ázsia ősével. A Variszkuszihegységrendszer maradványai p1. Dél-Anglia, Franciaország hegységei, a Németközéphegység, a Csehmedence peremhegységei, a Lengyel-középhegység, a Rodope, az Urál, a keletausztráliai Nagy-Vízválasztóhegység és az Appalache déli része. Az óidő végére tehát a Föld összes szárazföldje egyetlen hatalmas őskontinensben (Pangea = Összföld) egyesült. Az őskontinenst egyetlen ősóceán (Panthalassza = Össztenger) vette körül. Kelet felől a Tethys-öböl mélyedt a Pangea testébe (60. ábra) Az óidőben jelentek meg az első szárazföldi növények és az első szárazföldi gerincesek. A dús karbon időszaki vegetáció (óriás páfrányok, ősharasztok, korpafüvek, zsurlók) bizonyítéka a belőlük képződött nagy

mennyiségű feketekőszén. Amíg a Föld akkori trópusi területein szénképződés folyt, a Gondvána sarkvidék környéki területei a karbon és a perm időszak határán jégtakaróba burkolóztak. Az eljegesedés jelentős nyomait őrzik Afrika és Dél-Amerika déli területei. Az óidő végét a tengeri gerinctelenek számos fajának kihalása jelzi. A kezdetben gáz- és porfelhőből összesűrűsödött Föld tömege a meteorit-becsapódásokkal gyarapodott. Az izzó állapotba került Földön az elemek sűrűségük szerint rendeződtek. A szilárd földkéreg 4,6 milliárd éve jött létre. Az őslégkör és -óceán kialakulása a vulkáni tevékenységre vezethető vissza. A legidősebb földi kőzetek 4,2 milliárd, a legelső, életre utaló képződmények 2,9 milliárd, a legrégebbi ősmaradványok 590 millió évesek. Az óidőben ment végbe a kaledóniai és a variszkuszi hegységképződés. A kövek beszélnek - a kormeghatározás módszerei Saxa

loquuntur (ejtsd: szaksza lokvuntur) - a kövek beszélnek, tartja a régi latin mondás, vagyis a fennmaradt emlékekből megfejthető a múlt. A mondás nemcsak az emberiség történelmére és emlékeire igaz, hanem a földtörténeti múltra is A kőzetekből, a bennük található ősmaradványokból, illetve a kőzetrétegek településviszonyaiból sok minden megfejthető a Föld múltjából. Ez utóbbi, a kőzetrétegek egymásra települése támpontot nyújt a rétegek viszonylagos korára nézve is. A XVII század óta ismerik a geológusok a települési törvényt, vagyis azt az általános szabályt, miszerint az egymásra települő kőzettestek közül az alul lévő, az ún. fekvő, idősebb, mint a fölötte lévő, az ún. fedő A települési törvény azonban csak nyugodt rétegződés esetén igaz, de egy áttolt takaróredő vizsgálatakor már nem. Ilyen esetekben is segíthetik azonban a kutatókat az üledékes kőzetekben lévő ősmaradványok,

fosszíliák. Már a múlt század elején ismert volt, hogy a különböző földtörténeti korokban az illető kőzet rétegtani helyzetét is meg lehetett határozni. Az ősmaradványok közül főleg a földtörténeti értelemben rövid életű és ugyanakkor sokfelé előforduló élőlények segítették a kutatók munkáját. Ezeket a bizonyos korokra rendkívül jellemző ősmaradványokat vezérkövületnek nevezzük. Ilyenek például a spirálisan elcsavarodott házban élt lábasfejűek, az ammoniták, amelyeket egy korábbi olvasmányban, illetve a Deák téri metróállomáson már megismerhettünk (53. ábra) Az ammoniták a devontól a kréta időszak végéig éltek a melegebb tengerekben, ám egymást gyorsan váltó és eltérő nemzetségeik alapján a maradványaikat tartalmazó kőzet kora jól behatárolható. Azonban az ősmaradványok vizsgálata is csak a viszonylagos korbeosztáshoz nyújtott segítséget. A kőzetek tényleges korának meghatározását, a

földtörténeti kor években történő kifejezését csak a radiometrikus kormeghatározás tette lehetővé. E módszer a radioaktív elemek (izotópok) átalakulásán, bomlásán alapszik. Minden radioaktív izotóp a környezeti tényezőktől függetlenül, állandó ütemben bomlik, alakul át nem radioaktív elemmé. A radioaktív és a nem radioaktív elemek kőzetben mért arányából kiszámítható a bomlási folyamat kezdetének, vagyis a kőzet kialakulásának a kora. A módszer elsősorban a magmás kőzetekben alkalmazható, azonban a radiometrikus kormeghatározást az üledékes és átalakult kőzetekben is el lehet végezni. Ez utóbbiaknál viszont nem a kőzet korát, hanem az üledék képződésének - illetve az átalakulás, metamorfózis - idejét kapjuk meg. A radiometrikus kormeghatározón belül, attól függően, hogy mely elemek átalakulását veszik figyelembe, megkülönböztetjük p1. a kálium-argon, az urán-ólom és a tórium-ólom módszert.

Néhány évtizede újabb módszer, a paleomágneses mérésekre épülő magnetosztratigráfia (mágneses rétegtan) segíti a geológusok munkáját. A kőzetek mágneses ásványainak irányából, mint arról már szó volt, ki lehet számítani a földi mágneses pólusoknak a kőzet keletkezésekor elfoglalt helyzetét. Mivel a pólusfordulás az egész Földön egy időben éreztette hatását, e módszerrel távoli területek összehasonlító vizsgálata is lehetséges. Az utolsó 4,5 millió évben 11 mágneses pólus-átfordulás történt, a legutolsó 0,69 millió éve zajlott le. A kövek beszélnek. És ahogy a tudományos módszerek fejlődnek, egyre több nyelven A földtörténet évmilliárdjai nyomában II. A középidő eseményei (235 millió és 65 millió év között) A középidőt három eltérő jellegű időszakra (triász, jura, kréta) bontjuk. A triász a nyugodt tengeri üledékképződés időszaka, a Pangea alakjában és helyzetében nem

történt még változás. A jurában viszont megkezdődött a Pangea feldarabolódása (61. ábra) Előbb az Észak-Amerika, Európa és Ázsia őse által alkotott Laurázsia vált el az óceánná kinyíló Tethys-öböl mentén a déli ősföldtől, a Gondvánától. Ezt követően, Laurázsia testébe ékelődve megkezdődött az a hátságképződés, amely az Atlanti-óceán kialakulásához vezetett. Végül a Gondvána is három részre darabolódott: a Dél-Amerika-Afrikát, az Ausztrália-Antarktiszt és az Indiát hátukon hordó lemezekre. A jura az óriásokká fejlődő dinoszauruszok időszaka. A krétában tovább folytatódott a Pangea feldarabolódása. Egyre szélesebb lett az Atlanti-óceán északi medencéje, majd Afrika és Dél-Amerika szétsodródásával kinyílt az óceán déli medencéje is. India után Madagaszkár is levált Afrika testéről. A krétában újabb hegységképződés indult meg, amely majd átnyúlik az újidőre is. A Csendes-óceán

peremvidékén - az egymás felé közelítő óceáni és szárazföldi lemezek határán - megindult a Pacifikus-hegységrendszer képződése. A Tethys-óceán viszont fokozatosan elkeskenyedett, mivel az afrikai lemez egyre jobban megközelítette Eurázsiát. Térségükben kezdődött meg az Eurázsiai-hegységrendszer kialakulása. A dinoszauroszok uralták a kréta időszakot is, ám a kréta végén más fajokkal együtt - napjainkban is vitatott okok következtében - kihaltak. A krétában már a zárvatermők alkották a növényvilág legnagyobb részét. Az újidő eseményei (65 millió év és a jelenkor között) A középidőben megkezdődött lemezmozgások az újidő első részében, a harmadidőszakban is tovább folytatódtak. Erre az időszakra esik a Pacifikushegységrendszer kialakulásának második fele A Csendes-óceánt keretező Pacifikus-hegységrendszerhez tartoznak KeletÁzsiában többek között Kamcsatka, a Kurilszigetek, japán hegyei, hegységei,

Észak-Amerikában a Kordillerák, DélAmerikában az Andok. Észak-Amerika a harmadidőszakban teljesen különvált Eurázsiától, közöttük csak Grönland „pillérje" emlékeztet a korábbi összekapcsolódásra. Megkezdődött Ausztrália és az Antarktisz szétsodródása is A nyugatról kelet felé ollószerűen záródó Tethys-óceán üledékeiből, valamint az afrikai és az eurázsiai lemezszegélyek kőzetanyagából kialakult az Eurázsiaihegységrendszer. A két szárazföldi lemez ütközésével teljesen felemésztődött a Tethys, amelynek a Földközi- és a Fekete-tenger csupán csökevényes utóda. A harmadidőszak második felében az Indiai-lemez is összeütközött Eurázsiával, és megkezdődött - ugyancsak az Eurázsiai-hegységrendszer részeként - a Himalája kialakulása (62. ábra) Az Eurázsiai-hegységrendszer legfontosabb tagjai: (még afrikai kezdőtagként) az Atlasz, majd a Pireneusok, az Alpok, az Appenninek, a Kárpátok, a Dinári-

és a Balkán-hegyvidék, a Kaukázus, Kis-Ázsia és az Iráni-medence peremhegységei, a Himalája. A harmadidőszak végén összezárult a közép-amerikai földhíd. Így megszűnt a tengeri élőlények átjárása az Atlanti- és a Csendes-óceán között, viszont hamarosan szabályos „emlős-korzó" indult a földhídon Észak- és Dél-Amerika között. A harmadidőszakból származnak a Föld legjelentősebb barnaszéntelepei. Ezért ezt az időszakot régebben barnaszénidőszaknak is nevezték De ugyanebben az időszakban képződött a kőolajés földgázkincs túlnyomó része is A mintegy 2 millió évvel ezelőtt kezdődött negyedidőszak elején a földrészek, óceánok elhelyezkedése már a napjainkban is jól ismert képet mutatta. A hasonlóság azonban csalóka, hiszen a negyedidőszak első részének, a pleisztocénnak legfontosabb eseménye, a jégkorszakok kialakulása a szárazföldek arculatát teljesen átformálta. De hogyan is kezdődik egy

jégkorszak?! Sajátos módon az eljegesedés kialakulásához elsősorban nem zord, hideg télre, hanem hűvös nyárra van szükség. Hiába hideg, havas ugyanis a tél, ha a rákövetkező meleg nyár a hótakarót teljesen felolvasztja, eltünteti. A hóból történő jégfelhalmozódás akkor mehet végbe, ha a hűvös nyár nem elegendő az előző télen esett hó „eltakarításához". Ennek az évről évre felhalmozódó hónak az összepréselődésével, újrafagyásával alakultak ki a negyedidőszaki hatalmas jégtakarók. Az eljegesedés Észak-Amerika és Eurázsia (főként Európa) nagy területeire terjedt ki, de kialakult eljegesedés a déli félteke magashegységeiben is (63. ábra) BELSŐ ÉS KÜLSŐ ERŐK. A földtörténet eddigi krónikájában főként lemezmozgásokról, hegységképződésekről, tektonikai eseményekről esett szó. Ezek - kísérőjelenségeikkel, a vulkánossággal, a földrengésekkel együtt - az ún belső erők csoportját

alkotják. Az eljegesedés a folyó- és tengervízzel, a széllel együtt a Földet alakító erők másik csoportjához tartozik. Ezeket külső erők néven foglaljuk össze Munkájukkal részletesen „A földfelszín formakincse" c fejezetben ismerkedünk majd meg. Az eljegesedés jórészt Földön kívüli okokra vezethető vissza. Szabályos időközönként módosul a Nap körül keringő Föld pályája (p1. a Föld forgástengelye és az ekliptika által bezárt szög) Ezek a változások kihatnak a Föld hőháztartására, éghajlatára, és több egyirányú változás esetén megkezdődhet az éghajlat rosszabbodása, majd a hótakaró említett felhalmozódása. A jégtakaró a negyedidőszakban többször is előrenyomult (jégkorszakok), majd ismét visszahúzódott (jégkorszakközök). Legnagyobb kiterjedése idején 47 millió km2-t uralt a Földön A jégtakaró Európában legnagyobb kiterjedése idején - mintegy 200 000 éve - London-Köln-Krakkó-Kijev

vonaláig nyomult előre. Észak-Amerikában viszont, ahol nem állták útját nyugat-keleti irányú hegységek, a jég az északi szélesség 40°-ig hatolt előre. (Mintha Európában Nápoly környéke is jégbe burkolózott volna) Még nagyobb volt azonban az a terület, amelyet az eljegesedés közvetett hatásai értek: - a jég előrenyomulása miatt teljesen átrendeződtek az éghajlati és növényzeti területek (a Kárpát-medencében p1. időlegesen olyan éghajlat uralkodott, mint amilyen ma a Lappföldön ismert, a Szaharában viszont jóval nedvesebb volt az éghajlat), - a jégkorszakokban a jégtakaró nagy mennyiségű vizet tartott fogva, ezért akár 90 m-rel is csökkent a világtenger szintje, megváltozott a folyók vízszállítása is, - a jégkorszakközökben viszont emelkedett a tengerszint, ugyanakkor megemelkedtek a jégtömegtől megszabadult területek is. A jégkorszakok eseményei tehát a Föld negyedidőszak előtti képét erősen átrajzolták.

Az utolsó jégkorszak mintegy 10000 éve fejeződött be. Akkortól számítjuk a földtörténeti jelenkor, a holocén kezdetét. A középidőben kezdődött a Pangea szétdarabolódása és a Pacifikus- és az Eurázsiai-hegységrendszer kialakulása. Az újidőben jött létre a kőzetlemezek ma ismert eloszlása. A negyedidőszaki eljegesedések a korábban kialakult természetföldrajzi arculatot jelentősen átformálták. A dinoszauruszok rejtélyes kihalásáról A földtörténet kihalt élőlényei közül minden bizonnyal a dinoszauruszok tettek szert legnagyobb hírnévre. A kréta időszak végén kipusztult óriáshüllők napjainkra képregények és játékfilmek hősei lettek. De mik is voltak valójában a dinoszauruszok, és mi okozhatta eltűnésüket?! A dinoszauruszok, vagyis szó szerint: a „rettegett gyíkok" az óidőt záró perm időszakban jelentek meg a Földön, és utána mintegy 140 millió évig uralták bolygónkat. E „rettegett

gyíkok" számtalan, egymástól jelentősen különböző csoportból álltak Az óriáshüllő név sem illik mindegyikükre. Igaz, közéjük tartoztak a földtörténet leghatalmasabb élőlényei, az akár 80 tonnát is elérő brontoszauruszok, de akadtak köztük csupán kutya nagyságúak is. Voltak közöttük ragadozók, mint a türannoszaurusz, és növényevők, mint a sztegoszaurusz, repülő hüllők, mint a pteroszaurusz, és vízi életmódot folytatók, mint az ichtioszaurusz. A dinoszauruszok a középidő végén, a kréta és a harmadidőszak határán léptek le a földi élet színpadáról. Geológiai értelemben hirtelen bekövetkezett kihalásuk okára - habár számtalan elmélet született -, máig sem találtak egyértelmű magyarázatot. Az egyik elmélet szerint a hosszú évmilliókon keresztül létezett dinoszauruszfajok túlfejlődtek, és ez okozta kihalásukat. De - vetik ellene más kutatók - a kihalás egyaránt ért alakgazdagságuk

tetőpontján álló és kialakulóban lévő csoportokat is. Egy másik elmélet szerint emlősök fogyasztották el a dinoszauruszok tojásait, és ez, vagyis az utódlás fennakadása vezetett kihalásukhoz. Nem valószínű, hangzik az ellenvélemény, mivel az akkori emlősök jórészt rovarevők voltak, és a dinoszauruszok - minden bizonnyal - amúgy is mélyre áshatták tojásaikat. Vannak kutatók, akik mérgező növényeket sejtenek a kipusztulás mögött Azonban e növényeknek nincs nyomuk az akkor képződött üledékes rétegekben. 1980-ban hozták nyilvánosságra kaliforniai kutatók azt az elméletet, amely a dinoszauruszok kihalását Földön kívüli okra: egy hatalmas meteorit becsapódására vezeti vissza. A Földnek ütköző meteorit szétrobbanásakor keletkezett por feljutott a légkörbe, és ott körbefonta az egész bolygót. Ezen a hatalmas porfelhőn a napsugárzás töredéke jutott csak át, emiatt viszont lecsökkent a Föld hőmérséklete A

napfény és a meleg hiánya miatt a növényzet kipusztult, ennek következtében kihaltak először a növényevő dinoszauruszok, majd ahogy ezek száma csökkent, a belőlük táplálkozó ragadozó hüllők is. A meteoritbecsapódás tehát környezeti katasztrófát okozott, és a dinoszauruszok kihalását a tápláléklánc emiatt bekövetkező felbomlása okozta. S valóban sok, a kréta és a harmadidőszak határáról származó rétegben sikerült megtalálni a meteoritbecsapódás nyomát. Ez nem más, mint a meteoritok egyik gyakori alkotóeleme, az irídium, amely az egyik legnagyobb fajsúlyú elem. Ilyen irídiumot tartalmazó üledékrétegeket találtak Dániában, Japánban, DélAfrikában és Új-Zélandon is De hol lehet a Földön e 65 millió évvel ezelőtti meteoritbecsapódás krátere? 1990-ben, részben Landsat-műholdfelvételek segítségével, majdnem 180 km átmérőjű gyűrűs szerkezetet fedeztek fel a mexikói Yucatánfélsziget északi részén,

amely a tenger alatt is folytatódik. A kutatók ezt vélik a dinoszauruszok végnapjait előidéző meteorit sebhelyének. Azonban e rendkívül tetszetős elmélet is hibázik néhol. Akkortájt nemcsak a dinoszauruszok tűntek el a Földről, hanem kihalt a tengeri, édesvízi és szárazföldi fajok 75%-a! Viszont számtalan növényfaj háborítatlanul vészelte át a kréta és a harmadidőszak határát. Ezek vajon hogyan élhették túl a meteoritbecsapódás környezeti katasztrófáját?! Másrészt az egyes dinoszauruszcsoportok kihalása csak geológiai értelemben játszódott le egyszerre, a folyamat valójában hosszú évmilliókig tartott. Ez szintén nehezen egyeztethető össze a környezeti katasztrófa hatásával. Sok kutató szerint az okok jóval prózaibbak. A középidő vége a Pangea végső eldarabolódásának, a kontinensek átrendeződésének, hegységképződések beindulásának az ideje. Emiatt csökkent a világtenger kiterjedése, vagyis a vízi

életmódot folytató dinoszauruszok élettere, a hegységképződés miatt változott az éghajlat, ami pedig a növényevők táplálékszerzését rontotta. Ez viszont valóban a ragadozók életfeltételeit is befolyásolhatta. A dinoszauruszok kihalása után az emlősök kerültek uralomra a Földön. A „rettegett gyíkok" kipusztulása körüli rejtély pedig jócskán hozzájárult a dinoszauruszok filmvásznon elfoglalt uralmához. Honnan származnak a földtörténeti elnevezések? A földtörténeti elnevezések magyarázata, mint minden névfejtés, sok érdekességet árul el. A legnagyobb időtávlatot átfogó „idők", az ős-, elő-, óidő stb. görög nyelven megalkotott nemzetközi nevei arra utalnak, hogy a tagolás, a beosztás az állatvilág fejlődése alapján történt. Mindegyik név „zoikum"-ra végződik, ami „állati időnek, állati élet idejének" fordítható. Az ős- és előidő közös neve a kriptozoikum, vagyis a

„rejtett állati élet ideje", mivel ebből az időből nem maradt fenn ősmaradvány. Az ó-, közép- és újidő viszont együttesen a fanerozoikum, azaz a ,nyilvánvaló, a nyomozható állati élet ideje" Ezen belül az óidő a paleozoikum, a középidő a mezozoikum, az újidő pedig a kainozoikum, tehát szó szerint a „régi, a középső és az új állati élet ideje". Tanulságos az egyes időszakok és korok elnevezésének eredete is. Az óidő időszakainak neve jórészt Nagy-Britanniából származik, egyszerre bizonyítván az akkor keletkezett kőzetek fontos szerepét az ottani területek felépítésében, és azt, hogy a geológia tudománya jelentós részben Angliában fejlődött ki. A kambrium nevét Wales északi részének római kori nevéből nyerte (Cambria) Az ordovicium és a szilur nevében egyaránt egykor Walesben élt kelta néptörzsek neve őrződött meg. A devont a dél-angliai Devon grófságról nevezték el. Csupán az

óidő két utolsó időszakának neve származik máshonnan A karbon, vagyis szénidőszak a gazdag feketekőszéntelepekről kapta nevét, a perm pedig a cári oroszországbeli Perm kormányzóság nevéről, ahol nagy vastagságú permidőszaki rétegsort találtak. De Nagy-Britanniából származik a Kaledóniai-hegységképződés és -hegységrendszer elnevezése is: Caledonia volt ugyanis Skócia ókori neve. A Variszkuszi-hegységképződés és -hegységrendszer viszont a mai Bajorország területén élt néptörzs, a variszkuszok nevét őrizte meg. A középidő időszakai közül a triász neve (görögül „háromság") arra utal, hogy ezt az időszakot három jellegzetes részre oszthatjuk. A jura a svájci Jura-hegységről, a kréta pedig az akkor képződött fehér színű, írókrétaként használható mészkőről kapta nevét. Az újidőbeli harmad- és negyedidőszak nevében egy XViII. századi beosztás emléke é1 tovább Eszerint az óidő volt az

első (primer), a középidő a második (szekunder) szakasz, és ezt követte a harmadidőszak (tercier), majd a negyedidőszak (kvarter). A harmad- és negyedidőszakbeli korok görög elnevezése sajátos fokozást rejt: eocén (= hajnala a újkornak), oligocén (= alig-újkor), miocén (= kevéssé újkor), pliocén (= több újkor), pleisztocén (= legtöbb újkor), holocén(= egészen újkor). Az Eurázsiai- és a Pacifikus-hegységrendszer a földrajzi elterjedéséről kapta nevét. Az előbbi - természetesen - Európáról és Ázsiáról, az utóbbi pedig a csendes-óceáni, vagyis a pacifikus térségről