Az üledékszemcsék szállítása
Az üledékszemcsék szállítása
Az üledékszemcsék szállításának két szélsőséges módja van. Szemcseszállítás esetén minden egyes szemcse külön-külön mozog valamilyen áramlás hatására, míg tömegmozgás során a szemcsék sűrű elegye szállításkor egységesen viselkedik. Ez utóbbi folyamat kialakulásához többnyire lejtő és a gravitáció hatása szükséges. A két mozgásforma nagyon sokféle tengeri és szárazföldi környezetben megjelenhet. Áramlások folyókban, tengerparton, sekély-, sőt mélytengerekben is jelen vannak, s hasonlóképpen, a lejtős felszín sem csak a hegyvidékek és hegylábi törmelékkúpok sajátossága, rendkívül fontosak a folyódelták és a tengeri medencék lejtői is. Így tehát a szállítás folyamatának megértése csupán az első, nélkülözhetetlen lépés, amelyet további megfigyelésekkel kell kiegészítenünk, hogy eljussunk a lerakódási környezet meghatározásához.
Mélytengeri lejtőt jeleznek a csuszamlással kialakult (zöld színű) rétegek a gerecsei krétában
Szemcseszállítás akkor következik be, amikor egyirányú vagy oszcilláció áramlások (vízmozgás vagy szél) viszonylag kevés szemcsét mozgatnak. A kialakuló rétegformák típusa, mérete ilyenkor a szállító közeg energiájától (sebességétől), nagyságától (pl. vízmélység), valamint a szállított szemcsék méretétől függ. Kőzetlisztből, aprószemcsés homok méretű részecskékből az egyirányú áramlás fodrokat épít. Ezek néhány centiméter magas aszimmetrikus, gyakran sarló vagy nyelv alakú halmok, melyek egyik oldalát pusztítja, a másik oldalát építi az áramlás, s ezáltal a fodrok az áramlás irányában vándorolnak. Oszcilláló közeg – pl. hullámzás – szimmetrikus, hosszan elnyúló egyenes gerincű formákba fodrozza a homokot, amely ilyenkor nem vagy csak alig vándorol. Ugyanebben a szemcseméret-tartományban nagyobb (kb. 1 méter/másodperc feletti) sebességű áramlások már elmossák a felszínt, így síklemezesség keletkezik. Középszemcsés homok-aprókavics méretű anyag szállításához az előbbinél nagyobb áramlási sebességre van szükség: ilyenkor a fodrokhoz hasonló alakú, de azoknál lényegesen nagyobb formák – dűnék – jönnek létre. Fontos kiemelni, hogy nemcsak a szél által szállított sivatagi és tengerparti homokbuckák neve dűne, hanem a vízáramlások által létrehozott, ugyanolyan formáké is. Némely dűne sík, meredek mellsőlemezzel és egyenes gerinccel jellemezhető, de gyakoriak a parabola (nyelv) alakú és a barkánszerű, sarlós gerincű dűnék is. Utóbbiak vándorlása jelentős erózióval jár együtt.
A fodrok és a dűnék jól tükrözik az egykori áramlási viszonyokat, de – régebbi formák esetében – teljes kiterjedésükben geológus csak ritkán találkozik velük. Leggyakrabban a rétegforma belső, áramlási iránnyal párhuzamos metszetét ismerhetjük fel, amit keresztrétegzésnek nevezünk. Ennek alakja, típusa további finom – az egykori hidrodinamikai viszonyokra utaló – részleteket fed fel. Ha az áramlás sebessége nagy, a dűnéket is elmossa, szintén síkrétegzés alakulhat ki. Rendkívül sekély és gyors áramlás – ilyen hegyipatakokban, kisebb folyókban tapasztalható, vagy vulkánkitöréseket kísérő ún. piroklaszt-torlóárak esetén alakulhat ki – antidűnéket hoz létre. Ezek szintén belsőleg keresztrétegzett „buckák”, de a dűnékkel ellentétben az áramlásnak kitett oldalon gyarapodnak, az áramlással szemben vándorolnak. Felismerésük rendkívül nehéz.
Keresztrétegzés mutatja az egykori dűnék vándorlását (balról jobbra) a miocén tengerben Salgótarjánnál
A tömegmozgások sorában elsőként a kaotikus szerkezetű, mindenféle méretű és alakú törmeléket felhalmozó kőomlást kell említenünk, amely hegyvidéki sziklafalak alatt, sziklás tengerpartokon vagy éppen tenger alatti vetők mentén jöhet létre. Tengerparti kőomlás nyomát figyelhetjük meg a budaörsi Odvas-hegy eocén konglomerátum-breccsa-rétegeiben, s hasonlóképpen eredeztethetők például azok a háztömb méretű mészkőblokkok is, amelyek szilur-devon vulkáni üledékekben „úsznak” az Upponyi-hegységi Strázsa-hegyen.
A következő csoportba a lassú lejtőkúszás, valamint a gyors suvadás, csúszás és csuszamlás tartozik. Kúszás eredetű nyírási jelenségek és ráncok figyelhetők meg a budapesti Martinovics-hegy vagy a Gellért-hegy eocén korú márgarétegeiben. Az ívelt felületen mozgó suvadás szárazföldön, az egyenes pályájú csúszás szárazföldön vagy víz alatt, míg a csuszamlás vízzel borított lejtőkön mehet végbe. Közös jellemzőjük, hogy a lejtőt alkotó rétegek között vízzel alaposan átitatott „kenősík” jön létre. A csuszamlás tenger alatti lejtőkön igen nagy térfogatú üledék megmozgatására képes. A csuszamlási fülkéből távozó anyag gyakran teljesen meggyűrődve, valamivel lejjebb megállhat a lejtőn. Ha továbbhömpölyög, az üledék egyre több vizet képes magába venni, s a hígítás mértékétől, valamint a mozgásban részt vevő szemcsék méretétől függően a mozgás törmelékfolyássá vagy zagyárrá alakul.
A törmelékfolyást (vagy törmelékárat) sűrű, plasztikus „iszapkenőcs” jellemzi, amely a legkülönbözőbb méretű kavicsok-kőtömbök szállítására képes. A legnagyobbak az iszapmátrix tetején utaznak, a többi csökkenő méret szerint a belsejében. A törmelékfolyások mélytengerekben, időszakos esőzések idején félsivatagok völgyeiben, periglaciális vidékeken hóolvadáskor, áradáskor ún. fonatos folyókban vagy hegylábi törmelékkúpokon egyaránt gyakoriak. Törmelékfolyás eredetű oligocén üledékek bukkannak a felszínre a noszvaji pincesoron, és így keletkeztek a nyergesújfalui Sánc-hegy útbevágásában található vastag eocén konglomerátum- és homokkőrétegek is. Az áthalmozott törmelékanyag mindkét esetben mélyvízi ősmaradványokat tartalmazó agyag, illetve márga közé települ, így bizonyosak lehetünk mélytengeri eredetükben. Ezzel ellentétben Bakonybél környékén kimutatható, hogy a törmelékfolyással képződött eocén konglomerátumrétegek egykori fonatos folyómedreket töltenek fel, tehát szárazföldi eredetűek.
A legjobban ismert, kísérletekkel is vizsgált tömegmozgási forma a zagyár, amely az agyagtól a kavicsig bármely méretű szemcsét szállítani tud, s ezeket méret szerint osztályozva ülepíti le. A zagy mozgását, amely lejtőn kezdődik, de tovahaladni sík aljzaton, sőt emelkedőn felfelé is képes, a turbulencia tartja fenn. A képződő réteg neve ezért turbidit. Legelőször a legnagyobb szemcsék ülepednek le a zagy sűrű alsó szőnyegéből, majd a sebesen tovahaladó, jóval hígabb zagyfelhőből síklemezesség, a lassuló felhőből fodrok, azaz keresztlemezesség keletkezik. Végül a maradék anyag rendkívül finom, lebegtetett szemcséi rakódnak le. A zagyárak szüneteiben élőlények telepedhetnek meg az iszapos aljzaton, táplálkozási, mászási stb. nyomokat rajzolva. Ezeket a következő turbiditréteg talpa lenyomatként őrzi meg. Bár a zagyárak kétségtelenül a mélytengerekben a leggyakoribbak, selftengerekből, sőt folyóárterek üledékeiből is ismerünk példákat. A legszebb turbiditek felszínen a Kárpátok flistakaróiban tanulmányozhatók, s bár kevésbé szépekkel, a budai hegyekben is találkozhatunk velük, például a Pusztaszeri úton eocén homokkőrétegek alakjában; s előfordulnak a Gerecse kréta üledékeiben is.
A gradált rétegzés (a felfelé csökkenő szemcseméret) azt bizonyítja, hogy egykor (a kréta időszakban) nagysűrűségű kavicsos zagyár zúdult le a lábatlani Köszörűkő-bányában. A tömegmozgási formák felismerésével derült ki, hogy a korábban sekélytengeri – abráziós eredetűnek gondolt – kréta konglomerátum mélytengeri áthalmozással keletkezett
Tömegmozgás víz hozzákeveredése nélkül is végbemehet lavinaszerű szemcsefolyásként, elsősorban kavicsos vagy homokos rézsűkön, meredek deltafrontokon vagy torkolati zátonyokon. Sopron vagy Tapolca környékén felszíni feltárásban figyelhetők meg olyan piciny – 10–20 méter magas –, kavics anyagú delták, amelyek hozzájárultak a Pannon-tó feltöltődéséhez, s amelyeknek frontja szemcsefolyásokkal nyomult előre a tó vizében. A szemcsefolyásra, akárcsak a nagy sűrűségű kavicsos zagyárra az jellemző, hogy a mozgás során a hosszúkás és a lapos kavicsok a szállítási iránnyal párhuzamosan, enyhén kibillentett helyzetben – zsindelyesen – rendeződnek (lásd a keretes szöveget), aminek segítségével az egykori szállítás irányát is azonosíthatjuk.
Utolsóként az üledékfolyósodás jelenségét említjük, amely szintén gyakran alakul ki lejtőinstabilitás következtében. A már leülepedett, de még vízzel alaposan átitatott üledék folyósodik, azaz a szemcsék közötti pórusvíz felkavarodik, s a nyomásárnyék irányába szökik, miközben üledékszemcséket ragad magával. A távozó víz – tál és pipa alakú szerkezetek hátrahagyásával – megemeli, összegyűri vagy áttöri az eredeti rétegeket. Ez lejtő nélkül, túlnyomás alatt álló üledékben is bekövetkezhet, valamilyen külső hatásra, pl. földrengés, vihar vagy erős hullámverés eredményeként.
