A légköri szén vizsgálata
(üvegházhatású gázok és széntartalmú aeroszol)

A kutatás a légköri ¹³C és ¹⁴C mérési körét terjeszti ki a CO₂ mellett más egyéb releváns széntartalmú légköri összetevőkre, mint a szén-monoxidra, a metánra és az aeroszolra. Mindezt nagyfelbontású hosszú megfigyelési periódusú háborítatlan háttér területen valamint városi környezetekben vizsgálva. Az izotóp-mérésekkel szén-dioxid és metán, mint üvegházhatású gázok forrásainak pontosabb azonosítására nyílik lehetőség nemzetközi szinten és színvonalon.

Faévgyűrű idősorok izotópos vizsgálata

A bioszférában és növényzetben végbemenő folyamatok és a földi szénciklus változásainak megértéséhez faévgyűrű sorozatok több ezer évre visszamenő nagypontosságú szénizotópos vizsgálatait használjuk. Ezzel egyben egy nemzetközi kutatáshoz résztvevőként csatlakozunk, melynek célja az elmúlt 2500 évben lezajlott extrém kozmikus sugárzási szint ingadozások felderítése a sarkköri környezetre koncentrálva. A Déli félteke nagyobb szélességi köreiről származó fák évgyűrűinek párhuzamos mérésével kívánjuk vizsgálni a kiugró kozmikus események hatásának földrajzi kiterjedését.

Tavak, tavi üledékek, tőzeglápok rétegsorainak és fejlődéstörténetének vizsgálata

A kutatás során az utolsó 15.000 év klímatörténeti eseményeinek és az emberi tevékenység hatásainak vizsgálatára kerül sor magashegységek tavaiban felhalmozódott üledék alapján. A magashegységi tavak érzékenyen reagálnak a klíma és a környezet megváltozására, nyomot hagyva a tavi üledék elem- és izotóp összetételében. A vízszint változásai, a vízgyűjtő területen végbemenő talajképződési folyamatok, talajcsuszamlások, lavinák nyomai, valamint a vulkánkitörésekből származó tefra szemcsék kimutathatók. A vizsgálatok olyan területeket céloznak meg részletes geokémiai vizsgálatokkali, ahol már voltak korábban pollen analitikai és radiokarbon vizsgálatok, és a növénytakaró változásai ismertek (Kárpátok), valamint eddig még nem kutatott, de a globális klímarekonstrukciók szempontjából fontos területeket jelentenek (pl. Balkán). Ehhez kapcsolódva a Keleti-Kárpátokban található Mohos tőzegláp rétegsorának különböző analitikai vizsgálatával az elmúlt 10 ezer év jelenségeit lehet feltárni a kutatási téma keretein belül.

Karbonátos kiválások izotópos termometriája

Az édesvízből kivált, dominánsan abiogén karbonátok vizsgálatában történő rutinszerű clumped izotóp termometriai alkalmazások kiszélesítésével foglalkozik. Emellett a biogén karbonátok vizsgálata teljesen új alkalmazási területet jelent. Ilyen a késő miocén otolitok elemzése is, ami alapján a késő miocén Pannon-tó vízhőmérsékletét lehet rekonstruálni. További terület a tengeri és édesvízi kagylók héjának vizsgálata, amellyel 100 éves időtartamon belül évszakos eseményeket lehet vizsgálni. Üledékekben lévő biogén karbonátok nyomelem (pl. Sr, Ba, Fe) és izotópvizsgálata (pl. 87Sr/86Sr) alapján az Atlanti-medence szubtrópusi régiójából származó, hosszú életű Glycymeris glycymeris héjak esetében a hőmérsékletre és a szárazföldi lehordás intenzitásának változására lehet következtetni.

Barlangi karbonát képződmények paleoklimatológiai elemzése

A kutatás elsősorban a múltbeli klimatikus viszonyokat szeretné feltárni (hőmérséklet, csapadékosság, vegetáció változása, különös események, stb). A lézer ablációs MC-ICP-MS technika a kormeghatározás eddig elérhetetlen térbeli felbontását teszi lehetővé. Ez és a clumped isotope technika ötvözése a fluidumzárvány-elemzésekkel a múltbeli klímaparaméterek és a csapadékszállítási irányok rekonstruálásában, az eddig fel nem tárt lehetőségeit hordozza.

Barlangi jégképződmények és sarki jégfúrások anyagába zárt detritális anyagok elemzése

A történelmileg jelentős ipari központok közeléből származó barlangi jégszelvényeken (pl. Porcika-jégbarlang, Bihar-hg., Románia) elemkoncentráció méréseket (Sr, Cr, Cu, Pb, Zn) és izotóp elemzéseket (pl. Sr, Pb) terveznek első ízben végrehajtani, amelyek segítenek elkülöníteni a forrásterületeket, vagy épp a feldolgozási technológiákhoz köthető időbeli váltásokat. A nyomelem-vizsgálatok mellett a víz izotópelemzésével a múltbéli éghajlati változásokat, főként a légkörzés regionális léptékű változásait lehet meghatározni. A jégfúrások elemzésének fő célja a grönlandi jégmagokból származó, utolsó eljegesedési maximum idején kiülepedett por lehordási területének pontosítása. Ehhez szükséges a potenciális forrásterületek további agyagásványtani és izotóp-geokémiai (Sr, Nd és Hf) jellemzése, valamint új mérések végzése a grönlandi jégből származó ásványi porból, főként annak Hf izotóp összetételére fókuszálva az új MC-ICP-MS berendezéssel.

Múltbeli felszínformálódás vizsgálata a kőzetfelszínek in-situ izotópos kitettségi korolásával

In-situ izotópos kőzetfelszín kitettségi korolás paleoklimatológiai alkalmazása a projekt során módszerfejlesztés felhasználásával: A múltbeli felszínformálódás beható vizsgálata a kőzetfelszínek in-situ C-14 kitettségi korolási módszerének meghonosításával és alkalmazásával, kiegészítve egyéb AMS izotópos (pl. Be-10) mérésekkel, a Kárpátok és egyéb területek múltbeli gleccsermozgásainak megértése és megismerése érdekében. Elsődleges cél a Déli-Kárpátok eljegesedés történetének leírása, különös tekintettel az utolsó jégvisszahúzódás részletes kronológiájára.

Eltemetett paleotalajok kutatása

A kutatás célja a jégkor végi és a holocén kezdeti éghajlati és környezeti változások rekonstrukciója. A vizsgálandó talajszelvények felbontása eléri az évtizedes felbontást és összehasonlíthatóvá válik globális szelvényekkel. Cél a kiemelt minták üledékföldtani, pollen-analitikai, makrobotanikai, anthrakológiai és malakológiai vizsgálata is. A különböző fosszilis leletanyagok felhasználásával, elsősorban a Mollusca héjak és tőzegminták radiokarbon vizsgálata alapján a minták korának meghatározása. Válogatott másodlagos karbonátokon a „clumped” izotóp módszer is alkalmazásra kerül. Kérdés, hogy a lösz-rétegsor felső, legfiatalabb részén kimutathatóak-e a legutóbbi ismert klímaingadozások (pl: Dansgaard/Oeschger ciklusok, Heinrich események). Ezzel nemzetközi szintre emelhető a Kárpát-medence utolsó 120 ezer évének éghajlat-történeti és környezettörténeti változásainak rekonstrukciója, elkészülhet az egész medencére, illetve az egyes régiókra vonatkozó lokális éghajlati és környezeti változások modellje.

A nagytermetű emlős fajok jégkorszak végi fokozatos eltűntesének kutatása

A nagytermetű emlős fajok a jégkorszak végén fokozatosan eltűntek a Kárpát-medencéből. A kutatás célja, hogy a hazai múzeumokban megőrzött csontanyagok kormeghatározásával tisztázni lehessen a nagyemlős fauna tagjainak kihalási idejét, valamint a kapott kihalási időpontok kapcsolatát párhuzamban a klíma és ökoszisztéma változásaival. A kihalási korok megállapítása mellett a csontanyagok stabil izotóparány (d¹⁸O, d¹³C, d¹⁵N) vizsgálata is a kutatás része, amelyből a 12-30 ezer év közti időszak őshőmérsékleti változásaira, a nagyemlősfauna táplálkozási szokásaira és éves vándorlásának terjedelmére lehet majd következtetni. A tavi üledékekben fellelhető különböző maradványok (árvaszúnyog lárva, tavi kisrák vázak, kovamoszat vázak, biogén karbonát, egyéb szerves anyag) stabil izotóparány vizsgálataival, közvetlen őshőmérsékleti és párolgási adatok nyerhetők, valamint a produktivitás és paleohidrológiai változásokra lehet következtetni.

A mezozoikum klímaváltozása

A mezozoikum döntően üvegház állapotú éghajlatának történetét számos rövid és gyors klímaváltozási, főként felmelegedési esemény tagolja. Hat magyarországi lelőhely tengeri üledékes triász, jura és kréta rétegsoraiból nagyfelbontású mintavétel után geokémiai proxyk vizsgálatával rekonstruálni lehet az egykori Tethys óceánban bekövetkezett változásokat. A késő triásztól a kora krétáig terjedő kb. 80 millió éves intervallum hat eseményének (nori-rhaeti; rhaeti-hettangi; késő sinemuri; pliensbachi-toarci; kora toarci; valangini) folyamat-alapú, rendszerszemléletű földtudományi megértése a cél. Nagy felbontású geokémiai adatsorok segítségével a mély múltban lezajlott klíma- és környezetváltozási események lefolyását lehet így megismerni, valamint azok élővilágra gyakorolt hatását lehet fel tárni.

Paleoklíma rekonstrukció felszín alatti víztesteken

Paleoklíma rekonstrukció felszín alatti víztesteken: a múltbeli hőmérsékleti körülmények rekonstruálásának egyetlen közvetlen módja a vízben oldott nemesgázok koncentrációinak hőmérsékletfüggésén alapul. A holocén elejei felmelegedés jobb megértése céljából a Kárpát-medencén kívüli területek ilyen irányú kutatása a cél. A kutatási során a tervezett paleohőmérsékleti vizsgálatok a következő víztartó rétegeken: a Fratesti víztartó, Romániában, illetve a Pontian víztartó, Bulgáriában és a Turoni víztartó Marokkóban.

Rétegvizek ¹⁴C korolásos vizsgálata az Alföldön

Az Alföld ivóvízbázisain számos radiokarbon vizsgálat és a kormeghatározás született az elmúlt 20-30 évben. Ezekből az ivóvíztartó rétegekből az óta több millió köbméter vizet termeltek ki. Kutatás célja, kideríteni, miképp változott, a vizsgált víztestek koreloszlása a termelés hatására, és milyen következményei lehetnek ennek a legjelentősebb vízkészletének fenntartható felhasználásában.

Újszerű, alternatív vízkor meghatározási módszerek (Ar-39 Kr-85)

Újszerű korolási módszerek bevezetése: Az argon-39 izotóp felezési ideje 269 év, használatával a tríciumos és a ¹⁴C-es vízkor-meghatározási módszer alkalmazási tartományai közötti űrt lehetne betölteni. Noha méréstechnikája viszonylag bonyolult, óriási igény mutatkozna iránta nem csak a tudományos közösségben, hanem a vízkészletek fenntartható kiaknázása során is. A mérési eljárás csak egy-két laboratóriumban működik rutinszerűen a világon (Bern, Chicago, Heidelberg). Olyan számlálócső építése a cél, amelyekkel pontos ³⁹Ar méréseket lehet majd végrehajtani a Gran Sasso-i földalatti laborban (www.lngs.infn.it). A számlálócsövekkel a ⁸⁵Kr mennyiségét is meg lehet határozni, amellyel fiatal (<60 év) vizek kora lesz mérhető.

Termálvizeink, termálvízforrások vizsgálata a fenntartható felhasználás céljából

Termálvizeink fenntartható felhasználásához szükséges az azokat létrehozó természeti folyamatok jobb megértése. A kutatás alatt a recens folyamatok során keletkező és a földtörténeti múlt rétegsoraiban felismerhető analóg jelenségek és kiválások párhuzamos diagnosztizálása a cél. A recens folyamatok vizsgálata a forrásmedencékben és a kutakban végzett mintavétel valamint in-situ kísérletekkel valósul meg.

Folyók és ártereik vizsgálata (recens és múltbéli fejlődés dinamikája)

A Tisza és mellékfolyói mentén tervezett kutatások a fluviális geomorfológia és a holtmedrek vízellátottsága témakörét öleli fel. A folyók oldalazó eróziója sebessége és jellege alapján a meder és a lerakott üledékek korának vizsgálata a cél. Az erózió mellett a hullámtéri akkumuláció térbeli és időbeli ütemének izotópgeokémiai módszerekkel történő meghatározása is a kutatás része, továbbá a természetes ártér recens fejlődésének meghatározása, az árterek akkumulációjának, ezzel pedig a felszínnivellálódás ütemének meghatározása.

Atmoszférikus aeroszol

A légköri aeroszol forrásainak és az egyes források járulékainak meghatározása. Célja a városi, vidéki és háttérterületi aeroszol forrásainak és a források járulékainak meghatározása, a hosszú és rövidtávú tendenciák feltérképezése, a meteorológiai paraméterektől, antropogén aktivitástól, természeti folyamatoktól való függés meghatározása, valamint ezt a kutatást megalapozó analitikai technikák fejlesztése. A projekt további feladata a helyi, a regionális és a még távolabbi légköri aeroszol források azonosítása és jellemzése, a forrásterületek feltérképezése.

Az Alföld metamorf aljzatának vizsgálata

Aljzatgeológia: A projekt során az Alföld metamorf aljzatának, süllyedés és kiemelkedés történetének megismerése a cél, amely alapvető fontosságú a nem konvencionális szénhidrogén lelőhelyek hazai és nemzetközi kutatásában. A kutatás során bevezetésre kerül az Ar/Ar radiometrikus kormeghatározási módszer, folyadékzárványok Cl/Br/I arányainak meghatározása, valamint a hasadványnyom módszer. Az új módszer- és eszközfejlesztések lehetővé teszik továbbá vulkanológiai, ércteleptani és szedimentológiai kutatások elvégzését is.

Felsőköpeny eredetű kőzetek tanulmányozása

A projekt célja a részletes fluidumzárvány petrográfia alapján, a különböző eredetű fluidumok elemzési módszerének kidolgozásával, valamint a bennük lévő illók (C, O, H, N, He) izotópos összetételének meghatározásával, a földköpeny kis és nagyléptékű heterogenitásának felderítése lehetséges, ezek okának, következményének és időbeli változásának meghatározásában nyújt segítséget.

Vulkanológiai kutatások a Csomád-hegységben

A csomádi dácit ásványos komponensenek izotóp-összetétele (pl. ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr) alapján következtetni lehet a magma földköpeny/földkéreg eredetére, illetve a magmák keveredésére. A különböző ásványos komponensek izotópvizsgálata alapján a magmatározó folyamatok időbeliségéről lehet információt nyerni. Ezekből meg lehet tudni, hogy milyen gyorsan reaktiválódhat egy kristálykásás magmatározó. A felszínre törő CO₂-dús gázok idősoros elemzésével, meghatározva a CO₂ és CH₄ tartalmat, izotóparányokat, ill. a ³He/⁴He arányt, következtetni lehet a gázok eredetére, magmás kapcsolatára.

Geokémiai alkalmazott kutatások:

1. Meteoritok ólomizotópos kronológia alkalmazásával a meteoritokban megfigyelt olvadási események korának meghatározása
2. Talajokban létrejött vaskiválások: Vízhatású talajokban létrejött vaskiválások komplex mikroszöveti, -ásványtani és -kémiai elemzése;
3. Archeometrai alkalmazások: radiogén izotóp-geokémiai kutatása a felhasznált nyersanyag származási helyének meghatározására
4. Szén nanocsövek környezetgeokémai jellemzése
5. Szénhidrogén ipari alkalmazott kutatások, üzemanyagokból biokomponens mérés.