A Duna új forrásai

Az évmilliók óta zajló Duna-Rajna vízgyűjtő-háború egyik mellékhadszínterén a Duna ismét vesztésre áll. A Donauversickerung-jelenség miatt a folyó hossza hamarosan száz kilométerrel rövidülhet. A sorozat harmadik részében a jelenkori folyamatok alapján megpróbáljuk kikövetkeztetni a jövőbeli Duna forrásainak helyét. 

A Sváb-Alb mészkőszirtjei a Beuron apátság mellett. Foto: Schwäbische Alb Tourismusverband e.V.

Merthogy a Donaueschingeni kastélypark gyönyörű kútja, amely Tiberius császár óta a Duna forrásaként ismert a Rajna egyik eldugott mellékvölgyébe kerül át a Breg és Brigach forráságakkal együtt. A Duna "lefejezése" hátterében egy érdekes jelenség áll, melyet már korábban két (fentebb linkelt) bejegyzésben bemutattunk. Most ismét felvesszük a fonalat és részletesebben is kibontjuk azt a választ, miszerint ez az új, immár rövidebb Duna valahol a Sváb-Alb egyik kevésbé frekventált mellékvölgyében fog eredni.

"Donauversickerung"

A Sváb-Alb középhegység mészkőszirtjei adják a keretét a Duna legfelsőbb szakaszának. A 800-1000 méter magas középhegység Jura időszaki mészköve remekül karsztosodik, azaz a víz gyorsan oldja. A mészkőhegység koszorújában kanyargó Duna valamint a mellékfolyói helyenként kiszélesedő ártereket alakítottak ki maguknak a felszínen, miközben a leszivárgó — talajtól, növényzettől, légkörtől — savas vizek a mélyben tágítják a kőzet repedéseit üregekké, később barlangokká. A még gyermekcipőben járó, kb. 10 köbméter/másodperc középvízhozamú Duna folyócska a württembergi Immendingen és Fridingen között egyszerűen eltűnik a mederből. A mélyben húzódó kőzetrepedések az év bizonyos szakaszában képesek egy adott vízhozamot teljesen elnyelni.

A Duna elszivárgások helyszínrajza

A Duna itteni völgyének magasságviszonyai jelentős szerepet játszanak a folyó elszivárgásában. Immendingentől 12, Fridingentől 19 kilométerre található a Radolfzeller Aach patak forrása, amely a Bodeni tavon keresztül a Rajnába ömlik. Ez Németország legbővízűbb (karszt)forrása, volt olyan időszak, amikor másodpercenként 24000 liter (24 m³/sec) víz ömlött ki a forrásbarlang száján keresztül. Az átlag kb. 8 m³/sec, melynek egy része a Duna medréből származik. Ez a forrás az immendingeni Brühl kanyarulathoz képest — ahol a legerősebb az elszivárgás — 181 méterrel van mélyebben, a Fridingen  melletti mészkő-medertől pedig 135 méterrel. Ettől a két szélső ponttól 15 ill. 7 méter a vízszínesés kilométerenként a Rajna völgy irányába. Ez a láthatatlan patak tehát nem csak oldással, hanem mechanikailag is tágítja a mélyben található mészkövek repedéseit. Mindeközben a Duna Immendingen és Fridingen között 1,2 métert esik kilométerenként.

Nézzük, hogyan alakul át a táj először a mélyben, aztán a felszínen is!

Elszivárgás az év közel felében.

Ott, ahol a Duna medrét a leginkább repedezett mészkő alkotta az évezredek, évmilliók alatt az elszivárgó vizek lassan kialakították a maguk útját a mélyben. Először csak néhány cseppnyi víz szivárgott el. Később, ahogy a mészkő elkezdett egyre jobban oldódni a cseppekből vízerecske formálódott, amely a gravitáció és a kőzet rétegei hatására dél felé kezdett vándorolni. Ott pedig, ahol a kőzet hirtelen véget ért — esetünkben Aach városka mellett — forrásként lépett a felszínre és patakként csordogál tovább a Rajna felé. A Duna kezdetben tudta pótolni az elszivárgó vízmennyiséget, de ahogy a repedésekből hasadékok, a hasadékokból üregek, majd az üregekből barlangok váltak egyre gyakrabban fordult elő, hogy a kisvizek mind eltűntek. Csak a közepes- és nagyvizek jutottak át. 

Valahol itt tart most a helyzet. A jövőben az év egyre nagyobb részében, egyre nagyobb vízhozamok tűnhetnek el, mígnem a hasadékok olyannyira kitágulnak, hogy a Duna vize Fridingen alatt teljes egészében átfolyik a föld alatt a Rajnába. Ez az aachiak számára nem túl jó hír, mert az addig a Dunán levonuló árvizek ezentúl az ő településükön keresztül fog levonulni. A környékbeli földbirtokosok számára pedig a karsztbarlangok felnyílása okozhat gondot, amikor a föld alatti üregek olyannyira kiszélesednek, hogy akár be is szakadhatnak. Egy ilyen karszt aknán letekintve egyre több helyen láthatjuk majd a Dunát mint búvópatakot. Végső soron egy szurdokvölgy alakul ki, olyasmi, mint a Wutach-patak felső szakaszán, amely régen ugyancsak Duna forráság volt, csak azt a Rajna már korábban elorozta (alábbi képen). 

A Wutach patak kaptúrája (A kelet-nyugati Duna-völgyet délről érte el a Rajna mellékfolyója) 

Ha csupán a földtani folyamatokat vesszük figyelembe és a Duna-völgy megmentéséért tett emberi erőfeszítéseket (meder kibetonozása, meder áthelyezése az elszivárgásos részekről) mellőzzük a következőképpen alakulhat a Felső-Duna sorsa. Mivel az Immendingen melletti Brühl réten tapasztalható a legjelentősebb elszivárgás vélhetően a forrástól a rétig tartó 100 kilométeres szakasz kerülhet át elsőként a Rajna vízgyűjtőjéhez.

Hogy mikor fog mindez bekövetkezni? Lehetetlen megjósolni. Számítások szerint évente 7000 tonna oldott mészkő bugyog elő az Aachtopf forrástavában, ami körülbelül 2700 köbméternyi kőzetnek felel meg. 

A Duna Tuttlingennél

Immendingennél a Duna középvízhozama kb. 10 köbméter másodpercenként, ez a vízmennyiség hiányozni fog az alsóbb szakaszról. Amikor ez a teljes vízhozam az év minden napján a föld alatti barlangrendszerbe kerül a Duna jelenlegi forrásai megszűnnek létezni. Ennek a száz kilométeres szakasznak új nevet kell majd találni, földrajzilag valószínű, hogy a hosszabbik forráság neve öröklődne át, így Bregnek hívnák ezt a víznyelőig tartó szakaszt. 

A megrövidült Duna pedig kénytelen lesz új forrás után nézni. Tuttlingen felett két nagyobb mellékpatak vizét veszi fel a Duna; Möhringennél a Krähenbach-t, Tuttlingennél pedig az Eltát. Közel azonos hosszúsággal (16,3, ill. 15,7 km) és vízhozammal (1 m³/sec) rendelkeznek és az is közös bennük, hogy mindkét vízfolyás a tunningeni szeméttelep mellett ered; tőle délre a Krähenbach, északra pedig az Brandgraben, amely később egyesül az Eltával. Nem valami idilli terület egy ilyen nagy hírű folyó forrásvidékének...

A helyzetet némiképpen bonyolítja, hogy az Elta néven nevezett pataknak van egy hosszabb mellékága, a Schura városka mellett eredő Brandgraben, amely később felveszi a Schönbach nevet. Ez a két vízfolyás Seitningen-Oberflacht településtől délre egyesül. A Krähenbach vízrendszere ennél jóval egyszerűbb, forrástól a torkolatig ezen a néven ismert, jelentősebb mellékpatakja nincsen.  Eldönthetetlen, hogy kettejük közül melyik lenne "az igazi" forráság, az bizonyos, hogy ebben az esetben Tuttlingen lenne az első "dunai város".

A Duna három új forrása

Az immendingeni batükaptúra (mélybe fejeződés) kialakulása esetén mint láttuk a Duna felső szakasza a Rajna vízgyűjtőjéhez kerül át, a forrásvidék pedig 100 kilométerrel kerül keletebbre. Most tekintsük át azt a földtörténetileg később bekövetkező szcenáriót is, miszerint Fridingen mellett is teljesen elnyelődik a Duna már amúgy is lecsökkent vízhozama.

Immendingen és Sigmaringen között így alakul a Duna középvízhozama (dőlt betűvel a vízmércék folyamkilométer szerinti pozíciója):

Immendingen 9,4 m³/sec 2757 fkm

Möhringen 8,6 m³/sec 2749 fkm

Fridingen 6,1 m³/sec 2730 fkm

Beuron 12,6 m³/sec 2715 fkm

Sigmaringen 17,2 m³/sec 2683 fkm

Mint látható, az Immendingen utáni huszonhét kilométeres szakaszon eltűnik a Duna vízhozamának harmada annak ellenére, hogy három mellékpatak is érkezik észak felől. Fridingennél a Duna középvízhozama már csak 6,1 m³/sec. Így nem csupán egy helyszíni szemle, hanem a vízhozam adatok elemzése is jelzi, hogy itt bizony elszivárgás történik. Az Immendingennél eltűnő másodpercenként átlagosan 10 köbméter víz hiányban a hasadékok fejlődése lelassul, de a lassú víz partot mos elv idővel itt is érvényesülni fog. A három balparti mellékpatak (Krähenbach, Elta és Bära) vize ugyancsak a Rajnába kerül majd a földalatti járatokon keresztül. Amikor ez a mélybefejeződés is végbemegy a Dunának ismét új források után kell majd néznie!

A Fridingen melletti kanyarulatok.
Az elszivárgás a kép bal alsó sarkában jelentkezik, a Heiland Kapelle mellett (mapire.eu)

Fridingen és Sigmaringen között, pontosabban a Bära és a Schmeie patakok között a Duna az egyik legszárazabb mészkő térszínen halad át, ahol egyetlen jelentősebb mellékvizet sem vesz föl. A táj jellegét remekül összefoglalja a kezdőkép; magas mészkőszirtek között kanyarog itt még a Duna, érintve a hatalmas Beuron főapátságát is. Amennyiben Fridingennél is eltűnik a teljes vízhozam ez a  kb. 40 kilométer hosszúságú szakasz feltételezhetően teljesen kiszárad. Esetleg egy apró erecske marad a széles mederben a Schmeie torkolatáig, amely vélhetően át fogja venni a Duna forráságának szerepét. 

A Schmiecha patak és egyben a Duna leendő forrásvidéke Onstmettingen mellett.

Éppen ezért nem árt jobban megismerkedni a patakkal, amelyre az a hírnév vár, hogy a Duna legfőbb forrásága lehet. A 893 méter magas Heiligenkopf-hegy keleti lejtőjén eredő Schmiecha csak a felső folyásán, Az Albstadt-patak torkolatáig viseli ezt a nevet, utána Schmeie néven folytatja tovább egészen a torkolatig. Felső szakasza javarészt urbanizált területeken halad át, kiépített mederben, alsó szakaszán, a mészkőszirtek között jóval vadregényesebb. Hossza 41 kilométer, közepes vízhozama 1,6 köbméter másodpercenként. Elképzelhető, hogy a Rajna győztes hódítása után a Schmeie vízhozama nagyobb lesz, mint a nyugatról érkező Maradék-Dunáé. 

Összefoglalásul tehát négy forrás lesz versenyben a kitüntetett helyszínért; éppen annyi ahány most van (Donaueschingen kastélykert, Breg és Brigach forrása ill. e kettő összefolyása). 

1. Krähenbach, 806 m, Tuningeni szemétteleptől délre (48° 1′ 11″ N, 8° 37′ 16″ O)
2. Elta,  780 m, Gunningentől ÉNY-ra, az Espachstraße mellett (48° 3′ 37″ N, 8° 40′ 52″ O)
3. Brandgraben-Schönbach-Elta, Tuningeni szemétteleptől északra (48° 2' 26″ N, 8°  37' 1" O)
4. Schmeie (Schmiecha), 848 m, Heiligenkopf-hegy keleti lejtőjén  (48° 17′ 40″ N, 8° 57′ 46″ O)

Természetesen nem zárhatjuk ki a lehetőséget, hogy egyéb források is bejelentkeznek majd a megtisztelő címért. Egy bizonyos, érdekes téma lesz a jövő geográfusai és hidrológusai  számára! 

Képzeletbeli térkép az Új-Felső-Dunáról

Ha a jövőben teljesen végbemegy a Duna mélybefejeződése át kell írni a földrajzkönyveket. 

• A Duna már nem a Fekete-Erdőben fog eredni (a teljes hegységet bekebelezi a Rajna vízgyűjtő területe), hanem a Sváb-Alb középhegységben. 
• Csökken a forrásvidék magassága; míg a Breg forrása 1078 méteres magasságban van, addig a Krähenbach 806, az Elta 780, a Schmiecha pedig 848 méteren. 
• A Duna hossza a fridingeni víznyelővel körülbelül 160 kilométerrel rövidülhet, de mivel a Breg forráság is beleszámítódik ebbe az értékbe, a Schmeie patakkal némiképpen kompenzálódik a végeredmény.
• Körülbelül 1500 négyzetkilométerrel csökken a Duna 801463 négyzetkilométeres vízgyűjtő területe. Legalább kerek, könnyen megjegyezhető szám lesz. 
• Az első dunai város Sigmaringen lesz, ahol Borus Demeter, Jules Verne dunai hajósa megnyerte a horgászversenyt. 
• Az egyetlen dolog ami miatt nem kell aggódni az a vízhozam és a vízállás kérdése lesz. A Rajna által elhódított (Zala folyónyi) 10-15 köbméter másodpercenkénti közepes vízhozam a budapesti vízhozamnak kb. fél százalékát teszi ki. Egyszóval Magyarországon vajmi keveset érzünk meg a változásból.

Ajánlott és felhasznált irodalom:

• https://de.wikipedia.org/wiki/Donauversinkung
• http://www.schule-bw.de/faecher-und-schularten/gesellschaftswissenschaftliche-und-philosophische-faecher/landeskunde-landesgeschichte/module/epochen/geowissenschaft/kalksteine/immendingen/3materialien.htm
• https://de.wikipedia.org/wiki/Schmiecha

Bifurkáció és batükaptúra - A Donauversickerung-jelenség

Sok természettudománnyal és azon belül a földrajzzal foglalkozó honlap és nyomtatott lap küzd azzal a problémával, hogy mennyit áldozzon föl a szakmaiságból a közérthetőség oltárán. Gyakran döntetek úgy, hogy nem terhelik az olvasókat ilyen szavakkal, mint bifurkáció, meg batükaptúra, mert az átlag olvasó ezek hallatán kiejti kezéből az újságot. Ilyen címmel nem lehet eladni egy cikket, takarjon akármennyire érdekes témát. Egy bulvárújság bizonyára másként tálalná a németországi Felső-Duna mentén megfigyelhető jelenséget: "Szenzáció! Akár 60 kilométerrel is rövidülhet a Duna", vagy "Németországban a föld nyelte el a Dunát", esetleg "A Duna márpedig az Északi-tengerbe ömlik". Itt a Dunai Szigeteken ez a veszély nem fenyeget, címnek megfelel ez a két szó, hiszen tökéletesen leírja mi is történik a Dunával Immendingen és Fridingen között a Sváb-Alb áttörésben (1.kép). Lássuk hát a részleteket!
 

1. kép A Felső-Duna szakasza Németországban

A Donaueschingennél kelet felé induló fiatal Duna rövid távot megtéve Geisingennél éri el a Sváb-Alb mészkővonulatait. A meder a Felső-Dunai Natúrpark területén egy nyílt karsztfelszínre ér. A Jura időszak tengereiben kiülepedett, 161-145 millió éves (Malm) meszes üledék ma jól rétegzett, pados elválású mészkőből álló középhegységet alkot. Ez a fajta kőzet kifejezetten kedvez a karsztos folyamatok kialakulásának.

A Kalkfelsen-nek nevezett mészkőszirtek között kanyargó Duna Immendingen városka után kiér a helyiek által Brühl mezőnek nevezett kanyarulatba.  Ha kisvízi időszakban érünk erre a területre érdekes jelenséget figyelhetünk meg. A Duna vize lassacskán patakká vékonyodik, majd érré, végül az ér egy kürtőn keresztül a föld gyomrába távozik (2. kép). Még hallani is lehet, ahogy a mélyben tovacsobog. A meder innentől kezdve egy keskeny kősivatagra emlékeztet. Karsztos területeken ez elég gyakran megesik a folyókkal.
    

2. kép "Donauversickerung"azaz a Duna elszivárgása

Földrajzos, és azon belül is a karszthidrológiával foglalkozó berkekben ezt a jelenséget nevezik görög eredetű szóval batükaptúrának. Magyar megfelelője tükörfordításban a mélybe fejeződés. Németül egy szóval írják le a Duna batükaptúráját: Donauversickerung.

A Duna eltűnéséről először 1705-ben írtak. 1719-ben pedig már arról is szó esett, hová is szivároghat el ennyi víz, hiszen csak úgy nem tűnhet el nyomtalanul egy folyó. 1864-ben a Duna völgyében vasútépítés közben újabb víznyelőkre leltek a sínek alapozásánál. 1874-ben az év nagy részében teljesen eltűnt a Duna a Brühl mezőn.
 

3. kép Fluoreszceinnel megfestett patak látványa

Mivel ez a víz nagyon hiányzott a Duna mentén élő lakosságnak - nem volt mi hajtsa a malmokat, nem volt hol itatni az állatokat - elhatározták, hogy fényt derítenek a rejtélyre. 1877. október 9-én Adolf Knop geológus, a karlsruhei Műegyetem tanára alaposan felszerelve érkezett meg a Duna felső folyásához. Csomagjában volt 10 kg fluoreszcein, 20 tonna só, valamint 1200 kg olaj. A mai szemmel környezetbarátnak semmiképpen sem nevezhető kísérlet során mindezt beleöntötte ez elszivárgó Dunába, majd várta, hogy a környék mely forrásaiban jelentkezik a szennyeződés. 60 óra múlva mindhárom komponens feltűnt 12 kilométerrel délebbre fekvő Aachtopf forrásban. Szemtanúk szerint a forrástó vize "gyönyörű élénkzöld színben" pompázott (3. kép).
 

4. kép Az Aachtopf forrástó

Az aach régi német nyelven egyszerűen vizet jelent míg a topf tálat. Az Aachtopf forrás jelenleg Németország legbővizűbb forrása, Aach településen található (4. kép). Vízhozama átlagosan 8300 l/sec, szélső értékei 1300 és 24100 l/sec. Összehasonlításképpen a maximális érték több mint duplája a Szolnoknál mért Zagyva átlagos vízhozamának. Tengerszint feletti magassága 475 méter, vizeit 240 négyzetkilométernyi területről gyűjti össze. Tulajdonképpen egyáltalán nem zavarja, hogy a kontinentális vízválasztó kettészeli vízgyűjtőjét. A Fekete-tenger felé haladó Dunát éppúgy megcsapolja, mint a Konstanzi-tó felé lejtő dombok csapadékvizeit. A forrástóból ered a Rudolfzeller Aach, mely a Konstanzi tavon keresztül a Rajnába és így végső soron az Északi tengerbe jut. A Duna közép-, és nagyvízi helyzet esetén bifurkál, azaz vizét két tenger (Fekete és Északi) vízgyűjtő rendszere között osztja meg. Az állapot mindenképpen ideiglenes, egy hosszú folyólefejeződés (kaptúra) kezdeti szakaszát jelzi. A forrástó alatt elterülő barlangot 1907-tól kutatják barlangi búvárok (5. kép).
 

5. kép Az Aachtopf forrásbarlang-rendszere

A két szint között, ahol a Duna elszivárog és ahol az Aachtopf forrásban újra felszínre tör 180 méternyi különbség van. A víz által a felszín alatt megtett út hossza változó, Immendingentől 12, Fridingentől 18 kilométer. A közelebbi víznyelőkből gyorsabb a lefolyás; 180 m/h, a távolabbiakból ez 100 m/h értékig csökkenhet (6. kép).
 

6. kép A Duna-Rajna kapcsolat Aach-nál.

A XX. század elején a Duna elszivárgása olyan méreteket öltött, hogy többször nem volt víz a mederben, mint ahányszor volt. 1921-ben 309 napon keresztül volt csontszáraz a meder. A helyiek ezt nem hagyták annyiban, kővel, agyaggal, fával, betonnal kezdték eltömíteni a víznyelőket. Ez oda vezetett, hogy az Aachtopf forrás vize kezdett elapadni. A forrás vizéből élők és a duna-völgyiek közötti  vízjogi konfliktus 1927-ben a Birodalmi bíróság elé került, ahol törvény híján nem tudtak döntést hozni. Végső soron kompromisszumos megoldás született. Immendingennél néhány száz méteren kibetonozták a Duna medrét, de elegendő vizet kellett hagyni az Aachtopf forrás számára is.

    
A Duna elszivárgása viszonylag fiatal jelenség, erre utalhat az, hogy csak 1705 után készültek csak írásos feljegyzések róla. Ugyancsak a recens folyamatra utalhat, hogy a víznek csak egy része tud elszivárogni. A repedéshálózat még nem képes befogadni a középvíznél nagyobb vízhozamot a Dunából. Ilyen esetben a folyó ugyanúgy kitölti a medrét, mintha az elszivárgás nem is létezne. Természetesen a folyamat nem visszafordítható, az oldás és a vízzel bejutott hordalék koptató hatása révén a repedéshálózat csak tágulni fog, így nő majd az elnyelhető víz mennyisége is. Napjainkban évente mintegy 3000 köbméternyi mészkő oldódik ki az Aachtopf vízgyűjtőjének mészköveiből (7. kép).
 

7. kép A terület geológiai keresztszelvénye.

A földtörténet során már volt rá példa, hogy a Rajna elhódított vízgyűjtő területet a Dunától. A téma megérne egy külön bejegyzést, ezért összefoglalom röviden. A 300 km hosszú svájci Aare folyó egészen az Alsó-Pleisztocénig a Duna forrásága volt. Mintegy 2 millió éve a  Rajna az erőteljes hátravágódása révén elérte az Aare-Duna medrét. A folyamatban szerepet játszott még a Fekete erdő kiemelkedése, melynek révén megszakadt a kapcsolat az Aare és a Duna között.  Ezáltal 18000 négyzetkilométerrel csökkent a Duna vízgyűjtő területe.

Ugyancsak a Pleisztocénben, de már annak a végén, a würmben az ún. Feldberg-Duna is leszakadt a Duna vízgyűjtőjéről. A jégkorszak folyamán a Duna a Fekete erdő legmagasabb hegycsúcsának, a Feldbergnek tövében található Feldsee-ből eredt. Ezt a forráságat érte el Blumberg városánál a Wutach patak erőteljes hátravágódása. Ez a Rajna mellékfolyócska rövidítette meg legutoljára a Dunát. A Feldberg-Duna egykori medrében ma az Aitrach patak folyik.

Jelenleg a Breg és Brigach a két forráság (Brigach und Breg bringen die Donau zuweg), ám belátható időn belül a Rajnának két mellékpatakjává fognak válni. A Duna felső folyása teljes egészében a föld alatti barlangrendszeren jut majd el az Aachtopf forrásig, mindaddig, amíg a barlangok fel nem nyílnak az erőteljes oldódás hatására. Ha ez bekövetkezik, a Duna forráságát körülbelül 60 folyamkilométerrel keletebbre kell majd keresnünk. Át kell írni majd a földrajzkönyveket, hiszen a Duna már csak 2724 kilométer hosszúságú lesz. Egyéb földrajzi név problémák is felvetődnek majd: hogyan fogják nevezni Donaueschingent, ha már a Rajna vízgyűjtőjéhez tartozik? Hol lesz a Duna "hivatalos" forrása ezután?  Átöröklődik-e a Breg vagy Brigach neve a Rajnába torkolló Felső-Dunára?

Mivel a karsztos folyamatokat nem lehet megállítani emberi beavatkozással sem, hosszú távon a Rajna áll nyerésre. És ebben az esetben a geográfus-hidrológus szakmának előbb-utóbb meg kell válaszolnia ezeket a kérdéseket.

Ajánlott honlapok (német nyelven):

• http://www.donauversickerung.info 
• http://www.naturpark-obere-donau.de