Barlangtan (szpeleológia) Interdiszciplináris tudomány „győjtıhelyek” Állatok, emberek, „bagolyköpet” Cseppkövek megırzik a víz egykori összetételét Barlangi sár (aprózódás(aprózódás-mállás – egykori kızetek)
védett környezet, üledékcsapda
Barlangok keletkezése (szpeleogenetika)
még ma is újabb és újabb elméletek bonyolult és soktényezıs folyamatok (komplex barlangok) nem laboratóriumi/könyvtári munka
Barlang = a szilárd földkéregben kızeteiben természetesen úton létrejött létrejött üregek, ha azok az ember számára járható méretőek.
„Képzetje ez itt kicsinyben az örökké munkálkodó és viszont szüntelen emésztı természetnek. Mindég támad valami új, a régi szétomlik, és annak töredése újabb tárgyaknak alkotására szolgál” – Vass Imre (1831 – AggtelekiAggteleki-b. kutatója)
Keletkezés szerint: Szingenetikus üreg (kial .: kızetképzıdéssel egyidejőleg) (kial.: Posztgenetikus üreg (már kialakult kızetben)
1
Szingenetikus üreg I. Szilaspogony, Kis-kı (Nógrád)
1. Lávahólyag barlang • sőrőn folyós (fıleg bazaltos) lávában képzıdött nagymérető gázbuborék • A láva lehőlésekor a kızetbe dermedı buborék falára a gázokbólgızökbıl különleges kristálytők • A A barlangra a felszínen semmi nem utal, rendszerint kıbányászás közben, véletlenül bukkannak ilyen üregekre
www.nograd.net/termeszet/ term_ertek/pogony.html
Szingenetikus üreg II. 2. Lávakéregbarlang
Hualalai Ranch Cave (Kalifornia, USA)
• fıleg andezites lávában kialakuló, akár több kilométer hosszú csatorna • sőrő láva lávaár lassan halad, felszín salakszerő kéreggé – híg olvadék alul kifolyik • Könnyen beomlik, rövid élető (aktív vulkáni területeken) http://oktatas.barlang.hu/alapfoku-jegyzet/aabrak/lava.html
2
Szingenetikus üreg III. 3. Mésztufabarlang • Karsztforrások vize sok oldott meszet tartalmaz, ahol az áramlása felgyorsul, ott a felülete megnı, és a CO2 tartalom egy része elillan, vízben oldott mész mésztufa formájában kicsapódik • Vízeséseknél a lezúduló , víz örvényüstöt váj ki, a szertefröccsenı vízbıl mésztufagát jön létre • be is boltozódhat • üregek nem alkotnak egybefüggı, kiterjedt barlanghálózatot, hanem rendszerint mesterséges tárókkal kötik ıket össze
Anna-barlang (Lillafüred)
http://www.bnpi.hu/?m=kep&cikk_id=turizmus/tura/ barlang/anna&s=1
Szingenetikus üreg IV. 4. Korallbarlang • •
a zátony épülése során a korallok olykor tekintélyes mérető üregeket zárnak közre még a víz alatt sem hosszú életőek, a zátonyt pusztító élılények munkája következtében gyorsan feltöltıdnek
5. Gejzírbarlang • • • •
forró vízben oldott kovasav a felszínre ömölve hidrokvarcit formájában csapódik ki akár 10-30 m-es magasságú gejzírkúp épül a forrás körül a kúpban mindig kialakul egy pár méter nagyságú üreg Zempléni-hg, Tihanyi-félsziget
6. Telérben képzıdött barlang • •
vulkáni tev.: forró vizes oldatok az oldott anyag egy részét már a tektonikus repedésekben lerakják (hasadékkitöltés = telér) A telért nem mindig töltik ki teljesen a kristályok (Velencei-hg.: Likas-kı)
3
Posztgenetikus üreg I. kızet keletkezési körülményeitıl független
földtani erık munkája Posztgenetikus üregképzı erık: Tektonikus mozgások Gravitációs tömegmozgások
Szél által szállított hordalék csiszoló hatása Víz oldó hatása (korrózió) Víz által szállított hordalék koptató hatása (erózió)
Komplex folyamatok!
Szerkezeti/kızethasadék-barlang
Merev kızetek (gránit, mészkı), tartósan a mészkıben marad meg (nincs szilárd málladéka)
Tektonikus erık hatására
tipikusan függıleges kiterjedéső, keskeny, magas nyílások a hegy belsejében, néha azonban réteglap menti kızetelválás (vízszintes, alacsony, széles)
Mo. Mo. legnagyobb nem karsztos kızetben képzıdött ürege: CsörgıCsörgı-lyuk (230 m) (Mátra, riolittufa, 428 m)
agasvar.hu/turistahaz/ kornyek_en.html
4
Áltektonikus vagy suvadásos, rogyásos barlangok Pulai-bazaltbarlang (Kab-hegy déli oldala,150 m)
Gravitációs
tömegmozgás – suvadásos (rövid élető, gyorsan feltöltıdik) karsztos üregek beomlása révén a felettük lévı nem karsztos kızetben is rogyások, beszakadásos üregek jöhetnek létre www.babesz.hu/ barlangok/pula/pula.htm
Szélmarásos, deflációs barlangok sivatagi éghajlat
Anza-Borrego sivatag (Kalifornia)
(gyér növényzet, szél sok hordalékot szállít)
Leginkább jól
rétegzett homokkövekben
Kis méretőek www.adventure-caves-usa.com
5
Gipszduzzadásos barlangok Meleg és száraz tengerpartok lagúnái: a besőrősödı tengervízbıl víztartalmú kalciumkalcium-szulfát (gipsz) vált ki Betemetıdés során a gipsz elveszti a víztartalmát, anhidritté alakul Az anhidrit vízfelvétellel újra gipsszé alakul (térfogata közben a harmadával megnı) A duzzadás során a gipsz a fölötte lévı kızetrétegeket is felpúpozza A szivárgó víz a gipszet kioldja/kimossa, boltozatos üregek jönnek létre
1.
2. 3.
4. 5.
Cave of Crystals (Mexikó)
http://news.nationalgeographic.com/news/2007/04/photogalleries/giant -crystals-cave/
Mészkı legalább 90%90%-át kalcit és aragonit alkotja
(+ más karbonát ásvány, kvarc vagy kova, agyag és szerves anyag) barlangképzıdés szempontjából kedvezı tulajdonságai:
rideg, merev kızet (sőrő tektonikus repedés hálózat) jól oldódik gyengén szénsavas vízben szilárd oldási maradéka igen csekély szilárd, állékony kızet
6
Mészkı oldódása karbonát ásványok kismértékben már
tiszta vízben is oldódnak esıvíz magával ragadja a levegı gázait, majd elfolyása és beszivárgása közben ammóniát, salétrom- és kénsavat, sósavat és humuszanyagokat vesz föl a talajból CaCO3 + H2O + CO2 = Ca(HCO3)2 egyensúlyra törekvı, megfordítható kémiai reakció
Mészkiválás esetei oldat hımérséklete növekszik (melegebb
víz ugyanis kevesebb CO2-ot képes feloldani) csökken az oldatra ható hidrosztatikai nyomás (mészkıképzıdés) az oldattal érintkezı levegıben a CO2 parciális nyomása csökken – cseppkıképzıdés, mésztufalerakódás
7
Mésztufagát
Szabadság-barlang (Déményfalvi-völgy)
http://oktatas.barlang.hu/alapfoku-jegyzet/mesztufa.html
8
Cseppkövek
•vékony, belül üreges, áttetszı szalmacseppkövek vagy kalcitcsövek •legtöbb mész a cseppkı felsı részén fog leginkább lerakódni • függı cseppkövek belsejében többnyire megtaláljuk a parányi csatornát •lehullott vízcsepp a még megmaradt mészmennyiséget a barlang talpán rakja le
Korróziós, oldott barlangok Hévizek üregképzı hatása:
sok oldott kémiai anyag (szénsav, kénsav) Kızetrepedések falanyagának feloldása, kémiai megbontása H2SO4 + CaCO3 = CaSO4 + H2O + CO2 magasabb hıfokon anhidrit (CaSO4 vízmentes módosulatban) – kızetporlódás (33 % V növ.) aragonit a CaCO3 rombos, a kalcit trigonális kristályszerkezető módosulata (8,25 % V növ.) tisztán hévizes oldással kialakuló barlangok viszonylag ritkák, és legfeljebb közepes méretőek függıleges irányultság, a bonyolult térformák, sajtszerően kioldott részek, labirintusok oldódás a gravitációtól függetlenül minden irányban egyforma, így gyakoriak a gömbfülkék és a lekerekített formák falait rendszerint dús ásványos kitöltés
9
Sátorkıpusztai-barlang (Pilis)
http://www.bebte.hu/satorko/gombust.jpg
http://www.bebte.hu/satorko/foldtan_sat.htm
Korróziós, oldott barlangok Felszínrıl beszivárgó hideg csapadékvíz: Trópusok: magas szénsavtartalmú víz a meleg miatt gyorsan, még a felszín közelében telítıdik, így elsısorban a felszíni karsztformák fejlıdnek intenzíven magashegységi éghajlat: a beszivárgó csapadék szénsavtartalma alacsonyabb, de a hideg miatt a víz nagyobb mélységig is megırzi oldóképességét Hideg vizes korróziós karsztbarlang tiszta formában ritkán (üregekbe jutó felszíni víz a hordalékával hamarosan megkezdi a kızet koptatását, a korróziós üregek tágítását)
10
Korróziós, oldott barlangok Keveredési korrózió: mészkı annál gyorsabban oldódik, minél nagyobb az oldat CO2-tartalma a szénszén-dioxidnak csak egy része alakul át hidrogénhidrogénkarbonáttá (kötött CO2), a többi szabadon, oldott formában található meg az oldatban (járulékos CO2) minél nagyobb a keveredı telített oldatok kezdeti CO2tartalma és hımérséklete közötti különbség, annál nagyobb mértékő lesz a létrejövı keverék oldóképessége http://oktatas.barlang.hu/alapfoku-jegyzet/geol5.html
akár több kilométer hosszú
barlangrendszerek is keveredés elsısorban a kızethasadékok mentén: párhuzamos és egymást metszı repedések mentén kioldódott, hálózatos alaprajzú üregrendszerek kızetek oldékonyságának és a keveredés intenzitásának különbségei miatt szélsıségesen változó mérető, bonyolult térbeli járatrendszerek
11
Eróziós barlangok szállított szilárd hordalék (kavics, homok) koptató, csiszoló hatása hatása Abráziós barlang: tenger hullámverése által mozgatott törmelékanyag törmelékanyag felszíni vízfolyások is kivéshetik a szurdokok meredek sziklafalába sziklafalába
http://oktatas.barlang.hu/alapfoku-jegyzet/aabrak/abr1.jpg
Eróziós barlangok eróziós karsztbarlangok gyakoriságukat és méreteiket
tekintve fölülmúlják az összes többi barlangtípust több határozott emeletre elkülönülı járatrendszerek egykor vagy napjainkban végigfolyó patak által szállított hordalék minden eróziós karsztbarlang élete valamilyen hévizes, hideg vizes vagy keveredési korrózió által kialakított üregrendszerként kezdıdik (erózió: gyorsabb, hatékonyabb) víznyelıktıl a karsztforrásig vezetı, egyenletesen csökkenı eséső járat kialakítása
12
Eróziós barlangok Elıfeltétel: megfelelı mennyiségő hordalék
nem karsztos területen eredı felszíni vízfolyás! boltozott föld alatti patakvölgyek víznyelık és források: felszíni és a felszín alatti völgyszakaszok váltópontjai pl. Baradla, Baradla, Béke, Kossuth, Vass Imre, mecseki AbaligetiAbaligeti-b. mindenfajta kızetben (homokkı, dolomit, andezit) – de a mészkı jó állékonyságú és nyitott hasadékhálózathasadékhálózat-rendszere van (legtöbb kızetnél a gyors kızetmállás eltömi – kavics, homok, lösz jó vízátbocsátó, de nincs állékonysága)
A budai Rózsadomb és környékének különleges barlangjai RózsaRózsa-domb, RókusRókus-hegy, FerencFerenc-hegy, VaskapuVaskapu
hegy, LátóLátó-hegy, MátyásMátyás-hegy, HármashatárHármashatár-hegy 100100-nál több barlang és barlangindikáció Nincs természetes kijáratok (kiv (kiv.. 11-2) Felfedezés: ált. 20. sz. (mesterséges feltárások – véletlen, kutatómunka) Barlangindikáció: Barlangindikáció: Budai Márga Barlangok: Szépvölgyi Mészkı 30 kmkm-es természetes üregrendszer (jelenleg)
13
geogr2005.elte.hu/archiv/...16_1/Leél-Õssy%20Szabolcs.ppt
Hármashatárhegy Látóhegy
Mátyáshegy
Ferenc-hegy
Rózsadomb
Geológiai felépítés Földtani felépítés: 1. Triász karbonát (alaphegység) - felszínre csak a peremeken Karni és nóri fıdolomit: barlang ritkán (1500(1500-2000 m) Mátyáshegyi formáció (50(50-200 m) – MátyáshegyiMátyáshegyi-b. (Tőzoltó(Tőzoltó-ág) Tőzköves dolomit
2. Paleogén és negyedidıszaki képzıdmények Felsıeocén konglomerátum és alapbreccsa (néhány m) Felsıeocén Szépvölgyi Mészkı (néhány 10 m, barlangok nagy rész) FelsıeocénFelsıeocén-alsóoligocén Budai Márga (fsz (fsz--en ált. ez, agyagtart. agyagtart. magas, számos barlangjárat mégis itt)
3. Oligocén és egyéb tercier kızetek (Tardi (Tardi és Kiscelli agyag, nincs barlang) 4. Pleisztocén édesvízi mészkı
14
Tektonikai viszonyok Tektonikus preformációnak döntı szerep a barlangok
kialakulásában
JózsefJózsef-hegyihegyi-b.: KK-NY SzemlıSzemlı-hegyihegyi-b.: ÉKÉK-DNy FerencFerenc-hegyihegyi-b.: ÉNyÉNy-DK + ÉD PálPál-völgyi, MátyásMátyás-hegyihegyi-b.: ÉKÉK-DNy, ÉNyÉNy-DK, KDKKDK-NyÉNy
De több tektonikai irány is szerepet játszott Terület kiemelkedése térben és idıben differenciált lehetett
– eltérések a különbözı barlangok fı hasadékainak irányában Rétegdılés! (Mátyás(Mátyás-h.: D felé egyre mélyebb)
LeélLeél-İssy Szabolcs: A budai Rózsadomb és környékének különleges barlangjai barlangjai (Földtani Közlöny 125/3125/3-4, 363363-432 (1995))
15
Barlangok megismerése Barlang szó szláv megfelelıje: Pest ( barlang, kemence) GellértGellért-hegyi Sziklakápolna természetes ürege Zárt, ún. kaverna típusú üregrendszerek
(= nincs természetes kijárat) + fagyérzékeny Szépvölgyi Mészkıben gyorsan eltömıdik Kioldásban fı szerep: felfelé törı melegvíz „források”, oldó hatásuk mélyebb régiókban (keveredési korrózió övezete)
Felfedezés Mesterséges feltárás: Kıbányászat: PálvölgyiPálvölgyi-b., MátyásMátyás-hegyihegyi-b. Házalapozás: JózsefJózsef-hegyihegyi-b. Csatornázás: FerencFerenc-hegyihegyi-b. Geofizikai módszerekkel kimutatható a
felszínközeli barlangüreg Jelenleg: kb. 50 barlang, ugyanennyi barlangindikáció, összes hossz: 30 km
16
Idıpontok 1904: PálPál-völgyivölgyi-b. (elsı igazán nagy b.) 19301930-as évek: MátyásMátyás-hegyihegyi-b. 1930: SzemlıSzemlı-hegyihegyi-b. (itt elıször hévizes ásványkiválások nagy mennyiségben, nagybarlangok „legkisebbike”) 1933: FerencFerenc-hegyihegyi-b. (csatornaásás közben megnyílt) 1945 után kıfejtık bezárása, tervszerő kutatás! „barlangok növekedése” 19701970-8080-as évek: felkapott építkezési terület 1984: JózsefJózsef-hegyihegyi-b. (legszebb, legértékesebb) 5 nagybarlang: 27 km
Barlangok kialakulása Mai barlangok képzıdését több korábbi
karsztosodási fázis elızte meg Több barlangban jóval idıseb üregek: paleokarsztos üregek (Szemlı-hegyi-b.: Kúszoda) – felsıtriász, felsıkréta-eocén, felsıeocén, alsóoligocén Kutatók zöme: hidrotermás eredet
17
Keveredési korrózió elmélete Eltérı hımérséklető és ionkoncentrációjú oldatok keveredésekor a
létrejövı oldat akkor is agresszív, oldóképes lehet a mészkıre nézve, ha a kiinduló oldatok telítettek voltak a CaCO3-ra nézve Felszálló és leszálló vizek találkozása (folyamatos keveredés) – Szépvölgyi Mészkı Keveredési korrózió felt.: vízzáró Kiscelli Agyag lepusztulása a felszínrıl (felsımiocén (felsımiocén)) Hegytömegek kiemelkedése – keveredési zónák áthelyezıdése (emeletes barlangok) Oldás után kiválás Szárazzá válás után pusztuló fázis (omlások, eltömıdések, agyagbefolyások) Ismételt elöntések és inaktívvá válások
LeélLeél-İssy Szabolcs: A budai Rózsadomb és környékének különleges barlangjai (Földtani Közlöny 125/3125/3-4, 363363-432 (1995))
18
Formakincs Hidrotermás bélyegek: Gyakori, hirtelen és drasztikus méretváltozás Független a felszín domborzatától Nincsenek folyóvízi üledékek a járatokban Gyakoriak a hidrotermás ásványkiválások Gömbfülkék és korróziós üstök
Gömbfülkék Átmérı = 0,50,5-3 m SzemlıhegyiSzemlı hegyi-b.: HosszúHosszú-folyosó Házalapozások során Ált. sima, képz.mentes Légtér – hővös oldalfalakra vízpára
Alul CO2 kipárolog, felül agresszív oldat old, lecsurogva CaCO3 kiválás Víz alatti konvekciós áramlások termékei
geogr2005.elte.hu/archiv/...16_1/Leél-Õssy%20Szabolcs.ppt
19
Pilisi Szent-Özséb barlang: Porcelánbolt gömbfülkesora
http://images.google.hu/imgres?imgurl=http://pilisibarlangkutatas.hu/
Korróziós gömbüst
Kerekded, ovális bemélyedések Barlang oldalfalában Néhány dm, sima felület Meleg vízben felfelé áramló gázbuborékok oldó hatása
Áramlási kagylók (scallop (scallop))
1010-20 cmcm-es bemélyedések Gyorsan áramló vízben Hossztengely = áramlás iránya Lassú áramlás – nagyobb turbulencia - nagyobb
20
Rózsadombi barlangok ásványai 15 ásványfaj Kalcit: leggyakoribb, változatos megjelenéső
Fenyı-ág: borsókı (Szemlı)
Borsókı: koncentrikus szerkezető, ásványkiválás egy kicsiny mag körül, gyakran visszaoldódnak (SzemlıSzemlı-hegyhegy-b.: Rózsalugas)
users.atw.hu/ szemlohegyi/kepnew.html
Cseppkı: ritka, barlangok kiszellızésének hiánya vagy a kızet több %%-os agyagtartalma Kalcitlemez: meleg álló víz felszínén válik ki („karácsonyfa”) Farkasfog: 160 C hımérséklető vízbıl válnak ki Kerekszéki Cseppköves barlang (Gyergyói-Havasok)
http://www.trekkingklub.com/huGal/Giurgeu/2007_11_10_Kerekszek/huPic/3/huF/
21
Apadási színlık: színlık: szakaszosan apadóapadó-süllyedı víz – íves sziklabordák (0,5(0,5-1 cm)
Hegyitej: Hegyitej: barlangok kijárata közelében, barlangi légáramláshoz köthetı
http://www.trekkingklub.com/huGal/Giurgeu/2007_11_10_Kere kszek/huPic/5/huF/#pic
22
Aragonit: Aragonit: ritka, de nagyon látványos, 11-2 mm vastag kristálytők pamacsszerő, 11-3 cm átmérıjő félgömb formájú képleteket Ochtina, Aragonit-barlang (Rozsnyó – 26 km)
loczyverseny.sulinet.hu
Gipsz: hazai barlangok közül elsıként a Szemlıben kristályos bevonat gipsztırök Citadella-kristálybarlang gipszvirágok
www.termeszetvilaga.hu/.../ tv0704/barlang.html
23
Mátyás-hegyi és Pálvölgyi-b. 2001. december 2. CB-rádió és Peeps lavina-jeladó magasbanyúló, omladékos kürtı 18,7 km; ami alig 150 m-rel kevesebb a
Baradla—Domica-barlangrendszer magyarországi részének hosszánál átjáró lezárásra került
Szemlı-hegyi barlang 1930 szeptember: telken
nyíló kis kıbánya, házalap építése (Kessler (Kessler Hubert, Futó András) 2200 m (250 m), 12 fok BorsókıBorsókı-kiválások, gipszkristályok 1986 okt. 23.: látogatható bronchitiszes, asztmás megbetegedések kezelése Két párhuzamos fıág + kisebb mellékágak
http://users.atw.hu/szemlohegyi/kepnew.html
24
LeélLeél-İssy Szabolcs: A budai Rózsadomb és környékének különleges barlangjai barlangjai (Földtani Közlöny 125/3125/3-4, 363363-432 (1995))
Irodalom Kordos László: Magyarország barlangjai http://oktatas.barlang.hu/alapfokuhttp://oktatas.barlang.hu/alapfoku-
jegyzet/geol5.html (Bajna Bálint szerk.: Alapfokú barlangászképzés segédanyaga) LeélLeél-İssy Szabolcs: A budai Rózsadomb és környékének különleges barlangjai (Földtani Közlöny 125/3125/3-4, 363363-432 (1995)) geogr2005.elte.hu/archiv/moterm/.../Leélgeogr2005.elte.hu/archiv/moterm/.../LeélÕssy%20Szabolcs.ppt
25
