Magyarország, 1978. július-december (15. évfolyam, 27-53. szám)

1978-08-13 / 33. szám

S­záznegyvenkét ország képvi­selői vettek részt Genfben az ENSZ harmadik tenger­jogi konferenciájának 1978. már­cius 28-án kezdődött hetedik ülés­szakán. Ennek egyik fő témája az óceánok mélyén található ásvá­nyi nyersanyagok kiaknázása volt. A vitából kiderült, hogy ebben az ügyben még rengeteg a tenni­való, hiszen napjainkig a világ­óceán aljzatának csupán három százalékát kutatták át és haszno­sítják rendszeresen. A kontinen­tális talpazat készleteiből fede­zik a világ nyersolaj szükségleté­nek körülbelül 20 és földgázszük­ségletének mintegy 10 százalékát, de még óriási készletek rejtőznek a mélyben. Valószínűleg ennél is hatalmasabb az óceáni fémtarta­lék. Az amerikai delegáció becslése szerint például rézből 15-ször, nik­kelből 1500-szor, mangánból pe­dig 4000-szer akkora mennyiség található az óceánok alján, mint amekkorák az ismert szárazföldi készletek. A Washington Post a minap azt írta, hogy a Csendes­óceánban, Guayana és Mexikó kö­zött másfél billió (1012) tonna mangánkonkréció található, s ez még mindig csupán elenyésző há­nyada a teljes, óceáni mennyiség­nek. Ha a kutatások jó ütemben haladnak, 1983-ban vagy 1984-ben megkezdődhet a mangán ipari méretű kitermelése. Ehhez azon­ban — természetesen — újszerű és rendkívül tőkeigényes techno­lógia kell. Hidro- és diagenetikus De hogyan is keletkeztek (és keletkeznek jelenleg is) a szóban forgó óceánmélyi ércelőfordulások? Enrico Bonatti, a Lamont-Doherty Geológiai Obszervatórium (New York) munkatársa nemrégiben részletes választ adott erre a Scientific American című folyó­iratban. Bevezetőül hangsúlyozza, hogy az érctelepek keletkezése a földtudományokat valósággal for­radalmasító, új elmélet, a tábla­tektonika alapján érthető meg; ennek segítségével előre megmond­ható, hol, merre kell keresni to­vábbi lelőhelyeket. A táblatektonika szerint az óceá­nok belterületén, általában a kö­zépvonalban húzódó hátságok ten­gelymenti, repedéses eredetű völ­gyei azok a sávok, amelyeknek mentén napjainkban is zajlik víz­szín alatti vulkánosság (lávaszi­várgás), amit többé-kevésbé jelen­tős szeizmikus tevékenység kísér. E vulkáni működésnek egyik „mel­lékterméke” az érctelepek kiala­kulása. Miután az oceanográfiai és geofizikai kutatások révén már jól ismert, hogy hol helyezkednek el a repedésvölgyek, amelyeknek mélyéről a kőzetolvadék az óceáni aljzatra jut, a térképeken meg le­het jelölni a világóceán ama ré­szeit, amelyek ásványi nyersanyag­kincsekben gazdagok. Geokémiai szempontból a fém­előfordulásoknak két fő típusa kü­lönböztethető meg: a hidrogeneti­­kus és a diagenetikus. A hidroge­­netikus üledék a vízből kiváló és a tengerfenéken lassan felgyülem­lő, gyakran csupán néhány mik­­ronnyi átmérőjű fémszemcsékből képződnek. Elsősorban a vas és a mangán jön számításba; ezek — ha a feltételek bizonyos szervetlen kémiai reakciók lezajlásához ked­vezőek — könnyen kiválnak a ten­gervízből. Persze, a folyamat las­sú: 1000 év alatt legfeljebb 1 mil­liméter vastag hidrogenetikus üle­dékréteg képződik. Ha a tengerben jelentős mennyiségű fenéklakó és plankton jellegű élő szervezet van jelen, akkor a folyamat kissé gyor­sabbá válik. E szervezetek ugyanis szintén kiválasztanak egyes féme­ket a tengervízből. A diagenetikus eredetű érctele­pek forrása az üledékes rétegek pórusaiban elhelyezkedő tengervíz. Ott számíthatunk jelenlétükre, ahol az üledékekben meglehetősen nagy mennyiségű szerves anyag található. Ennek lassú bomlása és oxidációja felemészti a póru­sokban levő víz oldott oxigénjé­nek egy részét. Így a tengerfenék alatt, bizonyos mélységben olyan feltételek állanak elő, amelyek­nek eredményeként a hidrogeneti­kus úton képződött vas- és man­gánszemcsék feloldódnak, mihelyt bekerülnek az egyéb üledékek közé. A pórusokban tehát mind nagyobb vas- és mangánkoncent­rációk alakulnak ki. Később a diffúzió miatt megkezdődik föl­felé­­ vándorlásuk, illetőleg a gra­vitáció hatására visszasüllyedésük az üledékek oxidációs övezetébe, ahol újra leülepednek. (Az oxidá­ciós és a redukciós zónák közötti határ olyan, mint valamiféle szű­rőberendezés ; ennek következté­ben az ércek éppen e határ fölött halmozódnak fel.) Reális feltevés I­V. A hidrotermális eredetű üledé­kek helyszíni kutatása a hatvanas évek közepén, a Csendes-óceán keleti pacifikus hátságának tenge­lye mentén kezdődött. A miami egyetemhez tartozó Tengeri Tudo­mányok Intézete részéről Kurt G. W. Boström és Enrico Bonatti, a Szovjet Oceanológiai Intézet meg­bízásából pedig I. S. Szkornyakova vezetésével folytak a vizsgálatok. Nagy mennyiségű vasat és man­gánt találtak a fenékről vett min­tákban. Nem sokkal később a Scipps Oceanográfiai Intézet egyik kutatója, Gustav O. Arrhenius is bekapcsolódott a munkákba, s Bonattival együtt báriumot fede­zett fel a barit nevű ásványban. Az összes kutató, aki ezekben az expedíciókban részt vett, egyet­értett abban, hogy a kérdéses üle­dékek nem törmelékszemcsék le­rakódása révén vagy kémiai fo­lyamatok eredményeként keletkez­tek, hanem valamilyen helyi jel­legű forrás révén jöttek létre. Fel­tételezték, hogy elsősorban a ten­gerszint alatti vulkánosságnak vagy hidrotermális tevékenység­nek juthatott ebben szerep, vagy esetleg mindkettőnek egyidejűleg. A feltevés reális, tudniillik a szóban forgó üledékeket éppen a hátság hossztengelye mentén ta­lálták, ahol a vízszint alatti vul­kánosság éppúgy lehetséges, mint a hidrotermális tevékenység. Ké­sőbbi vizsgálatok is igazolták ezt. Minden olyan területen, ahol szü­letőben levő óceánok vannak, ha­sonló típusú üledékeket találtak. Így a Vörös-tengerben, az afrikai Afar-háromszög árkos töréseinek területén, valamint az Adeni-öböl­­ben is. A Glomar Challenger ku­tatóhajó által végzett fúrások ta­núsága szerint ugyanilyen üledé­kek fordulnak elő az óceánaljzat idősebb részein is, amelyek ma már nagy távolságban vannak a sodródási központoktól, vagyis a repedésvölgyektől, de valaha azok­nak közelében voltak. Eszerint az érctelepek keletkezésében szerepet játszó tényezők a geológiai múlt­ban ugyanúgy működtek a sodró­dási központok közelében, mint napjainkban. De melyek ezek a tényezők? Az elfogadott modell A reped­ésvölgy szomszédságában sokhelyütt melegforrások törnek fel az óceánfenékre. Fémeket és szilikátokat hoznak magukkal az óceáni kéreg mélyéről. A vas és a mangán a viszonylag hideg víz­ben oxidálódni kezd és leülepe­dik. Rendszerint előbb a vas, az­után a mangán. Kisebb mérték­ben azonban nikkel, réz, kobalt, ólom és cink is lerakódik a meleg­források táján. Mindez azonban még csak részlegesen oldja meg a kérdést. Az alapvető két problé­ma ugyanis az, hogy honnan szár­maznak a melegforrások, s hon­nan erednek azok az ércek, ame­lyeket magukkal szállítanak? A jelenleg elfogadott modell, amely kielégítő magyarázattal szolgál, a következő. A sodródási központok környe­zetében az óceáni kérget keresztül­­kasul átjárják a különböző töré­sek és repedések. (Ezek létét né­hány évvel ezelőtt közvetlenül is megállapították, amikor a FAMOUS — French—American Mid-Oceanic Undersea Survey — vállalkozás keretében három kü­lönleges merülőhajóval sikerült le­bocsátkozni az Atlanti-óceán re­­pedésvölgyének egyik szakaszába, és víz alatti felvételeket készítet­tek.) A tengervíz könnyen beha­tol e repedésekbe, amelyek köze­lében hatalmas, 1000 C-fok körüli hőmérsékletű magmatömegek van­nak, s mozognak alulról fölfelé, így a környező kőzetek ugyancsak átmelegednek, és annak a tenger­víznek is megnövekszik a hőmér­séklete, amely a repedések révén a kőzetrétegekbe behatolt. A for­ró tengervíz kémiai kölcsönhatás­ba kerül az óceánmélyi bazaltok­kal, ugyanakkor bizonyos elemek, közöttük fémek is kiválasztódnak a kőzetekből. A fémeket tartal­mazó víz a konvekciós áramlások törvényének megfelelően emelked­ni kezd, és végül melegforrások formájában kibukkan az óceán aljzatára, ahol lerakja a magával hozott szilikátokat és fémeket. Hélium a földköpenyből A vázolt hidrotermális rendszer azonban nemcsak szilárd szem­cséket szállíthat magával, hanem gázokat is. Nemrégen felfedezték, hogy a repedésvölgyek mentén hé­lium fordul elő, amely — az izo­tópok arányából következtetve — nem a légkörből, hanem a kéreg alatti állományból, azaz a föld­köpenyből került az óceánfenékre. Ezért nem lehet kizárni azt a lehetőséget, hogy bizonyos fémek hasonló úton, vagyis gázok köz­vetítésével jutottak a köpenyből az óceáni bazaltövezetbe, ahonnan a hidrotermális rendszer szállí­totta tovább őket. Az óceánok alatt a köpeny anyagának megol­vadása már 25—50 kilométer mély­ségben megkezdődik. Legalább ek­kora tehát az a mélység, ahonnan a fémek származnak. Az óceánok peremvidékén, ahol a mély árkok találhatók, az el­öregedett litoszféra lefelé, a föld­köpeny felé mozog. Eközben egyes darabjai letörhetnek a nagy kő­zetlemezről, s rátorlódhatnak a szemközti kontinentális táblára. Az ilyen maradványokat ofiolitek­­nek nevezik. Sokhelyütt kimutat­ták jelenlétüket, például az Ap­­penninekben is. Az itteni ofiolitek körülbelül százmillió évesek. Leg­felül üledékek, középütt bazaltok és gabbrofélék, alul pedig a kö­penyből származó ultrabázikus, vagyis nagyon alacsony szilícium­­dioxid tartalmú kőzetek találha­tók bennük. E rétegződés ugyan­olyan, mint a fiatal óceáni táb­láké. Az ofiolitek is sok fémet tartalmaznak, főként mangánt, mégpedig az üledékes réteg leg­alján, ahol ez a bazalttal érint­kezik. Az Appenninekben levő ofiolitek üledékei kémiai és ás­ványtani összetételüket illetően pontosan olyanok, mint amilyenek az óceáni repedésvölgyek szom­szédságában található üledékek. E témák tanulmányozása nem­csak­ a hidrotermális modell iga­zolását segíti elő, hanem eddig még nem ismert fémelőfordulások nyomára is vezethet a sodródási központok területén. Egyes ofioli­tek ultrabázikus, alsó övezeteiben például krómitot nikkelt, sőt je­lentős mennyiség platinát is fel­fedeztek. Valószínű, hogy az óceánban levő ilyen telepek gya­korlati kiaknázására — tekintettel a technikai nehézségekre — csak a jövő évszázadban kerülhet majd sor. dr. hédervári Péter Oceanológia Mangán a mélyben Fémkészletek a tengerfenéken Az ércelőfordulások eredete MANGÁNRÖGÖK Oxidálódni kezd és leülepedik MAGYARORSZÁG 1978/33

Next