Töbör-morfometria

Célok, kérdések 1. Mennyiségi jellemzés: Mi mekkora? (Melyik a legnagyobb töbör a Bükkben? Hol találjuk a világ legsűrűbben töbrösödött területeit? Hány méter mély a legmélyebb töbör? stb.) 2. Morfogenetikai érdeklődés:Miért akkora? (Keletkezési, fejlődési elméletek igazolása vagy elvetése)

Mi határozza meg a töbrök fejlődését? Az alapkőzet? (Sorba állíthatók-e a kőzetek a töbrök fejlettsége alapján? Alkalmasabb és kevésbé alkalmas kőzetek elkülöníthetők-e?) A tektonika? (Szerkezeti irányok, repedések miként jelentkeznek, jelentkeznek-e egyáltalán a töbrök alakjában, eloszlásában?) A domborzat? (Sík vagy lejtős területek hogyan befolyásolják a töbrök kialakulását, alakját? Vannak-e jellegzetes magassági szintek, stb.) Az éghajlat? (Milyen jellemző paraméterek alapján lehetne elkülöníteni a trópusi és a mérsékelt övi, magashegységi töbröket? Vajon a klímazónák között nagyobb különbségek vannak-e, mint a klímazónákon belül?) A csapadék? (Kimutatható-e, hogy csapadékos területeken nagyobbak, illetve sűrűbben helyezkednek el a töbrök?) A mikroklíma? (Hogyan érvényesül a mikroklíma hatása a karsztos oldás területi differenciálódásában? Lehet-e morfometriailag igazolni?) Az idő? (Megragadható-e egyáltalán a töbrök fejlődésének időtartama, és ha igen a töbrök számának, méretének fejlődése milyen időbeli viselkedést mutat?) A folyóvíz általi utánpótlás? (Szerepet játszik-e egyáltalán az oldásos töbrök fejlődésében és milyen mértékben a folyóvíz?) Töbrök genetikai típusai elkülöníthetők-e morfometriai alapon?

ALAPADATOK előállítása 1. Terepi vizsgálatok, mérések alapján távmérés, GPS, szintezés, térképezés Ez lenne az igazi DE időigényes! 2. Légifotók alapján Hasznos, pontos lehet, a beszerzés körülményes a sűrű növényzet eltakarhatja a töbröket 3. Részletes térképek alapján Tereptől függ: Aggtelek: 1:10.000 elég jó Mecsek: 1:10.000 nem elég Barbados (Day, 1983): terepi mérések, 1:10.000 térkép összehasonlítása, 54%-kal kevesebb TOVÁBBI ÖSSZEHASONLíTÁSOK JAVASOLTAK!

Feldolgozás módszere 1. Hagyományosan: kézzel, mm-papíron 2. Számítógéppel segített módszer a töbrök alak- és irányjellemzőinek gyors feltárásához Ez a leggyorsabb DE A térképtől „elszakad” 3. Térinformatikai keretben Az elején időigényes (digitalizálás) Legsokoldalúbban használható

Számítógéppel segített módszer (térkép illetve légifotó alapján) 1. Az alaptérkép (vagy légifelvétel) kiválasztása után a töbröket át kell rajzolni fóliára. (Az itt felmerülő kérdések: térkép pontossága, töbör határvonala, stb. függetlenek a számítógépes eljárástól.) 2. Az átrajzolt kép szkennelése. 3. Képfeldolgozó program alkalmazása. Ehhez rendelkezésre állnak a világhálóról letölthető ingyenes programok (pl. ImageTool). Ezeken belül a fontos lépések: a, Kalibráció: egy térképen megmért, ismert hosszúságú szakasz alapján a digitális kép méretarányának beállítása; b, A képen található zárt objektumok azonosítása (ezt már a számítógép végzi el); c, Mérés – az alábbi főbb paramétereket kínálja fel a program: terület; kerület; első és második tengely iránya, hossza; megnyúltság; kerekítettség; középpont koordinátái; d, Az adatbázis elmentése; 4. Az adatbázis statisztikai kiértékelése.

Térinformatikai adatbázis felépítése 1) Alapadatok beszerzése, összeillesztése: Topográfiai térkép Légifotó Geológiai térkép Digitális domborzatmodell (közvetlenül vagy digitalizálással) 2) Töbör-adatok digitalizálása: Töbör-határok (legkülső zárt szintvonal) Töbör-középpontok 3) Számítások elvégzése

27,4 km2 820 töbör 30 db/km2 (Aggtelek: 9.81 db/km2)

Töbör-morfometriai mutatók típusai Alaprajzi (horizontális) jellemzők: hosszúság, szélesség, terület, kerület, irányítottság, aszimmetria; Magassági (vertikális) jellemzők: mélység, tengerszint feletti magasság, oldallejtők szöge Eloszlási mintázatok: töbörsűrűség, töbrösödési arány, szomszédsági viszonyok értékelése; Hidrológiai kapcsolatok: vízgyűjtő-terület, vízfolyás rendűség a dolinán belül, forrás-sűrűség.

Horizontális méretek, Hossz Bükk (Dutkó A., 2000): Örvénykői- visszafolyó, 480 m Nagy-Kő-mázsa mellett (DK-Bükk): 380m modus: 20-25m (88 db), medián: 55m Aggtelek (Telbisz): Szögliget mellett: 549 m modus: 15m, medián: 67 m

Horizontális méretek kapcsolata Általában szoros regressziós kapcsolat áll fenn a különböző horizontális paraméterek között (r2>0.8) pl.: Major Axis Length = 8.01076 + 1.39358*Minor Axis Length Perimeter = 7.26027 + 2.74314*Major Axis Length Area = 1.15178*Major Axis Length1.81799

Horizontális jellemzők, Megnyúltság Bükk (Dutkó A., 2000): 1,1-1,3 3-nál nagyobb: 2 db (valószínűleg uvalásodás eredménye) Aggtelek (Telbisz): átlag: 1,6 maximum: 5,59 Töbrök megnyúltsága nő-e a méretükkel? NEM (r2=0.02) Megnyúlással párhuzamosan szélesednek is!

Horizontális jellemzők, Megnyúltság iránya (tengelyirány) Bükk (Dutkó A., 2000): Jellemző irány: Ny-K-i - kb. antiklinális tengelyirányok másodlagos (enyhén): É-D-i dolinák tengelye kis szöget zár be a terep általános lejtésével (10°)  domborzati kontroll (szerkezet közvetve érvényesül) Aggtelek (Bárány-Mezősi, Telbisz): Jellemző irány: ÉÉK-DDNy-i (szerkezethez kapcsolódik, de akár átöröklésen keresztül közvetve érvényesül) másodlagos: ÉÉNy-DDK-i Nagyoldal Haragistya Szalonna Domborzati kontroll DEM alapján vizsgálható! Összes

Horizontális jellemzők, Aszimmetria Elv I. (mikroklíma): töbrök Északi, Nyugati oldala: több besugárzás  több baktérium  magasabb CO2-szint  nagyobb egyensúlyi koncentráció  gyorsabb oldásos pusztulás, meredekebb falak Elv II. (rétegdőlés): Morfometrikus lehetőségek: 1. Legmeredekebb oldal iránya 2. Aszimmetria-arányok: W1/W2; L1/L2 ; N/N+S; W/W+E Eredmények (Bükk): Farsang-Tóth (27 dolina, 1 méteres szeletek alapján): töbör alján még inkább É-D-i aszimmetria (tektonikus), felfelé átvált Ny-K-ibe (mikrobiális hatás). Dutkó: L1 L2 W1 W2 EDDIG KEVÉS EGYÉRTELMŰ ADAT! (PREKONCEPCIÓ)

Horizontális jellemzők, Időbeli változás Kemmerly-Towe (1978): légifotók alapján 1937-es és 1972-es állapot = 35 év 18 dolina (Tennesse) szuffóziós eredet kb. 10m vastag glaciálisokból származó üledékeken (lösz, anyag, kőzetliszt) mérés eredménye: 1. nőtt a hossz és a szélesség is, de főleg a hossz 2. növekmény: löszön: 40 m2/100 év agyagon: 70 m2/100 év kőzetliszten: 100 m2/100 év 3. ez alapján az ottani töbrök kora: löszön: 65 ka (lineáris növekedést feltételezve) agyagon: 38 ka kőzetliszten: 25 ka (pollen, őslénytan - hasonló korok) (Aggtelekre hasonló rátát feltételezve: 100-150.000 év közötti töbör-korok adódnak; ez valószínűleg erősen alábecsli a töbrök korát.)

Vertikális jellemzők, Mélység Bükk (Dutkó A., 2000): Csókási-víznyelőtöbör, 20 m 66%: sekély (<3m) tetőközelben: „függő töbrök” - szélesek, de laposak (pl. Tányéros-teber) völgyi helyzetben: mélyebb töbrök (sortöbrök, mélységi lefejezéssel) Aggtelek (Telbisz): 27 m (Aggtelek, Jósvafő között) átlag: 5.69 Depth = 1.00062 + 0.0475212*Length (r2=49.6)

Vertikális jellemzők, Mélység Fontos genetikai különbségek: mélység illetve vertikális megnyúltság alapján: Nagyobb mélység/átmérő arány jellemző: 1. aknásodó dolinákra (zsombolyok, stb.) - magashegységi típus 2. beomlásos képződményekre (bár idővel elsimulhatnak); mások (Jennings, Day): ha gyenge a korreláció a mélység és az átmérő között, az omlásos genetikára utal - EZ NEM MINDIG IGAZ 3. trópusi területek töbreire - az oldásos töbrök éghajlati elkülönítésének legmarkánsabb indikátora (Troester et al, 23.000 töbör)

Vertikális jellemzők, Mélység

Vertikális jellemzők, Mélység, Eloszlások

Horizontális+Vertikális jellemzők, Térfogat Töbrök térfogata meghatározható 1. Részletes szintvonalak alapján (numerikus integrálás) 2. Alapterület*Mélység/3 (Ha kúpalakot feltételezünk, lehet félgömb vagy más is.) Ebből a kioldott anyagmennyiségre, tehát végsősoron a lepusztulásra lehet következtetni. Az eredmények összehasonlítandók a más módszerekkel nyert adatokkal.

Töbör térfogat - lepusztulás Össztérfogat (V): 2,2107 m3 Töbrök Összterülete: 4,1 106 m2 Vizsgált terület (A): 2,74107 m2 Töbrösödési arány: 15% Lepusztult anyag mm-egyenértékben: V/A=802mm – Mennyi idő alatt?

Fluviokarsztos jellemzők (hidrológiai megközelítés) 1. Vízhálózat rendűség vizsgálata (Williams, Day): trópusi karsztokra - nem teljesen igazodik a Horton-törvényekhez 2. Dolinákhoz tartozó vízgyűjtő területek vizsgálata (Mills-Starnes) - Tennessee, 127 dolina, 1:2400 térkép, sűrűség: 2 dol/km2 - fedőkőzet, csak néhol bukkan felszínre a mészkő - víznyelő területe  vízgyűjtő terület: több víz érkezik, nagyobb oldás + eróziós tágulás is (peremek hátrálása)  szabálytalanabb körvonal - víznyelő mélysége nem mutat korrelációt a vízgyűjtő területtel (Oka: alapkőzet különbözőségei; illetve üledékes kitöltés) 3. Dolina alak szabályossága (kerekítettsége): cockpit - mérsékelt övi töbör különbségei 0. rendű 1. rendű 2. rendű 3. rendű

Töbrök vízfolyás-rendűsége

Térbeli viszonyok, Sűrűség

Az Aggteleki-karszt töbrös területei

Térbeli viszonyok, Sűrűség, Aggteleki-karszt

Töbörsűrűség és töbrösödési arány

Térbeli viszonyok, Sűrűség, Aggteleki-karszt

Térbeli viszonyok, Sűrűség, Kentucky Kemmerly (1982): 24.912 töbör Anya-leány töbörfejlődés Hullámzó töbörsűrűség időben idő

Térbeli viszonyok, Sűrűség, Barbados, Iowa Day (1983), Barbados: kiemelt korall teraszok 150 m magas teraszig nő a sűrűség a fölött már csökken összenövés és feltagolódás egyaránt megfigyelhető Palmquist (1976), ÉK-Iowa: vékony glaciális üledéktakaró korok ismertek! kezdetben gyors növekedés, majd lelassul, leáll 6000 évig „semmi sem történik” - barlangjáratok fejlődésének, hidrológiai kapcsolatok kiépülésének időszaka D=7.26 lg T - 27.9

Bükk, töbörsűrűségi térképek

Térbeli viszonyok, Legközelebbi szomszédok Hossztengely iránya Legközelebbi szomszéd

Hossztengelyek

Legközelebbi szomszéd

Térbeli viszonyok, Legközelebbi szomszéd (nearest neighbour) index Az index (R) a töbrök legközelebbi szomszédjuktól való távolságának az átlagát (l) viszonyítja a véletlenszerű elrendeződés esetén várható átlagos távolsághoz (E(l)). R = l/ E(l) 0 felé: csoportokba, sorokba rendeződött töbrök 1 körül: véletlenszerűen elszórt töbrök 2.149 felé:szabályosan (rács mentén) elhelyezkedő töbrök KEMMERLY (1986, Kentucky-karszt): "szülő-leány” töbör-terjedési modell, külön számolt a "szülő" és a "leány" töbörsokasággal „szülők”: szabályos elrendeződésűnek tűntek (egyfajta szabályos repedéshálozatra utalva) „leányok”: jelentős csoportosulási hajlandóságot egy-egy "szülő-töbör" körül.

Térbeli viszonyok, Legközelebbi szomszéd (nearest neighbour) index szabályosan (rács mentén) elhelyezkedő töbrök véletlenszerűen elszórt töbrök csoportokba, sorokba rendeződött töbrök

Töbrök függőleges eloszlásának jellemzése az Aggteleki-karszton