TUDÁSTÁR

tudástár Hazánk felszín alatti vizeinek

Fotó: Gonda Rudolf

felszín alatti vizeinek nyomában

A szilárd földkéreg kőzetei nagy mennyiségben raktározhatnak vizet. Ezek a talpunk alatt küÍrta: Veres Zsolt lönböző mélységben elhelyezkedő, eltérő oldottanyag-tartalommal és hőmérséklettel jellemezhető vízfajták rendkívül fontosak az emberiség számára. Hasznosítja ezeket a mezőgazdaság, az ipar, a szolgáltatások széles palettája, magyarán nélkülözhetetlenek az emberi szervezet, valamint az egész emberi társadalom számára.

M

agyarország földje rendkívül gazdag felszín alatti vizekben, amelyek a talajtakaró mellett az ország egyik legfontosabb természeti erőforrását képezik. A felszín alatti vizekkel ráadásul napi szinten találkozhatunk. Termálvízben mártózunk meg egy gyógyfürdőben, több száz méteres mélységből felérkező vizet engedünk poharunkba, avagy éppen egy karsztforrás vizéből kortyolunk kirándulás közben valamelyik mészköves vidékünkön. De mi is a különbség az artézi víz, a termálvíz vagy az ásványvíz között? Milyen mélységben találhatók, egyáltalán hogy kerültek oda ezek a vizek? Többek között ezekre is keressük a választ hazánk felszín alatti vizeiről szóló írásunkban. Kalandra fel, irány a felszín alatti vizek világa!

Talaj- és rétegvíz helyett: felszín alatti víz A felszínre lehulló csapadékvíz egy része elpárolog, egy részét felveszik a növények, bizonyos hányada elfolyik az adott területről, egy jelentős mennyiség azonban beszivárog a talajtakarón át az alatta fekvő üledékekbe, kőzetekbe. A víz gravitációsan először az úgynevezett telítetlen zónán halad át, ahol a talaj- vagy kőzetszemcsék közötti pórusokban még több-kevesebb levegő is található, azaz nincsen összefüggő folyadékfázis. Itt a víz hártyaszerűen

Nem sár, hanem a talajnedvesség terepi megjelenési formája – Fotó: Adobe Stock Budapest egyik csodája: a Gellért fürdő – Fotó: Garancsi Kata

burkolja be a szemcséket, talajnedvesség formájában. A lefelé szivárgó víz néhány méter után eléri a telített zóna határát, ahol már a szemcsék közötti pórusokban nincsen levegő, csak víz. Korábban ezt a talajvíz zónájának neveztük, de a kifejezés nem túl helyes, ezért a korábbi talaj- és rétegvizeket nemes egyszerűséggel csak felszín alatti vizek néven foglaljuk össze. A felszínhez közelebb található vizeket (korábbi nevükön talajvizeket) sajnos jelentős mértékben elszennyeztük, ezért emberi fogyasztásra már nem alkalmasak. A hajdani alföldi gémeskutak például ezt a felszínközeli vizet hasznosították.

A mélyebben elhelyezkedő, védett földtani helyzetben lévő, emberi fogyasztásra tökéletesen alkalmas vizek (korábbi nevükön rétegvizek) hazánk ivóvízszükségletének több mint 90%-át biztosítják. Azokat a jól behatárolható földrajzi tereket, ahol a csapadékvizek a mélybe szivárognak, utánpótlódási területeknek nevezzük. Itt a mélybe kerülő csapadékvíz hosszú útra indul, hogy a földtani felépítéstől, szerkezetföldtani viszonyoktól függően évszázadokig, évezredekig vagy annál is tovább vándoroljon a kőzetek mélyén. Természetesen, ha a víz beszivárog és vándorol, valahol illik újból a felszínre is kerülnie: ezek a megcsapolódási területek. A víztestek mesterséges feltárása mélyfúrásokkal történik, ahol kutak segítségével termeljük, pontosabban bányásszuk ki a vizet. A természetes vízkilépési pontokat forrásoknak nevezzük, amelyekkel cikkünk későbbi részében foglalkozunk alaposabban.

Igazodjunk el a felszín alatti vizek rendszerében! A felszín alatti vizeket számtalan szempont szerint osztályozhatjuk, amelyek mindegyikére terjedelmi okok miatt nem térhetünk ki. Ennek ellenére néhány felszín alatti víztípussal mindenképpen meg kell ismerkednünk. Az Alföldön például jelentős számban találkozhatunk úgynevezett artézi kutakkal, amelyek artézi vizet adnak. Ezek olyan megcsapolási pontjai a felszín alatti víztesteknek, ahol a víz a fúrt kútban „saját erejéből” emelkedik fel a felszín fölé, azaz nem kell szivattyúzni (pozitív artézi

A régi falikutak egy másik kort idéznek (Lázbérci-víztározó) – Fotó: Gulyás Attila

A Szent István-csevicekút a Mátrában – Fotó: Gulyás Attila Jellegzetes artézi kút az Alföldön (Békés) – Fotó: Abelovszky Tamás

kút). Ha a mélyből a felszínre érkező víz kifolyási hőmérséklete 30 °C feletti, akkor termálvízről vagy más néven hévízről beszélhetünk. A magyar ember óriási mennyiségű ásványvizet fogyaszt el évente, de sokan biztosan nem tudnák elmondani, hogy mit is isznak pontosan. Korábban legalább 1000 milligramm/liter mennyiségű oldott ásványi anyagot kellett tartalmaznia annak a felszín alatti víznek, amelyet ásványvíznek minősítettek. Napjainkban nincsen ilyen kritérium, a víznek védett víztartó rétegből kell származnia, amelyet a kitermelés helyén palackozni kell. Gyakran csobbanunk valamelyik hazai fürdő gyógyvizében is, amely bizonyítottan gyógyhatású felszín alatti víz. Ezek az esetek döntő többségében 30 °C feletti hőmérsékletűek, azaz termálvizek. A különféle kőzetek hasadékaiban, repedéseiben tárolódó felszín alatti vizeket hasadék- vagy résvizeknek nevezzük. Ezek közül külön ki kell emelnünk a karsztvizet, amely a karbonátos kőzetek (pl. mészkő, dolomit) repedésrendszerében tárolódó és áramló felszín alatti víz. Itt jegyeznénk meg, hogy azokat az üledékeket, kőzeteket, amelyek kőzetfizikai tulajdonságai nem teszik lehetővé (időegység alatt) nagyobb mennyiségű víz átbocsátását magukon, vízfogó (korábban helytelenül vízzáró) kőzeteknek (pl. agyag, márga) nevezzük. Azokat az üledékeket, kőzeteket, amelyek viszont nagyobb mennyiségű vizet képesek tárolni és átáramoltatni magukon, víztartó vagy vízvezető kőzeteknek (pl. mészkő, homokkő) nevezzük.

A karsztvíz és a barlangok világa Korábban említettük, hogy a karbonátos kőzetekkel borított térszínekre lehulló csapadékvíz a kőzettömeg repedésein keresztül szivárog a mélybe. Kövessük most közösen ennek a víznek az útját! A karsztvíz névre hallgató résvíz lassan és egyenletesen szivárog a mélybe, miközben kőzetoldó munkát is végez. A mészköveket borító talajtakaróra lehulló csapadékvíz ugyanis enyhén szénsavas lesz, mivel a talajból szén-dioxidot vesz fel. A szénsavas, agresszívvé váló víz oldani kezdi a döntően kalcium-karbonátból álló kőzeteket, elindítva a karsztosodás folyamatát. A kioldott kőzetfelszíneken anyaghiányos helyek, egyedi és látványos felszíni

Állócseppkő képződése egy pillanatfelvételen – Fotó: Egri Csaba

Víz vájta, víz építette: a Baradla-barlang és híres cseppkövei – Fotó: Egri CSaba

karsztos formakincs (pl. karrmező, dolina) alakul ki. A karsztvíz kitüntetett pontok körül is a kőzettest mélyére tud jutni, amelyeket víznyelőknek nevezünk. A víznyelőkben a víz egy mélyebben futó járatrendszerbe érkezhet meg, amelyet kémiailag oldva, magával vitt hordalékával pedig fizikailag is koptatva, hosszú idő alatt barlanggá alakít. Így jönnek létre azok a patakos, többszintes barlangrendszerek, amelyek közül a legismertebb a Baradla az Aggteleki-karszton. Ha a barlang szót meghalljuk, általában a csodálatos cseppkövek jutnak az eszünkbe. De miből és hogyan is alakul ki a cseppkő?

Egy jellegzetes víznyelő: a Macska-lik a Kab-hegyen – Fotó: Gulyás Attila Fentebb említettük, hogy a karbonátos kőzetek szénsavas oldása miatt azokban geokémiai reakciók játszódnak le. A kőzetben található szilárd kalcium-karbonát (ásványtani értelemben kalcit) oldatba megy, s létrejön a meszes víz, a kalcium-hidrogén-karbonát nevű vegyülettel. A fentről érkező meszes csapadékvíz a barlang légterébe hatolva eltérő hőmérsékletű és nyomású közegbe érkezik. A szén-dioxid, amely az oldott kalcium-karbonátot egyensúlyban tartja, elillan az oldatból a barlangi légtérbe. Így kezdődik meg lassan, de biztosan a szilárd kalcium-karbonát kikristályosodása, mégpedig cseppkövek formájában. Ha a mennyezetről nő a cseppkő lefelé, függőcseppkő (sztalaktit)

jön létre, ha a lecsepegő vízből felfelé nő a barlang talpáról, állócseppkő (sztalagmit) születik. Hosszú idő alatt a lentről és a fentről növekedő cseppkő összeérhet, cseppkőoszlopot (sztalagnátot) alakítva ki – hogy csak a legfontosabb barlangi karbonátos formákat említsük. A különféle cseppkövek rendkívül lassan növekednek, pár tized millimétert évente, ezért védelmük rendkívül fontos. A barlangi járatokban áramló víz karsztforrások formájában is napvilágot láthat, amelyek még szintén jelentős oldottmész-tartalommal rendelkezhetnek.

Az oldódás és a kicsapódás verhetetlen párosa Az imént leírt folyamatokra kiváló példa a Szalajka-forrás, a Szalajka-patak és a Fátyol-vízesés rendszere a Bükk hegységben. A Szalajka-völgy végén található Szalajkaforrás a térség legnagyobb hozamú karsztforrása. A 458 méter magasan elhelyezkedő forrásbarlang átlagos évi vízhozama mintegy 4200 liter/perc. A forrás vize a Bükk-fennsíkon lehulló, a Fekete-sár-rét töbrében, valamint a Hármas-kúti-víznyelőben elnyelődő vizekből származik. A fennsíkról a mélyben eltűnő csapadék körülbelül egy hét alatt érkezik meg a Szalajka-forrás szájához, miközben enyhén savas kémhatásával jelentős mennyiségű meszet old magába az ásványtani értelemben döntően kalcitból (CaCO₃) álló üledékes kőzetek repedésrendszeréből. Az oldott mészanyaggal, azaz kalcium-hidrokarbonáttal túltelített karsztvíz a hegy gyomrából forrásként való kilépésekor eltérő nyomású és hőmérsékletű környezetbe kerül, azaz normál légköri viszonyok közé. Az oldatban addig egyensúlyban lévő rendszer felborul azáltal, hogy a szén-dioxid elillan belőle. Ez a folyamat többféle tényező hatására következhet be. A sebesen futó patakvíz a meder egyenetlenségein (pl. kőzetek, bedőlt faágak) átbukik, esése megtörik, a légkörrel érintkező felülete megnövekszik. A megnövekedett felület miatt a meszes vízben lévő egyensúlyi szén-dioxid elillan, s megkezdődik a tárgyakon a mészanyag szilárd formában való kicsapódása. Így válik ki a Szalajka-forrás által táplált Szalajka-patakból is a forrásmészkő, amelynek az egyik legszebb megtestesítője maga a Fátyol-vízesés. A szemünk előtt zajló geológiai folyamat nem más, mint anyagáttelepítés oldódás, illetve kicsapódás segítségével. A Bükk-fennsíkon feloldódó mészkő karbonátanyaga oldatba megy, vándorol a kőzetek belsejében, majd egy arra alkalmas helyen kicsapódik. A folyamat eredményeként a fennsíkon dolinák, víznyelők és barlangok, azaz anyaghiányos helyek alakulnak ki, míg a hegység völgyeiben és barlangjaiban édesvízimészkőfelhalmozódások jönnek létre. A karsztforrásokhoz köthetően úgynevezett tetaráták (édesvízi mészkőből álló lépcsők), míg a barlangokban cseppkövek. Erre mondják, hogy az anyag nem vész el, csak átalakul. Hasonló rendszerek kereshetők fel a Mecsekben (pl. Meleg-mányi-völgy), a Dunántúli-középhegységben vagy éppen az Aggteleki-karszt vidékén is.

A Szalajka-forrás Szilvásvárad felett – Fotó: Gulyás Attila Jellegzetes, töbrökkel (dolinákkal) lyuggatott felszín a Bükk-fennsíkon – Fotó: Dömsödi Áron

Aktív forrásbarlangjainkban (Tapolcai-tavasbarlang, Molnár János-barlang) ma is kutatások zajlanak – Fotó: Egri Csaba (b), Gonda Rudolf (j)

Barlangokat természetesen nemcsak a magasabb térszínről leszálló, hideg karsztvizek alakíthatnak ki, hanem a mélyből, törésvonalak mentén feláramló termálvizek is. Ezekre a barlangokra jellegzetes, gömbfülkékkel tagolt formakincs jellemző. A barlangokban nem csupán barlangi patak formájában lehet víz, hanem járatrendszereik teljes egészében víz alatt lehetnek. Gondoljunk csak a Tapolcai-tavasbarlang alsóbb járataira vagy a budai Molnár János-barlangra. Szintén érdekes karszt-hidrogeológiai objektumok a Bükkben található víznyelőbarlangok (visszafolyók). Ezekhez a sötét lyukakhoz a vízfolyás egy nem karsztos kőzetekkel borított területről érkezik meg a felszínen, majd a mészkőből álló „szivacsot” elérve azonnal a mélybe hatol a víz. Erre legklasszikusabb példa a Bolhási-víznyelőbarlang Jávorkút határában, amelynek elnyelődő vize az innen nem egészen 1 kilométerre északnyugatra található Garadna-forrásban bukkan újra a felszínre.

A fentebb említett, korábban talajvíznek nevezett felszín alatti vizeket jelentős mértékben a mezőgazdaságban használt vegyszerek tették ihatatlanná. Mindez jól jelzi a felszín alatti vízbázisok sérülékenységét. A karsztvizek különösen érzékenyek a szennyeződésekre, hisz a felszínen tönkretett víz a karbonátos kőzetek „szivacsában” azonnal a mélybe jut, „átkenve” az egész rendszert. Felbecsülhetetlen károk keletkeznének így azokban a karsztos rendszerekben, amelyek például hazánk ivóvízszükségletének mintegy 25%-át biztosítják. Nem véletlen az, hogy a karsztokon található barlangok és víznyelők a természetvédelmi törvény erejénél fogva (ex lege) védett objektumok. Szintén elrettentő példa volt a karsztvízbázis érzékenységére a szocializmus éveiben folyó dunántúli bauxit- és kőszénbányászat, amely komoly karsztvízszintsüllyedést eredményezve több tucat karsztforrás elapadásához vezetett, élen a Hévízi-tó mélyén lévővel. Óvjuk, védjük felszín alatti vizeinket, hazánk legféltettebb kincseit! 

A karszt sérülékeny rendszer, védelme komplex feladat – Fotó: Adobe Stock