A Duna a Fekete-erdőben ered, és a Fekete-tengerbe folyik. Ezt a frappáns mondatot minden valamirevaló kisiskolás első hallásra megtanulja. A dolog szépséghibája csak annyi, hogy ez mérsékelten igaz. A Fekete-erdő forrásaiból összegyűlő Duna-víz zöme ugyanis az Atlanti-óceánba folyó Rajnát táplálja. Immedingen közelében a föld alá bújik, és a 13 km föld alatti utat megtéve, az Aach folyó forrásában lép ismét napvilágra. A két helyet a felszínen a nevezetes Duna-Rajna vízválasztó különíti el, de a karszt föld alatti vízjáratai nem tisztelik a felszíni vízválasztókat.

A Duna elszökése jól példázza, hogy a karsztos területeken a változások meglehetősen gyorsan, akár az emberi élettel is összemérhető sebességgel játszódnak le. Az Aggteleki-karszton hasonló történt a Lófej-forrás vizével. A második világháború előtt a patak végigfolyt a völgyön, de az ötvenes években már a forrástól néhány száz méterre elnyelődött a víz, és hosszas nyomozásba került, míg 1967-ben sikerült felderíteni, hogy az eltűnő víz a kb. 4 km-rel arrébb lévő Nagy- Tohonya-forrásban jön elő. Jogos kérdés: honnan tudjuk, hogy hova szökik a Lófej-forrás vagy a Duna vize? Az első komoly vizsgálatra 1869-ben került sor, amikor a Duna eltűnési helyén 14 kg anilinvörös festékkel színezték a vizet. Az ötlet jó volt, de az anyag alkalmatlan és nagyon kevés. 1877-ben a fluoreszcein nevű festékkel sikerült a kísérlet, s ez nemcsak a Duna-eltűnés vizsgálatában volt fordulópont, hanem a karsztvizek útjának kutatásában is új korszak kezdetét jelentette. A legfontosabb vízjelző anyag ugyanis mindmáig a fluoreszcein maradt, amelyet ha tízmilliószorosan hígítunk, napfényen még szabad szemmel is láthatunk. Ultraibolya fényben pedig tízmilliárdszoros hígításban is felismerhető, tehát az egész Balaton megjelölésére elegendő volna kb. 200 kg fluoreszcein.

Sajnos a fluoreszcein sem univerzális csodaszer. Vannak olyan anyagok, melyek megkötik; ilyen pl. az agyag, ami a karszt üregeiben igen gyakori. Az is hátrány, hogy adott időszakban egyfajta festékkel a vizsgált területen csak egy víznyelő vize jelölhető meg, hiszen a forrásoknál csak a különböző jelzőanyagok alapján állapíthatjuk meg, hogy honnan jött a víz. Így a vizsgálatok meggyorsítására többféle jelzőanyagot kellene használni.

Az emberi találékonyság a klasszikus fluoreszcein mellett sok egyéb vízjelzési eljárást dolgozott ki. Számos festékkel kísérleteztek, de ezek közül egy van még, ami eredménnyel használható: a fukszin. Vörös színű, kb. tízszeres mennyiség szükséges belőle, és sok tekintetben előnyösebben viselkedik, mint a fluoreszcein. Az agyagos szűrőn például nem kötődik meg, tehát számos olyan esetben kimutatja az összefüggést, amikor a fluoreszcein nyomtalanul eltűnik. A két festék kombinálásával, tulajdonságaik különbözősége alapján a vízvezető járatok jellegére is lehet adatokat kapni.

Jelzésre használhatók nem festő hatású vegyi anyagok, elsősorban a közönséges konyhasó (NaCl) is. A konyhasó a festékeknél lényegesen olcsóbb, azonfelül igen stabil vegyület: nem bomlik el, és nem is kötődik meg. A kimutatása is könnyű volna, de sajnos, ez az anyag a karsztvizekben természetes körülmények között is előfordul: egy százezred súlyrészt elérhet a töménysége. Ha a jelzésünk hatását látni, pontosabban kimutatni akarjuk, akkor legalább ugyanannyit kell hozzáadnunk, s ez legalább százszor annyi, mint amennyi a fluoreszceinből kellene. A konyhasó azonban még így is olcsóbb.

Újabban más vegyi anyagokkal is kísérleteznek: lítium-kloriddal, detergensekkel (habosítók) és az optikai fehérítőkkel. Sőt radioaktív izotópokkal is.

Az eddig felsorolt anyagok mind oldódtak a vízben. Ha a karsztvíz relatíve szabadon folyik, tehát nem szivárog át agyagdugón vagy hasonlón, akkor szilárd anyag is használható. Ilyen a likopódiumspóra. Az igen finom spórapor nagy előnye, hogy kis mennyiség is elegendő, és ha megfelelő festékkel színezzük, több víznyelőt is megjelölhetünk egyszerre. A forrásból igen sűrű szövésű, ún. planktonhálóval "szűrik ki" az odajutott szemcséket. A módszerrel Magyarországon is próbálkoztak, sajnos sikertelenül.

A felhasznált módszerek sokasága joggal ébreszti azt a gyanút, hogy a karsztvizek útjának kinyomozása nem egyszerű dolog. Pedig a karsztban eltűnő búvópatak újrakibukkanásának megkeresése még a legegyszerűbb feladat.

Sokkal nehezebb a karsztos felszínre lehullott és nagyrészt közvetlenül beszivárgó víz sorsának megállapítása. Az ilyen víz esetében nincs határozott víznyelő, ahol a vizet megjelölhetnénk. A beszivárgó víz mennyiségét is nagyon nehéz meghatározni. A csapadék mennyisége ugyan mérhető, de a lehullott víz egy része főként a növényzeten keresztül elpárolog, s nagy eső vagy hirtelen hóolvadás után pedig egy része a felszínen folyik el.

A karsztba bejutott víz onnan előbb-utóbb ki is jön, kedvező esetben ott, ahol mérhetjük a mennyiségét: tehát karsztforrásban látjuk viszont. Ha ismerjük a lehullott csapadékot, és ismerjük a forrás hozamát is, akkor megfelelő matematikai eljárás segítségével meghatározható a beszivárgó víz mennyisége. Mégis, hosszú időn keresztül eredménytelenek maradtak az ilyen számítási kísérletek, míg végre az ötvenes évek elején Kessler Hubert rájött arra, hogy hol a hiba az elméletben. Analizálta a pécsi Tettye-forrás több évtizedes hozamsorát, majd megállapította, hogy - a korábbi feltevésekkel szemben - a beszivárgás az évszakok folyamán nem egyenletes. Tavasszal minden lehullott csapadék beszivárog, és ugyancsak a mélybe jut a tavaszi hóolvadás vize is. Nyáron a növényzet hatására úgy megnő a párolgás, hogy úgyszólván nincs is beszivárgás. Meghatározzuk tehát, hogy az évi csapadékmennyiség hány százaléka hullott le az év első négy hónapjában. Ezt nevezzük mértékadó csapadékszázaléknak. Ebből az előző év végének csapadékviszonyait figyelembe véve, meghatározható az adott évre érvényes beszivárgási százalék. A beszivárgott vízmennyiség ismeretében az egyébként ismeretlen és közvetlenül általában meghatározhatatlan vízgyűjtő terület nagysága is kiszámítható.

A "mértékadó csapadékszázalék" ma már klasszikusnak számító módszere más karsztterületeken is jónak bizonyult. Jónak, de nem tökéletesnek. A forrásvízben ugyanis különféle utakon, különféle sebességgel érkező vizek keverednek, s ezek matematikai szétválasztása igen nehéz. Szükségesnek látszott tehát a beszivárgó vizet közvetlenül is megfigyelni. Erre a barlangi csepegő vizek mérése adta meg a lehetőséget. A beszivárgás közelebbi megismerése érdekében a lillafüredi István-barlangban Kessler Hubert 1955-ben csepegővíz-méréseket indított meg. A 15 éves adatsort Böcker Tivadar értékelte. Megállapításai szerint minden hidrológiai negyedévben meghatározható egy ún. határcsapadék. Ha a "negyedév" során ennél kevesebb csapadék hullott, akkor beszivárgás nincs, míg a határcsapadék feletti csapadékmennyiség teljes egészében beszivárog. Természetesen ez az elmélet is további finomítást igényel, elsősorban azért, mert csak egyetlen helyről származó adatsorból született. A határcsapadék-összegek, sőt esetleg az időszakbeosztás is változhat helyről helyre. Ennek megállapítására egyre több barlangban végeznek csepegővíz-méréseket.

Az eddigiekben csak azokról a vizekről volt szó, melyek nem túl hosszú időt, legfeljebb egy-két évet töltöttek el a föld alatt. Vannak azonban olyan vizek is, amelyek több ezer, sőt több tízezer éves föld alatti vándorlás után lépnek ismét felszínre. Lényeges volna tehát azt megállapítani, hogy a vizsgált víz mennyi időt töltött a föld alatt? A modern méréstechnika erre is módot ad. A tríciumtartalomból ugyanis meghatározható, hogy a lassan áramló víz mikor, hány évvel ezelőtt szivárgott be. Hosszú ideig tartó vízmozgás esetén természetesen kizárt, hogy a víz eredetét és útvonalát valamilyen közvetlen jelzéssel (festés stb.) megállapíthassuk. A karsztvízrendszer környezetének részletes hidrogeológiai vizsgálatával többé-kevésbé mégis megállapítható, hogy hol szivárgott be a víz.

Érdekes példa a forrásvizek korára: a Hévízi-tó forráskráteréből könnyűbúvárok által vett mintákból megállapították, hogy a tavat kétféle víz táplálja. A víz zöme, kb. 0,6 m³/sec mennyiségben mintegy 40°C hőmérsékletű és kb. 12 ezer éves, míg a kb. 0,02 m³/sec hozammal hozzákeveredő 17,2°C hőmérsékletű hidegebb víz kb. 8000 éve került a földfelszín alá. Ezekből az adatokból egyenletes vízhozamot feltételezve, kiszámíthatók a vízgyűjtő területek és a föld alatt tárolt vízmennyiségek is. 700 mm körüli csapadék és 30% körüli átlagos beszivárgás esetén a melegvíz-utánpótlás biztosítására kb. 100 km², a hideg vízére 3 km² vízgyűjtő szükséges. A meleg víz föld alatti készlete kb. 230 km³, a hideg vízé kb. 5 km³; az előbbi mintegy 130 Balatonnak, az utóbbi kb. háromnak felel meg, ami csak látszólag sok, hiszen a Balaton nagyon sekély. S ami a több száz köbkilométer víztartalékot illeti, ez semmi védelmet nem jelent a beavatkozással szemben. A vízgyűjtő területen vagy a víz felszín alatti útjával kapcsolatos rétegekből relatíve kis vízmennyiség (egy-két évi forráshozamnyi víz) kitermelése (pl. bányavíztelenítés érdekében) elég lehet a forrás teljes elapasztásához, mert a felszín alatti vízkészlet megfelelő utánpótlás, azaz megfelelő túlnyomás nélkül nem jön a felszínre.

Nagyon érdekes és sokoldalú nyomozást végeztek a Mecsekben, ahol az orfűi Vízfő-forrás már évtizedek óta az érdeklődés előterében áll. Sajnos a barlang mély és szűk szifonja makacsul ellenáll az átjutási kísérletnek. Az esetleges barlangrendszer külső megismerése érdekében nagyszabású felszíni vizsgálatsorozatot folytattak le. Először a felszíni formák, a kőzetviszonyok és víznyelők gondos feltérképezésével megállapították az esetleges barlangrendszer körülbelüli elhelyezkedését. A fontosabb víznyelők esetén festéssel, illetve sózással bizonyították a kapcsolatot. A víznyelőknél geoelektromos módszerekkel azt is kinyomozták, hogy a föld alatt merre folyik el az elnyelt víz. Ezután laboratóriumi modellkísérletekkel kiválasztották a legalkalmasabb geoelektromos módszert, és ezzel sikerült is az előzetes, körülbelüli nyomvonalat pontosabban megállapítani. A komplex vizsgálatsorozat szerint a Vízfő-forrás vízgyűjtő területén több kilométer hosszú, járható méretű barlangrendszer várható, s a vizsgálatok alapján a legvalószínűbb bejutási pontot is kijelölték. Hogy mindez igaz-e, az még bizonyításra vár, mert a vizsgálatok óta eltelt mintegy tíz év alatt a kimutatott barlangrendszerbe nem sikerült bejutni.

Egészen másfajta nyomozás folyt a jósvafői Kossuth-barlang (Nagy-Tohonya- forrás) vizével kapcsolatban. Ennek egyik különlegessége az, hogy a vízhozamban időnként a csapadéktól teljesen független, rövid árvizek jelennek meg. Ezekről az aklimatikus áradásokról feltételezték, és Maucha László modellkísérletekkel bizonyította is, hogy szivornyaműködésről van szó. Részletes méréssorozattal Gádoros Miklós megállapította, hogy a szivornyás árvizekkel kapcsolatban a forrásvíz hőmérséklete néhány század fokot változik. Megmérve a forráshoz csatlakozó rövid és ismert barlangszakaszban a víz átlagos folyási sebességét és a nyomáshullám terjedését is, a szivornyás árvíz kezdete és a hőmérséklet-változás kezdete közötti időkülönbségből kiszámítható volt, hogy a még ismeretlen barlangszakaszban körülbelül hol található a szivornyarendszer. A forrás másik érdekessége, hogy vize valamivel melegebb, mint a környező karsztforrásoké, s a hőmérséklet a vízhozam függvényében változik. A vízhozam és vízhőmérséklet változásainak matematikai összehasonlítása Gádoros Miklós szerint azt mutatja, hogy a forrást valószínűleg négy különböző mélységű vízrendszer táplálja, amelyek már a szivornya előtt keverednek.

Az eddigiekben követjük a karsztvíz útját a beszivárgástól, illetve a víznyelőtől a forrásig. Napjainkban egyre kevesebb víz jut el oda, különösen azóta, hogy a karsztos területeken igen intenzívvé vált a bányászat. A bányászok természetesen nagyon jól meglennének az állandóan szivárgó és időnként betörő víz nélkül. Az ő munkájukat, amely még amúgy is a legkeményebbek közül való, s a különféle természeti veszedelmek, melyek között a víz az egyik legjelentősebb, a szó szoros értelmében életveszélyessé teszik. A bányász a szén stb. kitermeléséért száll le a föld mélyébe; a nyugalmában megzavart víz támadása ellen kényszerűségből védekezik.

A bányák vízvédelmének klasszikus módszere a víz kiszivattyúzása közvetlenül a bányából. Ez egyben a legolcsóbb eljárás, de nem véd a hirtelen vízbetörések ellen. Ezek előrejelzésére már számos módszerrel kísérleteztek, de egyik sem hozott megnyugtató eredményt. Ezért dolgoztak ki egy sokkal biztonságosabb eljárást: az előzetes vízszintsüllyesztést. A tervezett bánya térségéből mélyfúrású kutakkal előre eltávolítják a vizet. A bányászat így már vízmentesen folyhat, s az előre kitermelt víz nem szennyezett bányavíz, hanem tiszta karsztvíz. Az előzetes víztelenítés természetesen drágább, részben azért, mert sokkal több vizet kell kiszivattyúzni. Ennek megfelelően a karsztvízszintet is sokkal jobban megzavarja, mint a klasszikus bányavíztelenítés.

A teljesség kedvéért megjegyezzük, hogy ma már olyan módszer is rendelkezésre állna, mely a bányát tökéletesen megvédi, s a karsztvizet sem zavarja. Ez nem más, mint a bányatérség elszigetelése a karsztvíztől. Az eljárás azonban olyan drága, hogy alkalmazása nálunk egyelőre elképzelhetetlen. Marad tehát a szivattyúzás: mostanában több mint évi 400 millió köbméter; súlyban számolva jó tízszer annyi, mint bányáink összes szén-, bauxit- stb. termelése együttesen. Sok víz ez vagy kevés? Ha úgy számoljuk, hogy a Duna közepes vízhozamnál két nap alatt szállít ennyit, akkor semmiség. Másrészt viszont 25%-kal több mint az érintett karsztterületek utánpótlása, tehát katasztrofálisan sok. Ez szó szerint értendő, mert gyakorlatilag az egész Dunántúli-középhegységben több mint ezer négyzetkilométeren teljesen elapadtak a karsztforrások.

Ha csak a vízellátás szempontjait nézzük, akkor a források elapadása nem nagy baj. A víz nem veszett el; a források helyett a víztelenítő kutakból jön. Csakhogy egyrészt, a kitermelt víznek csaknem kétharmada egyelőre hasznosítatlanul elfolyik. Másrészt pedig, a források elapadása alapvetően veszélyezteti a természeti környezetet: a növényzetet és az állatvilágot. És veszélyezteti a turizmust, idegenforgalmat, fürdőgyógyászatot is. Gondoljunk a tatai Fényes-forrás, a Tapolcai-tavasbarlang szomorú sorsára. A víztermelés már a világhírű Hévízi-tavat is veszélyezteti.

A felsorolt bajokat mindenesetre megszüntetné, ha bezárnánk karsztvizes bányáinkat. Ez azonban nyilvánvalóan képtelenség. A két fő "vízfogyasztó": a szén és a bauxit - mindkettő nélkülözhetetlen gazdaságunk számára. Marad tehát a megalkuvás: úgy bányászni, hogy ez minél kevesebb kárt okozzon, s az okozott károkat lehetőség szerint javítgatni. A víz útjának nyomozása, a karsztos kőzetek vízvezető tulajdonságainak megismerése így válik természettudományos alapkutatásból létfontosságú munkává.

Karsztvizeink pontos vizsgálatára a VITUKI országos megfigyelőhálózatot épített ki. A munka az ötvenes évek első felében a karsztforrások rendszeres mérésével kezdődött; ma már több száz vízszintfigyelő fúrás adatai is rendelkezésre állnak. Ugyancsak a VITUKI-ba futnak be azok az adatok is, amelyeket a barlangkutatók a barlangokban gyűjtenek össze. Az országos karsztvízkutatás ezáltal már eljutott arra a szintre, hogy a szakemberek felmérhették Magyarország karsztvízkészletét. Ezeknek a felméréseknek az eredményéből tudjuk azt is, hogy mennyi karsztvizet szabadna kitermelni a vízforgalom alapvető veszélyeztetése nélkül. A bányászat mai fontossága miatt a számítottnál több karsztvizet kell kitermelni, de ez növeli a holnap vízellátásának gondját. Mindenesetre a tervszerű karsztvízgazdálkodás lehetővé tétele érdekében, a gondok előrejelzésére, évek óta készítenek tematikus karsztvíztérképeket; ezek adatai a barlangi mérések eredményeit is tartalmazzák.

A karsztvizek mozgása olyan bonyolult, hogy az előre jelzett bajok mellett mindig adódhatnak kellemetlen meglepetések is. A kiszáradó karsztforrásokról szóló száraz adatok okozta fáradtság enyhítésére emlékezzünk a miskolctapolcai barlangfürdő forrásának híres esetére.

A közismert miskolctapolcai barlangfürdőt egy langyos vizű karsztforrás táplálja. Közvetlenül mellette található egy vízmű, mely normál hőmérsékletű, hideg karsztvizet termel. A két vízkivétel egymást nem zavarja. A hatvanas évek közepén hét kilométerrel arrébb, a Tiszai-pályaudvar közelében egy melegvizet adó fúrást mélyítettek, mire a barlangfürdő forrása elapadt. Kessler Hubert azonnal azt állította, hogy az elapadás oka az új fúrás víztermelése. Kijelentését általános hitetlenkedés fogadta, mindaddig, míg mérésekkel nem bizonyította, hogy a gyanúsított fúrás lezárása után a barlangforrás rövidesen újra vizet adott, viszont megnyitása után negyed órával (!) a forrás vize már mérhetően apadt.

E kis kitérő után térjünk vissza oda, ahol a karsztvíz a földbe bújik - ha már a forrásoknál úgyis hiába várjuk kibukkanását. A mesterségesen fokozott vízkivétel ugyanis csak az egyik veszély, amely a karsztvízvagyonunkat fenyegeti. A másik a szennyeződés. A karsztvíz ugyanis, akár víznyelőn, akár beszivárogva: lényegében szűretlenül jut a földbe. Általában öntisztulása is csekély. Így tehát a szennyeződésekre igen érzékeny. Régebben a zsombolyokat, tágas víznyelőket a környékbeliek dögkutaknak használták, s ez komoly járványokat okozott. Újabban viszont a mezőgazdasági vegyszerek és az ipari szennyezés fenyegeti a karsztvizek tisztaságát. Az USA-ban arra is volt már példa, hogy egy barlangban a cseppkövekből egyszerre csak olaj kezdett csöpögni víz helyett; mint kiderült, a barlang feletti autóparkolóban kiöntött sok fáradtolaj szivárgott be. Nálunk ilyen még nem történt, de a legjobb úton vagyunk ehhez. Nagyon fontos tehát, hogy ne csak a karsztvizeink mennyiségét tartsuk számon, hanem a karsztos vízgyűjtő területeket fokozottan védjük is. Annál inkább, hiszen felszíni vizeink 96%-a határainkon kívülről érkezik, szennyeződésük ellen keveset tehetünk. Hazai eredetű vizeink (4%) nagy része pedig karsztvíz. Magyarországon tehát hosszú távra szinte kizárólag a karsztvíz jelenti az egyetlen jó minőségű ivóvízbázist.