A vízkörforgás (folytatás) Dr. Fórizs István

Szárazföldi hozzájárulás Tengervíz 70% 50% 85% Globális CsVV

Párolgás: párolgási vonal 20% 100% 40% 60% 80% 40% 80% 60% 20% Kezdeti víz (jég), pl. tó (hó) GCsVV

Magyarországi csapadék

Téli-nyári csapadékvíz-vonal

Csapadékvíz-vonal meredeksége

Nyírőlapos (Hortobágy), 100 m tszf. Üveghuta, 300 m tszf. Takard ki a copyright-ot, tegyél bele több nevet, miért éppen ezt a három igen különböző helyet mutatod? Eszkimó-jegesbarlang 1100 m tszf.

CGWL: Groundwater Line of the Carpathian Basin GMWL: Global Meteoric Water Line GMWL CGWL Meg kell magyarázni a jeleket, új vonalat

Magassági hatás: d-többlet növekszik Meg kellene mutatnod az átlagos évi hőmérsékletet, csapadékot, magasságot is a 3 helyhez. Mi a szaggatott vonal?

Helyi (csapadék)víz vonalak 1979-1985 Abádszalók, Deák József dD = 7,2*d18O + 0,1 ‰ 2001-2002 Debrecen: Palcsu László dD = 8,5*d18O + 2,9 ‰ 2001-2003 Debrecen: Palcsu László (2003: rendkívül száraz év) dD = 7,5*d18O – 7,4 ‰ 1974-1975 Oradea: Ţenu 1981 dD = 6,7*d18O – 3,1 ‰ Rétegvíz vonal – Kárpát-medence, Deák József dD = 7,6*d18O + 6 ‰ Ez mit jelent? Lehet-e elvi lehetősége annak, hogy azok a vizek amik betöményedtek és most már sósak (ez lejátszódhatott 30 e éve) akkor másként engedjék el a nehéz O-t, tehát más egyensúlyi, itt bemutatott egyenletük legyen az akkori sótartalom miatt? Mi ezeknek az egyenleteknek a jelentősége? Hány megfigyelés alapján szabad számolni, az érvényességük milyen?

Alkalmazási példa Klímaváltozás

Klímaváltozás Levantéban Északnyugati trajektóriájú mai csapadék Jelenlegi beszivárgású víz (Sinai, Izrael) Délnyugati trajektóriájú mai csapadék Jégkorszaki beszivárgású víz (Sinai, Negev)

Klíma- és történelmi változások

Cellulózban C-O izotópok

Kútvíz izotópos adatai (Magyarország) Szakértés Kútvíz izotópos adatai (Magyarország) Trícium: 3 TE d18O -10,7 [‰]VSMOW 14C-tartalom: 30 [%]modern

Jég fúrómagok, GISP2 fúráshely 13

Jég fúrómagok, GISP2 fúráshely 13 és 15

Jég fúró-ma-gok, GISP2

Jég fúró-magok, GISP2

Jég-fúrómagok

Kormeghatározás Trícium CFC Radiokarbon

Trícium Keletkezése: 147N + 10n  126C + 31H Bomlása: 3H  3He + β- Felezési idő: 12,36 év Természetes szint csapadékban 1950 előtt Magyarországon: kb. 5 TE (éves átlag).

1977 előtti becsült adat (Bécs és Ottawa alapján)

A tríciummal való kormeghatározás módjai 1963-as csúcs mozgási sebessége Radioaktív bomlás időfüggése: - Csak tríciummal. - 3H-3He együtt.

Az 1963-as 3H csúcs kimutatása

A trícium radioaktív bomlása At=A0e-λt ⇓ t=-17,93•ln(At/A0) [év] Ahol At a mért, A0 a kezdeti trícium aktivitás, λ bomlási együttható, t eltelt idő. Feltételek: nem volt vízkeveredés, A0 ismert vagy becsülhető

3H-3He módszer Bomlás: 3H  3He + β- At=A0e-λt A0  At + 3He t=-17,93•ln {At / (At + 3He)} [év] Feltételek: 1) A trícium bomlásából keletkezett 3He nem távozik a rendszerből. 2) Nincs jelentős hélium föláramlás. 3) A mért 3He-ból levonom a levegőből beoldódott 3He-at (a mért 4He segítségével).

Kormeghatározás CFC-ékkel C, F és Cl atomokból fölépülő, kizárólag mesterséges eredetű vegyületek (pl. a freon). Nem bomlanak el! Kormehatározásra használt CFC vegyületek: CFC-11 (CCl3F) CFC-12 (CCl2F2) CFC-113 (C2Cl3F3)

Radiokarbon (14C) Keletkezése: 147N + 10n  146C + 11p Bomlása: 146C  147N + β- Felezési idő: 5730 év. Alkalmazás: 0-40 000 (60 000) év.

Vizek radiokarbon (14C) kormeghatározása At=A0e-λt ⇓ t=-8267•ln(At/A0) [év] Ahol At a mért, A0 a kezdeti radiokarbon aktivitás, λ bomlási együttható, t eltelt idő. Feltételek: nem volt vízkeveredés, A0 ismert vagy becsülhető.

A0 becslése A0 a beszivárgó vízben oldott szervetlen karbonát (DIC) 14C-tartalma [%]modern-ben kifejezve. A DIC alapvetően talajgázból származik, de mindig oldódik be valamennyi 14C-mentes karbonát is. A0 értéke a tapasztalatok szerint 60-95% között változik, Magyarországon Deák József (VITUKI) szerint a 60% a jellemző.

A beszivárgás utáni események A0 becslése (folyt. 1) A beszivárgás utáni események 1) Széndioxid gáz öblíti át a víztestet. 2) További 14C-mentes karbonát oldódik be a vízbe. 3) Az oldott karbonát egy része kicsapódik.

Széndioxid gáz öblíti át a víztestet A0 becslése (folyt. 2) Széndioxid gáz öblíti át a víztestet 1) Szénhidrogén telepek környezetében fordul elő, pl. az Alföldön több helyen. A nagyon idős, 14C-mentes szerves anyag érésének terméke. Ilyen esetben vagy a ténylegesnél jóval nagyobb kor adódik, vagy mérhetetlenül kevés a 14C. 2) Fölismerhetőség: a DIC d13C értéke -20 és -30 [‰] közötti (a szerves anyag d13C értéke kb. -25 [‰]PDB).

14C-mentes karbonát oldódik be a vízbe A0 becslése (folyt. 3) 14C-mentes karbonát oldódik be a vízbe Korrekció statisztikai adatok alapján: T = -8267•ln [At / (q•A0)] q hígulási arány beszivárgási terület 0,65-0,75 karszt 0,75-0,90 üledék finomszemcsés karbonáttal, pl. lösz 0,90-1,00 kristályos kőzetek

14C-mentes karbonát oldódik be a vízbe A0 becslése (folyt. 4) 14C-mentes karbonát oldódik be a vízbe Korrekció kémiai összetétel segítségével: mDICbeszivárgás q = ─────────── mDICminta

A0 becslése (folyt. 5) 14C-mentes karbonát oldódik be a vízbe Korrekció kémiai összetétel segítségével: mDICminta = mDICbeszivárgás +[mCa2+ + mMg2+ -mSO42- + ½(mNa+ + mK+ - mCl-)] Koncentrációk mol/liter-ben.

A0 becslése (folyt. 6) Korrekció kémiai összetétel segítségével: A klorid forrása: NaCl A szulfát forrása: gipsz

A0 becslése (folyt. 7) 2:1 szerkezetű Víz agyagásvány Víz-agyagásványok közti kationcsere: Na+ (+ K+) Víz 2:1 szerkezetű agyagásvány Ca++ (+ Mg++)

A0 becslése (folyt. 8) Korrekció d13C segítségével: d13Cminta - d13Ckarbonát q = ───────────────, d13Ctalajgáz - d13Ckarbonát ahol d13Ckarbonát = 0 ‰ közeli d13Ctalajgáz = -23 ─ -25 ‰

Egyéb korrekció A fölső légköri természetes 14C keletkezés nem állandó erősségű. A 0-12000 éves tartományra kalibráló görbét alkalmaznak, ha valódi korokat akarnak számolni. Egyébként a Libby-féle hibás felezési idővel számolnak, hogy a számolt korok összevethetőek legyenek a régen számoltakkal.

14C szerves anyagban Csak gyorsító-tömegspektrométerrel mér-hető a kis anyagmennyiség miatt. Akkor alkalmazható, ha a vízben lévő szerves anyag a beszivárgó vízzel együtt került a felszín alá, később nem kevere-dett hozzá egyéb forrásból 14C-mentes szerves anyag.

Feladat Számoljuk ki a víz korát, ha At = 15 [%]modern, a d13CDIC= -12‰!

Feladat (folyt.) Ha ez a víz Magyarországon van és d18O = -9,6‰ vs. VSMOW, akkor mit mondhatunk a számolt korról?