Márton Mátyás:
Az
elmúlt két-három évtizedben az óceánok és a tengerek kutatása oly szerteágazó
és olyan nagy mennyiségű eredménnyel szolgált, amelynek összegyűjtése,
áttekintése és rendszerezése hazánkban sajnos mindeddig nem történt meg.
Jogosnak tűnhet a kérdés: vajon, tengerünk nem lévén, szükséges-e a magyar
tudománynak – annyi megoldásra váró feladat közepette – foglalkozni ilyen
„periferiális” kérdéssel?
Mindenekelőtt
tekintsük át vázlatosan, milyen tudományágakat érinthet Magyarországon ez a
komplex kérdéscsoport! Talán meglepőnek tűnik, hogy a magától értetődően
érintett földtudományokon (természeti földrajz, geomorfológia, geológia,
geofizika, geokémia) túl a távérzékelésen, a térképészeten keresztül egészen a
nyelvtudományig terjed a kapcsolódó területek sora.
Több
általános természeti földrajzi tan- és kézikönyvet átvizsgálva szomorúan
állapítottam meg, hogy „kedvenc” témám 4–5%-nyi helyet kapott ezekben. Annak
ellenére van ez így, hogy ma már ismereteink az óceán- és a tengerfenékről
lassan odáig terjednek, hogy a kontinensek leíró földrajzához hasonló fejezetek
kerülhetnének be tankönyveinkbe.
Ezeknek
a területeknek – bár vízzel fedettek –, mint szilárd földfelszínnek, sajátos
domborzatuk van. E domborzat a Föld belső folyamatai, tektonikus erői
és az állandó üledékfelhalmozódás következtében változik, s az így változó
képet még több ezer méter mélységben is a zagyáramlások, mélytengeri áramlások,
a partközeli területeken pedig a tengeráramlások, a tengerjárás erői s a
mindenkori éghajlati hatások, tehát külső folyamatok, mint helyi tényezők,
tovább alakítják. Mindez a tengerszint alatt, a „végső” erózióbázis
szintje alatt történik, ahol a régebbi szemlélet szerint külső erőhatásokkal
nem kell számolni: innen a tenger, a nagy üledékgyűjtő, sima falú
„tál” ma már túlhaladott szemlélete. Ennek egyik oka magukban a térképekben
rejlik. A térképek sokáig igazolták a szemlélet létjogosultságát.
A
tektonikus folyamatok elemzésével a magyar geofizikusok, az üledékképződéssel
és a mélytengeri ércképződéssel a geológusok, geokémikusok sokat
foglalkoztak már, de a geomorfológia mindmáig adós a tengerfenék változatos
formakincsének elemzésével, összefoglalásával.
A
magyar térképészetben az 1980-as évek elejétől foglalkozunk érdemben az
óceánfenék modern ábrázolásával. Az ezzel kapcsolatos kérdések A Föld felszíne című, festett világtérkép készítése kapcsán
kerültek napirendre. Később új térképi alapanyagok beszerzése kutatási
témák sorát indította el a Kartográfiai Vállalatnál, amelyek eredményeit
legújabb kiadványainkban már felhasználjuk.
A
nyelvtudomány említése bizonyára erőltetettnek tűnt az előzőekben.
Pedig a térképkészítés gyakorlatában a névrajznak, mint a térkép részének, igen
nagy jelentősége van. A tengerfenék-domborzat neveit általában idegen
nyelvű alakokból nyerjük. A megalkotott névnek egyrészt meg kell felelnie
a magyar helyesírás szabályainak, másrészt illeszkednie kell a magyar
névképzési, névhasználati gyakorlathoz, mely utóbbira a nyelvészetben kevéssé
jártas térképészeknek nehéz szabályokat alkotni. Ezekkel a kérdésekkel
hazánkban a Földrajzinév-szakbizottság foglalkozott, amely nyelvészeket,
földtudományi szakembereket és térképészeket egyaránt bevont a munkába. E
tevékenység konkrét eredményeit a Nagy Világatlasz tengerfenék-domborzati
névrajzában mérhetjük le.
A
földfelszín megismerési folyamata, tudományos kutatása mindig gazdasági,
társadalmi tényezőkkel állt és áll szoros összefüggésben.
A
szárazföldi területeken az egyes államok gazdasági érdekei és kölcsönös
katonai, honvédelmi kényszerítettsége, valamint az eleve adott vizuális
észlelési lehetőség, majd az ezen alapuló, a felmérést megkönnyítő és
gyorsító technikai-műszaki eljárások eredményezték az államok nagy
méretarányú felmérési, illetve topográfiai térképsorozatainak elkészítését.
Ezekből kiindulva a megfelelő földrajzi ismeretekkel rendelkező
térképészek, többé-kevésbé kiforrott generalizálási szabályok alkalmazásával
olyan 200 000 – 1 000 000 méretarány-tartományba eső domborzat- és
vízrajzi térképeket állítottak elő, melyek a további – még kisebb
méretarányú – természetföldrajzi térképek elkészítéséhez kiváló alapanyagul
szolgálnak.
Más
a helyzet az óceánokkal és a tengerekkel. Bár Földünk felszínének 71%-át víz
borítja, a tengerfenék-domborzat ábrázolása általában elnagyolt, sematikus.
Nincs olyan alapanyag, amely problémamentesen felhasználható lenne különböző
kis méretarányú térképeink tengerfenék-domborzatának korszerű
ábrázolásához.
A
tengeri területek esetében a megismerés gazdasági (katonai) kényszere a
Világtenger egészére csak napjainkban jelentkezik. Egyre nyilvánvalóbb, hogy a
korábban kutatási célra „kidobott” tőkebefektetések megtérülésével
reálisan lehet számolni. Itt nemcsak a már kitermelés alatt álló,
selfterületeken levő kőolaj- és földgázmezőkre gondolok, hanem a
mélytengeri területeken elhelyezkedő ércekre is. Katonai szempontból pedig
egyre nagyobb jelentősége van a műholdak elől is rejtett,
úgynevezett tengerfenék-navigáció megteremtésének digitális terepmodell
segítségével, amelyet a tengeri területek számítógépes felmérése tesz lehetővé.
Kezdetben csak a partvonalak és a partközeli területek feltérképezése volt a
cél; a biztonságos hajózás megteremtése, a kikötésre alkalmas helyek
ábrázolása. A múlt század második felében meginduló kábelfektetések ösztönzően
hatottak a mélységmérések gyarapodására, hiszen a nagy értékű kábeleket
nem lehetett ismeretlen mélységbe süllyeszteni, fektetésüket a véletlenre
bízni. Megkezdődtek a kontinensek közötti mérések, s az ismert
mélységadatok rohamosan gyarapodtak.
A
tengeri területek felmérésénél nincs lehetőség a vizuális észlelésre. Amíg
a szárazföldi domborzat felmérésekor a domborzati idomokat jellemző pontok
célszerű kiválasztásával csökkenteni lehetett a bemérendő pontok
számát, addig a „vakon” mért tengerfenéken sokkal több pont, illetve szelvény
bemérése szükséges a megfelelő részletességű és megbízhatóságú térkép
elkészítéséhez. A tengeri domborzat megrajzolásához nem szolgálhat segítségül
légifénykép-sorozat sem, amely a szárazföld esetében mind a térképi síkrajz,
mind a domborzatrajz előállításában alkalmazható. A
tengeri térképezést végző kutatót munkája során háromszögelési hálózat sem
segíti. Nem juthat hozzá könnyen a mért mélységpont felszíni helyzetét rögzítő
földrajzi koordinátákhoz sem.
A
tengeri térképezés problémái két kérdés – a mélységmérési technika és a
földrajzi helymeghatározás – köré csoportosíthatók. Ezek fejlettségi színvonala
tükröződik a különböző történeti korok mélytengeri területeket
ábrázoló térképein.
A
földrajzi helymeghatározás „modern” időszaka a 17. században a kronométer
és a szextáns alkalmazásávat kezdődött, amelyet századunk 40-es éveivel
kezdődően a rádiónavigációs rendszerek váltottak föl. A
helymeghatározás hibája az adók távolságának függvényében 10–100 m nagyságrendűre
csökkent. Új korszakot nyitott a kezdetben katonai célra létrehozott tengeri
navigációs műholdas rendszer, amelyet 1967-től polgári használatra is
igénybe lehet venni. A 80-as évek végére, a 90-es évek elejére tervezik egy új,
még korszerűbb navigációs rendszer üzembe állítását az amerikaiak. A 18 műholdból
felépülő rendszer a Föld bármely pontjáról bármely időben legalább öt
műhold horizont feletti észlelésére ad lehetőséget. Négy hold egyidejű
megfigyelésével már lehetővé válik a megfelelő vevővel rendelkező
számára pozíciójának (és pontos helyi idejének) meghatározása.
A
mélységmérési módszerek fejlődésében az előzőekhez hasonlóan
négy korszakot különböztethetünk meg.
Tekintsük
át a módszerek fejlődését és nézzünk egy-egy példát a különböző
technikai szinten álló korok óceántérképeiből:
Az
ókortól századunk első negyedéig a kenderkötélre függesztett súllyal
végzett fonalas vagy nagyobb vízmélység esetén (a
19. század második felétől) az acélhuzallal (zongorahúrral) végzett
huzalos mélységmérés sok időt és fáradságot igénylő módszerével
elszórt, pontszerű mélységadatokat nyertek. Erre az időszakra jellemző,
hogy a M. F. Maury amerikai tengerésztiszt által szerkesztett és 1854-ben
kiadott, Az Észak-Atlanti-medence mélységtérképe 1000, 2000, 3000 és 4000
fathom-nél megrajzolt mélységvonalakkal (1 fathom = 1,83 m) című
térkép mindössze kb. 200 mélységmérés adatainak felhasználásával készült. Meg
kell azonban jegyezni, hogy az Észak-Atlanti-hátság már felismerhető a
térképen!
A
fejlődés következő jelentős állomása a német Alexander Behm
által 1919-ben készített első visszhangos (akusztikai, reflexiós)
mélységmérő, az „Echolot” térképezési alkalmazása. A műszerrel a
német Meteor kutatóhajó az 1925–27-es útja során 67 000 mélységmérést végzett
zömmel a Dél-Atlantikum területén. A hajó 14 keresztszelvényt mért egymástól
kb. 700 km távolságban. Az óceán ezen részén addig mintegy 1000 mélységadatot
ismertek csupán. Ezeken a metszeteken már felismerhető a
Dél-Atlanti-hátság központi hasadékvölgye! A mért adatok felhasználásával egy
1:20 000 000 méretarányú színes mélységtérképet szerkesztettek. (Th. Stock, G.
Wüst, 1935).
A
mélységadatokat folyamatosan regisztráló visszhangos szondázó berendezések
(echográfok) a II. világháború után, az 1940-es évek második felében terjedtek
el széles körben. Az óceánok általános
mélységtérképe [1:10 000 000, illetve 1:6 000 000 méretarányú szelvényeinek
5. kiadása (1975–82, Ottawa)] még kizárólag vonalas mélységmérési technikával
nyert adatrendszeren alapult, de az adatok feldolgozásánál már jelentős
szerepet kapott a számítógép. A mért mélységértékeken túl, mint azt pl. az 5-ös
szelvény forrásjegyzéke is tanúsítja, egyéb – geológiai, geofizikai –
adatrendszerek, ismeretek figyelembevételével finomították a mélységvonalak
futását (térképészeti extrapoláció).
Az
Amerikában kifejlesztett Sea-Beam rendszer (számítógépes területi
mélytengerfenék-térképezés) nyugatnémet tapasztalatairól Johannes Ulrich számol
be, kiemelve az elérhető igen jelentős időmegtakarítást: „Két
óra alatt, amire korábban egyetlen pontszerű mélységméréshez volt szükség
(5000 m-es vízmélység esetében) ma már a vonalas méréssel kb. 1000 mélységi
értéket kaphatunk és ... a területi térképezés során legalább 16 000 mérési
adatot dolgozunk fel. ... Eddig főleg csak manuálisan lehetett a ...
mérések eredményeit a térképkészítéshez feldolgozni. ... Az elektronikus
adatfeldolgozás lehetővé teszi az ún. real-time eljárást, azaz a
kutatóhajó fedélzetén, a mérési munkálatokkal párhuzamosan készült el a
mélységvonalas térkép egy szalagregisztrátum formájában. A szalagon ábrázolt
terület szélessége a mindenkori tengermélység kb. 80%-ának felel meg.”
Az
előzőekből kitűnik, hogy ha a legkorszerűbb
mélységmérési technikával, a Sea-Beam rendszerrel számolunk is, a Világtenger
egészét tekintve belátható időn belül nem juthatunk hozzá egy részletesebb
térkép elkészítéséhez szükséges mennyiségű adathoz.
Így
nem hagyható figyelmen kívül egyetlen olyan közvetett módszer sem, amely a
tengerfenék-domborzat jobb megismeréséhez segítséget nyújt. Ilyen lehetőséget
kínál az USA-ban 1978-ban felbocsátott Seasat műhold mérési eredményeinek
térképészeti felhasználása.
A
szuperérzékeny magasságmérő berendezéssel felszerett Seasat hold feladata
az óceáni és tengeri vízfelszín elméleti értéktől való eltérésének mérése
volt, azaz egy gravitációs ekvipotenciális felület (a geoid) eltérésének
meghatározása a Föld referencia-ellipszoidjától. A Seasat 1978. július 5-től
október 10-ig működött, akkor rövidzárlat következett be a fedélzetén. E
közel 100 napos időszakból is mindössze 70 nap alatt gyűjtött
magasságmérési adatok állnak rendelkezésre.
A
mérési adatokat több kutatóintézetben is feldolgozták.
A
Seasat által mért magasságértékek megfelelő korrekciója után – melynek
során figyelembe veszik a kibocsátott radarimpulzus útidejét befolyásoló
különféle tényezőket – előállítható az óceáni és tengeri vízfelszín
izovonalas térképe. A kérdés: hogyan lehetne ebből a
tengerfenék-domborzatra vonatkozó információt nyerni?
Azt
tudjuk, hogy a fenékdomborzat nagy hatással van a geoid alakjára, mert „közel”
van a vízfelszínhez, és nagy a különbség a kőzetek és a víz sűrűsége
között. (A kőzetek átlagsűrűségét 2670 kg/m3-nek, a
víz átlagsűrűségét pedig 1028 kg/m3-nek vehetjük.) Azt is
tudjuk, hogy a fenti ekvipotenciális felület – melyet a vízfelszín izovonalas
térképe reprezentál – nagy hullámhosszú tartományai a Föld mélyében rejlő
tömeganomáliákról, míg a kisebb hullámhosszak a tengerfenék domborzatáról
és/vagy a fenékhez közeli tömegek eloszlásbeli egyenetlenségeiről
hordoznak információt. Tehát a mért és korrigált adatrendszerből a kisebb
hullámhosszú (600 km-nél kisebb) tartományokat kiemelve, az ezekből előállítható
izovonalas térkép már a tengerfenék-domborzattal korrelál. Egyben tükrözi a
földkéreg fenékhez közeli tartományaiban levő tömeg-eloszlásbeli eltérések
hatását. Ezek a térképen jelentkező anomáliák persze nem feltétlenül mint
domborzati formák jelentkeznek. A vizsgálatot végző Jet Propulsion Laboratory munkatársai
azonban azt a következtetést vonták le, hogy minden olyan terület, ahol a mérőhajó
adatai alapján ugyan nem kerültek ábrázolásra domborzati idomok, de amelyekre a
műhold mérési adataiban levő anomáliák utalnak, ott valóban domborzati formák léteznek, és nem a
fenékközeli tömegegyenetlenségek hatásai.
Az
óceánközépi hátságok területére vonatkozó elemzések már korábban kimutatták,
hogy a lassú szétsodródású szakaszokat változatos topográfiájú domborzat
jellemzi. Ez a korral járó kéregkihűlés és kéregsüllyedés hatását mutatja.
Adott távolságra a hátsággerinctől a lassú szétsodródású területeken
kialakult kéreg öregebb és éppen ezért mélyebben van, mint az a fiatalabb
kéreg, amely gyors szétsodródási rátájú terüteten jött létre. A Seasat-anomáliák
hasonló jelleget mutatnak, hiszen a domborzattal (is) összefüggésben vannak.
Ebből következik, hogy az anomáliák amplitúdója a szétsodródási
sebességgel fordítottan arányos.
Az
eredmények tehát úgy összegezhetők, hogy az eddig részleteiben fel nem
mért óceáni területeken a Seasat-mérések felhasználásával további, eddig
ismeretlen képződmények valószínűsíthetők, de a Seasat-anomáliák
tükröződése a tengerfenék-domborzatban nem törvényszerű. Így a nyert
információk elsősorban a felmérőhajók kutatási területeinek
kiválasztásánál használhatók fel.
Másféle feldolgozás másféle eredményt
hozott a Lamont-Doherty Geológiai Intézetben. ahol a Seasat
mérési adatok korrigált értékeinek felhasználásával, az észak–déli és kelet–nyugati
gradiensek képzésével olyan térképet nyertek, amely rendkívül szemléletesen
mutatja a lemeztektonikai folyamatok által létrehozott főbb
tengerfenékformákat. A törésövek még akkor is élesen jelentkeznek, ha üledékkel
fedettek. Számos, eddig ismeretlen fenékhegyet is sikerült kimutatni. Ez a
módszer a fő szerkezeti vonalak kiemelésére kiválóan alkalmas.
Ha
a Világtenger térképi ábrázolását vizsgáljuk, megállapíthatjuk, hogy a
mélységvonalas ábrázolás elmarad a lehetőségektől. Egyes térképeken,
atlaszokban nyomokban felfedezhető a mért mélységadatok felhasználása
mellett más adatok figyelembevétele is, de ez nem általános.
A
Magyar értelmező kéziszótár szerint az „extrapoláció: a megfigyelés
területén kívüli értékeknek a tapasztalati értékek törvényszerűségeinek
általánosításával való hozzávetőleges meghatározása”.
A
térképészeti extrapoláció során geológiai, geofizikai ismereteket, adatokat
használunk a Világtenger egységes, mélységvonalas térképi ábrázolása érdekében.
Ez az eljárás a mért mélységadatokból szabályos interpolációval nyerhető
mélységvonalrajz olyan átalakítása, finomítása, amely nagy szerkezeti formákat
jobban kifejező ábrázolást eredményez a kisméretarányú térképeken. Ezeken
már elsősorban a szerkezeti-morfológiai jellegzetességek kiemelése az elsődleges
cél, a mérhetőség másodrendű. (Ha nem így lenne, pl. a fjordok jelentős
része nem is kerülne – méreten felül (!) – ábrázolásra.)
A
térképészeti extrapoláció létjogosultságának alapja tehát a kis méretarány.
Lényege pedig az, hogy térképészeti szempontból részletesen felmért területek
formakincsét földtani-geofizikai közös jellemzők alapján „rávetíti”
kevésbé felmért területekre. Így is csak hozzávetőleges képet kaphatunk a
tengerfenék domborzati viszonyairól. Ez a kép azonban jobban megközelíti a
valós viszonyokat, mint a [kevés adatból] szabályos interpolációval előállított
mélységvonalrajz.
A
térképészeti extrapoláció alkalmazási területe elsősorban a hátságvidékre
és szűkebb környezetére korlátozódik, hiszen ez az a terület, ahol [az] elsődleges
szerkezeti formákat még nem, vagy csak igen csekély mértékben borította be a
felhalmozódó üledék.
Ezt
a térképészeti extrapolációnak nevezett módszert jelenlegi ismereteink szerint
az egész Világtengerre egységesen még nem alkalmazták, pedig használhatósága
igazolódott.
A
gyakorlati eljárást egyetlen konkrét példán mutatjuk be.
Az
ócenközépi hátságrendszerek vidékén a szeizmikus aktivitás két területre, a
központi hasadékvölgyre és a transzformvetők hátságtengelyek közötti
szakaszára lokalizálódik. Ennek figyelembevételével a rengések epicentrumának
és fészekmechanizmusának pontos ismeretében a transzformvetők léte és
iránya jól kimutatható. Kiterjesztve azt az ismeretünket, hogy a transzformvető
morfológiai szempontból általában völgyszerű képződmény, a mért
mélységadatok interpolációjával nyert sima lefutású izobátokon a transzformvetők
kimutatott helyén és irányában völgyformának kell jelentkeznie.
Hasonló
alkalmazási lehetőségek sorát kínálják a Seasat-mérések nyomán készült
térképek.
A
fenti elvek figyelembevételével készültek el a legújabb földgömbök a
Kartográfiai Vállalatnál. És álljon itt összehasonlításul az 1981-ben készült
iskolai tanári földgömb mélységvonalrajza.