Novinky o Hranické propasti

Na dosud ne zcela vyřešené otázky původu vody v propasti a příčiny některých jejích specifických vlastností se zameřil rozsáhlý řešitelský tým vědců a speleologů v rámci projektu Expedice Neuron Nadačního fondu Neuron.

Pro studium zatopené části propasti bylo vybráno několik charakteristických míst v různých hloubkách Hranické propasti, z nichž potápěči, členové České speleologické společnosti ZO 7-02- Hranický kras, odebírali v pravidelných měsíčních intervalech vzorky vody. Ve vzorcích byly měřeny vybrané chemické a fyzikální parametry vody a následně byly vzorky v laboratoři analyzovány na základní chemické složení a obsah izotopů kyslíku, vodíku, uhlíku a síry. Byly také odebrány vzorky horniny a vzorky vody pro studium mikrobiologického oživení vody v propasti.

Poprvé v historii Hranické propasti zde hydrogeologové z České geologické služby využili speciální multiparametrickou sondu měřící průběh teploty, pH, konduktivity, redoxního potenciálu a obsahu rozpuštěného kyslíku s hloubkou.

Potápěči prováděli výzkum v náročných podmínkách zatopené propasti s velmi proměnlivou viditelností, a to až do maximální hloubky 200 m pod hladinou. Kvůli takto specifickému prostředí museli řešitelé hledat nové metodické postupy jako např. vlastní konstrukci speciálního hloubkového odběrového zařízení. Metodickou výzvou byl také odběr vzorku vody na analýzu freonů, díky nimž se dá zjistit stáří vody. Tento odběr je komplikovaný i v dobře přístupných podmínkách na povrchu, protože nesmí dojít ke kontaktu vzorku vody se vzdušnou atmosférou. Aby se mohl odebrat vzorek z přesné hloubky, tým využil nerezové tlakové lahve s dvěma ventily naplněné čistým argonem a princip vyrovnávání tlaků v místě odběru.

Na základě výsledků analýz chemického a izotopového složení je voda Hranické propasti do hloubky 180 m pod hladinou tvořena směsí minerálních vod (90–95 %) bohatých na CO2, které pocházejí z větších hloubek, a mělkých podzemních vod z okolních přípovrchových zdrojů (5–10 %). Mezi nedaleko tekoucí řekou Bečvou a Hranickou propastí existuje hydraulická komunikace, tedy oscilace hladiny Bečvy řídí změny výšky hladiny v propasti, ale říční voda z Bečvy do propasti neproniká.

Vertikální záznam měřených veličin s hloubkou a odběry vzorků vody z větších hloubek ukázaly výrazné změny zejména teploty a konduktivity vody, což patří k rysům, jež odlišují Hranickou propast od obdobných světových lokalit. Při řešení otázky proudění vody v propasti vyplynulo, že zde dochází ke střídání období zvýšeného proudění vody a období částečné stagnace. K proudění vody dochází díky rozdílné hustotě způsobené měnící se teplotou a konduktivitou (resp. mineralizací) vody, což je patrné zejména v chladném období roku. Tehdy se voda v Jezírku ochlazuje studeným vzduchem u hladiny. Chladnější voda s vyšší hustotou klesá do větších hloubek, a tak dochází k promíchávání celého vodního sloupce do hloubky nejméně 180 m. V létě se při hladině Jezírka drží voda relativně chladnější a méně mineralizovaná, tedy s hustotou nižší, než jakou má více mineralizovaná voda v propasti v hloubce okolo 20–50 m. V létě k míšení téměř nedochází.

Periodický proces stagnace vody v teplém období a proudění vody v chladném období je v souladu s pozorováními úniku CO2 při hladině Jezírka, který je v zimě intenzivnější a napomáhá promíchávání vody. S touto teorií korespondují také výsledky studia mikrobiálních komunit, při kterém se prokázalo, že v Hranické propasti převažují aerobní organismy v celém vodním sloupci až do hloubky 180 m, což bylo v jinak převládajících anoxických podmínkách překvapujícím zjištěním. S promícháváním vody a mikrobiologickým oživením také souvisí občasný výskyt zákalu ve vodě – parametr významný pro činnost potápěčů. Výskyt zákalu je podmíněn nejpravděpodobněji především přechodem Fe2+na Fe3+ při srážení FeO(OH), k čemuž katalyticky napomáhají přítomné mikroorganismy.

Je pravděpodobné, že vznik rozměrných zatopených prostor Hranické propasti souvisí právě s promícháváním teplé minerální vody bohaté na CO2 s chladnějšími mělkými podzemními vodami. Tyto podmínky totiž vedou k vyšším korozivním vlastnostem vodního prostředí, které postupně rozpouštějí vápnité horniny.

Výzkum prováděl pod vedením Heleny Vysoké mnohačlenný tým tvořený členy České speleologické společnosti ZO 7-02 Hranický kras a z řad odborníků z Přírodovědecké fakulty UK a dalších institucí jako ze společnosti SG Geotechnika, České geologické služby, Geologického ústavu Akademie věd ČR, TU Liberec nebo ČVUT v Praze.