A Miskolci Egyetem Közleményei, A sorozat, Bányászat, 82 . kötet (2011)
Földtudományi gondolatok Hahn György nyugalmazott egyetemi tanár 2011 szeptemberében felkérést kaptam, hogy kollégám és természetföldrajzos utódom, prof. Dr. Hevesi Attila közelgő (2011. november 4-én esedékes) 70. születésnapjára megjelenő, tudományos igényű kötetbe írjak cikket. Először arra gondoltam, hogy az 1958-tól 1988-ig általam kutatott és 1989-ben megírt akadémiai doktori értekezésemben szereplő löszkutatásokból írok valamit, ha tudok újat mondani, de az 1992-es védésemet követően ilyen jellegű szakirodalommal nem foglalkoztam és tanítványaimat a Miskolci Egyetemen sem untattam a lösz-problémákkal. Úgy tettem, mint egykori Berzsenyi Gimnáziumomban magyar nyelvet oktató Ady Endre bátyja, aki soha egy szót sem szólt testvére munkásságáról. Ahogy 1989-ben megpróbáltam valami elgondolkoztatót írni lösz- és teraszkronológiában, úgy most is megpróbálkozok valami ilyesmivel. 1993-tól a Miskolci Egyetem földrajz oktatását vezettem, és én is 70. évemet elérve, 2006-ig voltam az egyetem fizetett, és 2010-ig nem fizetett, de aktív oktatója. Prof. Dr. Hevesi Attila, mikor a Bölcsész Egyesülettől hozzánk került, arra kért, hogy Ő természetföldrajzi tárgyakat adhasson elő. Mivel én eredetileg Mendöl Tibor professzor tanítványa voltam és ember- vagy társadalom-, vagy korábban gazdaságföldrajznak gondolt részek iránt érdeklődtem, abból írtam neki diplomamunkámat és számos ilyen témát publikáltam, mint a Magyarhoni Földtani Társulat Gazdaságföldtani Szakosztály titkára, majd elnöke, valamint elég elfogadható számmemóriám volt, átvettem a gazdaságföldrajzi – most társadalomföldrajzi – témákat. De 2010-ig módom volt a csillagászatot, annak földrajzi segédtudományát oktatnom. A csillagászati földrajz oktatásánál figyeltem fel, egy-két ma még kevésbé magyarázható tényre. Ilyen például, hogy jelenleg az Univerzum kezdetét az ősrobbanástól számítják (kb. 13-15 Mrd év) és az égitestek, csillaghalmazok távolodása is akkortól indítható. A mérhető hőmérséklet -273 °C-tól a szupernóvákban észlelhető 10 és 100 M °C-ig terjed. Nincs magyarázat -273 és a világűrben mért -270 °C eltérés okára. Kitől és mitől van a 3 fok különbség, mikor, mitől lett ez a 3 foknyi fűtés? Lehetséges lenne, hogy ilyen fűtést már korábbi magrobbanások (csillagok, fekete lyukak) ciklikus, kb. 100 Mrd éves periódusa okozta? Ugyancsak magyarázatot igényel a Naprendszer eredeti elemi összetételét jól rekonstruáló Jupiter-típusú külső bolygók elemi összetétele, ahol a H és He arány 90-10%. A Napban a H fogyása és a He gyarapodása okozza azt a fűtést, ami a bolygók felszíni hőmérsékletét befolyásolja. A bolygók hőmérsékletét felszínükön főleg a napsugárzásból nyerik, legalább is a belső szilárd felszínűek. A külsőknél ezt színezi a belső atommagbomlás, és a Nap hatása a távolsággal minimalizálódik, egyre
91
Földtudományi gondolatok
csökken. A bolygók felszíni hőmérséklete, különösen a Merkúr, Vénusz, Föld, Mars esetében a Naptól függ. A Földön a felszíni hőmérséklet változásait az ősföldrajzi és paleometeorológiai kutatások kb. 1,5 Mrd évig képesek visszafelé rekonstruálni. Ez alatt az idő alatt kb. 6 lehűlés emlékei jelentkeznek nagyjából 230250 M éves periodizációval. Ez az időtartam nagyjából azonos a Napnak a Tejútrendszerben történő keringési idejével. Lehetséges, hogy a központi égitestünk egy körbefordulása tekinthető a Nap egy évének, ahogy a Földön egy év egy körbefordulás a Nap körül. Ha így számítunk, és a naprendszer születését valamely szupernóva robbanás utáni anyagsűrűsödéstől, koncentrációtól számítjuk, akkor az kb. 5 Mrd év alatt, a központi égitestünk kb. 20 fordulatot tehetett meg a Tejútrendszerben. Ez emberi mértékkel is fiatal kornak számít, de a H fogyása és a He gyarapodása ma már lényegesen eltér a külső bolygók légköri összetételétől. Az égitest színképe is jelentősen elmozdult a kezdeti csillagcsoportokétól, sőt a csillagszínkép vége felé közelít, ezért a tudományos becsléseket a további 4-5 Mrd évről és élettartamról illene jelentősen csökkenteni, bár az emberiség szempontjából teljesen mindegy, hogy a Nap még várható, jelenlegi H-He átalakulási ciklusa 1, vagy 4 Mrd éves lesz. A fejlett élőlények várható élettartama ezt a földtani kort úgyse éli meg. Ugyancsak elgondolkoztató, bár erre egyre kevesebben gondolnak, hogy a Földön a felszíni vizek eredete, okozója az intenzív földi vulkáni tevékenység. A vulkáni tevékenység a Földön kettős eredetű, egyrészt kéményszerű, forró pontokhoz kötött. Ilyen a Hawaii szigeteki Haleakala Maui szigetén, vagy a láva-tó (Kilaeua), a Mauna Kea és Mauna Loa a főszigeten. Ez a vulkanizmus jellemzően a többi szilárd felszínű bolygón, így a Marson is előfordul, csak a mienkénél, a kb. 5-6 km-eseknél lényegesen nagyobb mértékben is, 25-35 km-es relatív térszíni magassággal és tekintélyesebb felszíni kiterjedésben, pl. Olympos Mons. A Földön azonban a forró pontok nagymélységről fakadó kéményszerű vulkánossága mellett sokkal jellemzőbb és gyakoribb a SiAl és SiMa lemezek találkozásánál, tehát a szárazföld és tengeri lemezek ütközésekor fellépő csekélyebb mélységből eredeztethető vonalas vulkánosság a Csendes-óceán, illetve az Ó- és Újvilág, valamint Ausztrália peremén okozva a Pacifikus hegységrendszert általában É-D irányban húzódva, illetve az Óvilági Eurázsiai hegységrendszer, amely zömmel Ny-K-i irányú, Marokkótól az Indonéz-szigetvilágig nyomozható. A képet színezi az Atlantióceánban található É-D irányú Atlanti-hátság bazalttömege, amely az átlagos tengermélységet kb. 10 M km2-en megemeli és Izlandot szárazfölddé tette, ilyen új óceán kinyílására van lehetőség a Jordán-árok – Akabai-öböl – Vörös-tenger – Abesszín-felföld – afrikai nagy tavak viszonylag friss bazaltkiömléseinek nyomvonalában is. A vulkáni tevékenység kevésbé látható emléke a felületes szemlélő számára, hogy nemcsak láva, vulkáni bombák, megszilárduló anyagok, hanem a gravitációs differenciálódással vízgőz és gázok jutnak a felszínre, amelyek a hídroszféra és atmoszféra összetételét is befolyásolják. A földi óceánok anyaga tehát nem idegen bolygóról, hanem az égitestünk mélyéből származik. A vulkáni tevé-
92
Hahn György
kenység 1 M évenként becslésünk szerint kb. 1 m-rel emeli a világtengerek szintjét. Az óceánok közel 4 km-es átlagmélysége kb. 4 Mrd éves földi vulkáni tevékenységet és legalább 4 Mrd éves kort valószínűsít. A földi bioszféra az atmoszféra öszszetételét módosította, átalakította. Az élet megjelenése a szárazföldön felgyorsította az oxigén mennyiségének gyarapodását. Ez az elmúlt 0,5 Mrd év alatt 2%-ról 21%-ra emelte az atmoszférában az oxigén arányát, a nitrogén meny-nyiségét változatlanul hagyva. A légkör jelenlegi összetétele a Földön lényegesen különbözik, a két szomszédos égitestétől, a Vénusz 97%-os és a Mars 95%-os CO2 arányától. A szén a Földön az atmoszférából a biológiai tevékenység, elsősorban a növényvilág hatására a litoszférába, a szilárd kéregbe került tőzeg, lignit, barna- és feketekőszén, antracit, mint éghető anyagok, illetve CaCO3 és MgCO3, azaz mészkő és dolomit formájában. Korábban általános nézetnek tekinthettük a Földön a szénhidrogének, így a kőolaj és földgázkészletek biológiai eredetét is. A Naprendszer égitesteinek műholdakon keresztül való, valamint csillagászati módszerekkel történt vizsgálata azonban olyan holdakon is talált légköri és felszíni szénhidrogéntömegeket, ahol a biológiai élet semmilyen jele nem található. Így a szénhidrogének, főleg metántömegek az égitest korábbi, vagy eredeti összetételéből eredeztethetők. Erre kiváló példa a Szaturnusz bolygó legnagyobb, a Naprendszer második legnagyobb holdja, a Titán, melynek metántengerei a földi óceánokéval vetekszenek. A Titán példája megkérdőjelezi a földi szénhidrogén-készletek korábban egyértelműen csak biológiainak tartott eredetét, bár azt teljes mértékben még nem zárjuk ki. Különösen az lehet elgondolkoztató, hogy a Föld szénhidrogén-készleteinek kiugró értékei, a mai biológiai élet holt területei, zömmel sivatagi-félsivatagi száraz klímájú övezetekhez kötődnek, ahol korábban sem lehetett földi paradicsom és tömeges konzerválódás az esetek többségében. Az a környezetvédelmi félelem, hogy a Föld szilárd kérgében meglévő üledékes kőzetek CO2 tartalma égetéssel és más modern technológiával (ipari, mezőgazdasági stb.) dolgozó eljárással kiszabadul a litoszférából és az atmoszféra 0,03– 0,04%-os CO2 tartalmát a szomszédos bolygókéhoz hasonló módon megnövelheti, jogos aggodalom. Az atmoszféra felesleges CO2 tartalmát ugyan a földi élet ma is a litoszférába csoportosítja át, de mind az óceáni, mind az őserdei növénytakaró CO2 elnyelése nem végtelen hatásfokú. Gyengíti eredményességét például az őserdei erdőirtás, mely évente egy Magyarországnyi erdőt pusztít ki az európai kontinens kivételével világszerte. Persze Európában inkább erdősítésről, mint irtásról beszélhetünk, például a hazai 12%-nyi erdőterület 18%-ra nőtt és az optimális 25% lenne, de akkor se érnénk el a honfoglalás korabeli Kárpát-medencei átlagot. Tehát az emberi tevékenység pusztítja a biológiai állagot, és ezzel veszélyezteti az emberiség létezését is. A paleoklimatikus múlt és a jövő reális vizsgálata tehát nem oktalan vállalkozás és amellett hatalmas üzleti lehetőség az alternatív energiahordozók közötti versenyben, egy-egy tényező negligálása és mások fölértékelése, a helyet-
93
Földtudományi gondolatok
tesítő anyagok és energiahordozók piaci versenye. Óriási a fémek koncentráció szűkülése a réz-bronzkortól napjainkig a termés Au és Cu-tól, a nátriumcianidos, 3 g/t-ás Au műrevalósági határig, vagy a termés Cu 50%-tól az 1%-os mai kitermelési határig, de a koncentrációcsökkentésnek, a hulladékok felhasználásának és a helyettesítésnek csak az energia ráfordítás adja jelenleg a határértékeit. Az energia hatékonyság határértékei pedig szinte korlátlanok, mióta 1938-ban Ottó Hahn professzor társával felfedezte az atommaghasítást (100000-es C érték) és az USA-ban létrehozták korábbi munkatársai, előbb az atom-, majd a hidrogénbombát. Azóta a csillagászat nem keresi a csillagok fűtőanyagát hiába. A Napban másodpercenként kb. 100000 hidrogénbomba robban, amit 4 Hidrogén 1 Héliummá alakulása közben óriási nyomás és több M °C-os hőmérséklet felszabadulása kísér. Ez a tevékenység hozta létre a Földön azt a fizikai-kémiai, majd biológiai állandó, tartós környezetet, ami az Univerzumban eddig egyedülálló módon a szerves C vegyületek gyűrűs kapcsolódásához és az élet kialakulásához vezetett. Ilyen kedvező körülmények a Naprendszer két szomszédos bolygóján sem alakultak ki, ezért a CO2 ott nyugodtan maradhatott a légkörben. Természetesen a 97%-os CO2 légkör és annak Vénuszbeli sűrűsége olyan üvegházhatású hőtöbbletet ad a bolygónak, ami az ólmot is szilárd halmazállapotból cseppfolyósba hozhatná +475+455°C-on. A kis hőkülönbség is e bolygó sajátossága. Mindenesetre a szinte királyvíz sajátosságú csapadék sem tekinthető alapvető életfeltételnek. Így nem csodálkozhatunk, ha belső bolygótársunk nem igazi mentőhajó a földi élet vége esetén. A Mars bolygót vizsgálva sem vagyunk sokkal kedvezőbb helyzetben, mert a légkör a Földinél két nagyságrenddel kisebb töménységű és a naptól mért távolság +72 M km-rel nagyobb értéke nem biztosít elegendő felszíni hőmérsékletet a földi halandók számára. Így a nagyobb Naptávolságot a ritka, de 95%-os CO2 tartalom sem tudja üvegházhatásával oly mértékben megváltoztatni, hogy az ne az É-i félteke szibériai ojmjakoni és az antarktiszi -80 °C-os értékekre ne emlékeztessenek bennünket és az égitestre érkezőket. Mi a Földön kb. +15 °C-os átlaghőmérsékleten kellemes szerves életfeltételekkel találkozunk, a jégkorszakok hőingadozásaitól eltekintve. Tudjuk azonban, hogy ilyen hőingásnak kb. 230-250 M évenként vagyunk kitéve. A jégkorszakok hőingását a legutóbbi Brunhes időszaki, ie. kb. 700000-ben -8 – -10°C-os nagyságrendűre becsülhetjük hazánkban. Valószínű, hogy ez megközelíti a világátlagot. A hazai jelenlegi +9°C-os átlaghőmérséklettel szemben, a kb. 10-12000 évvel ezelőtt lezárult Würm III. idején a periglaciális Kárpát-medence átlaghőmérséklete 0°C körül ingadozhatott és ma ez a terület a szőlő elterjedésének É-i határa. Az elmúlt igazi jégkorszakos Brunhes időszakban 9 jégtakaró előrenyomulásos időt regisztráltak, 4 nagyobb és számos köztes időszakkal. Volt olyan szünet, amikor 100000 éves jégvisszahúzódást is regisztráltak, éppen ezért a jelenlegi 10-12000 éves részleges visszahúzódás nem tekinthető a jégkorszak biztos végének! Grönland és Antarktisz 15 Mkm2-en 2 km-es jege 61 m-rel emelheti a
94
Hahn György
tengerek szintjét. A jelenlegi helyzet kialakulása kb. 25 M évvel ezelőtt, a Gauskor elején kezdődött a lehűlés az utolsó 700000 évben felgyorsult, nyilván nemcsak égitestünk, hanem a Nap csökkenő besugárzása következtében. Ezt a besugárzáscsökkenést Milankovics és Bacsák Föld pálya keringési okokkal magyarázták, de ilyen pálya elemváltozások más földtani korokban nem okoztak ilyen mértékű eljegesedést. Éppen ezért valószínű, hogy a Naptevékenység játszik bele az eljegesedések és periglaciális képződmények, pl. lösztakarók kialakulásába tevőlegesen. Az élővilágból az ember elvont gondolkozásának kialakulása összefügghet a Würm III. eljegesedés végén lejátszódott természetföldrajzi változásokkal, amelyek teljesen átalakították a Föld képét. Tudjuk jól, a jégkorszak idején a szárazföldek csaknem teljes összefüggő láncolatot alkottak, ahol az ember száraz lábbal léphetett át egyik mai kontinensről a másikra. A japán szigetvilág É-i szigetéről származó bennszülöttek a Bering-szoros szárazföldi felszínén jutottak át az Óvilági Ázsiából az Újvilági Észak- és Dél-Amerikába. Az Indonéz-szigetvilág földhídja Timor szigetéig tartott, így Ázsia és Ausztrália közt mindössze 60 km-es vízi út várt a vándorokra. Az Óvilági Európa-Ázsia és Afrika egy kontinens. Az Északitenger és az Angliát Európától elválasztó csatorna szárazföld volt. Dél-Amerika és Antarktisz közti szigetívek csaknem összekapcsolhatók. A világtengerek szintje 200 m-rel mélyebben volt a Riss maximumának idején, így a SiAl rétegekkel jellemezhető szárazföldi felszín 27 Mkm2-rel nagyobb, kb. 177 Mkm2 kiterjedésű volt. Ez a kontinentális lejtővel 200-210 Mkm2, ami a Föld eredeti tágulás előtti-nélküli és kb. 4000 km Ø-nek megfelelő eredeti felszínét beborította. A mai felszín a jelenlegi Ø-nek megfelelően 510 Mkm2, a bővülés 310 Mkm2 a világtengerek Si-Mg felszínét hozta a felszín közelébe -4 km-es mélységben, míg a szárazföldi lemez kb. 5 km-rel feljebb kb. tengerszint felett +800 m átlagmagasságú. A két lemez találkozása egyedülálló a Naprendszerben. A jégkorszak vége maradandó emléket hagyott a Föld arculatán és az emberiség lelkében kiemelkedve az állatvilágból. 1112000 évvel ezelőtt a self területek víz alá kerültek − özönvíz legenda, mely minden nép vallásában korabeli írott emlékek nélkül is nemzedékeken át megőrződött, felejthetetlen emlékeket hagyott vissza. Mivel nem Gellért-hegy vagy Avasi domb nagyságú jéghegy csobbant az óceánokba, hanem 30 Mkm2-en 2-3000 m vastag jégtakaró olvadt el. Minden hegy oldalán végigsöpört a gleccser vize, és aki nem volt Noéval és kecskéjével a hegytetőn, azt a víz nem 6-8 m-es cúnamival, hanem 200 m-es vízfallal söpörte be az óceánba. Mivel az ember nem lélegzik kopoltyúval, és ha véletlenül életbe maradt, maradandó emléket jelentett a számára a természet végtelen, isteni ereje, tisztelete számára. Egész addig az ember az állatokhoz hasonlóan csak halott kultuszt ismert. Ahogy az elefánt lombokkal befedi elhalt társát. A delfinek a szárazföldre úsznak, keresve a halált, az ember is vörös festékkel kente be végleg álomba merülő társát, lásd a kb. 100000 éves Lovas községbeli festékföld bányát, lefestette a vadászjeleneteket, de az özönvíz megteremtette az isteneket, akik a természet legkülönbözőbb erőit képviselték az ember
95
Földtudományi gondolatok
elvont gondolkodásában. Az elvont gondolkodás művelőit a vadászatból kialakuló állattenyésztés és a gyűjtögetésből származó földművelés kikapcsolhatta az állandó élelmiszertermelésből, az új felesleget produkálók munkája segítségével. Hunyadi László barátom és volt osztálytársam vallástörténeti és a világ vallásföldrajzáról írt könyve és kandidátusi értekezése részletesen kitér a vallások kialakulására, zömmel ázsiai eredetére és mai napig tartó fejlődésére, világtörténeti szerepére az egyes vallások követői számára és a jövő kilátásaira. Mivel az anyag lektora és a földrajzi részek kiválogatója voltam és Laci közel-keleti útjára is adtam személyes tapasztalataim alapján meglátogatnivaló ötleteket, azt nem kívánom részletezni, de az anyag átsiklik a sokistenhit és a monoteizmus kapcsolatának szerintem alapvetően egyiptomi kapcsolódásán. Az egyiptomiak az Új Birodalmi IV. Amenhotep fáraóig természeti erőket tisztelő istenségek hitében éltek, volt halott- és állatkultusz, totemizmus, majd az emberszabású istenek és végül a főisten, a Nap, Alsó-Egyiptom istene, az emberfej napkoronggal. Az új fáraó eltörli a korábbi isteneket és felveszi az Ehnaton, a Nap fia nevet, megteremti a Földön az első monoteista vallást, a Nap kultuszát. Utódai persze mindent visszacsinálnak, de az egyistenhit azóta az ótestamentumi kiválasztott néppel és 2000 éve a názáreti eretnekkel az Újtestamentummal, majd Mohamed iszlám hívőivel uralkodó nézetté vált a Föld vallásos népei számára. Persze a monoteizmus szerencsére a Napot, mint főistent felváltotta a láthatatlan, de mindenütt jelenlévő, legfelső lénnyel. Így a legfelsőbb lény 4-5 Mrd éves Napkorong élete, mint 15 Mrd évre vagy ha ez a ciklus nem az első, hanem már ismételt, akkor az idő végtelenjébe torkollik, ki tudja? Aki tudja vagy másképpen magyarázza, lehet, hogy új vallásalapító lesz nem kisebb sikerrel, mint az ókoriak az ázsiaiak, ez is nagy üzlet lehet, amikor már csak a lakosság 20%-a fog dolgozni és 80%-a az előbbiek munkájából fog élni vagy tengődni. Tisztelettel kívánok ehhez Jó szerencsét!
Hahn György
Ui.: Persze a következetes természet- és környezetvédők tudják, hogy a pleisztocén-holocén határon észlelt klímaváltozást nem a Nap, hanem az ősember okozta, mert bár semmi kőszenet-szénhidrogént nem égetett el és lélegzése kivételéve semmi üvegházhatású CO2-t nem engedett a légkörbe, de áttért a pattintott kovaeszköz készítésről a csiszoltra és ennek láncreakciós hatására a litoszféra minden kődarabja felmelegedett. Ez pedig az atmosz- és hidroszférákat is érintette. Most is ilyesmivel próbálkozik az ember, és ha nem is +8 – +10°C-kal nő a Földfelszín hőmérséklete, de néhány tized kelvin fokos hőingadozás most is mérhető a városi meteorológiai állomásokon akár 100 éves távlatban is.
96
