Hol ér véget a Duna?

Itt a vége, mondhatná az utazó, amikor a sulinai világítótoronynál kitágul számára az égbolt, és a folyóból végtelennek tűnő vízfelszín válik. De valóban itt a vége? Platón szerint "Hérakleitosz azt mondja valahol, hogy minden mozgásban van, és semmi sem marad változatlan, és a folyó áramlásához hasonlítva a létezőket, azt mondja, hogy nem léphetsz kétszer ugyanabba a folyóba." Ahhoz, hogy megnyugtatóan megválaszoljuk, hol ér véget a Duna, térben száz kilométernyire ki kell kalandozni a Fekete-tengerre, több mint egy kilométer mélységbe, időben pedig évmilliók történéseit kell alaposan átvizsgálni. 

1. ábra A Duna (Viteaz)-kanyon elhelyezkedése A Fekete-tenger mélyén. (forrás)

Szükségszerű lefordítani Herakleitosz filozófiai gondolatait a valamivel egzaktabb földtudományok nyelvére. Amióta a Duna létezik folyamatosan változnak a paraméterei, úgy ahogy a kezdeti évtízmilliók során, a természetes fejlődés időszakában, amikor még kizárólag a természeti körülmények formálták, és később abban a legfeljebb 10 ezer éves időtávlatban, amikor az emberi hatás egyre erősödött. Változott a folyó hossza, eleinte csak az Alpok előterében kanyargó kicsiny vízfolyás tavakat, tengeröblöket töltött fel, változott a vízgyűjtő területének kiterjedése, miközben a felső szakaszát gyakran elhódította egy-egy szomszédos vízfolyás. Ezzel és az éghajlat változásaival összefüggésben változott a vízhozam, például az utolsó eljegesedés után meginduló olvadás jelentősen megnövelte, a száraz meleg időszakok pedig lecsökkentették a vízhozamát. Konkrét példákat tekintve a Duna feltöltötte (más folyókkal együtt) a Pannon-tavat, miközben a Rajna jelentős vízgyűjtőt hódított el tőle nyugaton, és a megnövekvő vízhozam hatalmas mennyiségű és vastagságú kavicsanyagot teregetett szét a magyar szakaszon, és nem csak a Duna forrásának helye változott az évtízmilliók alatt, de vándorolt a torkolat, azaz a delta vidéke is, volt már a mai helyzetnél nyugatabbra is, de ami a mostani bejegyzés szempontjából lényeges: keletebbre is. 

2. ábra a Duna-kanyon helyzete a Google térképén

A jelenlegi Duna-deltától száz kilométernyire délkeletre a mélytengeri kutatások egy markáns, hosszú és mély szurdokvölgyet fedeztek fel a Fekete-tenger mélyén (lásd 2. ábra). Hivatalos neve alapján nem lehet kétségünk, hogy a Dunának valamiféle köze, kell, hogy legyen hozzá. A Fekete-tenger északnyugati medencéjében viszonylag nagy kiterjedésű, 140*170 kilométeres, sekély selfterület található, 20-140 méter között változó mélységgel, amelybe négy nagyobb "D" betűs folyó szállítja hordalékát: a Duna, a Dnyeszter, a Déli-Bug és a Dnyeper. A kanyon völgyfője mélyen a selfterület peremébe vágódik, és a mélytengeri aljzat síkjáigig nyúlik, miközben a jelenlegi Duna-delta és a kanyon völgyfője között nem látható markáns morfológiai kapcsolat. 

3. ábra A Fekete-tenger főbb mellékfolyói (a Dnyeszter rossz helyen) és mélységi szintvonalai (forrás)

A Duna-kanyon selfterületbe bevágódó völgyfője körülbelül 90 méteres mélységben kezdődik, a végpontja ettől 100 kilométernyire egy széles, legyező formájú hordalékkúpon veszik el, több ágra bomolva, a Fekete-tenger legmélyebb zónájában, a mélytengeri fenékszinten, körülbelül 2100 méteres mélységben. Viszonyításképpen, a Fekete-tenger legmélyebb pontja 2210 méteren található. A selfterületbe vágódó szakaszon a kanyon szélessége két kilométer, meredek (akár 30°-os) oldalfalain mindenütt kagyló formájú bevágódásokkal. A völgytalpba 400 méter mélységbe vágódó, V-alakú völgy északnyugat felől kanyarog délkeleti irányba meredek leszakadással a selfperemi lejtőn, ahol a völgye már hat kilométeres szélességűre tágul. A markáns völgy csatorna formájában folytatódik a tengerfenéken, ahol ágakra bomolva egy saját maga alkotta mélytengeri deltán kanyarog tovább. Ez a jelenség nem egyedi, más folyók esetében is hasonló mélytengeri kanyonvölgyet figyeltek meg, legyen szó az Amazonas, a Hudson, vagy a Kongó folyó torkolatvidékéről. Tévednénk, ha azt gondolnánk, hogy ezt a tenger alatti formakincset folyóvíz alakította ki, így az is kérdéses, hogy itt ér-e véget a Duna. 

4. ábra A Duna-kanyon domborzatmodellje (forrás) 

Az is kérdéses, hogy a Duna hogyan tudta ezt a róla elnevezett mélytengeri szurdokvölgyet kialakítani messze délkeletre a ma ismert tengeri torkolatától. Mivel az édesvíz az erózióbázist elérve semmi esetre sem hömpölyöghet tovább a tenger mélyén, eróziós árkokat kialakítva, valami más hatás állhat a jelenség hátterében. Elöljáróban érdemes megismerkedni a Fekete-tenger sajátos tulajdonságaival, amely sok szempontból egyedülálló a többi tengerhez képest. A Fekete-tenger egy tipikus beltenger, csak egy vékony köldökzsinóron, a Boszporuszon keresztül kapcsolódik egy másik beltengerhez, ugyanis a Földközi-tenger is egy nagyon keskeny szoroson keresztül tartja a kapcsolatot az Atlanti-óceánnal Gibraltárnál. A két víztest között kapcsolatot biztosító Boszporusz-szoros legkisebb mélysége mindössze 36,5 méter, ez a pont az Aranyszarv-öbölnél található, azaz ha a globális tengerszint ennél lejjebb süllyed a Fekete-tengerből sós vizű tó válik. Apropó, a tenger sótartalmát tekintve is különleges víztest, hiszen a felszínen egy mérsékelten sós brakkvíz helyezkedik el 150 méteres mélységig. Ezt a réteget a tengerbe ömlő nagy vízhozamú, oxigénben dús édesvizet szállító folyók okozzák, ez alatt egy sósabb, anoxikus, élettelen víztömeg helyezkedik el, és ez a két réteg nem keveredik. Az édesebb és sós víz keveredésének hiánya kizárja, hogy a Duna vize jelenleg formálhatná ezt a szurdokvölgyet. Ennek ellenére azt sem lehet kijelenteni, hogy ez egy inaktív völgy lenne.

5. ábra A Duna-kanyon tenger alatti hordalékkúpja (forrás) 

Van még egy lehetőség a szurdokvölgy kialakulására, mégpedig a tengerszint drasztikus süllyedése, visszahúzódása, más szóval a regresszió. A tengerszint süllyedése és emelkedése a Fekete-tenger esetében a már említett boszporuszi küszöb miatt eltér a világtengerek hasonló mozgásaitól. Ennek illusztrálására az elmúlt 20 ezer év kellő példát szolgáltat. Az utolsó glaciális maximum (LGM) idején a Fekete-tenger legnagyobb valószínűséggel egy édes, vagy legalábbis csökkentet sósvizű tó volt, amely a vizét a belé ömlő folyókból kapta. Felszíne a jégtakaról legnagyobb előrenyomulása idején körülbelül 110-120 méterrel volt a mai tengerszint alatt (az 5. ábrán fehér vonallal), azaz az északi selfterület és az Azovi-tenger szárazulat volt. Víz csak a selfperemi lejtőt és a mélytengeri síkság szintjeit borította. A Krím félszigettől nyugatra fekvő három nagy folyó, a Dnyeszter, a Déli-Bug és a Dnyeper ekkoriban közös mederben érte el a tavat, miközben a Duna torkolata ettől délnyugatra, elkülönülve, a kanyon völgyfőjénél lehetett. Mivel árapálytól mentes állóvízről volt szó, nem feltételezhető, hogy a jégkorszak végén a Dunának szurdok-szerű tölcsértorkolata lett volna, sőt szinte biztos, hogy már ekkor is deltatorkolata volt, ami további kérdéseket vethet fel a formakinccsel kapcsolatban.

A Fekete-tó vízszintje az LGM vége után emelkedésnek indult. Az északi (Skandináv és ÉNY oroszországi) jégtakaró olvadékvizei jelentősen megemelték a tóba ömlő folyók vízhozamát, munkavégzőképességét és a hordalékszállítást is. Ugyanazon időszakban az emelkedés üteme ebben a medencében nagyobb volt, mint a Földközi-tengeren. 13 ezer évvel ezelőtt a Fekete-tó szintje megközelítette, talán el is érte a Boszporusz-küszöb szintjét, miközben a világtengerek szintje még a 70-80 méterrel volt alatta a mostaninak. Egyes elképzelések szerint ekkoriban előfordulhatott, hogy a Fekete-tó édesvize bukott át a Márvány-tengeren keresztül a Földközi-tengerbe. Azonban a tó emelkedése egy ponton megállt, és a vízszint újra süllyedni kezdett, mivel az olvadékvíz utánpótlása csökkent, a jégtakaróból származó vizek már nem a nagy sztyeppei folyókon találtak lefolyást, hanem a Balti-tenger helyén kialakuló tóba tartottak a jéggát megszűnése után. 8000 évvel ezelőtt majdhogynem helyreállt a korábbi állapot, a selfterület ismét szárazulattá vált, a tó szintje -90, -100 méterrel volt a mai alatt. A száraz hideg éghajlat a partvidéken a szállított hordalékból dűnesorokat épített, és a folyók birtokba vették a transzgresszió előtti medrüket és torkolatvidéküket. 

Körülbelül 8500 évvel ezelőtt a Földközi-tenger emelkedő szintje elérte és meghaladta a Boszporusz-küszöb magasságát, és a sós víz bezúdult a Fekete-tó medencéjébe. Rendkívül rövid idő alatt 70-80 métert emelkedett a vízszint. Sokan ezt a mozzanatot vélik a bibliai özönvíz történeti alapjának, annyi bizonyos, hogy a Fekete-tó korábbi parti morfológiáját, a homokdűnéket, a hullámmarás által kirajzolt tengerpartokat, deltavidéket nem az erózió pusztította el, hanem ezzel szemben a rohamosan emelkedő tengerszint megőrizte ezeket a formákat a mélyben. Kialakult tehát a Fekete-tenger, melynek szintje és ezzel párhuzamosan a Duna-delta helye több ezer évre állandósult. 

6. ábra A Fekete-tenger szintjének változása az utolsó glaciális maximum óta (forrás)

Fontos azonban azt is megvizsgálni, hogy más korokban lehetett-e ennél alacsonyabb a Fekete-tenger szintje, amikor a folyóvízi eróziónak lett volna lehetősége egészen a meredek selflejtő aljáig kifejteni az eróziós hatását. A pleisztocén során több eljegesedési fázis játszódott le, de a globális tengerszint mindegyik során a -120 méteres szint környékére süllyedt, és mivel e földtörténeti korban a Fekete-tenger medencéje hasonló helyzetben volt, feltehetően itt sem változott az LGM esetében megfigyeltnél nagyobb mértékben a vízszint. Ha korábbi korokat vizsgálunk az eljegesedés hatásait ki lehet húzni a lehetséges okok közül, azonban a miocén kor végén, a messinai korszakban (5,9-5,3 millió évvel ezelőtt) lejátszódott egy tektonikai esemény, amely a Földközi-tenger medencéjében több, egymást követő drasztikus kiszáradási eseményt okozott. A messinai sókrízis során megszakadt a kapcsolat a Földközi-tengerrel, és a Fekete-tó vízmérlege negatívba fordult, a párolgás kezdett dominálni. A tengerszint csökkenés mértéke azonban még vita tárgya, a szeizmikus mérések több száz méteres süllyedést feltételeznek, míg az őslénytani vizsgálatok csupán néhány tíz métert. Azonban ez a regresszió egészen biztosan nem érintette a Duna-deltát, hiszen az akkor még a Kárpát-medencében töltögette a Pannon-tavat, és a Román-alföld is egy (Paratethys-)tengeröböl lehetett (7. ábra). 

7. ábra A Fekete-tenger a messinai sókrízis idején (forrás)

Ebből következik tehát, hogy a Fekete-tenger mélyén rejtőző Duna-kanyon egészen biztos, hogy csak a pleisztocén vége felé alakulhatott ki, amikor a Duna-delta két—morfológiailag is elkülöníthető—fázisban, a LGM idején, majd 13 ezer évvel ezelőtt, egészen a selfperemig nyúlt, és az is valószínű, hogy a Duna aktív formálója volt a kanyonnak, még a tengerszint alatt is. A kanyonok kialakulásában azonban nem a folyóvíz, hanem a lejtős tömegmozgások játszották a fő szerepet. A self meredek peremére szállított hatalmas mennyiségű laza üledék időnként instabillá válva földcsuszamlásszerűen a mélybe zúdult, az anyaghiány helyén pedig a folytatódó zagyárak miatt egy egyre táguló szakadék kezdett kialakulni. Az üledék folyamatos utánpótlása miatt a csuszamlások ismétlődtek, de már az előre jelzett helyen és csúszópályán. Tengeralatti csuszamlások, szakadékok ugyan kialakulhatnak olyan helyeken is, ahol nincsen folyótorkolat, de ezek esetében nem jelentkezik markáns hátravágódás a selfterületbe. A rendszeresen lezúduló zagyár a selflejtőn csatornát alakít ki magának, majd a gravitációs hatás megszűnésével szétterült a mélytengeri síkságon, kialakítva egy lapos hordalékkúpot. Ezt az üledéket a geológia turbidit néven ismeri, sok helyen hegységbe felgyűrődve kőzetként tanulmányozható. 

8. ábra Zagyárak kialakulása és mozgása a tengerfenéken. (wikipédia)

Habár a tengerszint emelkedése és a szárazföld hátrálása idővel inaktívvá tette a szurdokvölgyet, és az emberi hatás a duzzasztógátakkal radikálisan lecsökkentette a tengerbe jutó hordalékot, a mélyben előfordulhatnak ezentúl is további lejtőcsuszamlások a szurdok meredek oldalában. Itt ér véget tehát a Duna, a Fekete-tenger mélyén, egy geológiai értelemben igen fiatalnak számító, az emberi szem elől rejtett szurdokvölgyben és a hozzá tartozó mélytengeri hordalékkúpban, a mai torkolattól több száz kilométerre. 

A kanyonról szóló nemzetközi szakirodalom szerencsére bőséges, itt lehet tájékozódni:

• https://citeseerx.ist.psu.edu/document?repid=rep1&type=pdf&doi=2afea9bb0a2b98713e7ed97b7ff19ff81cffce1f
• https://www.nature.com/articles/s41467-017-02271-z
• https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0012825218306998
• https://www.researchgate.net/publication/277775413_Evolution_of_the_Danube_Deep-Sea_Fan_since_the_last_glacial_maximum_New_insights_into_Black_Sea_water-level_fluctuations
• http://www.blacksea-commission.org/_publ-soe2009.asp
• https://www.researchgate.net/publication/298354387_Submarine_canyons_of_the_Black_Sea_basin_with_a_focus_on_the_Danube_Canyon
• https://sci-hub.se/https://doi.org/10.1016/j.margeo.2004.03.003
• https://www.britannica.com/science/submarine-canyon
• https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0012821X12006565 
• https://sci-hub.se/https://doi.org/10.1016/j.epsl.2012.11.038
• https://sci-hub.se/10.1144/petgeo2015-093
• https://geoecomar.ro/beta/wp-content/uploads/2021/01/02_OLARIU_c1_2020.pdf
• https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0921818108001744
• https://books.google.hu/books?id=0iXMJJQblg0C&pg=PA82&hl=hu&source=gbs_selected_pages&cad=1#v=onepage&q=canyon&f=false
• https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2016EGUGA..1811391C/abstract
• https://journals.openedition.org/mediterranee/8186