 |
Planation surfaces analysis by geomorphologic and geologic methods and DTM-analysis in the Transdanubian Range
|
Help 
Print 
|
Here you can view and search the projects funded by NKFI since 2004
Back »
|
| |
Details of project |
|
|
| Identifier |
106197 |
| Type |
K |
| Principal investigator |
Csillag, Gábor |
| Title in Hungarian |
Planációs felszínek vizsgálata földtani-geomorfológiai módszerekkel valamint DTM-analizissel a Dunántúli-középhegység példáján |
| Title in English |
Planation surfaces analysis by geomorphologic and geologic methods and DTM-analysis in the Transdanubian Range |
| Keywords in Hungarian |
planációs felszín, tönkfelszín, DTM, módszertan |
| Keywords in English |
planation surface, etchplain, DTM analysis, methodology |
| Discipline |
| Geology, Tectonics, Vulcanology (Council of Complex Environmental Sciences) | 100 % | | Ortelius classification: Geomorphology |
|
| Panel |
Earth sciences 1 |
| Department or equivalent |
Institute for Geological and Geochemical Research (Research Centre for Astronomy and Earth Sciences) |
| Participants |
Jordán, Győző
Kelemen, Péter
Kónya, Péter
Kovács, Ivett
Lantos, Zoltán
Petrik, Attila
Sebe, Krisztina
|
| Starting date |
2013-01-01 |
| Closing date |
2017-12-31 |
| Funding (in million HUF) |
3.459 |
| FTE (full time equivalent) |
5.82 |
| state |
closed project |
Summary in Hungarian A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
Az elmúlt években az újabb módszerek eredményeként az elegyengetett felszínek elterjedésére, genetikájukra ismét egyre nagyobb figyelmet fordítanak a geomorfológusok világszerte. Ennek keretében egyre nagyobb szerepet kap a terepmodellek (DTM) feldolgozása, elemzése is.
Programunk célja – ehhez a nemzetközi irányzathoz csatlakozva – a Dunántúli-középhegységben az elmúlt másfél évtizedben lezárult, illetve közvetlenül befejezés előtt álló földtani térképezési programok új földtani ismereteinek geomorfológiai feldolgozása, értelmezése, valamint a DTM-mel való elemzés módszertanának fejlesztése. E célok megvalósítását segíti több, a Dunántúli-középhegységben és környezetében az elmúlt években zajló OTKA-projekt eredményeinek , a lepusztulási felszínek szempontjából történő kiértékelése. Célunk a számos szakterületen elért új eredmények integrált értelmezése.
Várható eredmények:
A Dunántúli-középhegység geomorfológiai fejlődéstörténetek jobb megismerése, összhangban a legújabb hazai és nemzetközi földtani-geomorfológiai kutatások eredményeivel.
A terepmodell alkalmazásának módszerfejlesztése az elegyengetett felszínek vizsgálatához.
A Dunántúli-középhegység lepusztulástörténetének, neotektonikai eseményeinek a korábbinál részletesebb megismerése, ezek beillesztése a közeli közép-európai és tágabb európai környezetbe.
Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.
Programunkban két kérdésre összpontosítjuk munkánkat.
1. A különböző geomorfológiai iskolák (klimatikus geomorfológia, szerkezetmorfológia) a lepusztulási felszíneket (etchplainek, pedimentek) hosszú időn át viszonylagos tektonikai nyugalommal jellemezhető afrikai, ausztrál, észak-amerikai példák alapján definiálták. Célunk egy rendkívül összetett, változatos fejlődéstörténet során létrejött terület fő eróziós diszkordancia felületeinek, geomorfológiai értelemben lepusztulási felszíneinek vizsgálata. Felmerül a kérdés, ezek a felszínek teljes mértékben megfelelnek-e ezeknek a korábban más geomorfológiai környezetben definiált felszínformáknak, illetve mezozoikumtól a neogén végéig eltelt idő alatt a középhegysége területeken kialakult elegyengetett felszínek közül melyek azok amelyek teljes mértékben azonosíthatók a nemzetközileg elfogadott definiciókkal, és melyek azok, amelyek ezektől eltérő jellegeket is mutatnak.
2. A második fontos kérdés, amire projektünkkel választ keresünk módszertani jellegű. A planációs felszínek terepmodelljeinek vizsgálata során egy általunk 1:10 000 topográfisi térkép szintvonalaiból létrehozott nagyfelbontású (10m grid) DTM-en vizsgáljuk a planációs felszínek lehatárolásának, felszíni viszonyainak (dőlés, tagoltság, görbültség, stb.) legalkalmasabb módszereit. Fontos kérdés, amire a projekt eredményeként választ kaphatunk, ezeknek a módszereknek alkalmazhatósága a napi gyakorlatban globálisan elérhető, durvább felbontású DTM-eken vagy más módszerrel generált terepmodelleken . Pl. a DDM10 és a projekt DTM összehasonlítása.
Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!
A bonyolult földtani területek planációs felszíneinek definicója pontosítható a vizsgálatok eredményeként. Így általános értelemben a geomorfológia fogalmai között pontosabban meghatározhatók egy planációs felszín kialakulásának körülményei. A mintaterületnek választott Dunántúli-középhegység esetében a terület fejlődéstörténetének részletesebb megismeréséhez járul hozzá a különböző elegyengetett felszínek térképi elkülönítése, a felszínek kialakulása korának, klimatikus körülményeinek megismerése illetve pontosítása.
Ezek a felszínek a legjelentősebb diszkordancia szintjei a területnek. A szárazföldi üledékképződés nyersanyagai, a domborzathoz kapcsolódó nyersanyag-felhalmozódás (pl. bauxit) ezekhez kapcsolódnak. Bár ezek földtani ismeretessége nagyon jó, a geomorfológiai értékelés sok esetben elmarad e mögött. A fiatalabb felszínek és az idősebb felszínek kapcsolata máig nem megoldott kérdés. A jelentős neogén planációs felszínképződés az idpősebb felszíneket számottevő mértékben átalakította. A fiatal felszínek elterjedése tehát segíthet az idősebb felszínekhez kötődő nyersanyagok potenciális elterjedésének jobb lehatárolásához is.
A felszínalatti vizek áramlása szempontjából ugyancsak fontos felületek az eltemetett helyzetben fekvő planációs felszínek. Ezek jobb értelmezése, pontosabb lehatárolása segítheti az áramlási modellezéseket.
A DTM-elemzések eredményeként új módszereket alkalmazhatunk a jövőben a felszínek lehatárolására és kvantitatív leírására,. A különböző felbontású terepmodellek összehasonlító vizsgálata eredményeként eldönthető lesz, szükséges-e hosszú előkészítő, előfeldolgozó folyamat a planációs felszínek DTM-vizsgálata előtt. A digitális terepmodellezés egyik eredménye lesz az érzékenységi vizsgálat, azaz a digitálisan meghatározott és jellemzett felszínek morfometriai paraméterei mennyire érzékenyek az input DEM felbontására és hibáira.
A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára.
A felszínalaktan (geomorfológia) egyik legfontosabb, sokat vitatott problémája, a nagy kiterjedésű, viszonylag sík felszínek (planációs vagy elegyengetett felszínek, tönkfelszínek, etchplainek és ún. hegylábfelszínek/pedimentek) kialakulásának kérdése. Ezek jellemzően a meleg nedves és a viszonylag száraz, meleg trópusi vidékeken alakulnak/alakultak ki. Hazánk területén a földtörténet során többször is kedvező éghajlati feltételei voltak ilyen felszínek kialakulásának. Ezekhez kapcsolódik bauxit-telepeink kialakulása, ilyen felszínt elöntő tenger partján keletkezett kb. 50 millió éve barnaszén-készletünk jelentős része is.
A felszínek többször ismétlődően keletkeztek, helyenként a fiatalabb felszín lepusztította az idősebbet, annak nyersanyagkészletével együtt.
Ezeknek a felszíneknek a pontosabb megismerése az egykori klímára vonatkozó ismereteket is nyújthat, a különböző korú felszínek elkülönítése, lehatárolása egyes nyersanyagok lehetséges elterjedését is pontosíthatja.
A földtudományok hagyományos módszerei mellett napjaink lehetségessé vált a térképek szintvonalaival jelzett domborzat háromdimenziós megjelenítése is a számítógépeken, ezek az ún. terepmodellek. Ez azonban nem csak a láttatást teszi lehetővé, hanem matematikai műveletekkel pontosan leírhatóvá válik egy terület domborzata is. Így a sík térszínek, a planációs felszínek lehatárolhatók, a felületek matematikai értékekkel jellemezhetők. Ez pontosítja a korábban csak szubjektív módon lehatárolt, jellemzett sík felületek definiálását.
Projektünkben ezeket a planációs felszíneket vizsgáljuk, a hagyományos földtudományi módszerek mellett a terepmodellek segítségével, a vizsgálati módszerek fejlesztésével.
| Summary Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
In recent years, as a result of recent technologies geomorphologists worldwiden started to pay more attention to the distribution and genetics of planation surfaces. In this field, terrain model (DTM) processing and analysis is becoming more and more important.
The objective of our program, following the international trend, is to process and interpret the novel geological results of the previous 1.5 years almost completed geological mapping program in the Transdanubian Range, and to develop appropriate DTM analysis methods.
These objectives are met by previous interpretations on planation surfaces based on the results of the OTKA project in the Transdanubian Range and adjacent areas in the last years. Our goal is an integrated interpretation of results provided by several specialties. Expected results are:
Better understanding of the geomorphic evolution of the Transdanubian Range in line with the latest Hungarian and international geological-geomorphological research.
Methodical development of the terrain models for the examination of denudated surfaces.
A more detailed understanding on the denudation history and neotectonic evolution of the Transdanubian Range with inserting them into the nearby Central Europe and the wider European context.
What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.
In our program, the work is focused on two questions.
1. Different geomorphological schools (climatic geomorphological, structural morphological) defined denudated surfaces (etchplains, pediments) for a long time on the bases of African, Australian and North-American examples characterized by relative tectonic tranquility. Our aim is to examine the main unconformity surfaces on an area that was formed by extremely complex and varied history of development. The question is, whether these plains are the same as the ones previously defined in other geomorphological environments and among the denudated surfaces formed between the Mesozoic and the end of Neogene which can be totally identified with the internationally approved definitions and which are the ones showing different features from them.
2. The second important question that has to be answered by our project has a methodological nature. By examining planation surface terrain models we examine the most appropriate methods for the delineation of the planation surfaces and for the surface conditions (dip, fragmentation, curvature) on a refined, high-resolution (10 m grid) DTM. An important question that can be answered by the results of the project is the possibility of utilizing these methods in everyday’s practice on globally available low-resolution DTMs.
What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.
As a result of the examinations the definition of the planation surfaces of complex geological terrains can be refined. Thus, in a general aspect among the definitions of geomorphology the forming conditions of a planation surface can be more accurately defined. The separation of maps of different denudated surfaces, the understanding of the age of the formed plains and the climatic conditions contribute to a more detailed understanding in the development history of the Transdanubian Range chosen as study area. These plains are the most important unconformity levels on the area. The mineral resources of the terrestrial sedimentation and mineral resource accumulation (for example bauxite) in relation with the terrain also are connected to these levels. Although the geology of these areas is well understood, geomorphological interpretation still requires further development. The relation between younger and older plain surfaces has not been solved. The Neogene planation formation significantly altered the older plains. Thus, the distribution of young surfaces can be useful for a better delineation of the potential distribution of the mineral resources connected to older surfaces.
The buried planation plains are also important for groundwater flow systems. Flow modeling can be aided by a better interpretation and refined delineation of these plains.
In the future, as a result of DTM analysis new methods can be used for delineating and quantitatively describing plains. As a result by comparing different terrain models with different resolutions it can be decided, whether a long preliminary pre-processing is necessary before the DTM analysis of planation surfaces. One of the results of the digital terrain modeling will be the sensitivity analysis: how sensitive the morphometry parameters of the digitally determined and described plains are to the DEM resolutions and errors.
Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others.
One of the most important and controversial problems of geomorphology is the formation of large, relatively plain surfaces (planation or denudates surfaces, pediplains, etchplains and the so-called pediments). Usually these are formed in tropical regions with warm and wet or relatively dry and warm climate. In Hungary the climatic conditions were favourable many times in the course of Earth history. Our bauxite deposits are also connected to them as well as our brown coal deposits that were formed ca. 50 million years ago on the coastal region of a sea drowning such a plain.
Plains usually were formed by multiple processes in places the younger plain destroyed the older one with its mineral resources.
A detailed understanding of these plains also offer answers to paleoclimatic questions. The separation and delineation of plains with different age can refine the possible distribution of the mineral resources.
Beyond the traditional methods of Earth sciences now even 3D presentation is possible of terrains indicated by contour lines on maps; these are the so-called terrain models. Not just the presentation is possible, but also the terrain of an area can be described accurately by mathematical calculations. Thus, the plain surfaces, the planation surfaces can be delineated and their surface can be described by mathematical values. This will refine the definition of the plains previously delineated and described only in a subjective way.
In our project we examine these planation surfaces beyond by traditional geological methods also by terrain models and by developing examination methods.
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
List of publications |
|
|
| Kelemen, P., Dunkl, I., Mindszenty, A., Csillag, G., Von Eynatten, H.: Continental red clays on carbonate substrate - the complex story of the Late Cenozoic Vöröstó Formation (Southern Bakony Mts., Hungary), GeoTirol2016, Innsbruck, Austria, 25–28 September 2016, Abstract volume, p. 149., 2016 | | Budai T, Fodor L, Csillag G, Kercsmár Zs, Sztanó O, Selmeczi I, Lantos Z, Ruszkiczay-Rüdiger Zs: A Gerecse fejlődéstörténete, In: Budai, T (szerk.) A Gerecse hegység földtana: magyarázó a Gerecse hegység tájegységi földtani térképéhez (1:50000) = Geology of the Gerecse Mountains: Explanatory book to the geological map of the Gerecse Mountains (1:50000), Magyar Bányászati és Földtani Hivatal (2018) pp. 209-221., 2018 | | Csillag G, Fodor L, Budai T, Kaiser M, Thamoné Bozsó E, Ruszkiczay-Rüdiger Zs, Lantos Z, Babinszki E: Pliocén-Kvarter, In: Budai, T (szerk.) A Gerecse hegység földtana: magyarázó a Gerecse hegység tájegységi földtani térképéhez (1:50000) = Geology of the Gerecse Mountains: Explanatory book to the geological map of the Gerecse Mountains (1:50000), Magyar Bányászati és Földtani Hivatal (2018) pp. 131-167., 2018 | | Ruszkiczay-Rüdiger Zs, Csillag G, Fodor L, Braucher R, Novothny Á, Thamó-Bozsó E, Virág A, Pazonyi P, Timár G, Aumaître G, Bourlès D, Keddadouche K: Integration of new and revised chronological data to constrain the terrace evolution of the Danube River (Gerecse Hills, Pannonian Basin), QUATERNARY GEOCHRONOLOGY 48: pp. 148-170., 2018 | | Kelemen P, Dunkl I, Csillag G, Mindszenty A, von Eynatten H, Jozsa S: Tracing multiple resedimentation on an isolated karstified plateau: The bauxite-bearing Miocene red clay of the Southern Bakony Mountains, Hungary, SEDIMENTARY GEOLOGY 358: pp. 84-96., 2017 | | Joniak P, Hír J., Šujan M., Mészáros L.: Small mammals from the Vértesacsa as a contribution to chronology of the Late Miocene Zagyva Formation (W-Hungary), ACTA GEOLOGICA SLOVACA 9 : 1 pp. 15-24., 2017 | | Joniak, Peter, Hír, János, Šujan, Michal, Mészáros, Lukács: mall mammals from the Vértesacsa as a contribution to chronology of the Late Miocene Zagyva Formation (W-Hungary), Acta Geologica Slovaca, 2017 | | Kelemen, P., Dunkl, I., Csillag, G., Mindszenty, A., Eynatten, v. H., Józsa, S.: Continental red clays on carbonate substrate - the complex story of the Late Cenozoic Vöröstó Formation (Southern Bakony Mts., Hungary), Ifjú Szakemberek Ankétja, 2017 | | Bóna I.: Geological mapping on the Balaton Highland with complex geophysical methods, Ifjú Szakemberek Ankétja, 2018 | | Jordan, G., Csillag, G.: Digital terrain modelling methods for the geomorphometric studies of tectonically active terrains and planation surfaces in a GIS environment. An outlook to mining areas, 1st International Symposium on Remediation and Restoration of Polluted Mining Areas. Wuhan, Kína, 2015. május 22-24.Abstracts, p. 13. (poster), 2015 | | Ruszkiczay-Rüdiger Zs, Braucher R, Novothny Á, Csillag G, Fodor L, Molnár G, Madarász B: Tectonic and climatic control on terrace formation: Coupling in situ produced 10Be depth profiles and luminescence approach, Danube River, Hungary, Central Europe, QUATERNARY SCI REV 131: (Part A) 127-147, 2016 | | Dunkl, I., Kelemen, P., Mindszenty, A., Csillag, G., von Eynatten, H: How red continental sediments reached an elevated karstified surface? A zircon U-Pb study from the Bakony Mts., Hungary., Working Group on Sediment Generation Third Meeting WGSG-3 Leuven 4-6 July 2016, 2016 | | Zsófia Ruszkiczay-Rüdiger, László Fodor, Gábor Csillag, Régis Braucher, Sándor Kele, Ágnes Novothny, Edit Thamó-Bozsó, Attila Virág, Gábor Molnár, Balázs Madarász, and Aster Team: Spatially and temporally varying Quaternary uplift rates of the Gerecse Hills, Northern Pannonian Basin, using dated geomorphological horizons in the Danube valley, Geophysical Research Abstracts Vol. 18, EGU2016-PREVIEW, 2016, 2016 | | Ruszkiczay-Rüdiger Zs, Braucher R, Novothny Á, Csillag G, Fodor L, Molnár G, Madarász B: Tectonic and climatic control on terrace formation: Coupling in situ produced 10Be depth profiles and luminescence approach, Danube River, Hungary, Central Europe, QUATERNARY SCI REV 131: (Part A) 127-147, 2016 | | Csillag G, Sebe K: Long-Term Geomorphological Evolution, In: Lóczy D (szerk.) (szerk.) Landscapes and Landforms of Hungary. Dordrecht: Springer Science+Business Media B.V., 2015. pp. 29-38. (World Geomorphological Landscapes), 2015 | | Ruszkiczay-Rüdiger Zs, Braucher R, Novothny Á, Csillag G, Fodor L, Molnár G, Madarász B, ASTER Team: In situ produced 10Be depth profiles and luminescence data tracing climatic and tectonic control on terrace formation, Danube River, Central Europe, Hungary, GEOPHYS RES ABSTR 17: , 2015 | | Sebe K, Csillag G: Pleistocene periglacial cryogenic mounds (lithalsas) on basalt plateaus in the western Pannonian Basin, GEOPHYS RES ABSTR 17: , 2015 | | Sebe K, Csillag G, Timár G, Jámbor Á: A preliminary source-to-sink sediment budget for aeolian sands, GEOPHYS RES ABSTR 17: , 2015 | | Petrik, A., Jordan, Gy.: Systematic DEM analysis for revealing morphotectonic phenomena. Method development and applications in the Pannonian Basin, Hungary, 11 th Meeting of the Central European Tectonic Studies Group (CETeG), Abstract Book, pp. 54-55, 2013 | | Csillag G, Sebe K: A Bakony és környéke késő-neogén–kvarter lepusztulási rátái, In: Krivánné Horváth Á (szerk.) (szerk.) Földtudományi Vándorgyűlés és Kiállítás: Föld- és környezettudományok a fenntartható gazdaság érdekében. Veszprém, Magyarország, 2013.07.04-2013.07.06. Kiadvány: Veszprém: Magyarhoni Földtani Társulat, 2013. pp. 15, 2013 | | Csillag G, Sebe K, Fodor L: Piedmonts of the Transdanubian Range, Hungary: Limited slope retreat of the pediments?, In: 8th IAG International Conference on Geomorphology . Paris, Franciaország, 2013.08.27-2013.08.31. Kiadvány: Paris: 2013. pp. 290, 2013 | | Csillag. G., Sebe, K.: Long-term geomorphological evolution, in press: Lóczy, D. ed: Landscapes and Landforms of Hungary, Series: World Geomorphological Landscapes, Springer, 2015 | | Fodor L, Ruszkiczay-Rüdiger Zs, Braucher R, Csillag G, Grenerczy Gy, Kele S, Molnár G, Novothny Á, Sebe K, Surányi G, Székely B, Thamó-Bozsó E, Timár G: Neotectonic incision rates in the western Pannonian Basin (Hungary) based on complex geochronological, volcanological, GPS studies and sediment balance calculations, BUL SHKEN GJEOL 50: (1) 94, 2014 | | Ruszkiczay-Rüdiger Zs, Novothny Á, Braucher R, Csillag G, Fodor L, Molnár G, Thamó-Bozsó E: Incision of the Danube River (Hungary), inferred by cosmogenic in situ 10Be and luminescence dating of terrace sediments, GEOPHYS RES ABSTR 16: 1, 2014 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
