Browse Our Earth and Environmental Sciences Journals
Earth and environmental sciences cover all planetary and Earth science aspects, including solid Earth processes, development of Earth, environmental issues, ecology, marine and freshwater systems, as well as the human interaction with these systems.
Earth and Environmental Sciences
The Late Cretaceous (Santonian) fish fauna of the Iharkút vertebrate site (Bakony Mountains, Hungary) is described here. The ichthyofauna includes the lepisosteid Atractosteus sp., the pycnodontid cf. Coelodus sp., Vidalamiinae indet., a non-vidalamiin Amiidae indet., Elopiformes indet., two indeterminate ellimmichthyiforms, cf. Salmoniformes indet., Acanthomorpha indet., at least one indeterminate teleostean, and numerous indeterminate actinopterygians (represented by teeth). Among these taxa, the Iharkút remains of Vidalamiinae and the suggested indeterminate Salmoniformes represent their first occurrence in the Late Cretaceous of Europe. The unidentifiable specimens may suggest the presence of further fish taxa. The gar remains described here further support the Atractosteus sp. affinity of the Iharkút form. Most of the Iharkút fishes are carnivorous, but durophagous taxa are also represented. Although chondrichthyan remains have not been identified in the Iharkút vertebrate material up to now, the ecological distribution of some local fish taxa presumes the possible vicinity of a marine–deltaic environment. Several Iharkút fish taxa are known from North American localities as well, suggesting that the Late Cretaceous European continental fish might have been more diverse and similar to that of North America than previously thought. The necessity of more intensive screen-washing at other European Late Cretaceous vertebrate sites is also emphasized.
In this study, new microthermometric data of fluid inclusions distributed along planar assemblages crosscutting a metamorphic quartz lens from the Mecsekalja Zone metamorphic complex are presented. Three fluid generations are defined, none of which have previously been identified by earlier paleofluid evaluations of the study area. Petrographic description of the host quartz is provided to identify textures related to crystalloplastic deformation resulting from ductile deformation. The textural relationship of the studied assemblages to the dynamic recrystallization features is discussed. The possible affinities of the fluids introduced in this study to those identified in the region by previous authors are discussed. The affinities and timing of the fluid flow events are discussed based on the physicochemical properties of the fluids. One local carbonic (high XCO2) fluid is recognized. A high- and a moderate-salinity fluid generation are also revealed. The relationship of these fluid generations to those defined in earlier studies from the Mórágy Granite and the Baksa metamorphic complex contributes new knowledge to the recognition of the regional paleofluid evolution.
Shock-driven annealing of pyroxene and shock deformation of olivine were analyzed in a recently found H chondrite called Csátalja. The most characteristic infrared (IR) spectral shape of shock-annealed sub-grained pyroxene was identified: the strongest peak occurs at 860 cm−1 with a smaller shoulder at 837−840 cm−1, and small bands are at 686, 635−638, and 1,044−1,050 cm−1. The appearance of forbidden bands in pyroxene and shift of band positions to a lower wave number in olivines clearly demonstrate the crystal lattice disordering due to shock metamorphism. The shock annealing produced mixed dark melt along fractures, which consists of feldspar−pyroxene and olivine−pyroxene melt. The dark shock melt at sub-grain boundaries of shocked pyroxenes and along fracture of pyroxenes is characterized by elevated Ca, Na, and Al content relative to its environment, detected by element mapping. So far, shock deformation of pyroxene and olivine was not studied by IR spectroscopy; this method has turned out to be a powerful tool in identifying the mixed composition of shock melt minerals. Further study of shock annealing of minerals, together with the context of shock melting at sub-grain boundaries, will provide a better understanding of the formation of high P–T minerals.
Finding the optimal number of realizations to represent the model uncertainty when applying stochastic approaches is still a relevant question in geostatistics. The essence of the method is to visualize the realizations in a suitably constructed attribute space. To construct this space, the static connectivity metrics of the realizations were used. Within this framework, the creation of new realizations can be regarded as a sampling process, in which each new stochastic image is the equivalent of a new sampling point in the attribute space. The sampling process begins with the first few realizations appearing in a dispersed manner in random parts of the attribute space. The addition of more realizations causes the gradual emergence of higher point densities, which in the end, results in a point structure where most of the points are located in areas of high point densities with areas of low point densities surrounding them. High point densities represent typical realizations showing very similar connectivity characteristics, whereas low point densities correspond to atypical realizations with stronger deviations from the bulk. In this sense, reaching the optimal number of realizations is the equivalent of reaching a state in the sampling process where high- and low point densities are present at the same time, yet high point densities do not dominate the overall structure of the attribute space, as they also reflect the redundancy of the information content. This desired structure is strongly analogous to the complete spatial randomness of spatial point processes, where the points are neither dispersed nor aggregated in space. Based on this analogy, the normalized version of Ripley’s K-function and the L-function for the spatial inhomogeneous Poisson point process was applied to find the optimal number of realizations. The method is illustrated on a computed tomography slice and on the real-life data of the Tisza-2 reservoir.
A vizsgálat 42 órája alatt (2016. február 3–4.) és az előtte lévő öt hónapban összesen négy nagyobb mennyiségű csapadékesemény történt a Csorsza-patak vízgyűjtő területén. A vizsgált esőzés időszakában 21,6 mm csapadékmennyiség hullott összesen a vízgyűjtő területére 5 órás intervallumban. A csapadékesemény első órájában a patak zavarosság értéke majdnem megduplázódott, viszont így is viszonylag alacsony szinten maradt a későbbiekben mért értékekhez viszonyítva. Az esőzés kezdetét követő 7. órában emelkedett meg jelentősen a zavarosság mértéke, több mint 14-szeresére, a 13–14. órában pedig 34-szeresére nőtt a vizsgálat előtti naphoz viszonyítva. A Csorsza-patak zavarosságának nagysága nem sokkal a tetőzést követően nagy mértékben lecsökkent, 13 órával később pedig hasonló értékeket mutatott, mint a vizsgálat előtti esőzés nélküli időszakban.
A nagyobb esőzések alkalmával az alacsonyabb területeken fekvő, minimális lejtésű szántó esetében telítettséghez közeli talajnedvesség-tartalom volt megfigyelhető, míg a legkisebb talajnedvesség-tartalom ingadozás az esőzést követően a gyepes és az erdős területekre volt jellemző.
A jelen vizsgálatban összegyűjtött adatok alapján a Csorsza-patakból a Balatonba bekerülő talajhordalék mennyisége a téli időszakban, az erozív esőzések gyakoriságának ismeretében könnyebben és pontosabban becsülhető. Annak érdekében, hogy az éves átlag lebegtetett hordalék mennyiségének a becslését pontosabban el tudjuk végezni, több időszakos mérésre volna szükség.
Munkánkat az OTKA K—101065 projekt, az OTKA PD—116157 és OTKA PD—116084 kutatási projekt, valamint a Bolyai János Kutatási Ösztöndíj támogatta. Külön köszönet Mózes Mariann és Bányász Ágnes részére a laboratóriumi vizsgálatokban nyújtott segítségükért, valamint Szegvári Győző és kollégáinak a zánkai vízminták gyűjtésében való hatalmas segítségükért.
A víztartó-képesség meghatározása, eszközeit és módszertanát tekintve, jelentős előrelépéseken ment keresztül az elmúlt megközelítőleg 60 évben, mind a közvetlen mérések, mind a modellek területén, például a dinamikus, spektroszkópiai és digitális képazonosítási eljárások kidolgozása, fejlesztése, illetve a mintázatfelismerésen alapuló pedotranszfer típusú becslő eljárások fejlesztése, validálása, beépítése szoftverekbe, almodellekbe. A pórustér hierarchikus hálózati rendszerként való új értelmezésével, illetve a geometriai alapú, a szemifizikus, majd a statisztikus közelítő eljárásokkal lehetővé vált a pórustér és az abban lejátszódó folyamatok mind pontosabb jellemzése.
A talaj víztartó-képességét — és ezáltal a pórusméret-eloszlását is — többmódusú függvénnyel jellemző egyszerű, vagy összetett összefüggések lehetőséget nyújtanak a porozitás, illetve a porozitás-változási jelenségek, folyamatok (aggregátumstabilitás, tömődöttség változása, pórusdeformációs jelenségek stb.) tanulmányozására, valamint a hiszterézis számszerűsítésére és mind pontosabb meghatározására, akár az SWRC teljes nyomástartományában.
A modellezés különböző léptékeiben értelmezett talajjellemzők közötti összefüggések vizsgálatához a hidrológiai talajtulajdonságokat és az áramlási folyamatokat egyaránt meghatározó talajszerkezet szerepének számszerűsítése mind a mai napig kihívást jelent a talajtani, hidrológiai, környezetvédelmi szakterületen dolgozó kutatók számára.
Az NAPL típusú szennyezőanyagok felszín alatti terjedését szimuláló modellek jellemzően a víztartó-képesség használatával állítják fel az NAPL-visszatartó képességre (elsődleges bemeneti paraméter) alkalmazott összefüggéseket. Ezen összefüggések nem veszik figyelembe a különböző fizikai-, kémiai és fizikokémiai tulajdonságokkal jellemezhető folyadékok, illetve a folyadékok és a szilárd fázis között lezajló különböző mértékű kölcsönhatások jelentőségét (duzzadás, dezaggregáció stb). Több különböző környezetvédelmi célú kutatás (hulladéklerakók agyagszigetelésének kompatibilitási tesztjei, mikromorfológiai vizsgálatok, illetve dinamikus NAPL visszatartó- és vezetőképesség mérési módszertan fejlesztésére vonatkozó vizsgálatok stb.) eredményei alapján a víztartó-képességből kiinduló számítási eljárások alkalmazhatósága a talajok NAPL-visszatartó képességének meghatározására megkérdőjelezhető.
Megoldást jelenthet, hogy a víztartó-képesség görbék illesztésére alkalmazott parametrikus eljárásokkal az NAPL-visszatartó képesség görbék is meghatározhatóak. A különböző polaritású folyadékokkal felvett folyadékvisszatartó-képesség görbék alaki jellemzői alapján igazolt a differenciált porozitás különböző mértékű megváltozása a talaj vízzel és nem vizes fázisú szerves folyadékokkal való telítése során. A víztartó-képesség becslésére képzett szemifizikus és empirikus eljárások kidolgozásának és fejlesztésének módszertana szerint az NAPL-visszatartó képesség meghatározására alkalmas PTF típusú becslő összefüggések is képezhetőek, melyek pontossága elsősorban 0–1500 kPa nyomástartományban megfelelő. A porozitásváltozás mértékére vonatkozóan a víz- és NAPL-visszatartó képesség görbék alapján meghatározott pórusméret-eloszlási görbék statisztikai jellemzői nyújthatnak információt. A multimodális függvények alkalmazásával lehetővé válhat az NAPL-visszatartó képesség görbék végponti értékei és a becslésbe vont talajtulajdonságok közötti öszefüggések pontosabb feltérképezése. Szükséges a PTF típusú NAPL-visszatartó képesség becslő eljárások fejlesztése; pl. az NAPL-visszatartó képesség görbék meghatározására alkalmas parametrikus eljárás megválasztása; a többfázisú folyadéktranszport modellezésben kulcsfontosságú telítettségi értékek (pl. maradvány telítettség), illetve az azokhoz rendelhető kapilláris nyomás (pl. belépési küszöbnyomás) meghatározása és a folyadékvisszatartó-képesség görbék függvény paraméterei közötti konverziós lehetőségek kidolgozása.
A bemutatott tanulmányok alátámasztják MCBRATNEY és ODEH (1997), valamint JETTER és KOK (2014) összegzését, akik a fuzzy modellezés jelenlegi helyzetének részletes értékelése során kifejtették, hogy a fuzzy rendszerek és modellek a jövő fontos kutatási eszközei lehetnek. A „lágy” számítási módszerek a talaj- az, agrár- és a környezettudományok területén egyre nagyobb teret hódítanak meg. Nagy előnyt jelent a bizonytalan, nem vagy nehezen számszerűsíthető adatok használatának és a határvonalak nem éles, kategóriánként eltérő kijelölésének lehetősége. Megfelelő matematikai és interdiszciplináris kutatói hátteret feltételezve egyszerű, gyors és olcsó módszer, amely a hagyományos eljárásoknál pontosabb, és a laikusok által is értelmezhető eredményeket szolgáltat.
A nagy területeken elterjedt gyomfajok erős alkalmazkodó képességgel rendelkeznek, így - különösen a kukorica korai fejlődési időszakában - a tápanyagokért és vízért folyó versenyben intenzív növekedésükkel a kultúrnövény fölé kerekedhetnek. A gyomflóra diverzitásának és gyomnövény-gyomnövény kapcsolatrendszernek a tápanyag-ellátottsággal összefüggésben történő vizsgálata kukorica állományban segítséget nyújthat a gyombiomassza produkció, a gyomflóra dominancia viszonyainak és a versengés várható hatásainak meghatározásában.
Kutatómunkánkat az MTA ATK TAKI nagyhörcsöki kísérleti telepén, mészlepedékes csernozjom talajon 2003-ban beállított trágyázási tartamkísérletben végeztük 2014-ben, öt kezelésben (kontroll, PK, NK, NP, NPK), hat ismétlésben a kukorica korai fejlődési szakaszaiban (BBCH 12-14 és BBCH 16-18). Öt és hét héttel a vetést követően vizsgáltuk a gyomflóra faji összetételét, a gyomnövények egyedsűrűségét, dominancia viszonyait, továbbá mértük a gyomok földfeletti biomassza tömegét.
A mintaterületeken összesen 22 gyomfaj fordult elő. A gyomflóra diverzitásában a tápanyagkezelések szerint szignifikáns eltérések mutatkoztak. A kontroll (Ø), PK és NK kezelésekben az Ambrosia artemisiifolia L. és a Sorghum halepense (L.) Pers., az NP és NPK kezelésekben a Chenopodium album L., Chenopodium hybridum L. és Datura stramonium L. voltak a domináns fajok.
Az egyes gyomfajok egyedszáma és száraz biomassza tömege szignifikánsan változott a kezelések hatására. Az összes gyom egyedsűrűség az első mintavételkor 71 db·m−2 (NK) és 126 db·m−2 (NPK) között volt. Két hét alatt átlagosan 14%-kal nőtt meg: 80 (NK) és 142 db·m−2 (NPK) között volt az egy négyzetméterre eső egyedek száma. A kezelések egyedsűrűség szerinti sorrendje nem módosult, mindkét vizsgálati időpontban a következőképpen alakult: NK<NP<PK<Ø<NPK.
A gyomok összes száraz biomassza tömege mindkét vizsgált időpontban az NK kezelésben volt a legkisebb (5 és 40 g·m−2), a PK kezelésben pedig a legnagyobb (21 és 125 g·m−2). A száraz biomasszatömeg szerint az NK, NP és kontroll kezelések között nem volt szignifikáns különbség, valamint a PK és NPK kezelés között sem. A két időpont átlaga alapján a kezelések sorrendje a következő volt: NK<Ø<NP<NPK<PK. Az egyes tápanyag kezelések hatását a gyomflóra egyedsűrűségében és biomassza tömegében is kimutattuk.
Korai fenológiai fázisban a gyomok növekedését, ill. biomassza képzését az eltérő tápanyagellátás, a műtrágyázás hatására kialakuló eltérő fajösszetételű gyomnövényzet és a különböző összetételű gyomflóra kukoricával való kompetíciójának együttes hatása befolyásolta a legnagyobb mértékben.
