Jakucs László tanulmánya a Sátorkőpusztai-barlang gömbfülkéinek kialakulásáról

(Megjelent a Hidrológiai Közlöny 1948. évi 1-4. számában.)

A gömbfülke kiporlódása a hévforrás működésének három szakaszában„Önként adódik az a következtetés, hogy a gömbfülke, vagy vakkürtő csak ott képződik, ahol a víznek nincs tág tere a lassú folyáshoz, hanem nagy nyomással és szinte sugárszerű lövelléssel hatol bele valamiképpen a sziklafalba. Ennek pedig az a feltétele, hogy az eleve megadott repedések szűkek legyenek, s így nagy sebességet tudjanak biztosítani a kiáramló víznek. Ilyen feltételek mellett gömbfülke képződik mindenütt, ahol a forró víz a repedés falába ütközve, irányváltoztatásra kényszerül. Hangsúlyoznunk kell azonban, hogy a gömbfülkéket nem az örvénylő és sebesen rohanó víz mechanikai pusztító ereje alakítja ki, mert ilyen nagyarányú gömbfülkék mechanikai kicsiszolását a víz még abban az esetben sem tudná elvégezni, ha szilárd törmelékanyagot szállítana. Minthogy a kőzet repedéseiben, ahol kétirányú repedések keresztezik egymást, a víz hol az egyik, hol a másik irányú repedésben folyik, elég a vizsgálatot egy egyszerű L, vagy T alakú érintkezésnél megejteni. A repedésben, vagy csőben áramló víznél ugyanazok a szabályok érvényesek az áramló víz sebességére és súrlódására vonatkozólag, mint a folyóvizeknél: a cső, vagy repedés belsejében legnagyobb az áramló víz sebessége, míg annak szélénél a súrlódás következtében jóval kisebb. Ha most már a repedés fala kívülről hűtve van, ez a vele érintkező, lassabban folyó vízréteget is lehűti bizonyos mértékig, és ez a cső falára vonatkozólag vékony hőszigetelő rétegként fogható fel. Tudvalévő dolog ugyanis, hogy a 29 °C feletti hőmérsékletű CaCO3-at tartalmazó oldatból aragonit válik ki, mely azonban e hőfok alatt lassan a stabilis kalcit–módosulattá alakul vissza. Az aragonit sűrűsége 2,9 – 3, a kalcité viszont csak 2,72. Az aragonitnak kalcittá való visszaalakulása tehát 8,35%-os térfogat-nagyobbodással jár. A hévforrás vizét vezető hasadékok falának hajszálrepedéseiben tehát, az itt keringő és 30 °C-nál jobban felmelegedő karsztvizekből aragonit válik ki, mely eleinte csak a kőzet legkisebb, mikrotektonikai hasadékait, majd később a nagyobb, vastagabb repedéseket is teljesen kitölti. A hévforrásműködés szünetelésekor a járatok falai lehűlnek, s ekkor megkezdődik az aragonitnak kalcittá való visszaalakulása. Abból, hogy e folyamat térfogat-nagyobbodással jár, következik, hogy a hajszálrepedések mentén a kőzetet a visszaalakuló kalcit szétfeszíti, meglazítja és így apró darabokra, illetve porrá hull szét. Azokon a helyeken tehát, ahol a víz irányváltoztatásra kényszerült, a porlódott réteg nagyobb vastagsága érthető. Az esetleg újból feltörő hévizek a már meglazított, porrá hullott kőzetet azonnal eltávolítják a falról, s ezáltal az ütköző pontoknál gömbhéjszerű bemélyedés keletkezik. A folyóvíz erővonalaira és örvényléseire vonatkozó áramlástani szabályok figyelembevételével 3-4 fázisú hévforrásműködés esetén már akkor is le tudjuk vezetni ilyen módon a szabályos gömbfülkéket, ha egy-egy működési szakaszban csak a ma is mérhető 10-15 cm-es aragonitosodott falvastagsággal számolunk.”

 
 

© 1999-2005 BEBTE www.bebte.hu