A debreceni kutatók a Kárpát-medence mélyén fellelhető lenyomatokat vizsgálnak, melyek mesélnek a jelenkori és múltbeli klíma változásáról. A mélyrétegekben lévő vizek kormeghatározása és elemzése során feltárhatók több ezer éves lenyomatok, melyek őrzik az akkori klíma sajátosságait és mentesek az ember által kibocsátott szennyeződésektől. Az Magyar Tudományos Akadémia IKER kutatócsoportja a régióban egyedülálló módszerekkel, berendezésekkel vizsgálja a kőzeteket, a légkört, talajt, felszínalatti vizeket, valamint a barlangokban fellelhető cseppköveket.

Kutatók a Baradla barlang mélyén (fotó: Hajnal Andor)

A cseppkövek korának meghatározásához urán-tórium kormeghatározási módszert használják fel. Ezekből kinyert információk segítenek megérteni a klímaváltozás lehetséges okait. Rekonstruálják a múltbéli klíma hőmérsékleti és csapadékviszonyait.

A barlang cseppkőmennyezete (fotó: Hajnal Andor)
 
A vizsgált állócseppkő stabil-izotóp arányának a változása a növekedési tengely mentén (a szerző saját eredménye)

A múlt lenyomatai közül az Arizonából származó többezer éves fa-évgyűrű mintákat a debreceni intézményben vizsgálják. Az évgyűrűk 7000 évvel ezelőtti szokatlan naptevékenység nyomait őrzik. Az erős kozmikus sugárzás miatt nagy mennyiség halmozódik fel a radioaktív szén-14 izotópból, majd igen rövid idő alatt gázzá oxidálódik, és a többi szén-dioxid molekulával keveredve részt vesz a szén körforgásában. A légköri szén-dioxid fotoszintézissel beépül a növényekbe, így a bioszféra szenében is jelen van ez a radiokarbon. Az élőlények biológiai szenének fajlagos radioaktivitása folyamatosan követi a légkör szén fajlagos radiokarbon aktivitását.

Az évgyűrűk mintázása

A légkör fajlagos radiokarbon aktivitása csak rövid időszakokon belül mondható állandónak. A kozmikus sugárzás intenzitása jelentős változékonyságot mutat a napfolttevékenység, illetve a Föld mágneses terének változásával. Tehát a radiokarbon a fák évgyűrűiben felhalmozódik és segít megbízhatóan egyes események történési idejének a megállapításához. Az erős napviharok nagyobb kozmikus sugárzásnak teszik ki a Földet, melynek következményeként jelentősebb mennyiségű radiokarbon jut be a légkörbe. Ezek az események elkülöníthető nyomokat okoznak az akkoriban növő fák radiokarbon koncentrációjában. Az egyes évgyűrűk kora pontosan meghatározható, mivel minden évgyűrű növekedési éve tudott.

A mintázott fák évgyűrűi

A radiokarbon kormeghatározás során nem hagyható figyelmen kívül az emberi tényező. A jelenkori légkör radiokarbon koncentrációját jelentősen befolyásolta az ipari forradalom és a nukleáris fegyverkisérletek. A 20 század közepére néhány évre a légkör radiokarbon koncentrációja globális léptékben megduplázódott. Ezt a csúcsot atombomba csúcsnak nevezik, melyet az 1961-es év markánsan jelez. A nemzetközi atomcsend egyezményt követően jelentősen csökkent az antropogén forrásokból származó radiokarbon koncentráció, így a regionális szinten alig kimutatható hatásával lehet számolni, de mindenképpen figyelembe kell venni a fiatal minták kormeghatározásnál.

Az atombomba-csúcs egy 1945-ben ültetett és 1980-ban kivágott fa évgyűrűiben