GEOTEKTONICZNE UWARUNKOWANIA ANOMALII RADONU

 Andrzej Pawuła,  Instytut Geologii, Uniwersytet im. A. Mickiewicza w Poznaniu

Sesja Naukowa "Radon w środowisku" Kraków 14 - 15. 06. 2000. Instytut Fizyki Jądrowej im. H. Niewodniczańskiego w Krakowie

            Badania zjawiska anomalnych koncentracji radonu w podłożu terenu, wykazują zależność ich występowania od sąsiedztwa uskoków tektonicznych i szczelin skalnych. Zaobserwowano przy tym współzależność koncentracji radonu w powietrzu gruntowym i wodzie podziemnej. Ponadto zaobserwowano zmiany czasowe stężeń radonu w środowisku, co wskazuje na dynamiczny charakter emanacji radonowych. Tym samym zakwestionowany został stereotypowy pogląd, że  anomalie radonowe są związane z występowaniem kwaśnych skał magmowych z okruszcowaniem uranowym. Obecność minerałów uranowych powoduje oczywiście podwyższenie koncentracji radonu w środowisku, ale samo zjawisko wysokich i zmiennych w czasie koncentracji radonu wiąże się z aktywnością geologiczną, niezależnie od rodzaju skał podłoża. Wyjaśnienia zjawiska anomalii radonu  należy więc szukać w przyczynach aktywności geologicznej i warunkach geochemicznych uranu i jego pochodnych.

 Uran a gazy pomagmowe i koncentracje radonowe

            Pierwotny uran w skałach magmowych  związany jest z frakcyjną krystalizacją magmy. W skałach magmowych charakterystyczna jest równowaga promieniotwórcza między uranem 238 i jego pochodną uranem 234. Na złożach wtórnych, w wyniku wietrzenia skał i zróżnicowanych warunków migracji, następuję wzrost koncentracji uranu 234 względem uranu 238.  Krystalizacja związków uranu, w procesie stygnięcia magmy,  przebiega w temperaturze poniżej 700 °C, a gwałtowny wzrost ciśnienia w fazie pneumatolitycznej, spowodowany uwalniającą się parą wodną i innymi gazami magmowymi, jest  przyczyną dodatkowych naprężeń w górotworze i powstawania szczelin tektonicznych. Głównym składnikiem gazów wulkanicznych jest para wodna, występuje także dwutlenek i tlenek węgla, wodór, chlorowodór, siarka, azot i gazy rzadkie, a wśród nich radon (Tab.1). Według oceny skutków erupcji wulkanu św. Heleny w 1980 r., nastąpiła wówczas emisja do atmosfery 1,1E+17 Bq radonu (Zagórski Z.P., 1997).

 Tabela 1. Skład chemiczny gazu wulkanicznego - Mont Pélé, Martynika (Macdonald G. A., 1972)

Składnik

% obj.

Składnik

% obj.

CO2

10,1

F2

3,3

CO

2,0

Cl2

0,4

H2

0,2

HCl

0,0

S2

0,5

N + gazy rzadkie

0,9

SO3

-

H2O

82,5

              Utwory uranonośne stanowią na ogół wypełnienie szczelin i nie obserwuje się zjawiska metasomatozy w skałach otaczających. Większa część uranu rozmieszczona jest na powierzchni ziaren minerałów skałotwórczych oraz wzdłuż szczelin skalnych. Minerały uranu występują najczęściej na przedłużeniu żył kobaltowo-bizmutowych. Krystalizacja uranu następuje więc w szczelinach skalnych, w obniżonej temperaturze, w wyniku przepływu gazów pomagmowych lub wód hydrotermalnych. 

            Prawdopodobnie parcie gazów i wód pomagmowych jest zjawiskiem globalnym,   występującym jednak ze zróżnicowaną intensywnością, zależnie od przepuszczalności skał podłoża. Pułapki geologiczne są miejscem gromadzenia się gazów pomagmowych i wód juwenilnych, które w środowisku skalnym ulegają przeobrażeniom. Po osiągnięciu ciśnienia złożowego, przekraczającego wytrzymałość struktury geologicznej, następuje spękanie górotworu i uwolnienie zmagazynowanych tam gazów, w tym także mobilnego radonu. Charakterystycznym zjawiskiem w sąsiedztwie złóż gazu ziemnego są aureole radonowe. W rejonie występowania wód mineralnych, zawierających wysokie stężenia dwutlenku węgla występują również mofety gazowe. Obserwacje ciśnienia złożowego gazu ziemnego w utworach wieku permskiego, w rejonie Poznania, wskazują na anomalny wzrost gradientu ciśnienia do wartości 2,16 atn/10 m w strefie rowu tektonicznego, wobec wartości 1,3 atn/10 m poza strefą uskoków tektonicznych. W obszarze wysokich ciśnień gazu ziemnego, którego głównymi składnikami obok metanu są także azot, dwutlenek węgla, wodór, siarkowodór, hel i radon, jest również zwiększona wartość gradientu geotermicznego. Również obecność rtęci wydaje się wskazywać na związek gazu ziemnego z gazami pomagmowymi (Tab. 2). 

 Tabela 2. Składniki gazu ziemnego (otw. Bolewice, ZZGNiG Zielona Góra)

Składnik

% obj.

Składnik

% obj.

CH4   

35,312

H2

0,0153

C2H6,  C3H8  i wyższe

9,214

He

0,03

N

50,2077

Rn-222

170 Bq/m3 */

CO2

1,0

Hg

45 - 230 mg/l **/

H2S

4,013

H2O

solanka złożowa

*/   KGZ Niemierzyce; **/ rejon Poznania

            Migracja gazów i wód pomagmowych w warunkach niskich temperatur i wysokich ciśnień, skutkuje  wytrącaniem się uranofosforanów w skałach osadowych i ich impregnacją. Radioaktywność fosforytów, wywoływana przez pierwiastki szeregów uranowo-radowego i torowego, znajdujące się w równowadze promieniotwórczej, kształtuje się na poziomie 0,5 MBq/t. Zjawisko impregnacji dotyczy również osadów organicznych. Na przykład w złożach węgla kamiennego, podlegających parciu gazu ziemnego, występują metale, m.in. glin, żelazo, tytan, cynk, wanad, chrom, nikiel, ołów, w tym także rtęć i uran. Radioaktywność popiołów węgla kamiennego, spowodowana, podobnie jak w przypadku fosforytów, radionuklidami z szeregów uranowo-radowego i torowego,  określa się na 2 MBq/t (inf. PAA, 1996).  Charakterystyczna jest zmienność dopływu do wyrobisk kopalnianych metanu, dwutlenku węgla i radonu, która zależy prawdopodobnie od procesów  endogenicznych.

            Wody termalne mogą zawierać gazy pomagmowe i pochodne uranu, w tym także radon.  Dobra rozpuszczalność radonu w wodzie powoduje, że system krążenia wód podziemnych pojawia się jako istotny czynnik, warunkujący powstawanie jego anomalnych koncentracji, nawet poza strefą okruszcowania uranowego. W warunkach migracji wodnej istnieje możliwość powstawania koncentracji radonu poza miejscem występowania związków uranu.

            Pozostaje pytanie o pochodzenie uranu, czy pochodzi on z materii praziemskiej, czy też jest produktem reakcji jądrowych i syntezy pierwiastków wewnątrz globu. W rozważaniach genezy uranu, który jest prekursorem radonu, powszechnie przyjmowany był pogląd, że uran U-238 oraz U-235, Th-232, potas K-40 oraz kilkadziesiąt innych radionuklidów naturalnych o czasie połowicznego rozpadu powyżej 1E+8 lat, są radionuklidami pierwotnymi, pochodzącymi z materii praziemskiej (Polański A., 1958, 1961). Przyjęcie powyższej hipotezy prowadzi do wniosku o   zmniejszającej się ilości ciepła radiogenicznego wraz z wiekiem Ziemi i zaowocowało  hipotezą podskorupowych prądów konwekcyjnych i geotektoniczną teorią kontrakcji. Według teorii kontrakcji wszelkie zaburzenia tektoniczne były tłumaczone kurczeniem się globu z powodu utraty ciepła. Jednak porównanie globalnych ilości radionuklidów z szeregów uranowych i toru, emitujących cząstki alfa, z ilością helu radiogenicznego He-4, neguje takiej hipotezie. Według wykonanych obliczeń (Polański, 1961)  łączna ilość helu w litosferze i atmosferze ziemskiej odpowiada produkcji cząstek alfa w ciągu 3 milionów lat, co jest okresem 1500 razy krótszym niż wiek Ziemi. Z tego punktu widzenia, bardziej prawdopodobna jest hipoteza tworzenia się magmy juwenilnej, której składnikiem jest również uran. Pomocnym kryterium, dla weryfikacji powyższej kwestii, mogłaby być ocena stanu równowagi promieniotwórczej szeregu uranowo-radowego w świeżej magmie bazaltowej, która tworzy strefę przyrostu litosfery.

 Tektonika  ekspansji globu a anomalie radonu w środowisku gruntowym

            Dla wyjaśnienia przyczyn anomalii radonowych szczególnie znaczące są obserwacje czasowych zmian koncentracji radonu, towarzyszące aktywności sejsmicznej i deformacjom tektonicznym. Zaobserwowano bowiem, że na obszarach trzęsień Ziemi przed okresami zaburzeń sejsmicznych, narastającym naprężeniom górotworu towarzyszy zmniejszanie się prędkości podłużnej fali sejsmicznej, spadek oporności elektrycznej skał, deformacje gruntu i rozwój szczelin skalnych, wzrost ciśnienia w złożach gazu ziemnego oraz zmiany chemizmu wód podziemnych a także wzrost emisji radonu. Wzrasta okresowo koncentracja radonu w wodach podziemnych i powietrzu gruntowym. W epicentrach silnych trzęsień Ziemi zaobserwowano nawet zmiany pól magnetycznych i elektromagnetycznych (S.J. Gibowicz, 1994). Ponieważ anomalie radonu mają związek z różnymi formami aktywności geologicznej, w analizie przyczynowo-skutkowej anomalii radonowych,  celowe jest uwzględnienie globalnych teorii rozwoju geotektonicznego.   

            Teoria tektoniki ekspansji globu (Global Expansion Tectonics), sformułowana przez Hilgenberga (1933, 1974) i Careya (1976, 1988), tłumaczy zjawisko przyrostu litosfery i ruch płyt kontynentalnych oraz wulkanizm i towarzyszące zjawiska geotermiczne, siłami endogenicznymi i przyrostem promienia globu. W obrębie sztywnych płyt kontynentalnych, o kształcie sferycznym, w dolnej części płyty powstają naprężenia rozciągające, powodujące tworzenie się szczelin,  diapirów magmowych a następnie wulkanów, natomiast w przypowierzchniowej części skorupy ziemskiej powstają naprężenia ściskające, które prowadzą do fałdowania i tworzenia się uskoków tektonicznych (Stein R., Yeats R., 1989). Generalne ruchy płyt litosfery ale także poziome i pionowe przesunięcia w obrębie  poszczególnych płyt, rejestrowane są przez międzynarodową służbę geodynamiczną  IGS (International Geodynamics Service), w  globalnym systemie   GPS (Global Positioning System). Na kontynencie europejskim, generalnie rejestrowane są przesunięcia w kierunku  północno-wschodnim, lecz azymuty wektorów przesunięć różnią się o kilkanaście stopni (Tab. 3). Różnice względne wektorów przesunięć horyzontalnych dochodzą do około 5,5 mm/rok. Wszystkie wymienione europejskie stacje geodynamiczne, z wyjątkiem stacji w Graz, podlegają wypiętrzaniu z prędkością od 0,46 do 10,81 mm/rok. Natomiast w rejonie austriackiej miejscowości Graz teren ulega  obniżaniu z prędkością ponad 4 mm/rok (Pawuła A., 2000). 

 Tabela 3. Prędkości przesunięć punktów reperowych  IGS, wg pomiarów GPS z okresu  1991 - 1997

Miejscowość

Kraj

Kod

stacji IGS

Wektor prędkości horyzontalnej

Prędkość ruchu pionowego mm/rok

 

 

azymut (°)

mm/rok

wznoszenie

obniżanie

Bruksela

Belgia

BRUS

51,8

 24,8

6,66

-

Kootwijk

Holandia

KOSG

46,5

22,4

1,82

-

Potsdam

Niemcy

POST

54,5

25,0

10,81

-

Graz

Austria

GRAZ

57,5

27,2

-

4,38

Borówiec

Polska

BOR1

58,5

25,0

4,38

-

Olsztyn

Polska

LAMA

56,5

26,2

2,56

-

Józefosław

Polska

JOZE

56,7

26,8

0,46

-

Onsala

Szwecja

ONSA

50,6

21,2

2,73

-

Tromsoe

Norwegia

TROM

44,8

 21,2

1,25

-

Kikkonummi

Finlandia

METS

59,4

23,3

5,93

-

              Lokalne odkształcenia skorupy ziemskiej, rejestrowane w systemie GPS, zostały skorelowane z występowaniem t.zw. punktów gorących, gejzerów i mofetów  (Smith R.B., Meertens, 1998). Zróżnicowanie ruchów przesuwczych podłoża skutkuje powstawaniem naprężeń górotworu i  trzęsieniami Ziemi. Dominująca ilość hipocentrów trzęsień na kuli ziemskiej, zlokalizowana jest w strefie głębokości od 3 do 12 km, rejestrowane są jednak także hipocentra na większych głębokościach, nawet ponad 500 km.  Na powierzchni terenu, w strefie nowotworzących się uskoków, obserwuje się wypiętrzanie terenu o charakterze fałdowym. Na większych głębokościach przeważają jednak siły rozciągające i powstają szczeliny, w których pojawiają się diapiry magmowe.

            Pomiary GPS w sieci stacji geodynamicznych IGS wykazują, obok krótkoczasowych oscylacji pionowych i horyzontalnych powierzchni terenu,  długoczasowe zmiany położenia scharakteryzowane wektorami prędkości ruchu.  Równocześnie udokumentowana została współzależność powolnych ruchów przesuwczych i gwałtownych odkształceń podłoża w formie trzęsień Ziemi  "co-seismic"  (Webb F.H., Tsuji H., Hatanaka Y., Miyazaki S.).

            Wyniki badań w zakresie  fizyki globu wskazują także na zasadność teorii tektoniki ekspansji. Według  Hilgenberga (1974), nie ma wątpliwości czy proces ekspansji globu istnieje, istnieje tylko pytanie czy ekspansja przebiega bez przyrostu, czy z przyrostem masy Ziemi. Próbą odpowiedzi na powyższe pytanie są hipotezy na temat roli promieniowania kosmicznego i reakcji jądrowych wewnątrz Ziemi, przedstawione przez autora na seminariach naukowych (Pawuła A. 1997, 1999) oraz w internecie (http://main.amu.edu.pl/~pawula). Na prawdopodobieństwo powyższej hipotezy wskazuje anomalia izotopu helu He-3 w strefie ryftu oceanicznego, gdzie następuje stały wypływ  magmy. W przydennej strefie oceanu, nad grzbietem wschodniopacyficznym,  wskaźnik d 3He (%o) wynosi 50, wobec zerowego tła (Bearman G., 1989).   

            Aktualne doniesienia zespołu geofizyków z University College London (http://www.ucl.ac.uk) potwierdzają także przypuszczenia, że na granicy płynnego jądra Ziemi występują procesy, wywołujące dryf kontynentów, aktywność sejsmiczną i wulkanizm. W badaniach modelowych zinterpretowano rozkład temperatur, zwracając uwagę na szczególny stan materii i gwałtowny przyrost temperatury na powierzchni jądra zewnętrznego, na głębokości ok. 2900 km, w tak zwanej warstwie D" (Tab. 4). Uważa się, że procesy zachodzące w warstwie D" są odpowiedzialne za konwekcję magmy i aktywność geologiczną.   

 Tabela 4. Rozkład temperatur  Ziemi,  według badań modelowych University College London

Strefa

Przedział głębokości (km)

Temperatura (°C)

Powierzchnia Ziemi

0

15

Płaszcz górny

30 - 400

1000

Strefa przejściowa

400 - 700

2000

Płaszcz dolny

700 - 2900

2500

Jądro zewnętrzne, płynne

2900 -5170

5000

Jądro wewnętrzne, stałe

5170 - 6370

7000

    Według Niggliego (Polański A., Smulikowski K., 1969) temperatura tysiąca stopni  Celsjusza jest wartością graniczną, poniżej której rozpoczyna się wydzielanie przegrzanych par i roztworów z gorącej magmy  (faza pneumatolityczna) a następnie krystalizacja składników mineralnych. 

Wnioski 

            Anomalie radonowe uwarunkowane są aktywnością tektoniczną, która wywołana jest procesami magmowymi.  Nowe badania fizyki globu ziemskiego i różnych form aktywności geologicznej pozwalają na postawienie hipotezy tworzenia się magmy na granicy płynnego jądra Ziemi, w tak zwanej warstwie D". Istnieje prawdopodobieństwo, że w warstwie D" zachodzą reakcje termojądrowe, które wyzwalają duże ilości ciepła oraz powodują w konsekwencji procesy syntezy pierwiastków i produkcję magmy. Wymuszona konwekcja magmy jest czynnikiem wywołującym ruch płyt litosfery, trzęsienia Ziemi i erupcje wulkaniczne. W procesach syntezy pierwiastków produkowany jest również uran-238.

            Magma bazaltowa, która stanowi budulec strefy przyrostu litosfery, jest więc prawdopodobnie materią juwenilną, na co wskazuje jej duża jednorodność mineralogiczna. Stosunkowo niska koncentracja uranu w magmie bazaltowej, wzrasta w trakcie stygnięcia i frakcyjnej krystalizacji magmy a następnie podczas ciśnieniowej migracji gazów i roztworów pomagmowych.

            Koncentracja związków uranowych może następować w skałach podlegających   impregnacji składnikami gazów i roztworów pomagmowych, albo na ścianach szczelin. Minerały uranu występują na ogół, na przedłużeniu żył kobaltowo-bizmutowych. W przypadku uskoków aktywnych, parcie gazów i roztworów pomagmowych może mieć charakter ciągły.

            Struktury zbudowane ze skał trudno przepuszczalnych tworzą pułapki geologiczne dla gazów i wód pomagmowych, które w trakcie swojej migracji ulegają różnym przeobrażeniom.  Powstanie nowych szczelin w skałach nadległych może być źródłem emisji radonu do wód podziemnych i powietrza gruntowego.

            Obecność wodoru i związków węgla w gazach pomagmowych pozwala najprawdopodobniej na powstawanie, w trakcie tych przeobrażeń, na tworzenie się węglowodorów.  Obecność w gazie ziemnym, metali ciężkich a także wodoru, tlenków węgla i radonu, pozwala na postawienie wniosku o nieorganicznej genezie gazu ziemnego. Źródła gazowe na powierzchni terenu (mofety), których kilkadziesiąt występujące  na obszarze szczaw karpackich mają również pochodzenie magmowe.   Oddziaływanie gazów i wód pomagmowych uwidacznia się w mineralizacji wód podziemnych. Anomalie radonowe wód podziemnych występują w strefie aktywnej tektoniki i podwyższonego gradientu geotermicznego.

            Zjawisko anomalii radonowych dobrze tłumaczy teoria globalnej tektoniki ekspansji. Problem wyjaśnienia przyczyn ekspansji globu i natury procesów magmowych, dotyka zagadnienia oddziaływania promieniowania kosmicznego i reakcji jądrowych wewnątrz Ziemi i wymaga  dalszych badań interdyscyplinarnych. 

 LITERATURA

1.   Bearman G., 1989: The Ocean basins: their structure and evolution. The Open University.

2.   Hilgenberg O.C., 1933: Vom waschender Erdball. Giessmann und Bortsch. Berlin-Pankow.

3.   Hilgenberg O.Ch., 1974: Debate About the Earth. The question should no be: "drifters of fixists ?" but instead: "Earth expansion with or without creation of new matter ?". Geotekt. Forsch., 45, p.159 - 165.

4.   Carey S.W., 1976: The Expanding Earth. In: Developments in Geotectonics. Elsevier Sc. Pub. Com., Amsterdam-Oxford-New York, p. 1-488.

5.   Carey S.W., 1988: Theories of the Earth and Universe. A History of Dogmea in the Earth Sciences.   Stanford University Press, California, p. 413.

6.   Gibowicz S.J., 1994: Czy można przewidywać trzęsienia ziemi? WiŻ, nr 9, 18 - 23.

7.   Macdonald G.A., 1972: Volcanoes, Prentice-Hall Inc., New Jersey.

8.   Pachocki K., 1995: Radon w środowisku. Fund.Ekologia i Zdrowie, Warszawa.

9.   Pawuła A., 1997: Contribution a l'explication des anomalies du radon Rn-222 dans le milieu naturel. Séminaire SUBATECH, Laboratoire de Physique Subatomique et des Technologies Associées, Ecole des Mines de Nantes, http://main.amu.edu.pl/~pawula.

10. Pawuła A., 1997: Przyczynek do geologii radonu. Materiały Konferencyjne Polskiego Towarzystwa  Badań  Radiacyjnych  im. M. Curie-Skłodowskiej  "Radon - występowanie, konsekwencje",  Zakopane, http://main.amu.edu.pl/~pawula.

11. Pawuła A., 1997: Czy przejawy aktywności geologicznej są konsekwencją promieniowania kosmicznego? Seminarium doświadczalne Zakładów i Pracowni Fizyki Wysokich Energii, Instytut Fizyki Jądrowej im. H. Niewodniczańskiego w Krakowie.

12. Pawuła A., 1999: Rola procesów jądrowych w kształtowaniu środowiska naturalnego. Seminarium Instytut Fizyki Politechniki Warszawskiej, http://main.amu.edu.pl/~pawula.

13. Pawuła A., 2000: Ewolucja Ziemi w świetle pomiarów GPS.  Polskie Towarzystwo Geologiczne  i Instytut Geologii UAM w Poznaniu, Streszczenia referatów,  Tom IX (w druku).

14. Polański A., 1958: Geochemia uranu i możliwości jego koncentracji w przyrodzie. Nukleonika 3, 647.

15. Polański A., 1961: Geochemia izotopów. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa.

16. Polański A., Smulikowski K., 1969: Geochemia. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa.

17. Smith R.B., Meertens, 1998: Crustal deformation of the Yellowstone hotspot from GPS. University of Utah. (http://www.unavco.ucar.edu/gen_info/science_snap/meertens1-1.html)

18. Stein R., Yeats R., 1989: Les séismes caches. Pour la Science, 142, 30-41.

19. Webb F.H., Tsuji H., Hatanaka Y., Miyazaki S.: Deformation from the M7.5 1994 Sanriku Haruka-Oki earthquake and the M6.9 aftershock from high rate (75 min) GPS observations. (http://www.unavaco.ucar.edu/gen_info/science_snap/webb_l.html)

20. University College London, The Planetary Center - http://www.ucl.ac.uk. (Recherche Géophysique - Sous nos pieds, le Soleil. Science & Vie, No 988, 2000, 16).

21. Zagórski Z.P., 1997: Radon - rzut oka na całość zagadnienia. Materiały Konferencyjne Polskiego Towarzystwa  Badań   Radiacyjnych  im. M. Curie-Skłodowskiej  "Radon - występowanie, konsekwencje",  Zakopane.

Referat opublikowany w materiałach konferencyjnych IFJ

Streszczenie

            Analiza zjawiska anomalnych koncentracji radonu w podłożu terenu, wykazuje zależność ich występowania od sąsiedztwa uskoków tektonicznych i szczelin skalnych. Tym samym zakwestionowany został pogląd, że czynnikiem odpowiedzialnym za anomalie radonowe w środowisku naturalnym jest przede wszystkim rodzaj skał podłoża, a zwłaszcza obecność kwaśnych skał magmowych. Formy okruszcowania uranowego powodują oczywiście podwyższenie koncentracji radonu w środowisku, ale są tylko skutkiem endogenicznej aktywności geologicznej i dotyczą różnych rodzajów skał podłoża. Dla wyjaśnienia przyczyn anomalii radonowych szczególnie znaczące są obserwacje czasowych zmian koncentracji radonu, towarzyszące aktywności sejsmicznej i deformacjom tektonicznym. Zaobserwowano bowiem, że w obszarach epicentrycznych przed okresami zaburzeń sejsmicznych, narastającym naprężeniom górotworu towarzyszy zmniejszanie się prędkości podłużnej fali sejsmicznej, spadek oporności elektrycznej skał, rozwój szczelin skalnych, wzrost ciśnienia w złożach gazu ziemnego oraz zmiany Chemizm wód podziemnych i wzrost intensywności emanacji radonowych do atmosfery. W okresie niektórych silnych trzęsień Ziemi zaobserwowano nawet zmiany ziemskiego pola magnetycznego. Dobra rozpuszczalność radonu w wodzie powoduje, że system krążenia wód podziemnych jest wtórnym czynnikiem, decydującym o migracji radonu i powstawaniu anomalnych jego koncentracji. Ponieważ anomalie radonu mają związek z globalnymi formami aktywności geologicznej, w koncepcji badań ich genezy konieczne jest uwzględnienie globalnych teorii rozwoju geotektonicznego. 

            Wyniki badań w zakresie  fizyki globu wskazują na zasadność teorii tektoniki ekspansji. Według O. Hilgenberga (1974), jednego z twórców tej teorii, nie ma wątpliwości czy proces ekspansji globu istnieje, istnieje tylko pytanie czy ekspansja przebiega bez przyrostu, czy z przyrostem masy Ziemi. Próbą odpowiedzi na powyższe pytanie są hipotezy na temat roli promieniowania kosmicznego i procesu magmowego.  Aktualne doniesienia zespołu geofizyków z University College London potwierdzają przypuszczenia, że w jądrze Ziemi występują warunki gwiezdne, decydujące o dryfcie kontynentów, aktywności sejsmicznej i wulkanicznej. Ustawienie problemu anomalii radonu w kontekście globalnej aktywności geologicznej, skutkuje krytyczną oceną dotychczasowych poglądów o pochodzeniu uranu z materii praziemskiej i oceny zmian ilościowych radionuklidów naturalnych w historii Ziemi. 

            W środowisku geologicznym, koncentracje radonu i jego prekursorów z szeregu uranowo-radowego, uwarunkowane są więc z jednej strony, frakcyjną krystalizacją magmy oraz parciem gazów i roztworów pomagmowych zawierających uran, a z drugiej strony, koncentracją pochodnych uranu w pułapkach geologicznych i emisją radonu przez powstałe szczeliny skalne.  Charakterystycznymi zjawiskami towarzyszącymi anomaliom radonowym są m.in.: wysoki gradient ciśnienia złożowego  i aureole radonowe wokół złóż gazu ziemnego oraz mofety gazowe w rejonie występowania wód mineralnych. _____________________________________________________

Foto - uczestnicy konferencji "Radon w środowisku" IFJ Kraków, 14-15.06.2000 r. (autor - pierwszy z lewej, w drugim rzędzie): radon1.jpg  
Adres do korespondencji: pawula@main.amu.edu.pl