Cseppfolyós fagy: Sangiyn Dalai mélyhűtött tavai (3/3)

Következtetések a sós tavakat illetően

Hazatérésem után összevetettem az új felfedezéseimet a sós lapályon történt korábbi megfigyeléseimmel. Egy ideje már voltak bizonyos feltételezéseim, de csak most tisztult ki számomra a kép teljesen. Elemezzük ki részenként:

Első eset:

Mikor előszőr látogattam meg a területet 2011 januárjában, megtaláltam egy jókora méretű tócsát, melyet előzetesen beazonosítottam/ kiválasztottam egy részletes műholdfelvétel segítségével. A felvétel 2010 május 27-én készült, tehát kevesebb, mint 1 éves volt ottlétem idejében. A kör alakú, több mint 10 méter átmérőjű tó mélységét (csak részlegesen vol befagyva) 2 méter fölöttinek saccoltam. A felső réteg hőmérséklete mínusz 21 fokos volt. Kb 10 nap múlva visszatértem ide és egy partközeli piciny részt leszámítva, a tócsát befagyva találtam. A kis lékben mínusz 22 fokot mértem.

 

A sósmocsár egyik legnagyobb tava, jelenleg már nem létezik (2011 január)

Következő télen, 2012 januárjában újra ellátogattam ide, ekkor vastag sós jégtakaróval fedve találtam az állóvizet. A jég olyan masszív volt, hogy biztonságosan járkálhattam a felszínén és néhány segédeszköz igénybevételével nyugodtan tanulmányozhattam az alatta elhelyezkedő víztömeget. A jég alatt -23 fokos volt a sós víz. Ez egy várható hőmérséklet volt, mivel az alant lévő folyadék még sűrűbbé vált, így fagyáspontja még lejjebb csúszott. Az viszont kicsit meglepett, hogy egyetlen helyet sem találtam, ahol a tócsa mélysége meghaladta volna a 130-140 cm-es mélységet. Úgy gondoltam, hogy ezt a fagyáspont-csökkenéssel/ besűrűsödéssel járó még több, tó alján kicsapódott só okozhatja.

Ezt a bizonyos tócsát nem látogattam meg az elkövetkező években, csak ezen a télen, 2019 februárjában tértem vissza ide. Nagy meglepetésemre nem találtam ott a tavat. Otthon leellenőriztem és újra összevetettem a koordinátákat a műholdfelvétellel, de az eredmény változatlan: ez a tócsa eltűnt.

Második eset:

2014 januárjában újra a sósivatagban voltam. Ezúttal teljesen véletlenszerűen felfedeztem egy új tavat, melyet ott helyben felismertem, mint a 2010-es műholdfelvétel egyik szembetűnőbb víztömegét. A 8 méter átmérőjű, kerekded tócsa befagyatlan volt és mínusz 23 fok Celsius alatti hőmérsékletet mértem a felszínközeli rétegekben. A partjai meredekek voltak, s nagy mélysége miatt (2 méter feletti lehetett) a tófenék nem volt látható.

 

Ez a tó most is létezik, de már nem olyan mély (2019 február)

2016 februárjában visszatértem, hogy megfigyeljem a tavat. Ez egy különosen hideg tél volt, január végén -46 fokig süllyedt a hőmérséklet Zavkhan meteo-állomáson. A tócsát most egy vastag sós latyakréteg fedte, viszont hőmérséklete érdekes módon az előbbi, befagyatlan állapotúnál néhány fokkal magasabb, mínusz 18 fokos volt. Lehet, hogy megváltozhatott a felső réteg összetétele? Vagy a február végi magasabb napállás lenne az oka? Nem tudom. Lemértem a tó mélységét a sátram rúdjai segítségével és kiderítettem, hogy a tófenék nagyon egyenetlen. Egyes helyeken másfél méter mély, míg másokon (néha csak egy picivel arrébb) 1 méternél is kevesebb. Viszont sehol sem közelítette meg a 2 métert.

Harmadik eset:

2014 januárjában a szilárd halmazállapotú, teljesen megfagyott sóoldatokat kerestem, így ezúttal a nagyon sekély tócsák kötötték le a figyelmem. Ennek ellenére furcsálltam, hogy nem találtam rá egy mélyebb állóvízre is, mivel határozottan emlékeztem, hogy a 2010-es felvételen volt errefele egy olyan is. Habár láttam itt pár tócsát, ezek mélysége távol maradt az általam várttól (fél méter alattiak mind).

 

Az újonnan felfedezett tó a sósmocsár egy olyan szektorában fekszik, ahol a régi felvételen több, változó mélységű állóvíz is feltűnik, viszont ő 2010-ben még nem volt ott

Ezen a télen, 2019 februárjában felfedeztem ezt az új, 2 méter mélységű hipersós tavat (ahol végrehajtottam a merülést), s azt hittem, hogy biztos az lehet, amelyiket 2014-ben nem találtam meg. Hazatértemkor, a koordináták pontos kielemzése és a műholdfelvétellel való alapos összevetés után kiderítettem, hogy az új tócsa nincs épp azon a helyen, ahol a felvételen a mélyebb állóvíz látszik. S a formájuk is más. A légifelvételen megjelenő tó meg már nincs is ott a valóságban. Ennek az új tónak mínusz 22 Celsius fok körüli a “latyak-hőmérséklete”, alján pedig meglepően “meleg”: +2 fokos. Mivel ez a 3 méteres kábellel rendelkező érzékelő egy új szerzeményem, nincs információm a korábbi kutatási évekből más állóvizek fenék-hőmérsékleteiről. Azért gyanítom, hogy a mélyebb tócsák esetében hasonló lehet a rétegződés.

Negyedik eset:

Ezen a télen, 2019 februárjában felfedeztem egy kb 4 méter átmérőjű, részlegesen befagyott tócsát, melynek felszínközeli hőmérséklete mínusz 24 fok volt. Hazatértem után megbizonyosodtam affelől, hogy ezeken a koordinátákon a 2010-es felvételen nem jelenik meg semmiféle állóvíz, még egy kisméretű sem. Pedig 0.5 méteres felbontása lehetővé teszi, hogy még ennél kisebb formák (pl lovak, tevék) is beazonosíthatóak legyenek. Semmi kétség: abban az időben ez a tó nem létezett.

 

Az “újszülött tócsa”

Figyelembe véve a fentebb említett tényeket, geomorfológiai/ hidrológiai szempontból a fő következtetésem az, hogy ezeknek az állóvizeknek az élettartama meglehetősen rövid (általában kevesebb, mint egy évtized), folyamatosan jönnek létre a sókéreg alatti források tevékenysége által (földalatti erózió/ oldás) és tűnnek el a tófenéken végbemenő új sólerakódások következményeként (evaporitokkal való feltöltődés).

 

A sósmocsár légifelvétele 2010 május 27-én: a fekete nyíl az “Első eset tócsa” felé, a sárga nyíl a “Második eset tócsa” felé, a türkiz nyíl a “Harmadik eset tócsa” felé, míg a piros nyíl (+jel) a “Negyedik eset tócsa” (ezen pont koordinátái) felé mutat. A kék háromszög a sátram helye 2019 februárjában   Nagyíts a jobb rálátásért

A vízhőmérsékletet illetően, megfigyeléseim szerint a felszíni réteg általában mínusz 20 és mínusz 25 Celsius fok között éri el a latyakos állagot, leggyakrabban mínusz 21 és 22 között. Léteznek kissebb méretű tócsák, ahol még mínusz 29-hez közeli értéket is észleltem. Mivel az állóvizek nincsenek messze egymástól (gyakran csak néhány méter van köztük), úgy vélem, hogy az oldatot alkotó komponensek közti arány (majdnem) azonos kell legyen és a fagyáspontok közti lényegesebb különbségért az abszolút koncentráció és nem a különböző részelemek közötti viszony változása felelős.

Egy másik dolog, amit megemlítenék, hogy mikor a felszíni réteg eléri a latyakosodási állapotot, a mélyebb részek fagyáspontja még alacsonyabb kell legyen, mivel sós vizek esetében a sűrűség folyamatosan nő a hőmérséklet csökkenésével. Tehát, ha a mélyebben lévő, befagyatlan rétegek még így is nehezebbek mint a felső, akkor ezek fagyáspontja még alacsonyabb kell legyen. Emellett még azt is jelenti, hogy a felső, latyakosodó réteg soha nem érheti el az illető oldat maximális sűrűségét.

 

Megjegyzés: Miután megkapom a vízminta elemzésének eredményeit Budapestről (remélhetően hamarosan), frissíteni fogom ezt a részt.

 

Cseppfolyós fagy: Sangiyn Dalai mélyhűtött tavai (1/3)

Bevezető: Fagyáspontcsökkenés

Ez a fejezet egy kicsit különbözni fog a “hagyományos száműzetésektől”, mivel a kutatás középpontjában nem levegő, hanem víz áll, valamint tartalmaz egy személyesebb/ filozófikusabb leírást is. Mivel azonban az egész szorosan kötődik a helyi klíma jellegzetességeihez, helyet kapott itt egy új részként.

Mint tudjuk, a víz 0 (nulla) Celsius fokon fagy meg. Gyakorlati szinten egy jégből és vízből álló keverék (jégkása) hőmérséklete mindig ugyanennyi, nincs rá befolyással a légnyomás, mint a forráspont esetében, ahol ez magas hegyekben igen jelentős csökkenést okoz. Eme tulajdonság csak a tiszta H2O-ra érvényes. Ha ebben különböző anyagokat (főleg sókat) oldunk fel, a fagyáspont csökkenni kezd. Maximális sűrűségű NaCl (konyhasó) esetében (23.3%) -21.1 fokra süllyed. Néhány sófajta (CaCl, MgCl) ezt képes még lennebb is tolni. Hagyjuk most el a laboratóriumot és nézzük meg mit találunk a természetben.

 

A hőmérséklet és a sótartalom összefüggése NaCl oldat esetében

A tergervíz kb 3.5% sót tartalmaz és -2 fokon fagy meg. Ez az állandó hőmérséklete az arktikus és antarktikus vizeknek a jég alatt. Vajon léteznek-e a Földön olyan szélsőséges körülmények, amelyek ennél messzemenően jobban is képesek lehűteni a folyadékokat?

 

A célpont kiválasztása

Nem nehéz kikövetkeztetni, hogy két alapfeltételre van itt szükségünk: 1. rendkívül magas sótartalmú vizekre, 2. nagy hidegre. A kettő együttes jelenléte elengedhetetlen.

A természet/ klíma esetében az első feltétel nagyrészt a szárazsághoz kötődik, ahol a csapadékhiány és az erőteljes párolgás következtében a medencék alján található állóvizek sótartalma folyamatosan nő, a második pedig a tartós szezonális hideghez, ahol ezek a besűrüsödött folyadékok hosszú ideig nagyon alacsony hőmérsékleteknek vannak kitéve. A Holt-tenger és Szibéria keresztezése? Úgy biza.

Alapos mérlegelés után meghatároztam, hogy az antarktiszi Száraz-völgyeket (ahol ezt az ökoszisztémát már tanulmányozták: https://en.wikipedia.org/wiki/Don_Juan_Pond ) leszámítva, észak-nyugat Mongólia éghajlata nyújthatja a legjobb feltételeket ezen jelenség létrejöttéhez.

 

 

Itt léteznek területek, amelyek olyan kevés csapadékot látnak, mint a kaliforniai Halál Völgye, miközben az átlagos téli hőmérsékleteik a közép-szibériaiakhoz hasonlóak. Uvs tartomány Zavkhan járása egy igencsak jó példa a szélsőségek eme együttműködésére: itt az átlagos évi csapadékmennyiség 50-60 mm között van, a januári középhőmérséklet mínusz 28 Celsius fok alatti.

Emellett itt a tél a száraz évszak, ezért a havazás ritka és gyenge (1 mm alatti januári és februári átlagokkal), a hótakaró vastagsága általában 0-5 cm között mozog. A helyiek “nagy hóként” emlékeznek a 4-5 cm-es esetekre.

 

 

Száraz klímája miatt az nyugat-mongóliai Nagy Tavak Medencéjében számos sós tó és mocsár található, melyek jelentős ásványtartalmuknak köszönhetően télen jóval a tengervíz fagyáspontja alatti hőmérsékletekre is lehűlhetnek.

Az Uvs tartomány déli határvidékén, kb 1030 méter tengerszint feletti magasságon fekvő Sangiyn Dalai tavat övező sósmocsarat választottam idei kutatásom színhelyéül, ahol úgy vélem, hogy igencsak jó esélyeim vannak természetes feltételek között kialakuló, rendkívül alacsony hőmérsékletű folyadékok meglelésére.

 

A Sangiyn Dalai sósmocsár helye Mongólia térképén (piros pont)

 

A kutatás rövid összegzése

Február 9. délutánján jutottam el a sósmocsárhoz és ennek felszínén állítottam fel a táborom. Jóideje ismerem a területet (többször is voltam már itt az elmúlt telek folyamán) és egy részletes műholdfelvétel meg GPS segítségével számos kis és közepes méretű (1-20 méteres átmérőjű) tócsát és tavacskát azonosítottam be, melyek mínusz 30 foknál alacsonyabb léghőmérsékletek esetében is megőrzik cseppfolyós állagukat.

 

Műholdfelvétel a tóról és az ennek nyugati partján elterülő sósmocsárról (barna rész)

Ez a szezon eddig közepes volt. Most viszont épp lehűlőben van, így a napi maximum mínusz 25 fok alatt maradt és kilátásban van egy mínusz 40 körüli éjszakai minimum. Az ég derült, a levegő mozdulatlan. A mongóliai tél jellegzetes hőmérsékleti inverziója. A hótakaró vastagsága 3-4 cm a környező területeken, a sókéreggel fedett szektorokon viszont csak részleges.

 

A sátram a sósivatagban

A bizonyos tavat, amelyik befagyatlan állapotában leginkább reménykedtem, most pár cm vastag latyakréteg fedte, így a tófenék domborzata nem volt látható.  A folyadék hőmérséklete, bár nem sokkal, de -20 fok fölött volt. Nem messze tőle viszont rátaláltam egy másik, kisebb méretűre, amelyik csak részlegesen volt befedve és az előzőnél hidegebb volt (mínusz 20 alatt a felszín közelében).

Kevéssel a sátor felhúzása után felfedeztem egy új tavat, amelyik szintén a ma látott néhány, befagyatlan állapotban lévő víztömeg közé tartozik. Azonban ez sokkal megkapóbb a többinél, mivel jóval nagyobb (8-10 méter hosszú) és feltűnően mély (kb 2 méter) a méretéhez képest.

 

Az újonnan felfedezett, befagyatlan sóstó

A legfelső réteg rendkívül hideg, mínusz 21-22 fokos volt, viszont (nagy csodálkozásomra) az alján 0 fok fölött mértem (+1.8-at, a pontosság kedvéért). Ez a “meleg” fenék még a mínusz 40-es éjszaka folyamán is csak nagyon kevet hűlt: a műszer kijelzője reggel +1.2 fokot mutatott.

Miközben a felszínt egy vékony, sós-jégkéreg fedte, a legmeredekebb part közelében egy piciny rész befagyatlan maradt. Véleményem szerint ezt a fura jelenséget egy a sóágy alatti erőteljes forrás okozhatja.

 

Hőmérsékletmérés egy másik tavacskában. Ez Fahrenheit-skála, Celsius-ban -24.5 lenne

Mégha a levegő hőmérséklete nem is emelkedett -30 fok fölé, délre a szilárd jégkéreg egy pépszerű latyakréteggé változott. Begyűjtöttem fél liter sósvizet ebből a tóból, hogy hazatértem után majd kiderítsem az oldat pontos vegyi (és esetleg mikrobiológiai) összetételét.

 

A leghidegebb merülés

“Hideg-fanatikus” lévén régóta volt egy nagy álmom, konkrétan mióta véletlenszerűen rátaláltam a mélyhűtött oldatokra az Uvsz tó egyik hajdani öblében: “minden idők, ember által végrehajtott leghidegebb megmártózása”. Ez az óhaj később a “megvalósítani a leghidegebb merülést” formát nyerte el, mint az előbbinek egy méginkább kiforrott verziója. És ezt minden külső támogatás/ felügyelet nélkül, egyedül akarom végrehajtani a vadonban. Sok év tervezés, küzdelem és sérülések, valamint nem megfelelő időjárási feltételek okozta kudarcok után február 10. kora-délutánján végül eljött az időm.

 

A mínusz negyvenes éjszaka után még ez a különleges tó is befagyott

Ennek az újonnan felfedezett állóvíznek úgy a mérete, mint a mélysége ideális volt a tervemhez, a jelenlegi körülmények pedig a lehetséges leghidegebb határán voltak, mivel a víztömeg nagyrészét egy vékony latyakréteg borította. Itt vagyok, fizikailag, logisztikailag és pszihikailag egyaránt felkészülve. Csináljuk meg.

Konvergenciának tudnám ezt nevezni.

Miután átköltöztettem a sátrat a tó mellé és minden kelléket úgy rendeztem el, hogy segítségemre legyen ebben a cselekvésben, 13:30-kor készen álltam. Fürdőnadrág, búvár kesztyű/ zokni, úszószemüveg és sapka. Csupán a minimális védelem a rám váró extrém körülményekre. A testem legnagyobb része közvetlen kapcsolatba fog kerülni a mélyhűtött folyadékkal. A sós latyak által képviselt felső réteg hőmérséklete mínusz 22 Celsius fokos.

NAGYON kevés időd van itt. Az ügyetlenkedés vagy a rossz számítás biztos nem lesz megbocsájtva. A tested 25-30-szorosan gyorsabban veszti a hőt vízben, mint levegőn és ezeken a szélsőséges hőmérsékleteken a folyadék fagyási sérüléseket okozhat még 30 másodpercnél (!) is rövidebb idő alatt, messzemenően a hipotermia beállta előtt, gyakorlatilag még a hiperventilációs fázis alatt. A fagyás egyértelműen a legnagyobb veszély itt. Nagyon jól tudom, hogy mire képes ez a közeg, mivel nem első alkalom, hogy kiteszem magam ezeknek az elemeknek.

 

A mélyhűtött tóban

A merülés tervszerint ment. Jó tapadás a szélen, egyetlen testrészem sem érintette a sóágy alját vagy oldalát, egy csepp sósvíz sem jutott be az úszószemüvegbe és 15 (de talán inkább 10) másodpercen belül sikerült kijönnöm a tóból.

 

A hőmérő közelképe: -7.3 Fahrenheit fok -21.8 Celsiusnak felel meg (az érzékelő a sós latyakban)

A sebesség miatt szinte semmit nem láttam a víz alatt, egyetlen összehangolt mozgás-sorozat egymást gyorsan követő pillanataiban érve el a túlsó oldalt, ragadva meg a partot és emelve ki magam a természet eme gyorsfagyasztójából. A leghidegebb érzet közvetlenül a felbukkanás után, a kiszállás idejében jelentkezett, mivel ekkor az egész testem átszelte a mínusz 20 fokos latyakréteget. Valószínűleg az emberi szervezet által tapasztalt eddigi legnagyobb hűtési sebesség.

 

A kísérlet folyamán használt felszerelés

Miután kint voltam a vízből tudtam, hogy az igazi veszélynek vége. A sátram belsejének erős üvegházhatása várt rám. A hőmérséklet-különbség ebben a napszakban 20 fok feletti lehetett.

Biztos sokan úgy gondolják, hogy vizesen kint lenni -30 fokban semmit sem csökkent még a veszélyskála fokozatán, viszont én bátran állíthatom ez és más hasonló tapasztalatok alapján, hogy déli napsütésben, teljes szélcsendben néhány percig biztonságban vagy, mondani kellemes az egész érzet. Természetesen ezt nagymértékben elősegíti az adrenalin és endorfin áramlás, az ezeket megelőző dopamin-özön és az utólagos szerotonin-kibocsájtás. Egy tömény és komplex biokémiai koktél. Valódi katarzis.

 

Küldetés teljesítve

 

A terepen használt műszerek

-Egy LogTag Tred30-7R adatrögzítő, -40, +99 Celsius fokos mérési intervallummal, +-0.5 fokos pontossággal és 0.1 fokos felbontással.
-Egy Greisinger GMH 2710-T digitális precíziós hőmérő, -199.9, +200 Celsius fokos mérési intervallummal, +-0.1 fokos pontossággal és 0.1 fokos felbontással.

 

A LogTag adatrögzítő az állóvíz aljának hőmérsékletét méri

Folytatjuk…