Beszámoló
az MTA Geokémiai Kutatóintézet 2006. évi tudományos tevékenységérıl
MTA GEOKÉMIAI KUTATÓINTÉZET 1112 Budapest, Budaörsi út 45. Tel./Fax: 319-3137 E-mail:
[email protected] Honlap: http://www.geochem.hu I. A kutatóhely fı feladatai a beszámolási évben A Geokémiai Kutatóintézet fı feladata geokémiai alapkutatások végzése a kızetgenetika, az ásványi nyersanyagképzıdés és a környezetgeokémia területén. Ennek megfelelıen 2006-ban folytatták az intézetben nagy hagyományokkal és széleskörő szakmai elismertséggel rendelkezı klasszikus alapkutatási témák mővelését. Így vizsgálták a magmás és metamorf képzıdmények, illetve a velük együtt elıforduló fluidumok képzıdési körülményeit és jellegzetességeit. Folytatták az ásványi nyersanyagok geokémiai jellemzését és genetikai modellezését. Az egyre növekvı jelentıségő környezettudományi kutatások keretében tanulmányozták a múltbéli és jelenkori környezet állapotának változásait. Kutatták a nehézfémek talajbeli viselkedését, a közelmúlt klímaváltozásait dokumentáló változatos földtani képzıdmények geokémiai jellegeit, továbbá a hévizek szerves komponenseinek sajátságait. Tanulmányozták az épített környezetet és a kulturális örökségünk tárgyi emlékeit ért antropogén hatásokat is. Kiemelt figyelmet fordítottak továbbá a nagy aktivitású radioaktív hulladékok elhelyezésére kiválasztott földtani képzıdmény egyes kifejlıdéseinek komplex geokémiai vizsgálatára. II. Az év folyamán elért kiemelkedı kutatási és más jellegő eredmények A litoszférát alakító ásvány-, kızet- és ásványi nyersanyag-képzıdési folyamatok, valamint fluidumok komplex geokémiai vizsgálata Metamorf kızettani kutatásaik keretében – nemzetközi együttmőködésben – új modellt dolgoztak ki a dioktaéderes, ún. kevert Na/K-tartalmú világos csillámok diagenetikus, kezdeti metamorf keletkezésérıl, fejlıdésérıl. A nano-domén modell lényege az, hogy inhomogenitást tételez fel nemcsak a csillámszerkezet különbözı rétegközi síkjai között, hanem egy adott rétegközi sík kationtartalmában és -eloszlásában is. Ez a rendezetlen kationeloszlás a hımérséklet növekedésével rendezetté válik, és elkülönülnek, méreteiket tekintve pedig növekszenek a muszkovit (K), paragonit (Na) és margarit (Ca) domének. A modell kidolgozásához hozzájárult a Magyarország és a környezı Alpi-Kárpáti-Dinári térség jelentıs nagyszerkezeti egységeiben elıforduló metapelitek fontos ásványszerkezeti és metamorf kızettani paramétereit egyesítı, általuk létrehozott adatbázis. A Szendrıi-hegység Gadna Gn1 jelő mélyfúrása által feltárt metapelit összlet részletes ásványtani vizsgálatával tisztázták a Na- és a K-dús csillámfázisok viszonyait. Fontos új eredmény a halloysit kimutatása a szelvény felsı szakaszából. Befejezték a Tiszai Egység dél-alföldi részén mélyült Újszentiván Uszi-2 számú mélyfúrás csillámpaláján végzett, kvantitatív fázisdiagramokon alapuló metamorf petrogenetikai
1
vizsgálatsorozatot. Ennek során meghatározták a gránát-sztaurolit csillámpala metamorfózisának korát, nyomás-hımérséklet viszonyait és e fizikai paraméterek idıbeli változásait. Termobarometriai módszerek és kvantitatív fázisdiagramok segítségével meghatározták egy, a horvátországi Szlavóniai-hegységbıl származó, kisnyomású, andalúzitsztaurolit indexásványokkal jellemezhetı metamorf sorozat képzıdési körülményeit is. Részletes ásványtani mérésekkel, valamint a szerves anyag termikus érettségi paramétereinek több, különbözı módszerrel történt vizsgálatával meghatározták a horvátországi Medvednica hegység takarós egységeit ért metamorf átalakulás hımérsékleti viszonyait. Megállapították, hogy a Raman-spektroszkópos paraméterek az esetleges jó egyezés ellenére is a finomszemcsés sziliciklasztos és karbonátos eredető, diagenetikus–kishımérséklető anchimetamorf átalakulást szenvedett kızetekben az „autigén” szerves anyag mellett gyakran elıforduló, törmelékes, nagyobb „érettségi” fokot mutató szervesanyag-generáció jelenlétébıl adódóan, hımérséklet becslésére csak nagy körültekintéssel alkalmazhatóak. A Medvednicahegység metamorf fejlıdéstörténetét összehasonlították a földtani értelemben véve rokon ÉKmagyarországi egységek metamorfózisával. A Szendrıi-hegységbıl különbözı üledékes fácieseket képviselı metamorf karbonátos kızetformációk vizsgálatával megállapították, hogy a kızetek egyes karbonátgenerációi (pl. lencsék, sávok és karbonáterezések) stabilizotóp-összetételük alapján nem különülnek el egyértelmően a kızetek fı tömegét (mátrixát) alkotó anyagtól, azonban az átlagos kızetmintákhoz képest kisebb krisztallitmérettel rendelkeznek. A jórészt hazai és nemzetközi együttmőködésekben végzett metamorf ásvány-kızettani kutatások eredményeinek hasznosulása elsısorban földtani alapkutatási jellegő. Ezek az eredmények hozzájárulnak a hazai metamorf képzıdmények jobb megismeréséhez, ezáltal a Pannon-medence pontosabb geodinamikai rekonstrukciójához. Eredményeiket – többek között – az Aggtelek-Rudabányai-hegység Magyar Állami Földtani Intézet által 2006-ban könyv alakban kiadott térképmagyarázójában is felhasználták. A kutatásokban 16 kutató vett részt, ebbıl 6 fı volt a GKKI alkalmazásában. Az intézeti ráfordítás 6,3 M Ft volt, ebbıl 5 M Ft pályázati forrásból elnyert összeg. Magmás kızettani kutatásaik körében az eddigi legnagyobb, saját méréseken alapuló adatbázis létrehozásával maghatározták az ún. kimberlitekben található polikristályos gyémánt, más néven a diamondit kızetzárványok (xenolitok) kızetalkotó ásványainak kémiai jellegeit, valamint a gyémánt kristályosodásának fizikai és kémiai körülményeit. A nyomelem és stabilizotóp adatok együttes értelmezésével arra a következtetésre jutottak, hogy a polikristályos gyémánt köpeny eredető, szilikát olvadékot és vizet is tartalmazó karbonatitos fluidumból vált ki, amely fluidum jelentıs mértékő frakcionáción ment keresztül. Eredményeik pontosítására nagynyomású kísérletekkel tanulmányozták a szintetikus szénkarbonát (dolomit)-szilikát (eklogit) rendszer kristályosodását, és leírták a rendszerben nagy nyomáson keletkezı szilikátfázisok kristályosodási sorrendjét. Hazai bazaltokból származó, felsıköpeny eredető peridotit xenolit sorozat vizsgálatával kimutatták egy fontos kızetalkotó ásvány, a klinopiroxén kristályrács-paramétereinek változásait és ezek okait. Megállapították, hogy a vizsgált rácsparaméterek az alumíniumtartalom csökkenése mellett a nyomástól is függenek. Ez utóbbi összefüggés a xenolitok származási mélységének relatív becslését tette lehetıvé. Az egyensúlyi nyomás csökkenését a szöveti deformáció elırehaladtával a köpenydiapír jelenlétével és a litoszféra vékonyodásával magyarázták.
2
A Kanári-szigetek létrejöttét meghatározó köpenyplume (több száz km mélységbıl eredı magmafeláramlás) anyagának kızetátalakulási folyamatait tanulmányozva stabilizotópgeokémiai elemzések adatai révén meghatározták az egyes szigetek kiemelkedésének mértékét. Az eredmények hozzájárulnak a jelenleg vitatott képzıdéső, bizonyos magmás folyamatokban alapvetı szerepet játszó plume-ok genetikájának megértéséhez. A nemzetközi együttmőködésben zajló magmás kızettani-geokémiai eredményeknek földtani alapkutatási haszna van. A kutatásokban 9 kutató vett részt, ebbıl 3 fı volt a GKKI alkalmazásában. Az intézeti ráfordítás 6,9 M Ft volt, ebbıl 5,8 M Ft a pályázati forrásból elnyert összeg. Egyes hazai ásványi nyersanyagok kutatását folytatva komplex botanikai és kémiai vizsgálatokkal meghatározták a hazai barnakıszenek képzıdési körülményeit. Pirolízis vizsgálatokkal jellemezték a szénhidrogén-potenciáljukat. Megállapították, hogy a pirolízistermékek mennyiségében és összetételében is tükrözıdik az egyes kerogének makromolekuláinak eltérı eredete és sorsa a lerakódás és diagenezis során. Fontos felismerés, hogy a kıszenekben található sporomorfák fizikai és kémiai állapota is befolyásolja a pirolízis eredményeket, ezen kívül a különbözı érettségi szintek, illetve a lápövi viszonyok is meghatározóak. A vizsgált szeneket palinológiai alapon csoportosították, és azokat összevetették a pirolízis vizsgálatok során felállított csoportokkal. Kimutatták továbbá a dunántúli-középhegységi mangánérc-telepek záró képzıdményét alkotó kovás vasérc kifejlıdés tufa eredetét. Igazolták a sztromatolit formájában megjelenı vasbaktériumok fémdúsító szerepét is. Az ásványi nyersanyagok kutatásában elért eredmények a hazai ásványinyersanyag-vagyon felmérésén és képzıdési körülményeinek megismerésén túl a környezeti problémák feltárásához és elhárításához is felhasználhatóak. Az eredményeket 18 fıs kutatócsoport érte el, ebbıl 6 fı volt a GKKI alkalmazásában. Az intézeti ráfordítás 3,3 M Ft volt, ebbıl 1 M Ft pályázati forrásból származott. A földtani környezet geokémiai állapotának és változásainak vizsgálata Az MTA Fejezeti Keret támogatása segítségével tovább folytatták a Mecsek-hegységi Bodai Aleurolit Formáció, mint a nagy radioaktivitású hulladékok elhelyezésére kiválasztott földtani képzıdmény ásványtani-geokémiai vizsgálatát. Laboratóriumi szimulációs kísérletek segítségével megállapították, hogy az intézet munkatársai által újonnan leírt analcimfészkes kızetváltozat esetében a képzıdmény természetes elıfordulási helyzetében tapasztalt geokémiai körülmények kis változása esetén nem kell számolni a kızet jelentıs kémiai és ásványos átalakulásával. A képzıdmény potenciális szennyezı radionuklidokkal szemben kimutatott megkötı képessége jelentıs, azaz hatékony szigetelıként képes mőködni. A pórusfluidumok elemzési eredményei azt bizonyították, hogy a képzıdmény különbözı kifejlıdései nagy mennyiségő vizet tudnak kis hımérsékleti tartományban felvenni és leadni. Mivel a pórusfluidumok a környezeti vízzel közvetlen kapcsolatban vannak, az eredeti pórusfluidumok vizsgálatához speciális fúrási és mintavételi technika alkalmazása szükséges a jövıben. Az eredmények a nagy radioaktivitású hulladékok földtani környezetben történı elhelyezésének biztonságát növelik, új alapadatokat szolgáltatva a tervezéshez. A
3
vizsgálatoknak regionális, sıt országos jelentısége van, hiszen a radioaktív hulladékok tárolójának esetleges mőködési zavara a regionális életminıséget rendkívüli mértékben ronthatja, az esetleges kárelhárítással kapcsolatosan felmerülı költségek pedig nemzetgazdasági mértékőek lehetnek. Az eredményeket 5 fıs kutatócsoport érte el, ezek mindegyike a GKKI alkalmazottja. Az intézeti ráfordítás 7,9 M Ft volt, ebbıl 4,26 M Ft volt pályázati forrásból elnyert összeg. A nehézfémek geokémiai körforgalma témakörben közvetlen ásványtani vizsgálatokkal is igazolták a különbözı nehézfémek eltérı viselkedését az adszorpciós folyamatokban. Megállapították, hogy az egyes talajfázisok nem csak adszorpciós képességükkel, de a talaj ásványtani-geokémiai jellegeire gyakorolt hatásaikkal is befolyásolják a talaj nehézfémmegkötı képességét. Kompetitív helyzetben az egyes fázisok szerepe a különbözı nehézfémek megkötésében jelentısen változhat, jelezve a talaj szelektivitásának érzékenységét a nehézfémek megkötésében. Tapasztalataik szerint az analitikai elektronmikroszkóp kiváló lehetıséget nyújt a fémek talaj szervetlen alkotóin végbemenı megkötıdési folyamatainak tanulmányozásához. Adszorpciós kísérleteiknél azt találták, hogy a kevertréteges szerkezető, illit/szmetit típusú talaj-agyagásványokon a nehézfémek beépülése jelentıs szerkezeti átalakulást eredményez, ami valószínőleg egyfajta háromdimenziós rendezıdés eredménye. Az eddigi vizsgálatok alapján arra következtettek, hogy a megkötött fémmennyiség és ez a szerkezeti változás a közberétegzett szmektittartalommal áll összefüggésben. A talaj–nehézfém kapcsolat mélyreható vizsgálata megkönnyítheti a szennyezések pontos elkülönítésének, lehatárolásának és viselkedésének megértését. Az eredményeket 11 fıs kutatócsoport érte el, ebbıl 5 fı volt a GKKI alkalmazottja. Az intézeti ráfordítás 4,5 M Ft volt, ebbıl 3,2 M Ft volt pályázati forrásból elnyert összeg. A Geokémiai Kutatóintézetben 2006-ban megalakult Geokémia és Paleoklíma Kutatócsoport a földtörténeti közelmúlt (néhány ezer – tízezer év) klímaváltozási eseményeinek vizsgálatával foglalkozik a Kárpát-medence változatos földtani képzıdményeinek geokémiai elemzésével. A nagy (éves-évtizedes) idıbeli felbontást lehetıvé tevı cseppkıvizsgálatokból kapott legújabb eredmények szerint kb. 3800 évvel ezelıtt jelentıs lehőlés, majd felmelegedés játszódott le a területen, ami a csapadékmennyiség változásával is együtt járt. Megállapították, hogy míg a lehőlési szakaszban az évtizedes változások amplitudója nem különbözik a stabil klímaszakaszban megfigyelttıl, a felmelegedési szakaszban ezen ciklusok amplitúdója csaknem kétszeresére nı. A nagy mennyiségő, szisztematikus vizsgálat egyben a Kárpátmedence rövid távú klímaváltozási folyamatainak modellezéséhez szolgáltat alapvetı jelentıségő adatokat. Rámutattak a közel azonos korú, de eltérı izotópos összetételő hazai édesvízi mészkövek tanulmányozásának paleohidrológiai és -klimatológiai jelentıségére. Úgy találták, hogy az oldott karbonátot hordozó víz és a képzıdı édesvízi mészkı közötti izotóp frakcionációs folyamatok, a CO2 kigázosodása, a víz kémiájának változása a kifolyási ponttól távolodva, valamint a párolgás izotóp-összetétel módosító hatása fontos tényezı az édesvízi mészkövek stabilizotópos összetételének alakításában. Kimutatták, hogy az azonos éghajlati és csapadék-viszonyok között lévı barlangok padozati jegének stabilizotópos összetétele nagymértékben függ a helyi morfológiától és a beszivárgási viszonyoktól. Módszert fejlesztettek ki barlangi cseppkövek képzıdésekor bezáródott vízzárványok hidrogénizotópos mérésére.
4
Meghatározták a Balaton víztestének stabilizotópos párolgási vonalát, ami – bár jól illeszkedik a regionális jellemzıkhöz – egyedi tulajdonságokat is mutat. Ezek az egyedi tulajdonságok a tavi üledék izotópos adatainak értelmezésénél figyelembe veendık. A Mátra déli elıterében, a visontai kvarter „vörösagyag” talaj-üledékes komplexumában szokatlan nagy mennyiségben és formában megjelenı autigén karbonátkiválások vizsgálatával meghatározták a karbonát-alkotó kalcium forrását. Paleotalajok karbonátásványainak jellemzésével igazolták az adott felszínek eltérı növényi borítottságát a különbözı talajbetelepülések képzıdése idején. Mikromorfológiai vizsgálatokkal igazolták az aragonit jelenlétét a gyökérsejtekben kivált karbonátszemcsékben, ami ilyen képzıdményekben eddig nem volt ismert. A Visegrádi-hegységben található, ún. Basaharc Dupla paleotalajban és a környezı löszben elıforduló agyagásványok közül elıször mutattak ki beidellitet, ami egy, a talajokban viszonylag ritka, dioktaéderes duzzadó agyagásvány. Ez az ásvány mindeddig egyetlen magyarországi löszelıfordulásból sem volt ismert. A klímaváltozás óriási hatással lehet a gazdasági életre általában, valamint az életminıségre közvetlenül. A fönti eredmények a Kárpát-medencebeli klímarekonstrukció újabb módszerekkel történı kiegészítését szolgálják, segítve ezzel a tudományos alapokra épülı egyre pontosabb klímaváltozási forgatókönyvek megalkotását. Az eredményeket 5 fıs kutatócsoport érte el, mindannyian a GKKI alkalmazottai. Az intézeti ráfordítás 7,4 M Ft volt, ebbıl 5,5 M Ft volt pályázati forrásból elnyert összeg. Tovább vizsgálva a hazai hévizek szervesanyag-tartalmát megállapították, hogy a hévizek szerves alkotóinak jelenlétét, illetve mennyiségét a vizek geokémiai fáciese és hımérséklete egyaránt befolyásolja. Tapasztalataik szerint a termálvizek hımérséklete a humin- és fulvosavak infravörös spektrumainak jellegét (ujjlenyomatát) és a humin- és fulvosavak nettó felületi protonfeleslegét is befolyásolja. Ez utóbbi megegyezik a savak disszociációs fokával. A nagyobb hımérséklető mintákban nagyobb a karboxil csoportok mennyisége, és más az aromás győrők kondenzációs foka és a helyettesítések következtében a konjugáció. Ezen vizsgálatok alapvetı fontosságúak a hévizek minısítése szempontjából. Ezek a képzıdmények turisztikai vonzerejük révén számos régió legfontosabb gazdasági lehetıségét képviselik. Az eredményeket 4 fıs kutatócsoport érte el, ebbıl 2 fı volt a GKKI alkalmazottja. Az intézeti ráfordítás 4,5 M Ft volt, ebbıl 2,3 M Ft volt pályázati forrásból elnyert összeg. A kulturális örökség vizsgálata témakörben régészeti leletmentésbıl származó kagylóhéjak stabil oxigén- és szénizotóp-összetétel változásait vizsgálták. Az eredmények kiértékelésével a különbözı idıszakok (késı rézkortól a római korig hét elkülöníthetı idıszak) izotópgörbelefutásainak éghajlatbeli különbségekhez való hozzárendelése vált lehetıvé. Mészkövek és márványok komplex ásványtani-geokémiai vizsgálatával pontosították a Salzburg, Eger, illetve az Esztergom környéki kerámia alapanyagokat feldolgozó mőhelyek jellemzıit a késı középkor és a kora újkor emlékei körében. Ezek az eredmények hozzájárultak a helyi termékeknek a regionális, illetve a távolsági kereskedelemben terjedı termékektıl történı elválasztásához. Az eredményeket 4 fıs kutatócsoport érte el, mindannyian a GKKI alkalmazottjai. Az intézeti ráfordítás 2,9 M Ft volt.
5
III. Hazai és nemzetközi kapcsolatok bemutatása A metamorf ásvány-kızettani kutatásokat széleskörő hazai és nemzetközi együttmőködéseket is felhasználva folytatták. A hazai intézmények közül elsısorban az MTA Atommagkutató Intézetével, az MTA Mőszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézetével, a Magyar Állami Földtani Intézettel és az Eötvös Loránd Tudományegyetemmel mőködtek együtt. Ebben a témakörben hivatalos nemzetközi kapcsolatot tartottak fenn a Horvát Tudományos és Mővészeti Akadémiával, három éves bilaterális együttmőködési szerzıdés keretében „A Belsı-Dinaridák, a Bükkium és a Tiszai egység metamorf képzıdményeinek összehasonlító vizsgálata” címő témában. Az együttmőködés során 2006-ban a Medvednica hegység Paleomezozoos sorozatát vizsgálták, eredményeiket pedig nemzetközi konferenciákon mutatták be. Ehhez a témához kapcsolódik a GKKI-nak a Leobeni Egyetem Alkalmazott Föltani és Geofizikai Tanszékével közös projekt pályázata, amelyet az Osztrák-Magyar Akció Alapítvány támogatott. A téma megnevezése: “Regional correlation in the triple junction of the Alp-Carpathian-Dinaridic-Pannonian region using carbonaceous matter”. A rétegszilikátok kutatásában további informális nemzetközi együttmőködést folytattak a baltimore-i Johns Hopkins Egyetemmel, a cadizi, a granadai, az oviedoi, a padovai, a zágárbi, a salzburgi és a pozsonyi egyetemekkel, valamint a Krétai Mőszaki Egyetemmel és a negevi Ben Gurion Egyetemmel. Az intézet igazgatója az Interational Union of Geological Sciences, Subcommission on Sytematics of Metamorphic Rocks (IUGS-SCMR) tagja, a kis hımérséklető metamorf képzıdményekkel foglalkozó nemzetközi munkacsoport vezetıje. A magmás kızettani-geokémiai kutatásokon belül a polikristályos gyémántok kutatása nemzetközi együttmőködésben az Osztrák és a Magyar Tudományos Akadémiák közötti kétoldalú egyezmény támogatásával zajlott. A Pannon-medence köpenyrégiójának és metamorf összleteinek stabilizotópos vizsgálata a Természettudományi Múzeum, az ELTEMTA Geológiai Kutatócsoport, a Lausanne-i és a Müncheni Egyetem kutatóival folytatott együttmőködésben történt. A La Lagunai Egyetem (Spanyolország) kutatóival közös TéT kutatási projekt keretében a Kanári-szigetek vulkanizmusának vizsgálata folyt. A kutatási projekt keretében egy spanyol kutató töltött 2x2 hetet a Geokémiai Kutatóintézetben, ahol stabilizotóp- és nyomelem-geokémiai vizsgálatokat végzett a magyar résztvevık segítségével. Emellett elıkészítették az eredmények publikálását és nemzetközi konferencián történı bemutatását. A témakörben informális együttmőködést alakítottak még ki a kanadai Memorial University of Newfoundland-dal. A hazai ásványi nyersanyagok kutatása széleskörő hazai és nemzetközi együttmőködés keretében zajlott. A hazai intézmények közül az Eötvös Loránd Tudományegyetemmel, a Magyar Állami Földtani Intézettel, a Szent István Egyetemmel, az MTA Mőszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézetével és a MOL Rt.-vel mőködtek együtt. Informális nemzetközi kapcsolatot ápoltak az alábbi intézményekkel: Amerikai Geológiai Szolgálat, Université Claude Bernard Lyon, Kanazawa Egyetem, Japán, Orosz Tudományos Akadémia és a Freibergi Egyetem. A nagy aktivitású radioaktív hulladék elhelyezésére potenciálisan alkalmas képzıdmények kutatásával kapcsolatban együttmőködést folytattak a Mecsekérc Környezetvédelmi Zrt.-vel, a belgiumi SCK·CEN Waste & Disposal osztályával, a svájci NAGRA, Mont Terri Rock Laboratory-val, a Berni Egyetemmel, valamint a franciaországi BRGM, University of Orsay és az ANDRA kutatóival.
6
A talajok környezetgeokémiai és –ásványtani kutatása OTKA kutatás keretében az Eötvös Loránd Geofizikai Intézettel, továbbá informálisan az MTA Mőszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézetével, az MTA Anyagtudományi és Környezetkémiai Kutatóintézetével, valamint a Bristoli Egyetemmel együttmőködve történt. Együttmőködést tartottak fenn továbbá az Eötvös Loránd Tudományegyetem több tanszékével, a Magyar Állami Földtani Intézettel, a Szent István Egyetemmel, a tübingeni Eberhard-Karls Egyetemmel, a freibergi Mőszaki Egyetemmel és a Horvát Földtani Intézettel is. Az izotópsztratigráfiai-paleoklimatológiai tanulmányok elsısorban az MTA-ELTE Geológiai, Geofizikai és Őrtudományi Kutatócsoport, a Magyar Állami Földtani Intézet és az MTAMTM İslénytani Kutatócsoport kutatóival közös kutatómunka keretében folytak. További informális kapcsolatot tartottak fönn a témában az MTA Balatoni Limnológiai Kutatóintézettel, a Szegedi Tudományegyetemmel, az MTA Atommagkutató Intézetével, az MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézetével, illetve a lublini Maria Curie-Skłodowska Egyetemmel, a denizli-i Pamukkale University-vel, a hannoveri Leibniz Institute for Applied Geosciences-szel, a nebraskai University of Nebraska Medical Centerrel, a Román Tudományos Akadémiával, a Bergeni Egyetemmel és a Zágrábi Egyetemmel. A hévizek szerves anyagainak vizsgálata során a Magyar Állami Földtani Intézettel és a Szegedi Tudományegyetemmel mőködtek együtt. A kulturális örökség vizsgálata témakörben a Magyar Nemzeti Múzeummal, a Kulturális Örökségvédelmi Hivatallal és a Tübingeni Egyetemmel folytattak közös kutatásokat. Az intézet egy munkatársa az International Association of Geochemistry and Cosmochemistry és az IUGS Magyar Nemzeti Bizottságának titkára, valamint a European Science Foundation értékelı bizottságának tagja. Egy kutató az International Union of Geological Sciences (IUGS) Magyar Nemzeti Bizottságának tagja. Az intézet egy munkatársa az MTA Geonómiai Albizottságának elnöke, egy másik pedig a Geokémiai és Ásvány-Kızettani Tudományos Bizottság titkára. Ez utóbbi bizottságnak az intézetbıl 5 kutató tagja. Egy munkatárs az MTA Bolyai János Ösztöndíj Szakértıi Kollégium tagja. Az intézet igazgatója a Magyar Akkreditációs Bizottság Földtudományi Szakbizottságának tagja, egy másik munkatársa pedig az OTKA Földtudomány 1 zsőri elnöke. Egy kutató a Magyarhoni Földtani Társulat tiszteleti tagja, ketten az MFT Választmányának tagjai. Egy munkatárs az MFT Tudománytörténeti Szakosztályának elnöke. Egy munkatárs tagja az MFT ÁsványtanGeokémiai Szakosztály vezetıségének, egy másik az Agyagásványtani Szakosztály titkára. Az intézet igazgatója a Magyar Geológiai Szolgálat Tudományos Tanácsának tagja volt. Egyegy kutató tagja az „Acta Mineralogica et Petrographica”, a „Schweizerische Mineralogische und Petrographische Mitteilungen”, valamint az „Acta Geologica Hungarica” címő folyóirat szerkesztıbizottságainak. A GKKI igazgatója egyetemi magántanár a Szegedi Tudományegyetemen, földtudományi szakon, valamint az ELTE TTK Földtudományi Doktori Iskolájának akkreditált tagja. Négy kutató vesz részt az egyetemi alapképezésben az Eötvös Loránd Tudományegyetemen, a Szegedi Tudományegyetemen, valamint a Képzımővészeti Egyetemen. Két munkatárs témavezetıként irányította PhD hallgatók doktori értekezésének elkészítését az ELTE TTK Földtudományi Doktori Iskolája keretében.
7
IV. Fontosabb elnyert hazai és nemzetközi pályázatok A beszámolási évben a GKKI kutatói 10 OTKA pályázatban voltak témavezetık és kettıben szerepeltek alvállalkozóként. A beszámolási évben 2 új OTKA pályázat indult, ezek segítségével az eddigi kutatási irányvonalakat újszerő módszerekkel és vizsgálati lehetıségekkel egészítették ki. Egy kutató újabb 1 évre OTKA posztdoktori pályázatot nyert el, ami lehetıvé tette egy minısített fiatal kutató foglalkoztatását, és nagyban hozzájárult kutatásainak anyagi fedezetéhez. Az MTA Geokémiai Kutatóintézet és a Horvát Tudományos és Mővészeti Akadémia közötti együttmőködési munkaterv címe: Comparative metamorphic petrogenetic study of Internal Dinarides, Bükk Unit and Tisia (A Belsı-Dinaridák, a Bükkium és a Tiszai egység metamorf képzıdményeinek összehasonlító vizsgálata). A 2001-ben indult és 2004-ben megújított szerzıdésben résztvevı intézmények: az MTA GKKI, az MTA ATOMKI, valamint a HTMA Geokémiai Bizottsága és az Institute for Mineralogy and Petrology, Department of Geology, Faculty of Science, University of Zagreb. Az együttmőködés kiváló keretet biztosított egy fiatal kutató PhD témájának kidolgozásához. (A PhD értekezés 2006-ban elkészült.) Az együttmőködés fı tudományos eredménye: a horvátországi Medvednica hegység eddig pontosan még nem ismert metamorf fejlıdéstörténetének rekonstrukciója korszerő módszerekkel, valamint ennek összehasonlítása a hasonló ÉK-magyarországi földtani képzıdményekkel. Ez az együttmőködés egyben módszertani kooperáció is (a GKKI-ban kifejlesztett módszerek bevezetésének elısegítése a Zágrábi Egyetemen). V. Az év folyamán megjelent jelentısebb publikációk felsorolása Bajnóczi B, Horváth Z, Demény A, Mindszenty A Stable isotope geochemistry of calcrete nodules and septarian concretions in a Quaternary “red clay” paleovertisol from Hungary. Isotopes for Environmental and Health Studies 42: 335-350 2006 Balen D, Horváth P, Tomljenović B, Finger F, Humer B, Pamić J et al. (7 Árkai P) A record of pre-Variscan Barrovian regional metamorphism in the eastern part of the Slavonian Mountains (NE Croatia). Mineralogy and Petrology 87: 1-2; 143-162 2006 Demény A, Vennemann TW, Harangi Sz, Homonnay Z, Fórizs I H2O-dD-FeIII relations of dehydrogenation and dehydration processes in magmatic amphiboles. Rapid Communications in Mass Sepctrometry 20: 5; 919-925 2006 Hetényi M, Nyilas T, Sajgó Cs, Brukner-Wein A Heterogeneous organic matter from the surface horizon of a temperate-zone marsh. Organic Geochemistry 37: 1931-1942 2006 Kisch HJ, Árkai P, Brime C On the calibration of the illite Kübler index (illite „crystallinity”). Schweizerische Mineralogische und Petrographische Mitteilungen 84: 323-331 2004 [megjelent: 2006. májusában]
8
VI. A kutatóhely 2006. évi tudományos teljesítményének fıbb mutatói Átlaglétszám1: 32
Ebbıl kutató2: 17
35 év alatti, intézeti állományban levı fiatal kutatók száma: 8 Az év folyamán megjelent összes (tud. és ismeretterjesztı) publikáció száma: 28 Az év folyamán megjelent összes tudományos publikáció száma3: 28 Ebbıl idegen nyelvő külföldi folyóiratban: 15 nemzetközi együttmőködés keretében: 8
idegen nyelvő hazai folyóiratban: 3 SCI által regisztrált folyóiratban: 9
összesített impakt faktor: 13,979 összes hivatkozás száma4: 283 összes hivatkozás száma önidézetek nélkül: 194 Megjelent könyv: ebbıl magyar nyelven könyv: -
könyvfejezet: 5 könyvfejezet: 5
Megvédett PhD értekezés: -
Megvédett MTA doktori értekezés5: -
Bejelentett találmányok száma: ebbıl külföldön: Értékesített szabadalmak száma: -
jegyzet: jegyzet: -
Megadott szabadalmak száma: ebbıl külföldön: -
Nemzetközi rendezvényen tartott tudományos szóbeli elıadások száma: 6
poszterek száma6: 28
Rendszeres hazai felsıfokú oktatási tevékenységet végzık száma7: 4 Nemzetközi tud. bizottsági tagság: 4 Nemzetközi folyóirat szerk. tagság: 3 Az idıszak folyamán a teljes költségvetési támogatás összege8: Beruházási támogatás: MFt Fiatal kutatói álláshelyek száma9: 2 Az év folyamán mővelt OTKA témák száma: 12 A tárgyévre vonatkozó szerzıdésállomány:
154 MFt
24,94 MFt
Az év folyamán mővelt NKTH pályázat témáinak száma: NKFP: A tárgyévre vonatkozó szerzıdésállomány: Egyéb: A tárgyévre vonatkozó szerzıdésállomány: Az év folyamán mővelt NFT témák száma10: A tárgyévre vonatkozó szerzıdésállomány: -
MFt MFt MFt
Külföldi vagy nemzetközi forrásból mővelt témák száma11: 3 EU forrásból: A tárgyévre vonatkozó szerzıdésállomány: Egyéb: 3 A tárgyévre vonatkozó szerzıdésállomány:
MFt 0,984 MFt
Egyéb pályázatok keretében mővelt témák száma12: 1 A tárgyévre vonatkozó szerzıdésállomány:
4,62 MFt
Nem pályázati külsı megrendelés keretében mővelt témák száma: 30 A tárgyévre vonatkozó szerzıdésállomány:
16,906 MFt
Külsı alvállalkozókkal kötött szerzıdésállomány13:
9
0,48 MFt
VI/a. A kutatóhely 2005. évi tudományos teljesítményének egyéb bemutatható eredményei13
Az MTA Fejezeti Keret támogatásával tovább folytatták a Mecsek-hegységi Bodai Aleurolit Formáció, mint a nagy radioaktivitású hulladékok elhelyezésére kiválasztott földtani képzıdmény ásványtani-geokémiai vizsgálatát. A potenciális tároló-kızet fıbb típusain meghatározták a pórusvíz stabilizotópos összetételét. A vizsgálatokhoz speciális mintavételi technikát fejlesztettek ki, amely segítségével lehetıség nyílt a kis porozitású, kis pórusvíztartalmú agyagos kızet pórusvízének kinyerésére. A vizsgálatok elıtt elıször a minták víztartalmát határozták meg kifőtéses kísérletekkel, kızettípusonként. A szobahımérsékleten, vákuumban történı töréses vizsgálatok célja az agyagkıben levı kötött pórusvíz felszabadítása volt. A vizsgálatokhoz speciális feltáró vonal készült, amelynek segítségével a minta lépésenkénti főtésével lehetıvé vált a különbözı hımérsékleten eltávozó fluidumok egymástól történı leválasztása, valamint az utólagos, adszorpcióval kötött víz eltávolítása. Az eredmények alapján arra következtettek, hogy a kifejlesztett módszer alkalmas a kis porozitású agyagos kızetek vizsgálatára, azonban a pórusvíz vizsgálatokhoz használt minta rendkívül érzékeny a mintavétel és -tárolás módjára. Ennek a megállapításnak nagy jelentısége van a hulladéktároló projekt késıbbi szakmai és költségtervezésében. Az eredményeket 5 fıs kutatócsoport érte el, ezek mindegyike a GKKI alkalmazottja. Az intézeti ráfordítás 7,9 M Ft volt, ebbıl 4,26 M Ft volt pályázati forrásból elnyert összeg. A hódmezıvásárhelyi IMERYS kerámiagyárral együttmőködésben a szilícium-karbid fázisok kialakulásának alapkutatási eredményeit ipari gyártmányok fejlesztésében hasznosították. A kifejlesztett OSiC termékek alapanyaga a hagyományosan alkalmazott szilícium-karbid, de újszerő gyártási eljárással a korábbinál lényegesen hosszabb élettartalmú termékek készíthetık. A kutatásban a GKKI-ból 2 fı vett részt, az intézeti ráfordítás 2,3 M Ft volt.
10
IV. a. Az Intézet által elnyert hazai pályázatok a pályázatot kiíró finanszírozók szerinti bontásban VEZETİ PÁLYÁZAT CÍME (Téma címe) INTÉZMÉNY (KOORDINÁT OR)
által elnyert összeg (eFt)
saját forrása (eFt)
2006 (eFT)
2007 (eFt)
2008 (eFt)
2009 (eFt)
2010 (eFt)
Projekt idıtartama
Résztvevı intézeti kutatók száma
OTKA T 043098
MTA GKKI
Óceáni kéregmaradványok stabilizotópos vizsgálata
2003 Demény Attila
7400
7400
-
2000
-
-
-
-
4
2
OTKA T 043445
MTA GKKI
Komplex geokémiai és geofizikai mágneses MTA GKKI, kutatási módszerek együttes fejlesztése talajok ELGI toxikus és bioesszenciális nyomelemei mobilitásának jellemzésére
2003 Póka Teréz
6 000
6 000
-
1600
-
-
-
-
4
4
OTKA D048631
MTA GKKI
Ásványtani és geokémiai vizsgálatok karbonátokon, különös tekintettel talajokpaleotalajok és metamorf kızetek karbonátfázisaira
2004 Bajnóczi Bernadett
18203
18203
-
5589
2990
-
-
-
4
1
OTKA F1000307
MTA GKKI
Metamorfózis és a tektonikai deformáció összefüggéseinek vizsgálata
2004 Horváth Péter
3985
3985
-
916
1237
-
-
-
3
2
OTKA T-49454
MTA GKKI
2005 Árkai Péter
11600
11600
-
2900
2900
2900
-
-
4
6
OTKA T 049176
MTA GKKI
Prográd és retrográd metamorf folyamatok jellemzése a filloszilikátok és más kızetalkotó A szubkontinentális litoszféraköpeny nagy mélységeiben lejátszódó fluidmigrációs folyamatok összehasonlító vizsgálata
2005 Dobosi Gábor
5 870
5870
-
1375
1375
1375
-
-
4
1
OTKA T 049713
ELTE TTK
Hazai holocén cseppkövek peloklimatológiai elemzése uránsorozatos korhatározás és stabil izotóp vizsgálatok alapján
2005 Demény Attila
10 853
2920
-
700
700
890
-
-
4
1
OTKA T 048829
MTA GKKI
A magyarországi termálvízkincs szervesgeokémiai jellemzése: termálvízkerogén/bitumen kölcsönhatás geokémiai kutatása
2005 Sajgó Csanád
10 000
10000
-
2500
2500
2500
-
-
4
4
OTKA T 048325
SZTE TTK
Szerves anyag a talajban és recens üledékekben SZTE,MTA GKKI
2005 Sajgó Csanád
14 000
3 600
-
810
900
900
-
-
4
2
OTKA K 60921
MTA GKKI
A víz és a széndioxid eredete a Budapest környéki termális karsztvizekben
2006 Fórizs István
14440
14440
-
1750
3600
3840
3500
4
1
OTKA F62760
MTA GKKI
Fémion-adszorbeált duzzadó agyagásványok és talajagyagok kristályszerkezeti, kristálykémiai és ásványtani jellemzése laboratóriumi nedvesítési–kiszárítási ciklusokban.
2006 Németh Tibor
4800
4800
-
1600
1600
1600
-
-
3
1
OTKA K62468
MÁFI
A Mecseki- és a Villány-Bihari-zóna ısföldrajzi MÁFI,MTA viszonyainak feltárása a felsı-triász - középsı- GKKI kréta képzıdmények sokoldalú elemzése alapján
2006 Nagy Géza
19345
6000
-
1500
1500
1500
1500
-
4
1
Konzorcium tagok neve
ELTE TTK, OMSZ,MTA GKKI
Indulási év
11
A pályázatot kiíró szervezet, a pályázat típusa (NKFP,OTKA, stb.) és a pályázat száma
Az intézeti témavezetı neve
TELJES Ebbıl az Intézet ÖSSZEG (eFT)
Elnyert összeg éves bontásban
IV. b. Az Intézet által elnyert nemzetközi pályázatok a pályázatot kiíró finanszírozók szerinti bontásban TELJES ÖSSZEG
-
TéT, E22-04
2005 Demény Attila
1968000
La Gomera korai magmás tevékenysége
MTA GKKI, La Lagunai Egyetem
1968000
2009
2004 Árkai Péter
2008
MTA és Horvát Tudományos MTA GKKI és a Horvát Comparative metamorphic MTA, Horvát és Müvészeti Akadémia Tudományos és Mővészeti petrogenetic study of Internal Tudományos és Akadémia Geokémiai Dinarides, Bükk Unit and Tisia Müvészeti Akadémia Bizottsága
405000 HUF
2007
405000 HUF és 3150 EUR
2006
2005 Ripszné Judik Katalin
Elnyert összeg éves bontásban saját forrása
által elnyert összeg
Osztrák-Magyar Akció MTA GKKI és a Leobeni Regional correlation in the triple MTA GKKI, Leobeni alapítvány, projekt pályázat, Egyetem junction of the Alp-Carpathian- Egyetem 61öu9 Pannonian region using carbonaceous matter
MTA GKKI
Ebbıl az Intézet
Résztvevı intézeti kutatók száma
Az intézeti témavezetı neve
Projekt idıtartama 2010
Konzorcium tagok neve
Indulási év
A pályázatot kiíró szervezet, a VEZETİ INTÉZMÉNY PÁLYÁZAT CÍME pályázat típusa (EU 6, TÉT, (KOORDINÁTOR) (Téma címe) stb.) és a pályázat száma
-
-
405000
-
-
-
1
1
-
-
-
-
-
-
3
3
-
984000
-
-
-
-
2
3
12
MAGYAR TUDOMÁNYOS AKADÉMIA TUDOMÁNYOS PUBLIKÁCIÓS ADATTÁR 1025 Budapest II., Pusztaszeri út 59-67. Levélcím: 1525 Budapest, Pf. 17. E-mail:
[email protected]
telefon : (1) 438-4141/325, (1) 325-7751
Visszaigazolás
Igazolom, hogy a Geokémiai Kutatóintézet 2006. évi publikációinak bibliográfiai adatai beérkeztek az Adattárba. A beküldött forráspublikációk száma: 28 db.
Budapest, 2007. 02. 19.
Dr. Vinkler Péter a Tudományos Publikációs Adattár vezetıje
13
MTA GEOKÉMIAI KUTATÓINTÉZET 1112 Budapest, Budaörsi út 45. Tel./Fax: 319-3137 E-mail:
[email protected] Honlap: http://www.geochem.hu Kormánytájékoztató a 2006. évben elért fıbb tudományos eredményekrıl Az intézet fı feladatának megfelelıen folytatták a nagy hagyományokkal és széleskörő szakmai elismertséggel rendelkezı klasszikus geokémiai kutatásokat, továbbá növelték a környezetünk védelmét és az életminıség javítását célzó környezetgeokémiai kutatásokat. Magmás és metamorf kızetgenetikai kutatásaik alapkutatási eredményekkel szolgáltak. Nemzetközi együttmőködésben új modellt dolgoztak ki egyes kızetalkotó ásványok (a Na/Ktartalmú világos csillámok) diagenetikus, kezdeti metamorf keletkezésérıl, fejlıdésérıl. A nano-domén modell lényege az, hogy ezen ásványok rétegközi terében megfigyelt inhomogén kation-eloszlás a hımérséklet növekedésével rendezetté válik, és elkülönülnek, méreteiket tekintve pedig növekszenek a krisztallitok. Geokémiai vizsgálatokkal és nagynyomású kísérletekkel maghatározták az ún. kimberlitekben található polikristályos gyémánt kızetzárványok képzıdési körülményeit is. Eszerint a polikristályos gyémánt köpeny eredető, szilikát olvadékot és vizet is tartalmazó karbonatitos fluidumból vált ki jelentıs mértékő frakcionációt követıen. Az MTA Fejezeti Keret támogatása segítségével tovább folytatták a nagy radioaktivitású hulladékok elhelyezésére kiválasztott földtani képzıdmény, a Mecsek-hegységi Bodai Aleurolit Formáció ásványtani-geokémiai vizsgálatát. Megállapították, hogy az intézet munkatársai által újonnan leírt analcimfészkes kızetváltozat esetében a képzıdmény természetes elıfordulási helyzetében tapasztalt geokémiai körülmények kis változása esetén nem kell számolni a kızet jelentıs kémiai és ásványos átalakulásával. A képzıdmény potenciális szennyezı radionuklidokkal szemben kimutatott megkötı képessége jelentıs, azaz a hatékony szigetelıként képes mőködni. Az intézetben 2006-ban alakult Geokémia és Paleoklíma Kutatócsoport a földtörténeti közelmúlt klímaváltozási eseményeinek vizsgálatával foglalkozik a Kárpát-medence változatos földtani képzıdményeinek elemzésével. Barlangi képzıdmények vizsgálatával kimutatták, hogy kb. 3800 évvel ezelıtt jelentıs lehőlés, majd felmelegedés játszódott le a területen, ami a csapadékmennyiség változásával is járt. Megállapították, hogy míg a lehőlési szakaszban az évtizedes változások ingadozása nem különbözik a stabil klímaszakaszban megfigyelttıl, a felmelegedési szakaszban ezen ciklusok amplitúdója csaknem kétszeresére nı. A felismerés jelentısége, hogy a múltbéli környezeti változások feltérképezése komoly segítséget nyújthat a jelen környezeti változások megismerésében és elırejelzésében. A kulturális örökség vizsgálata témakörben különbözı kızettípusok komplex ásványtanigeokémiai vizsgálatával pontosították számos, kerámia-alapanyagokat feldolgozó mőhely jellemzıit a késı középkor és a kora újkor emlékei körében. Ezzel jelentısen hozzájárultak a helyi termékeknek a regionális, illetve a távolsági kereskedelemben terjesztett termékektıl történı elválasztásának megkönnyítéséhez.
14
A Geokémia & Paleoklíma Kutatócsoport kiemelkedı eredményei A Geokémiai Kutatóintézet kutatói 2006-ban hozták létre a Geokémia & Paleoklíma Kutatócsoportot, amely ad hoc módon az Intézetben folyó kutatási munkák összehangolására jött létre. Fı tevékenységi köre a klímaváltozási folyamatok geokémiai rekordokban történı megırzıdésének vizsgálata, különös tekintettel a Kárpát-medence klímaváltozással szembeni viselkedésére. A globális felmelegedés és az ahhoz kapcsolódó várható klímaváltozás a jelen kutatási irányvonalak egyik társadalmilag legnagyobb jelentıséggel bíró ágazata. A várható tendenciák biztosabb becsléséhez fontos adatokat szolgáltat a múltbeli események elemzése. A globális folyamatok viszonylag jól ismertek, viszont a regionális és lokális jelenségek modellezése új adatokat igényel. A Kárpát-medence részletes paleoklimatológiai elemzése fontos adatokat szolgáltathat a várható tendenciák modellezéséhez. Ugyanakkor általános jelenség, hogy a paleoklimatológiai információt rejtı képzıdmények geokémiai rekordjának értelmezése számos problémát rejt magában, ami a levont következtetéseket nagyban gyengíti. A megoldást a több, különbözı képzıdmény elemzése jelentheti, hiszen a kérdéses képzıdmények az azonos környezeti körülményeket különbözı mértékben tükrözik. A Geokémia & Paleoklíma Kutatócsoport tagjai számos képzıdmény vizsgálatával foglalkoznak (nagy kihalási események földtani szelvényei, édesvízi mészkövek, barlangi képzıdmények, kagylóhéjak, talajok és felszín alatti vizek). A Kutatócsoport munkájának és eredményeinek széleskörő bemutatása nem csak tudományos publikációk, hanem egy informatív és figyelemfelhívó internetes honlap formájában is történik, amelynek elérhetısége: http://www.geokemia.hu/gp/.
A Kutatócsoport munkájának elismertségét mutatja, hogy számos hazai és külföldi kutató jelezte csatlakozási szándékát. Emellett a nemzetközi érdeklıdést jelzi, hogy a Kutatócsoport koordinátora, Dr. Demény Attila Ian Fairchild professzorral közösen benyújtott „Geochemical proxies of palaeoenvironmental change in terrestrial environments” címő szekciójavaslatát a 33. International Geological Congress szervezıbizottsága elfogadta.
15
A Kutatócsoportban 2006-ban végzett munkán belül két fı területen születtek nemzetközi érdeklıdést keltı eredmények. 1) Barlangi képzıdmények kutatása. Barlangi karbonátok (elsısorban cseppkövek) képzıdnek a barlangba belépı, a talajrétegbıl oldott CO2-ben gazdag víz kigázosodása után. Az elmúlt évtizedben a cseppkövek egyre inkább a klímakutatások fókuszpontjába kerültek, mivel a kontinensek nagy területén, védett környezetben megtalálhatóak, ill. az egyre pontosabbá váló kormeghatározások révén a segítségükkel felismert változások jól párhuzamosíthatóak. A Geokémiai Kutatóintézetben 2005-ben egy GVOP projekt keretében beszerzett és üzembe helyezett modern izotóparánymérı tömegspektrométer segítségével éves-évtizedes felbontással válnak vizsgálhatóvá a cseppkövekben megırzıdött múltbéli klímaváltozási folyamatok. A Kutatócsoport elvégezte számos, Magyarország különbözı területeirıl származó cseppkı stabilizotóp és nyomelem-geokémiai vizsgálatát. Ezek közül a kb. az utolsó 5000 évben folyamatosan képzıdı mecseki Trió-zsomboly képzıdménye szolgáltatta a legérdekesebb eredményeket. A cseppkıbıl vett fúrómag nagy felbontású (0,1-0,2 mm, így néhány éves idıtartamot reprezentáló) tanulmányozásával megállapítható volt hogy a legfiatalabb – az elmúlt kb. 150 évet lefedı – cseppkı-növekedési szakasz izotópgeokémiai elemzési adatsora közvetlenül összevethetı a meteorológiai mérésekkel, beleértve az 1940-es években feljegyzett néhány éves erıs lehőlési idıszakot is. A megfigyelés alátámasztja, hogy a cseppkı kiválóan rögzíti a klimatikus változásokat, így a távolabbi múlt vizsgálatára is alkalmas lehet. A nemzetközi együttmőködésben végzett részletes izotóp- és nyomelemgeokémiai felmérés kimutatta, hogy a területen kb. 3800 éve kezdıdıen és kb. 300 évet felölelve lehőlés, majd felmelegedés ment végbe (lásd a mellékelt ábra oxigénizotóp-görbéjét), ami intenzív csapadékváltozással is járt. A kutatócsoport tagjai világviszonylatban elsıként mutattak ki cseppkıképzıdményben a klímaváltozással egyidejő ritkaföldfémdúsulást, amit a korvizsgálatok alapján a Santorini kitörésével és a Minoszi Kultúra összeomlásával lehet párhuzamosítani. A természeti erık emberi kultúrára tett hatását számos kutatócsoport tanulmányozza világszerte. A Kutatócsoport tagjai az eredményeket többek között a Swansea University által koordinált és az Európai Unió által finanszírozott Millennium Project konferenciáján is bemutatták, aminek alapján a projekt vezetıi a Geokémiai Kutatóintézetet a társult tagok sorába választották.
16
2) Kagylóhéjak stabilizotóp-geokémiája A paleolimnológiai környezet és klímarekonstrukció vizsgálatának egyik széles körben alkalmazott eszköze a biogén karbonátok (kagylóhéjak) stabilizotóp-összetételének meghatározása. Nagy léptékő (pleisztocén-holocén) klímaváltozások mellett a kagylóhéjak évszakos növekedésüknek köszönhetıen kisebb léptékő szezonális változások kimutatására is alkalmasak. A stabil C és O izotópok összetételi változása jelezheti a hımérséklet és a csapadék mennyiségének változását, a párolgás mértékét, különbözı eredető vizek keveredését, vízszintingadozást, valamint a produktivitás változását. A munka során több, ismert korú régészeti feltárásból származó kagylóhéj nagy felbontású elemzése történt meg. A mellékelt ábrán a kagylóhéjak átalakulást nem mutató – és így az eredeti klímarekord megırzıdését jelzı – belsı szerkezete mellett egy eljegesedési idıszakból és egy kb. 45005000 évvel ezelıtti melegebb idıszakból származó kagyló adatsora látszik. Az átlagos adatok eltérése az éves átlaghımérsékletnek, a kagylón belüli ingadozás az évszakos hımérséklet- és csapadékingadozásnak tulajdonítható. Az eredmények jól mutatják, hogy a vizsgálatokkal egyedülálló – egy adott idıszakban néhány hetes – felbontás érhetı el, így a lezajlott klímaváltozásokhoz kötıdı idıjárásbeli különbségek mutathatóak ki. Az eredmények a késıbbiekben a Kárpát-medencebeli klímaváltozás modellezésében válnak hasznosíthatóvá.
17
Az MTA Geokémiai Kutatóintézet 2007. évi fı kutatási célkitőzései A Geokémiai Kutatóintézet (GKKI) fı feladata geokémiai alapkutatások végzése a kızetgenetika, az ásványi nyersanyagképzıdés és a környezetgeokémia területén. Ennek megfelelıen 2007-ben is tervezik továbbvinni az intézetben nagy hagyományokkal és széleskörő szakmai elismertséggel rendelkezı kutatási irányvonalakat. Vizsgálják a magmás és metamorf kızetek, illetve az ezekkel genetikai kapcsolatban lévı fluidumok képzıdési körülményeit és jellegzetességeit. Folytatják az ásványi nyersanyagok geokémiai jellemzését és genetikai modellezését. Az intézet kutatási tevékenységében fokozatosan nı a környezettudományi kutatások jelentısége. Ezek keretében tanulmányozzák a múltbéli és a jelenkori környezet állapotának változását és fejlıdését. Kutatásokat folytatnak a nehézfémek talajbeli viselkedésével, a közelmúlt klímaváltozásait dokumentáló változatos földtani képzıdmények geokémiai jellegeivel, továbbá a hévizek szerves komponenseinek megismerésével kapcsolatban. Vizsgálják az épített környezet és kulturális örökségünk tárgyi emlékeinek anyagát, és az azokat ért emberi hatásokat is. A 2007. évi fı kutatási célkitőzéséket a GKKI az MTA Földtudományi Kutatóintézeteinek Társulását alkotó intézetekkel, támogatott kutatóhelyekkel, valamint más hazai intézményekkel szorosan együttmőködve, és a kutatóintézet munkatársai által kialakított szerteágazó nemzetközi kapcsolatrendszert igénybe véve tervezi megvalósítani. A GKKI kutatásaihoz szükséges anyagi eszközöket az MTA-tól kapott központi költségvetési keret, valamint különbözı hazai és nemzetközi pályázati, továbbá külsı szerzıdéses források biztosítják. A litoszférát alakító ásvány-, kızet-, ásványi nyersanyag-képzıdési folyamatok és fluidumok komplex geokémiai vizsgálata A metamorf kızetképzıdési folyamatok petrogenetikai és geokémiai vizsgálata c. témacsoporton belül folytatják a rétegszilikátoknak, mint a földfelszíni természetes és antropogén hatások, valamint a talaj- és kızetképzıdés, -átalakulás indikátorainak komplex ásványszerkezeti, ásványkémiai és geokémiai vizsgálatát. Ennek keretében vizsgálják a dioktaéderes világos csillámok (és csillámszerő szerkezetek) rétegtöltését, rétegközi kationtartalmát és az oktaéderes és tetraéderes rétegek összetételét a csillámszerkezet és a csillámmal koegzisztens kloritszerkezet rendezettsége függvényében. Vizsgálják továbbá ezen fázisok rétegtöltése, a kationok fajtái, eloszlásuk rendezettsége, valamint a kızetképzıdés fizikokémiai körülményei és egyéb kızetalkotó ásványfázisok kölcsönhatásai közti összefüggéseket is. Tervezik a di- és trioktaéderes csillámok (muszkovit és biotit csoport), valamint a klorit csoport retrográd metamorf (és kezdeti kémiai mállási) folyamatainak ásványszerkezeti és ásványkémiai vizsgálatát is, továbbá a filloszilikátok prográd reakciófejlıdése és a karbonátásványok (elsısorban a kalcit) kémiai és szerkezeti változásai közötti esetleges összefüggések tisztázását. Folytatják a metamorf kızetek fázisviszonyait tisztázó kutatásaikat, amelyekhez kvantitatív fázisdiagramokon alapuló modellezést végeznek. Nagyszámú szerves anyag termikus érettségi vizsgálat elvégzését tervezik a Medvednica hegység Paleo-mezozoos sorozatából, a Bükk, a Szendrıi- és az Upponyi-hegység, valamint az Ausztria területén elıforduló, az Ausztroalpi egység részét képezı nagyon kisfokú- és kisfokú metamorf átalakulást szenvedett, paleo-mezozoos kızetösszletekbıl származó
18
mintákon. Ezek célja az összletekben esetleges megfigyelhetı regionális eltérések kimutatása, értelmezése, a földtani modellbe illesztése, és az eredmények korrelációja. Tisztázni kívánják a nagyon kisfokú metamorf átalakulást szenvedett, eltérı litológiájú kızeteken meghatározott K/Ar koradatokban megfigyelhetı eltérések okát, különös tekintettel a kızetek átalakultsági foka és a szemcseméret, illetve az illit-muszkovit kémiai összetétel és a teljes kızet kémiai összetétel okozta hatások nyomon követésére. A magmás kızettani-geokémiai kutatási irányvonalon belül befejezik az erdélyi (Persányihegység) peridotit xenolitok mikroszondás vizsgálatát. Folytatják a polikristályos gyémántok eredetének és képzıdési körülményeinek kutatását további kísérletek elvégzésével. Összegzik és értelmezik az óceáni kéreg stabilizotópos vizsgálatával nyert, valamint a La Gomerán (Kanári-szigetek) győjtött intruzív kızetek vizsgálatából kapott ásvány-kızettani és geokémiai adatokat. A hazai ásványi nyersanyagok genetikai vizsgálata során folytatják az úrkúti Mn-ércesedés kutatását a bakteriális tevékenység és a mangánércesedés kapcsolatának, valamint a Mnkarbonátkonkréciók, halmaradványokat tartalmazó konkréciók ásványtani, geokémiai, stabilizotóp és katódlumineszcens vizsgálatával. A földtani környezet geokémiai állapotának és változásainak vizsgálata Tervezik az ún. Bodai Aleurolit Formáció, a nagy aktivitású radioaktív hulladékok tárolására alkalmasnak vélt földtani képzıdmény komplex ásvány-kızettani és geokémiai vizsgálatának folytatását. A nehézfémek geokémiai körforgalma témakörben folytatják a fémion-adszorpció hatásának vizsgálatát a talajban elıforduló agyagásvány szerkezeti sajátosságaira. Vizsgálják a kis és közepes számú nedvesítési–kiszárítási ciklusok során bekövetkezı ásványtani, kristályszerkezeti és kristálykémiai, valamint fizikai változásokat. Tervezik a nehézfémmel szennyezett talajok remediációs lehetıségeit kutató vizsgálat megkezdését: a különbözı eredető szennyezéseket modellezve mesterségesen elszennyezett talajokban a nehézfémek talajalkotók közti megoszlása változásának nyomon követésével. Vizsgálják továbbá a különbözı pufferképesség-növelı adalékanyagok hatását az elszennyezett talajokban a nehézfémek megoszlására. Megkezdik a városi porok környezetgeokémiai vizsgálatát. Kutatják több nagyvárosból származó utcai porminta mágneses tulajdonságai és szemcsemérete közti összefüggést, ásványtani-geokémiai jellegeiket. A földtörténeti közelmúlt klíma- és környezetváltozási eseményeinek vizsgálata során tervezik a Duna- és a Tisza-folyókban, valamint tavakban (Balaton) élı perzisztens puhatestőek és a víz izotópos karakterisztikája, valamint a klíma egyes paraméterei és a hidrológiai viszonyok közti kapcsolatrendszer tanulmányozását. Folytatják a Központi- és Kelet-gerecsei édesvízi mészkövek és források stabilizotópos vizsgálatát, és kiterjesztik ezt a munkát a Vértes, a Balaton-felvidék, a Bakony és a Budai-hegység területére. A vizsgálatok célja az egyes Dunántúli-középhegységbeli régiókban található édesvízi mészkövek izotópos adatainak összevetése, és a paleohidrológiai, paleoklimatológiai kérdések megválaszolása. Tovább vizsgálják a barlangi cseppkıképzıdmények és vizek stabilizotópos jellegeit: az eddig hazai képzıdményekben felismert változásokat a nemzetközi eredményekbıl ismert klímaváltozásokkal tervezik összevetni. Folytatják a mátraaljai vörösagyagban, valamint a
19
löszökben elıforduló karbonátkiválások vizsgálatát a Ca forrásának pontosítása, valamint a különbözı karbonát-típusok elkülönítése, mikromorfológiájuk és stabilizotóp-összetételük meghatározása céljából. Vizsgálják a víz és a szén-dioxid eredetét a Budapest környéki termális karsztvizekben. Céljuk a reprezentatív stabilizotópos adatmennyiség elérése a további speciális geokémiai vizsgálatok kiválasztásához és elvégzéséhez (radiokarbon kormeghatározás, klórizotópmérés). Folytatják a hazai hévizek szerves anyagainak vizsgálatát is: a kapott geokémiai adatok értékelésével és a földtani modell magalkotásával. A geoarcheometriai kutatásokat tovább fejlesztik, illetve új témák indítását tervezik. Így részletesen vizsgálják kristályos és metamorf mészkövek, mint mőtárgy alapanyagok agyagásványainak ásványtani jellemzıit (pl. rendezettség), továbbá kutatják a régészeti kerámia- és üvegleletek nyersanyagát és elıállítási technológiáját. Paleolit és neolit csiszolt kıeszközök, valamint Árpád-kori kerámia és fémleletek anyagának vizsgálatát végzik el. Vizsgálják a Zsolnai kerámiák technológiai fejlıdéstörténetét, valamint részt vesznek a közép-európai kulturális örökség veszélyeztetett építıköveinek konzerválására kifejlesztett eljárás tesztelésében.
20
