Azok a csodálatos budai barlangok

Fővárosunk, Budapest nevét meghallva legtöbbünknek a világhírű múzeumok, a míves középületek vagy éppen a „gasztro-élmények” jutnak az eszünkbe; a város alatt húzódó mesterséges és természetes üregek azonban már jóval kevesebbünknek. Budapest egyedülálló fővárosa világunknak abban a tekintetben, hogy belterülete alatt komoly méretű barlangrendszerek (számuk közel 180 darab, összesített hosszúságuk pedig közel 60 km) húzódnak. Felfedezésük és kialakulásuk története is különleges, hiszen ezek a szövevényes járatrendszerek nagyrészt a 20. század elejéig ismeretlenek voltak, mivel nem voltak természetes felszíni kijárataik. Cikksorozatunk első „felvonásában” fővárosunk budai barlangrendszereinek kialakulását mutatjuk be a legfrissebb szakirodalmak tükrében. Kalandra fel, irány a kövek világa!

Ha egy jól karsztosodó mészkővel borított hegyvidékre, illetve annak barlangjaira gondolunk, akkor a karsztos üregek kiformálódását a legtöbb esetben a kőzet repedésrendszerében lefelé mozgó (leszálló) hideg karsztvizek koptató és oldó tevékenységeivel magyarázhatjuk meg (epigén karsztok). Ezt a modellt akár a Budai-hegység – pontosabban Budai Termálkarszt – barlangjaira is „ráhúzhatnánk” (ahogyan azt tette több kutató is a 20. század első felében), de itt egészen más a helyzet. A Budai Termálkarszt üregrendszerei az úgynevezett hipogén karsztbarlangok csoportjába tartoznak, ahol a felszín alatt intermedier vagy regionális áramlási pályák mentén mozgó karsztvizek felmelegszenek, majd langyos- vagy termálvizek formájában jelentős oldó (barlangképző) hatást fejtenek ki a kiáramlási (megcsapolási) területen. Vajon mit is jelent pontosan ez a „nagyon szakmai” megfogalmazás?
A Pilis és a Budai-hegység területére lehulló csapadék egy része a felszínre kibúvó, jelentős másodlagos porozitású (hasadékokkal, repedésekkel átjárt) kőzettesteken át lassan a mélybe szivárog (regionális utánpótlódási terület). A hosszú utat bejáró, 1000 m-nél is nagyobb mélységekbe lejutó karsztvíz akár több tízezer évet is eltölthet a víztartó kőzetek mélyén, emiatt az jelentősen felmelegedhet. Az említett hegységek felől a mélyben keleties irányban áramló vizek a Pesti-síkság alá is „befordulnak”, ahol törésvonalak mentén a mélyből feláramló, eltérő hőmérsékletű, kémiai összetételű és ezáltal eltérő sűrűségű medencefluidumokkal találkoznak. A keveredő felszín alatti vizek a Pesti-síkságon települő korlátozott vízáteresztő, agyagos fedőüledékek alatt visszafordulnak nyugat felé, hogy törésvonalak mentén feláramolva a Duna jobb partján fakadó forrásokban lássanak újra napvilágot. A Pilis és a Budai-hegység karsztjai felől áramló felszín alatti vizek kalcium-, magnézium-, hidrogén-karbonát- és szulfát-ionokban, míg a Pest-síkság alól érkezők nátrium- és klorid-ionokban, szén-dioxidban, kén-hidrogénben és metánban gazdagok. Itt jegyezzük meg, hogy a legújabb kutatások szerint a Pilis és a Budai-hegység felől érkező vizekhez a Gödöllői-dombság irányából is történik beszivárgás. Vajon mi közük lehet a bonyolult áramlási pályákon mozgó, eltérő tulajdonságokkal rendelkező felszín alatti vizeknek a budai barlangok kialakításához? Több mint gondolnánk!
A továbbiakban a keveredési korrózió fogalmát kell bevezetnünk, hogy megértsük a kőzettestek mélyén kialakuló barlangok genetikáját. A keveredési korrózió folyamata során a két eltérő hőmérsékletű és/vagy eltérő ionkoncentrációjú, külön-külön telített oldat elegyedésekor létrejövő új oldat telítetlen, tehát a karbonátra nézve oldóképes lesz, agresszív CO₂-t tartalmaz. A definícióban említett két külön-külön már nem oldóképes, de együttes erővel azzá váló oldatok nem mások, mint az előző bekezdésben leírt eltérő hőmérsékletű és kémiai összetételű felszín alatti vizek. Ezek keveredése folyamatos oldódást tudott kifejteni a Budai-hegység litoklázisokkal és vetőkkel sűrűn átjárt karbonátos kőzettömegében az elmúlt évmilliókban, nemcsak a felszín közvetlen közelében, hanem a karsztvízszint alatt is. A budai barlangrendszerek kialakulása tehát nem a felszín felől történt, hanem a mélyből feláramló felszín alatti termálvizek oldó hatásának következményeként. Ezért van az, hogy az itteni „alulról felfelé építkező” barlangok elhelyezkedése független a felszíni domborzattól: kialakulhattak hegyoldal alatt, hegytetői helyzetben, de akár völgyek alatt is. A Budai-hegység barlangjai esetében nem tudtak kifejlődni óriási termek, mivel a keveredési korrózió oldó hatása a tektonikai törésvonalak mentén tudott csak érvényesülni. Ebből következik, hogy a terület járatrendszerei labirintusszerűek, közel egyenrangúnak tekinthető járataik a korábbi repedések és törések irányait követik (tektonikus preformáció) a hegyek „gyomrában”. Ez alapján már választ is kaptunk arra, hogy miért csak a 20. század elejének nagy budai építkezései óta tudunk többet ezen barlangok létéről.
A keveredési korrózió mellett két gázról is kell még szólnunk, amelyeknek szerepük lehetett a barlangképződésben: ez a szén-dioxid és a kén-hidrogén. A mélyből a megcsapolódási terület felé áramló vizek folyamatosan hűlnek, ezért több szén-dioxidot képesek magukban tartani, ezáltal az oldóképességük is növekszik. A Budai-hegység kiemelkedése és ehhez kapcsolódóan a karsztvízszint mélyebbre süllyedése miatt a korábban kialakult barlangjáratokban szabad tükrű barlangi tavak jöttek létre. A felette lévő légtérben ezáltal meg tudott indulni a korábban oldott szén-dioxid kigázosodása, amely karbonátkicsapódáshoz vezetett, mivel a kisebb CO₂-tartalmú víz kevesebb karbonátot tudott oldatban tartani. Ennek köszönhető a budai barlangok változatos és látványos karbonátos ásványkiválásainak jelentős része. A másik agresszív gáz a kén-hidrogén (H₂S), amely vizes közegben történő oxidációja kénsav kialakulását eredményezheti, amelynek szerepe szintén jelentős lehet a barlangképződésben. A kénsav a karbonátos kőzetekkel reakcióba lépve szén-dioxidot szabadít fel, amely még tovább fokozza az előző sorokban bemutatott oldó hatást, azaz a barlangosodást. Érdekes kérdés a kénvegyületek eredete a barlangokban: származhat a miocén telérek piritjeiből vagy markazitjaiból, a medencekitöltő paleogén üledékek (például Tardi Agyag Formáció) piritjeiből, sókőzetek bemosódásából vagy éppen a törésvonalakon keresztül a medence eredetű fluidumokból is (nem beszélve a mikrobiális folyamatokról).
A barlangok fő üregképződése tehát a keveredési korrózió, és emellett a mélységből feláramló meleg vizekkel érkező, vízben oldott gázok (CO₂, H₂S), a termálvíz hűlése, a kénsavas oldódás és egyéb hipogén folyamatok hatására, freatikus körülmények között zajlott. Itt jegyezzük meg (hiszen erről még nem szóltunk), hogy a budai barlangok döntő többsége a középső és késő eocén Szépvölgyi Mészkő Formációban, a járatok kisebb hányada a felette települő késő eocén és kora oligocén Budai Márga Formációban formálódott ki.
A budai barlangok ásványaival, illetve a konkrét barlangokkal a cikksorozat folytatásban foglalkozunk majd részletesebben. A cikkhez csatolt kép a Szemlő-hegyi-barlangban készült, ahol a szépen fejlett, de összetört kalcitlemezekre borsókövek települnek (a térképen is ennek a barlangnak a helyét jelöltük).

A Szemlő-hegyi-barlang pontos helyét és a többi térképi pontot itt találod: Térképnézet

Fotó és szöveg: Veres Zsolt