ΓΥΜΝΑΣΙΟ Τ.Λ. ΑΝΑΦΗΣ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ - PROJECT

Transcript

1 0 ΓΥΜΝΑΣΙΟ Τ.Λ. ΑΝΑΦΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΤΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΤΗΣ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ - PROJECT ΜΕ ΘΕΜΑ: Η ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΝΗΣΟΥ ΑΝΑΦΗΣ ΚΑΙ Η ΣΧΕΣΗ ΤΗΣ ΜΕ ΤΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΙΠΩΝ ΚΥΚΛΑΔΩΝ ΚΑΙ ΤΗΣ ΚΡΗΤΗΣ. ΤΑ ΠΑΛΑΙΑ ΜΕΤΑΛΛΕΙΑ ΤΗΣ ΑΝΑΦΗΣ. Μαθητές: 1) Άννα Κολυδά 2) Γιάννης Νικολής 3) Παρασκευή Ρινάκη 4) Γιάννης Χάλαρης Υπεύθυνος Εκπαιδευτικός: Χριστόφορος Βασιλείου, ΠΕ04.01/ΠΕ04.04 Σχολικό Έτος:

2 1 Ανάφη, Νύμφη μεταμορφωμένη, το φώς σου σαν διαμάντι σε ομορφαίνει... (Ανωνύμου) 1

3 2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Κεφ. 1. Εισαγωγή Κεφ. 2. Η δομή της Γης Κεφ. 3. Η γεωλογία της Ελλάδας Κεφ. 4. Η γεωλογία των Κυκλάδων Κεφ. 5. Η γεωλογία της Κρήτης Κεφ. 6. Η γεωλογία της Ανάφης Κεφ. 7. Τα παλαιά μεταλλεία της Ανάφης Κεφ. 8. Σχέσεις ανάμεσα στη γεωλογία της Ανάφης και τις γεωλογίες των Κυκλάδων και της Κρήτης Κεφ. 9. Συμπεράσματα ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Ι. ΧΡΟΝΟΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΟΣ ΧΑΡΤΗΣ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ - ΑΝΑΦΟΡΕΣ

4 3 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η παρούσα εργασία, που εκπονείται στο πλαίσιο του μαθήματος της Α Λυκείου ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ - PROJECT, αποσκοπεί στη συνοπτική περιγραφή της Γεωλογίας του νησιού της Ανάφης και τη διερεύνηση των σχέσεών της με τις αντίστοιχες γεωλογίες των υπόλοιπων Κυκλάδων, που βρίσκονται βόρεια - βορειοδυτικά της, και της Κρήτης, που βρίσκεται νότια. Σκοπός της εργασίας αυτής είναι να επιτευχθούν οι εξής εκπαιδευτικοί στόχοι: 1) Να αντιληφθούν οι μαθητές το γενικότερο γεωτεκτονικό πλαίσιο της περιοχής του Νοτίου Αιγαίου και της Κρήτης, στο οποίο εντάσσεται η γεωλογία της νήσου Ανάφης. 2) Να διαπιστώσουν οι μαθητές τη γεωλογική ιδιαιτερότητα του τόπου στον οποίο ζουν, να διερευνήσουν την πιθανή ύπαρξη θέσεων κοιτασματολογικού ενδιαφέροντος σε αυτόν και τελικά να τον αγαπήσουν περισσότερο, ερχόμενοι σε άμεση αλληλεπίδραση μαζί του στο πεδίο. 3) Να συνειδητοποιήσουν οι μαθητές τη σεισμικότητα της περιοχής τους και να είναι ψυχολογικά έτοιμοι ανά πάσα στιγμή για την αντιμετώπιση του σεισμικού κινδύνου, ενημερώνοντας σχετικά και τους οικείους τους. Το θέμα της έρευνας αυτής δίνει τη δυνατότητα στους μαθητές να προσεγγίσουν με άμεσο τρόπο την επιστημονική μέθοδο που ακολουθείται στις θετικές επιστήμες: προηγείται θεωρητική μελέτη του αντικειμένου της έρευνας μέσω βιβλιογραφικών πηγών και διατύπωση συγκεκριμένων ερωτημάτων, ακολουθεί διεξαγωγή παρατηρήσεων στο πεδίο ή/και το εργαστήριο, και τελικά γίνεται συγκερασμός των δύο προηγούμενων σταδίων, προς εξαγωγή χρήσιμων συμπερασμάτων. Η νήσος Ανάφη αποτελεί έναν ιδιαίτερο χώρο από γεωλογικής απόψεως, διότι η γεωλογία της εμφανίζει συγγένειες τόσο με τις υπόλοιπες Κυκλάδες όσο και με την Κρήτη. Εξάλλου, σ αυτή λειτουργούσαν στο παρελθόν μεταλλεία, πράγμα που σημαίνει ότι δεν είναι ασήμαντη από κοιτασματολογικής απόψεως, ιδιαίτερα στη σύγχρονη εποχή που όλο και περισσότερο αποκτούν αξία κάποια σπάνια μέταλλα. Το ίδιο σημαντική είναι και η ενημέρωση των μαθητών, και μέσω αυτών των οικείων τους, για την σεισμική επικινδυνότητα της περιοχής. Συσχέτιση του θέματος υπάρχει με τα διδασκόμενα στην Α Λυκείου μαθήματα της Φυσικής και της Χημείας. Η εργασία αποτελείται από εννέα κεφάλαια. Μετά την εισαγωγή, στο κεφάλαιο 1, παρατίθενται στο κεφάλαιο 2 κάποιες βασικές έννοιες της Γεωλογίας. Στο κεφάλαιο 3 περιέχονται συνοπτικές πληροφορίες για τη Γεωλογία της Ελλάδας. Στο κεφάλαιο 4 παρατίθενται πληροφορίες για τη γεωλογία των Κυκλάδων. Στο κεφάλαιο 5 γίνεται το ίδιο και για την Κρήτη. Στα κεφάλαια 6 και 7 περιγράφεται αναλυτικά η γεωλογία της Ανάφης και η περιοχή των παλαιών μεταλλείων της, ενώ προστίθεται και φωτογραφικό υλικό που ελήφθη ύστερα από επισκέψεις σε διάφορα σημεία της νήσου. Στο κεφάλαιο 8 παρατίθεται μια σύνθεση των βασικών πληροφοριών των προηγούμενων κεφαλαίων, ενώ ακολουθεί στο κεφάλαιο 9 μια συζήτηση και τα συμπεράσματα της εργασία μας. 3

5 4 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. Η ΔΟΜΗ ΤΗΣ ΓΗΣ Η Γη έχει σχήμα σφαιρικό και πεπλατυσμένο στους πόλους. Η μέση ακτίνα της είναι km, μικρότερη στους πόλους (6.356 km) και μεγαλύτερη στον ισημερινό (6.378 km). Η περίμετρός της στον Ισημερινό είναι km και η περίμετρος ενός μεσημβρινού είναι km. [1]. Διακρίνουμε τρία βασικά τμήματα στη δομή της Γης: τον πυρήνα στο κέντρο της, τον φλοιό στο εξωτερικό της και τον μανδύα μεταξύ του πυρήνα και του φλοιού. Όπως φαίνεται και στην Εικόνα 1, ο φλοιός έχει πάχος περίπου 50 km, ο μανδύας φτάνει στην συνέχεια μέχρι το βάθος των km και στο εσωτερικό του μανδύα βρίσκεται ο πυρήνας. [2]. Εικόνα 1. Τα τρία βασικά τμήματα στα οποία διακρίνουμε τη δομή της Γης: ο πυρήνας στο κέντρο της, ο φλοιός στο εξωτερικό της και ο μανδύας μεταξύ του πυρήνα και του φλοιού. [3]. Η επιφάνεια της Γης παρουσιάζει μια μεγάλη ποικιλία μορφών αναγλύφου και πετρωμάτων. Αυτά δεν δημιουργήθηκαν κάποτε στο γεωλογικό παρελθόν σε σύντομο σχετικά χρονικό διάστημα, αλλά έχουν μια πολύ μακρόχρονη γεωλογική ιστορία που άρχισε από την εποχή που δημιουργήθηκε ο πρώτος στερεός φλοιός της Γης. Οι μεταβολές που εμφανίζονται στην επιφάνεια της Γης οφείλονται στην επίδραση των ενδογενών και εξωγενών δυνάμεων, οι οποίες βρίσκονται σε συνεχή δράση από τον σχηματισμό της Γης, περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Αυτές οι δυνάμεις, που ελέγχονται από τους φυσικούς νόμους, δεν είχαν πάντοτε την ίδια ένταση και διάρκεια, κατά τη διάρκεια της ιστορίας της Γης, όπως και δεν είχαν την ίδια κατανομή στον χώρο, ενώ δρουν συνεχώς ανταγωνιστικά μεταξύ τους. Οι μεταβολές στην ένταση, το είδος και την κατανομή των γεωλογικών διεργασιών αποτυπώνονται στα πετρώματα και τη μορφή του αναγλύφου κάθε περιοχής στην επιφάνεια της Γης. [3]. 4

6 5 Η θεωρία τις μετατόπισης των ηπείρων. Μέχρι τον 18 ο αιώνα η γεωλογική έρευνα περιοριζόταν σε περιγραφές και παρατηρήσεις πετρωμάτων σε διάφορες θέσεις, χωρίς καμιά προσπάθεια συσχετισμού των παρατηρήσεων. Στα τέλη του 18 ου αιώνα ο Smith, ένας άγγλος επόπτης τεχνικών έργων, παρατήρησε ότι κάθε στρωματογραφικό επίπεδο περιείχε συγκεκριμένα απολιθώματα με ευδιάκριτη αλληλουχία. Οι στρωματογραφικές παρατηρήσεις σχετικά με τη διαδοχή των απολιθωμάτων, απέδειξαν έτσι τη διαδοχική εξέλιξη των γεωλογικών στρωμάτων. [2]. Στη συνέχεια, με τον σχεδιασμό γεωλογικών χαρτών και τομών, έγινε εμφανές ένα εντυπωσιακό ταίριασμα των ανατολικών ακτών της Νότιας Αμερικής με τις δυτικές ακτές της Αφρικής. Στις αρχές του 20 ου αιώνα, το 1915, ο Wegener, ένας Γερμανός μετεωρολόγος, εντυπωσιάστηκε από αυτή την ομοιότητα των ακτών και διατύπωσε τη θεωρία του, ότι οι σημερινές ήπειροι ήταν κάποτε ενωμένες και αποτελούσαν μια μεγάλη ήπειρο, την Παγγαία. Σύμφωνα με την θεωρία του Wegener, κατά τη διάρκεια του Μεσοζωικού αιώνα η Παγγαία άρχισε να διασπάται και οι ήπειροι άρχισαν να μετακινούνται προς τις σημερινές τους θέσεις. Ο Wegener είχε επίσης ενδείξεις και για την μετακίνηση των πόλων. Σήμερα δεχόμαστε ότι συμβαίνουν και τα δύο, δηλαδή ότι έχουμε μέσα στον φλοιό σχετική μετακίνηση των ηπείρων με αμοιβαία προσέγγιση ή απομάκρυνση και ταυτόχρονη μετακίνηση ολόκληρου του φλοιού ως προς τους πόλους περιστροφής της Γης. [2]. Το 1967 μια νέα θεωρία ήρθε να προστεθεί στις προηγούμενες, την οποία διατύπωσαν πρώτοι οι McKenzie και Parker και ανεξάρτητα από αυτούς οι Morgan και Le Pichon. Είναι η θεωρία των τεκτονικών πλακών, η οποία υιοθέτησε κάποιες ιδέες που είχαν διατυπωθεί προηγουμένως, όπως αυτές για την ηπειρωτική διάρρηξη και την επέκταση του ωκεάνιου πυθμένα. Σύμφωνα με τη θεωρία αυτή η γήινη επιφάνεια, έχοντας ως διαχωριστικά όρια υποθαλάσσιες τάφρους, ωκεάνιες ράχες, ρήγματα και πτυχωσιγενείς οροσειρές διαφόρων ηλικιών, διαχωρίζεται σε επτά μεγάλες πλάκες (βλ. Εικόνα 2). Οι πλάκες αυτές είναι οι εξής [2]: 1) Η πλάκα της Ανταρκτικής, μαζί με τον ωκεάνιο πυθμένα που την περιβάλλει. 2) Η πλάκα του Ειρηνικού ωκεανού, που είναι ολόκληρη υποθαλάσσια, 3) Η πλάκα της Βόρειας Αμερικής, μαζί με τον αντίστοιχο πυθμένα του δυτικού Ατλαντικού ωκεανού. 4) Η πλάκα της Νότιας Αμερικής, μαζί με τον αντίστοιχο πυθμένα του δυτικού Ατλαντικού ωκεανού. 5) Η Ινδο-Αυστραλιανή πλάκα. 6) Η Αφρικανική πλάκα, μαζί με τον ωκεάνιο πυθμένα που την περιβάλλει. 7) Η Ευρασιατική πλάκα, μαζί με τον ωκεάνιο πυθμένα που την περιβάλλει. 5

7 6 Εικόνα 2. Οι λιθοσφαιρικές πλάκες, στις οποίες διαχωρίζεται η γήινη επιφάνεια. Η λιθόσφαιρα της Γης αποτελείται από επτά μεγάλες πλάκες (Αφρικανική, Ευρασιατική, Ινδο-Αυστραλιανή, Ανταρκτική, πλάκα του Ειρηνικού, Βορειο-Αμερικανική, Νοτιο-Αμερικανική). Υπάρχουν όμως και αρκετές μικρότερες. Οι πλάκες κινούνται προς διαφορετικές διευθύνσεις. Τα βέλη δείχνουν την κίνησή τους. ([4]). Έχουν αναγνωριστεί μερικές ακόμη μικρότερες πλάκες στις ειρηνικές ακτές της Αμερικής (πλάκες Νάζκα και Χουάν ντε Φούκα), στην Καραϊβική (πλάκα Ριβιέρα), στην περιοχή των Φιλιππίνων και στην Αραβία [2]. Η εσωτερική δομή της Γης Η εσωτερική δομή της Γης μπορεί να παρομοιαστεί με αλλεπάλληλα σφαιρικά κελύφη, σαν κρεμμύδι. Αυτά τα σφαιρικά κελύφη διακρίνονται μεταξύ τους είτε από τις χημικές είτε από τις ρεολογικές ιδιότητές τους. Η Γη έχει έναν εξωτερικό στερεό φλοιό, κυρίως πυριτικής σύστασης, έναν μανδύα με υψηλό ιξώδες, έναν υγρό εξωτερικό πυρήνα, ο οποίος έχει πολύ μικρότερο ιξώδες από τον μανδύα, και έναν στερεό εσωτερικό πυρήνα (Εικ. 1). Οι επιστήμονες κατανοούν την δομή του εσωτερικού της Γης βασισμένοι σε παρατηρήσεις της τοπογραφίας στην ξηρά και της βαθυμετρίας στις θάλασσες, παρατηρήσεις πετρωμάτων και εμφανίσεων, δείγματα μεταφερμένα στην επιφάνεια από μεγάλα βάθη με την ηφαιστειακή δραστηριότητα, ανάλυση των σεισμικών κυμάτων που διέρχονται μέσα από την Γη, μετρήσεις του βαρυτικού πεδίου της Γης και πειράματα με κρυσταλλικά στερεά σε πιέσεις και θερμοκρασίες χαρακτηριστικές του βάθους του εσωτερικού της Γης. [2, 3, 4, 5, 6]. Η δύναμη που ασκείται από την βαρύτητα της Γης στα σώματα που βρίσκονται στο περιβάλλον της μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό της μάζας της. Εκτιμώντας και τον όγκο της Γης, αφού γνωρίζουμε την ακτίνα της, μπορούμε στη συνέχεια να υπολογίσουμε και την μέση πυκνότητα της Γης. Οι αστρονόμοι μπορούν επίσης να υπολογίσουν τη μάζα της Γης από την τροχιά της και τις επιδράσεις της πάνω σε γειτονικά πλανητικά σώματα. Τα άμεσα παρατηρησιακά δεδομένα σχετικά με τον όγκο και την πυκνότητα των επιφανειακών πετρωμάτων, των ωκεανών και της ατμόσφαιρας επιτρέπουν την εκτίμηση της μάζας του φλοιού, μέχρι ένα ορισμένο βάθος, οπότε η υπόλοιπη μάζα της Γης θα πρέπει να βρίσκεται στα βαθύτερα στρώματα, δηλαδή στον μανδύα και το πυρήνα. [2]. Η εσωτερική δομή της Γης μπορεί να προσδιοριστεί με δύο τρόπους: με τις μηχανικές ιδιότητες στα διάφορα σημεία του εσωτερικού της, όπως η ρεολογία, ή με τις χημικές 6

8 7 ιδιότητες στα ίδια σημεία. Με βάση της μηχανικές του ιδιότητες, το εσωτερικό της Γης μπορεί μα διαιρεθεί σε 5 κύρια στρώματα: τη λιθόσφαιρα, την ασθενόσφαιρα, τον μεσοσφαιρικό μανδύα, τον εξωτερικό πυρήνα και τον εσωτερικό πυρήνα. Με βάση τις χημικές του ιδιότητες, το εσωτερικό της Γης διαιρείται στον φλοιό, τον ανώτερο μανδύα, τον κατώτερο μανδύα, τον εξωτερικό πυρήνα και τον εσωτερικό πυρήνα. Αυτά τα γεωλογικά στρώματα της Γης βρίσκονται σε διάφορα βάθη κάτω από την επιφάνεια, τα οποία παρατίθενται στον Πίνακα 1. [2]. Πίνακας 1. Τα βάθη στα οποία βρίσκονται τα στρώματα στο εσωτερικό της Γης [2] Βάθος Χιλιόμετρα Μίλια Στρώμα Λιθόσφαιρα (τοπικά μεταξύ 5 και 200 km) Φλοιός (τοπικά μεταξύ 5 και 70 km) Ανώτερος μανδύας 35 2, ,790 Μανδύας Ασθενόσφαιρα Ανώτερη μεσόσφαιρα (ανώτερος μανδύας) 660 2, ,790 Κατώτερη μεσόσφαιρα (κατώτερος μανδύας) 2,890 5,150 1,790 3,160 Εξωτερικός πυρήνας 5,150 6,360 3,160 3,954 Εσωτερικός πυρήνας Η στρωμάτωση στο εσωτερικό της Γης έχει προσδιοριστεί έμμεσα χρησιμοποιώντας τα σεισμικά κύματα από μεγάλους σεισμούς, τα οποία διαδίδονται μέσα σε διαφορετικά στρώματα με διαφορετικές ταχύτητες, ενώ ανακλώνται ή διαθλώνται στις διαχωριστικές επιφάνειες αυτών των στρωμάτων με ιδιαίτερους τρόπους. Χρησιμοποιώντας διάφορα μοντέλα, βασισμένα στους νόμους της φυσικής για την ανάκλαση και την διάθλαση των μηχανικών κυμάτων, στα οποία ανήκουν και τα σεισμικά κύματα, και μετρώντας τους χρόνους που απαιτούνται για να καταγραφούν τα διαφορετικά είδη σεισμικών κυμάτων σε σεισμολογικούς σταθμούς που απέχουν διάφορες αποστάσεις από το επίκεντρο κάθε μεγάλου σεισμού, οι σεισμολόγοι μπορούν να σχηματίσουν μια «ακτινογραφία» του εσωτερικού της Γης. Τα εγκάρσια σεισμικά κύματα δεν μπορούν να περάσουν μέσα από τον υγρό εξωτερικό πυρήνα, οπότε μπορούμε να εκτιμήσουμε τις διαστάσεις του πυρήνα από την «σεισμική σκιά» που δημιουργείται στα σεισμογραφήματα σεισμών παγκόσμιας εμβέλειας, στην περιοχή των εγκάρσιων σεισμικών κυμάτων. Επίσης λόγω του ότι τα σεισμικά κύματα διαδίδονται με διαφορετικές ταχύτητες μέσα στα διάφορα γεωλογικά στρώματα, ανάλογα με την πυκνότητα αυτών των στρωμάτων, και υφίστανται ανακλάσεις και διαθλάσεις στις διαχωριστικές επιφάνειες των στρωμάτων, μπορούμε να εκτιμήσουμε τα πάχη των διαδοχικών στρωμάτων στο εσωτερικό της Γης και να δημιουργήσουμε με υπολογιστές μια εικόνα του εσωτερικού της Γης, όπως αυτή που φαίνεται στην Εικ.1. Με την χρήση των σεισμικών κυμάτων επίσης μπορούμε, εφαρμόζοντας διάφορα θεωρητικά μοντέλα, να εκτιμήσουμε τις πυκνότητες των διαδοχικών στρωμάτων του εσωτερικού της Γης και να κατασκευάσουμε αντίστοιχα διαγράμματα, όπως αυτό που φαίνεται στην Εικ. 3. [2]. 7

9 8 Εικόνα 3. Η ακτινική κατανομή πυκνότητας στο εσωτερικό της Γης σύμφωνα με το μοντέλο PREM (preliminary reference earth model) ([2]). Ως γεωθερμική βαθμίδα ορίζεται ο ρυθμός αύξησης της θερμοκρασίας σε συνάρτηση με το αυξανόμενο βάθος, καθώς κατερχόμαστε από την επιφάνεια προς το εσωτερικό της Γης. Μακριά από τα τεκτονικά όρια των λιθοσφαιρικών πλακών, κοντά στην επιφάνεια στη μεγαλύτερη έκταση του πλανήτη, η γεωθερμική βαθμίδα ισούται περίπου με C/km. Μια γραφική παράσταση της γεωθερμικής βαθμίδας φαίνεται στην Εικόνα 4 που ακολουθεί. [7]. Εικόνα 4. Σχηματικό διάγραμμα της εκτιμούμενης γεωθερμικής βαθμίδας στο εσωτερικό της Γης. Στο διάγραμμα αυτό, η γεωθερμική βαθμίδα στην περιοχή του μανδύα εμφανίζεται πιο απότομη από ό,τι στη λιθόσφαιρα. Αυτό, ωστόσο, είναι ένα τεχνητό αποτέλεσμα που οφείλεται στη μη γραμμική κλίμακα του διαγράμματος. Η γεωθερμική βαθμίδα στη λιθόσφαιρα είναι στην πραγματικότητα πιο απότομη από ό,τι στον μανδύα. [7]. 8

10 9 Η επικρατούσα επιστημονική ερμηνεία σχετικά με την ύπαρξη της γεωθερμικής βαθμίδας στο εσωτερικό της Γης συνδυάζει διάφορες ανεξάρτητες μεταξύ τους φυσικές διεργασίες. Μια πρώτη διεργασία είναι η ροή της «κληρονομημένης» θερμότητας, η οποία παρήχθη λόγω βαρυτικής συσσώρευσης της ύλης κατά τον αρχικό σχηματισμό του πλανήτη, από το εσωτερικό προς το εξωτερικό της Γης και η εκπομπή της προς το Διάστημα στη συνέχεια λόγω ακτινοβολίας μέλανος σώματος της γήινης επιφάνειας. Μια δεύτερη διεργασία είναι η διάσπαση διάφορων ραδιενεργών ισοτόπων σε όλες τις περιοχές του εσωτερικού της Γης, κυρίως στον μανδύα, και η μετατροπή της εκλυόμενης ραδιενέργειας σε θερμότητα. Τα κύρια ισότοπα που συμμετέχουν στο φαινόμενο αυτό είναι το κάλιο-40, το ουράνιο-238, το ουράνιο-235 και το θόριο-232. Μια τρίτη διεργασία είναι η συνεχώς επεκτεινόμενη προς τα έξω κρυστάλλωση του εσωτερικού στερεού πυρήνα η οποία, σύμφωνα με τους νόμους της Θερμοδυναμικής, έχει ως αποτέλεσμα την έκλυση θερμότητας. Έχουν βέβαια συμμετοχή στην παραγωγή θερμότητας και άλλες διεργασίες, σε μικρότερο βαθμό. Σε όλες τις παραπάνω περιπτώσεις, η παραγόμενη θερμότητα συντηρεί τη ροή θερμότητας από το κέντρο της Γης προς την επιφάνεια, προκαλώντας έτσι τη δημιουργία της γεωθερμικής βαθμίδας. Στο κέντρο του πλανήτη η θερμοκρασία μπορεί να υπερβαίνει τους βαθμούς Κέλβιν (περίπου βαθμούς Κελσίου) και η πίεση μπορεί να φτάνει τα 360 GPa (3,6 εκατομμύρια ατμόσφαιρες). Επειδή μεγάλο μέρος της θερμότητας προέρχεται από τη ραδιενεργό διάσπαση, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι στις αρχές της ιστορίας της Γης, πριν εξαντληθούν τα ισότοπα με μικρούς χρόνους ημιζωής, η παραγωγή θερμότητας στη Γη ήταν πολύ υψηλότερη. Περίπου 3 δισεκατομμύρια χρόνια πριν η παραγωγή θερμότητας εκτιμάται ότι ήταν διπλάσια από την σημερινή, με αποτέλεσμα μεγαλύτερες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας στο εσωτερικό και την επιφάνεια της Γης. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα, λόγω δημιουργίας εντονότερων ρευμάτων μεταφοράς μέσα στον μανδύα, μεγαλύτερες ταχύτητες μεταφοράς και στις λιθοσφαιρικές πλάκες και εντονότερες συμπιέσεις στα συγκλίνοντα όριά τους, επιτρέποντας έτσι την παραγωγή πυριγενών πετρωμάτων που δεν σχηματίζονται στα σύγχρονα γεωλογικά περιβάλλοντα, όπως είναι οι κοματιίτες. [7]. Με βάση τις πληροφορίες που παίρνουν οι επιστήμονες χρησιμοποιώντας τις προαναφερθείσες, καθώς και άλλες, γεωφυσικές μεθόδους, έχουν διατυπωθεί διάφορα σχηματικά μοντέλα για τη δομή του εσωτερικού της Γης, ένα εκ των οποίων φαίνεται στην Εικ. 5 που ακολουθεί. Τα κύρια μέρη στα οποία διακρίνεται η εσωτερική δομή της Γης αναπτύσσουμε συνοπτικά στις επόμενες παραγράφους. 9

11 10 Εικόνα 5. Σχηματικό διάγραμμα της υποτιθέμενης δομής του εσωτερικού της Γης. 1. ηπειρωτικός φλοιός, 2. ωκεάνιος φλοιός, 3. ανώτερος μανδύας, 4. εξωτερικός πυρήνας, 5. εσωτερικός πυρήνας, Α. ασυνέχεια Mohorovičić, B. ασυνέχεια Gutenberg, C. ασυνέχεια Lehmann-Bullen. [2]. Ο πυρήνας Έχει υπολογιστεί ότι η μέση πυκνότητα της Γης ισούται με kg/m 3. Δεδομένου ότι η μέση πυκνότητα του φλοιού είναι μόνο kg/m 3, συμπεραίνουμε ότι υπάρχουν πυκνότερα υλικά μέσα στον πυρήνα της Γης. Περαιτέρω στοιχεία από σεισμολογικές μελέτες αποκαλύπτουν ότι ο πυρήνας διαφοροποιείται σε δύο επιμέρους τμήματα, τον εσωτερικό και τον εξωτερικό πυρήνα. [2]. Ο εσωτερικός πυρήνας έχει ακτίνα ~ km και είναι στερεός, ενώ ο εξωτερικός πυρήνας είναι υγρός και εκτείνεται έξω από τον εσωτερικό μέχρι τα όρια μιας σφαίρας με ακτίνα ~ km. Ο στερεός εσωτερικός πυρήνας ανακαλύφθηκε το 1936 από τον Inge Lehmann και γενικά πιστεύεται ότι αποτελείται κυρίως από σίδηρο και δευτερευόντως από νικέλιο. Στα πρώιμα στάδια του σχηματισμού της Γης, περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, όταν όλο το υλικό που συγκροτούσε την Γη βρισκόταν σε κατάσταση τήξεως, τα βαρύτερα χημικά στοιχεία βυθίζονταν προς το κέντρο ενώ τα ελαφρύτερα ανέρχονταν προς την επιφάνεια, σε μια διαδικασία που ονομάζεται πλανητική διαφοροποίηση. Έτσι στον πυρήνα συγκεντρώθηκαν τα βαρύτερα στοιχεία και υποθέτουμε ότι αυτός αποτελείται στο μεγαλύτερο ποσοστό του από σίδηρο (80%), κατά δεύτερο λόγο από νικέλιο και ένα ή περισσότερα ελαφρά στοιχεία, ενώ άλλα πυκνά στοιχεία, όπως ο μόλυβδος και το ουράνιο, είναι πολύ σπάνια για να είναι σημαντικά ή τείνουν να σχηματίζουν ενώσεις με ελαφρύτερα στοιχεία και έτσι τα συναντάμε συνήθως στον φλοιό. Έχουν γίνει πειράματα στο εργαστήριο στη διάρκεια των οποίων ένα δείγμα κράματος σιδήρου και νικελίου υποβλήθηκε σε υψηλές πιέσεις, με συμπίεσή του σε μέγγενη, και θερμάνθηκε στη συνέχεια σε θερμοκρασία περίπου Κ. Ακολούθως το δείγμα παρατηρήθηκε με τεχνικές που χρησιμοποιούσαν ακτίνες Χ και μετρήθηκαν οι ιδιότητές του, όπως η πυκνότητά του. Με τα πειράματα αυτά αποδείχθηκε ότι οι ιδιότητες του δείγματος αυτού είναι παρόμοιες με τις ιδιότητες του εσωτερικού πυρήνα της Γης, όπως αυτές εκτιμήθηκαν 10

12 11 με βάση τις σεισμολογικές μελέτες. Επομένως μπορούμε να υποθέσουμε ότι ο εσωτερικός πυρήνας της Γης αποτελείται από κράμα σιδήρου και νικελίου. Κάποια πιο προχωρημένα μοντέλα υποθέτουν ότι ο εσωτερικός πυρήνας της Γης αποτελείται από γιγάντιους κρυστάλλους του κράματος σιδήρου και νικελίου που εκτείνονται από βορρά προς νότο, στην ίδια διεύθυνση που χαρακτηρίζει το μαγνητικό πεδίο της Γης. [2]. Ο εξωτερικός υγρός πυρήνας περιβάλλει τον εσωτερικό πυρήνα και πιστεύεται ότι αποτελείται από σίδηρο, αναμεμιγμένο με νικέλιο και μικρές ποσότητες ελαφρύτερων στοιχείων. Πρόσφατες έρευνες συμπεραίνουν ότι το πιο εσωτερικό τμήμα αυτού του υγρού πυρήνα είναι εμπλουτισμένο σε χρυσό, λευκόχρυσο και άλλα σιδηρόφιλα στοιχεία [2]. Ο υγρός εξωτερικός πυρήνας της Γης είναι ένας σφαιρικός φλοιός πάχους km περίπου, εκτεινόμενος από τη βάση του μανδύα (σε βάθος 2883 km) μέχρι την κορυφή του εσωτερικού στερεού πυρήνα (σε βάθος km) [8]. Η σύσταση της ύλης από την οποία συγκροτήθηκε η Γη στα αρχικά στάδια της γεωλογικής της εξέλιξης έχει συσχέτιση με τη σύσταση μιας κατηγορίας μετεωριτών, των χονδριτών, καθώς και με τη σύσταση του εξωτερικού τμήματος του Ηλίου. Ήδη από το 1940 μερικοί επιστήμονες, μεταξύ των οποίων και ο Francis Birch, θεμελίωσαν τη γεωφυσική, υποθέτοντας ότι συνολικά η σύσταση της Γης είναι παρόμοια με τη σύσταση του πιο συνηθισμένου τύπου μετεωριτών, των χονδριτών, ενώ αγνόησαν τελείως έναν άλλο τύπο που είναι πιο σπάνιος, τους χονδρίτες ενστατίτη. Η κύρια διαφορά μεταξύ των δύο τύπων μετεωρίτη είναι ότι οι χονδρίτες ενστατίτη σχηματίστηκαν υπό συνθήκες περιορισμένου οξυγόνου, με αποτέλεσμα τη συγκέντρωση οξυγονόφιλων στοιχείων σε αυτούς. Έτσι μπορούμε να υποθέσουμε ότι το κράμα που βρίσκεται στην περιοχή του πυρήνα της Γης έχει παρόμοια σύσταση με τη σύσταση των χονδριτών ενστατίτη. [2]. Η «θεωρία του δυναμό» σχετικά με τη δημιουργία του μαγνητικού πεδίου της Γης υποστηρίζει ότι η μετάδοση της περιστροφικής κίνησης του στερεού εσωτερικού πυρήνα προς τον υγρό εξωτερικό πυρήνα, σε συνδυασμό με το φαινόμενο Coriolis, προκαλεί την εμφάνιση δινορευμάτων στον υγρό πυρήνα, οπότε η τοπική ιδιοπεριστροφή των αποτελούμενων από αντίθετα φορτία μαζών μέσα στα δινορεύματα, βάσει των αρχών του ηλεκτρομαγνητισμού, δημιουργεί το μαγνητικό πεδίο της Γης. Ο στερεός εσωτερικός πυρήνας είναι πολύ θερμός για να διατηρήσει ένα μόνιμο μαγνητικό πεδίο (γιατί βρίσκεται σε θερμοκρασία ανώτερη από τη θερμοκρασία Curie που αντιστοιχεί για το κράμα νικελίου-σιδήρου στις υψηλές πιέσεις που υπάρχουν στον στερεό πυρήνα). Είναι όμως πιθανό να ενεργεί ενισχυτικά και σταθεροποιητικά για το μαγνητικό πεδίο που παράγεται με το φαινόμενο dynamo στον υγρό εξωτερικό πυρήνα, με τον ίδιο τρόπο που λειτουργεί και ο οπλισμός λευκοσιδήρου στο εσωτερικό του κυλίνδρου ενός πηνίου. [2]. Στη φυσική, αναφέρεται ως «θεωρία του δυναμό» ένας μηχανισμός βάσει του οποίου ένα ουράνιο σώμα όπως η Γη, άλλοι πλανήτες και ο Ήλιος (τυπικό δείγμα νάνου αστέρα), δημιουργεί μαγνητικό πεδίο. Ο μηχανισμός αυτός προβλέπει εγκατάσταση στροβίλων και κυκλοειδών ρευμάτων μέσα σε ρευστά ευρισκόμενα στην τέταρτη κατάσταση της ύλης, η οποία αποτελεί και το 99% της ορατής ύλης του Σύμπαντος, δηλαδή την κατάσταση πλάσματος. Στην κατάσταση αυτή συνυπάρχουν θετικά και αρνητικά φορτισμένα σωμάτια ή ιόντα, με συνολικό ηλεκτρικό φορτίο του συστήματος μηδενικό αλλά διευθετημένα σε τοπικά διαχωρισμένα ρεύματα μεταφοράς θετικών και αρνητικών φορτίων. Επομένως, σύμφωνα με το μοντέλο του δυναμό, τα ηλεκτρικά αγώγιμα ρεύματα μεταφοράς του ρευστού (πλάσματος) μπορούν να δημιουργήσουν και να συντηρήσουν μαγνητικά πεδία σε αστρονομικές κλίμακες, ακριβώς όπως μέσα σε ένα ηλεκτρικό πηνίο δημιουργείται και συντηρείται μαγνητικό πεδίο, σταθερής ή μεταβαλλόμενης έντασης, ανάλογα με την τιμή της έντασης του ρεύματος που διαρρέει το πηνίο. [9]. 11

13 12 Εικόνα 6. Σχηματικό διάγραμμα του μηχανισμού του δυναμό για τη δημιουργία του Γήινου μαγνητικού πεδίου. Ρεύματα μεταφοράς μάγματος στον εξωτερικό πυρήνα, οδηγούμενα κυρίως από τη ροή θερμότητας με κατεύθυνση από το ICB προς το MCB και δευτερευόντως από τη διαφορική περιστροφή μεταξύ εσωτερικού πυρήνα και μανδύα, οργανώνονται σε κυλινδρικές μορφές λόγω των δυνάμεων Coriolis. Αυτό το φαινόμενο συντηρεί κυκλοειδή ηλεκτρικά ρεύματα, τα οποία γενούν το μαγνητικό πεδίο. [10]. Αν δεν υπήρχαν τα ρεύματα μεταφοράς στον εξωτερικό πυρήνα, ένα εγκατεστημένο σ αυτόν μαγνητικό πεδίο θα εξασθενούσε σημαντικά μέσα σε χρόνια, λόγω ωμικών απωλειών. [9]. Οι συνέπειες της ύπαρξης του γεωμαγνητικού πεδίου είναι πολλές, οι σημαντικότερες των οποίων οι εξής: Λειτουργεί ως ασπίδα που αποτρέπει την άμεση επίδραση του ηλιακού ανέμου και της κοσμικής ακτινοβολίας στη βιόσφαιρα, Λειτουργεί ως χοάνη συλλογής ιόντων του ηλιακού ανέμου, κυρίως μέσω των περιοχών γύρω από τους μαγνητικούς πόλους (βόρειο και νότιο Σέλας). Αποτέλεσμα τούτου είναι να συντηρείται μια δυναμική ισορροπία ανάμεσα στα μόρια της ατμόσφαιρας που διαφεύγουν προς το διάστημα, λόγω του ότι οι θερμικές τους ταχύτητες υπερέχουν της ταχύτητας διαφυγής στην εξώτατη ατμόσφαιρα, και τα μόρια που επανασχηματίζονται από τον ανασυνδυασμό των εισερχόμενων στο γεωμαγνητικό πεδίο ιόντων. Δημιουργούνται μέσα σ αυτήν οι δύο ζώνες van Allen, που συγκεντρώνουν ηλεκτρόνια, πρωτόνια και διάφορα άλλα ενεργητικά σωματίδια ύλης και αντιύλης από τον ηλιακό άνεμο και την κοσμική ακτινοβολία. 12

14 13 Η μέση ένταση του μαγνητικού πεδίου στον εξωτερικό πυρήνα της Γης εκτιμάται ότι είναι 25 Gauss, περίπου 50 φορές μεγαλύτερη από τη μέση ένταση του μαγνητικού πεδίου στην επιφάνεια της Γης. Πρόσφατα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν ότι ο εσωτερικός πυρήνας της Γης περιστρέφεται ελαφρώς ταχύτερα από ό, τι το υπόλοιπο σώμα του πλανήτη. Τον Αύγουστο του 2005 μια ομάδα γεωφυσικών ανακοίνωσε ότι, σύμφωνα με τις εκτιμήσεις τους, ο εσωτερικός πυρήνας της Γης περιστρέφεται περίπου κατά 0,3 έως 0,5 μοίρες ανά έτος ταχύτερα, σε σχέση με την ταχύτητα περιστροφής της επιφάνειας της Γης. [2]. Ο μανδύας Ο μανδύας της Γης εκτείνεται σε βάθος km, οπότε είναι και το παχύτερο στρώμα στη δομή της Γης. Η πίεση στη βάση του ισούται περίπου με 140 GPa (1,4 Matm). Ο μανδύας αποτελείται από πετρώματα στα οποία κυριαρχούν τα πυριτικά ορυκτά, ενώ είναι πιο πλούσιος σε σίδηρο και μαγνήσιο σε σύγκριση με τον υπερκείμενο φλοιό. Αν και ο μανδύας βρίσκεται σε στερεά κατάσταση, οι υψηλές θερμοκρασίες που επικρατούν σε αυτόν καθιστούν τα πυριτικά ορυκτά σε εύπλαστα, οπότε το υλικό του μανδύα καθίσταται επαρκώς όλκιμο ώστε να ρέει με πολύ βραδείς ρυθμούς, της τάξεως των αρκετών εκατοστών ανά έτος. Η ροή αυτή του μανδύα γίνεται εμφανής στην επιφάνεια με τις κινήσεις των λιθοσφαιρικών πλακών. Γνωρίζουμε από τους νόμους της φυσικής ότι το σημείο τήξης και το ιξώδες μιας ουσίας εξαρτώνται από την πίεση, στην οποία υποβάλλεται η ουσία αυτή. Επειδή υπάρχει έντονη αύξηση της λιθοσφαιρικής πίεσης, καθώς κατερχόμαστε προς το εσωτερικό της Γης, στο κατώτερο τμήμα του μανδύα η ροή του υλικού του γίνεται δυσκολότερα από ότι στον ανώτερο μανδύα. Σημαντικό ρόλο επίσης στην ευκολία ροής του υλικού του μανδύα παίζει και η ανά περιοχές μεταβολή στη χημική σύστασή του. Το ιξώδες του μανδύα κυμαίνεται μεταξύ των και Pa s, ενώ συγκριτικά το ιξώδες του νερού είναι 0,001 Pa s και της πίσσας Pa s. [2]. Επειδή στο όριο μεταξύ του εξωτερικού πυρήνα και του μανδύα, το CMB, δεν υπάρχει ομοιόμορφη θερμοκρασία αλλά ανά περιοχές υπάρχουν μέγιστα και ελάχιστα, δημιουργούνται στις θερμότερες περιοχές του CMB τα ανοδικά ρεύματα μάγματος στον μανδύα (mantle plumes) και στη συνέχεια οι θερμές κηλίδες (hot spots), ενώ στις ψυχρότερες περιοχές τα καθοδικά ρεύματα μάγματος. Τίθεται έτσι σε λειτουργία η κυκλοφορία του υλικού στον μανδύα, υποστηρίζοντας έμμεσα και την κίνηση των λιθοσφαιρικών πλακών. Τα φαινόμενα αυτά περιγράφονται σχηματικά στις Εικόνες 7 και 8 που ακολουθούν. 13

15 14 Εικόνα 7. Οι συνιστώσες της ροής θερμότητας στον βαθύτερο μανδύα. Θερμότητα με επαφή διαδίδεται ανομοιόμορφα μέσω του CMB, με τα μέγιστα της ροής σε περιοχές χαμηλότερης θερμοκρασίας μανδύα. Ένα μέρος αυτής της θερμότητας θερμαίνει τις υποβυθιζόμενες ψυχρότερες πλάκες, ενώ άλλο μέρος της δίνει γένεση σε αναδυόμενους θερμούς μανδυακούς πίδακες. Στη θέρμανση του ρευστού συμμετέχουν και ραδιενεργά υλικά. Η μεταβλητή ροή θερμότητας επηρεάζει ισχυρά την τυρβώδη μεταφορά ρευστού μέσα στον πυρήνα. [11]. Εικόνα 8. Στην κάτω τρισδιάστατη απεικόνιση, μέσω ηλεκτρονικού υπολογιστή, φαίνονται τα ανοδικά ρεύματα του υλικού μέσα στον μανδύα. Η απεικόνιση έγινε με χρήση πειραματικών δεδομένων και μας φανερώνει κάτω από ποιες περιοχές της επιφάνειας της Γης έχουμε ανερχόμενα ρεύματα θερμού υλικού από τον μανδύα. Στο πάνω σχήμα απεικονίζεται η συνεπαγόμενη από τα ανοδικά ρεύματα του μανδύα διάνοιξη μιας μεσοωκεάνιας ράχης και η υποβύθιση της μίας από τις δύο απομακρυνόμενες ωκεάνιες λιθοσφαιρικές πλάκες κάτω από μια γειτονική ηπειρωτική λιθοσφαιρική πλάκα. [11]. 14

16 15 Ο φλοιός Ο φλοιός κυμαίνεται σε βάθη μεταξύ των 5 και 70 km κάτω από την επιφάνεια της Γης, είναι δηλαδή το εξωτερικό της στρώμα. Τα λεπτότερα τμήματά του αποτελούν τον ωκεάνιο φλοιό, ο οποίος βρίσκεται κάτω από τις ωκεάνιες λεκάνες και έχει πάχος μεταξύ 5 και 10 km. Ο ωκεάνιος φλοιός αποτελείται από πυκνά πυριγενή πετρώματα με πυριτικά ορυκτά που περιέχουν σε μεγάλες συγκεντρώσεις σίδηρο και μαγνήσιο (μαφικά πετρώματα), όπως είναι οι βασάλτες. Τα παχύτερα τμήματα του φλοιού αποτελούν τον ηπειρωτικό φλοιό, ο οποίος είναι λιγότερο πυκνός από τον ωκεάνιο φλοιό και αποτελείται από πετρώματα με πυριτικά ορυκτά που περιέχουν σε μεγάλες συγκεντρώσεις σίδηρο, αλουμίνιο, νάτριο και κάλιο (φελσικά πετρώματα), όπως είναι οι γρανίτες. Τα πετρώματα του φλοιού χωρίζονται σε δύο μεγάλες κατηγορίες, το sial (με κυρίαρχα στοιχεία το πυρίτιο και το αργίλιο) και το sima (με κυρίαρχα στοιχεία το πυρίτιο και το μαγνήσιο). Εκτιμάται ότι τα πετρώματα sima αρχίζουν από βάθη περίπου 11 km, κάτω από την ασυνέχεια Conrad, η οποία είναι μια δευτέρας τάξεως ασυνέχεια. [2]. Τα ανώτερα τμήματα του μανδύα μαζί με τον φλοιό συγκροτούν την λιθόσφαιρα. Το όριο μεταξύ φλοιού και μανδύα προσδιορίζεται ως η επιφάνεια στο εσωτερικό της Γης όπου συμβαίνουν δύο διαφορετικά γεγονότα. Πρώτον, υπάρχει στο όριο αυτό μια ασυνέχεια στην ταχύτητα των σεισμικών κυμάτων, η οποία είναι γνωστή ως ασυνέχεια Mohorovičić ή απλά Moho. Η αιτία της ύπαρξης της Moho θεωρείται ότι είναι μια μεταβολή στη σύσταση των πετρωμάτων από πετρώματα που περιέχουν πλαγιόκλαστα και αστρίους (από πάνω) σε πετρώματα που δεν περιέχουν αστρίους (από κάτω). Το δεύτερο γεγονός που προσδιορίζει το όριο μεταξύ φλοιού και μανδύα είναι η ύπαρξη μιας χημικής ασυνέχειας μεταξύ των υπερμαφικών κουμουλιτών και των τεκτονισμένων χαρζβουργιτών, η οποία μπορεί να παρατηρηθεί σε εμφανίσεις πάνω στην επιφάνεια της Γης κάποιων τμημάτων του βαθύτερου ωκεάνιου φλοιού που ονομάζονται οφιολιθικές ακολουθίες. Οι οφιολιθικές ακολουθίες είναι τμήματα του βαθύτερου ωκεάνιου φλοιού παλαιότερων γεωλογικών εποχών, τα οποία έχουν ανέλθει στην επιφάνεια της Γης με μια διαδικασία που διαρκεί εκατομμύρια χρόνια, σε περιοχές όπου υποβυθίζονται ωκεάνιες λιθοσφαιρικές πλάκες που περιέχουν τμήματα από μεσοωκεάνιες ράχες κάτω από ηπειρωτικές λιθοσφαιρικές πλάκες. Πολλά πετρώματα που σήμερα συγκροτούν τον φλοιό της Γης έχουν σχηματιστεί σε ηλικίες κάτω των 100 εκατομμυρίων (1x10 8 ) ετών πριν από σήμερα, ενώ οι αρχαιότεροι γνωστοί κόκκοι ορυκτών έχουν ηλικία 4,4 δισεκατομμυρίων (4.4x10 9 ) ετών, παρέχοντας έτσι ενδείξεις ότι η Γη έχει αποκτήσει στερεό φλοιό εδώ και τουλάχιστον 4,4 δισεκατομμύρια χρόνια. [2]. 15

17 16 Τα όρια και οι κινήσεις των λιθοσφαιρικών πλακών [4] Ανάλογα με το είδος της σχετικής κίνησης ανάμεσα σε δύο γειτονιές λιθοσφαιρικές πλάκες, διακρίνονται οι εξής τρεις διαφορετικοί τύποι ορίων λιθοσφαιρικών πλακών: α) τα όρια απόκλισης ή απομάκρυνσης και προσαύξησης, β) τα όρια σύγκλισης και γ) τα όρια πλάγιας ολίσθησης. [13]. Τα όρια απόκλισης ή απομάκρυνσης και προσαύξησης των λιθοσφαιρικών πλακών ταυτίζονται με τις μεσοωκεάνιες ράχες, όπου δύο λιθοσφαιρικές πλάκες απομακρύνονται η μια από την άλλη και δημιουργείται νέα ωκεάνια λιθόσφαιρα εκατέρωθεν της ράχης. Ένα τέτοιο όριο ταυτίζεται με την μεσοωκεάνια ράχη του Ατλαντικού (βλ. Εικ. 2), ενώ μια σχηματική αναπαράσταση του μοντέλου δημιουργίας μιας μεσοωκεάνιας ράχης φαίνεται στην Εικ. 9 που ακολουθεί. Εικόνα 9. Δημιουργία μεσοωκεάνιας ράχης σε περιοχή απόκλισης των λιθοσφαιρικών πλακών και άνοδος θερμού υλικού (μάγματος). Η οριζόντια κίνηση των πλακών συμβαίνει κατά μήκος ενός ρήγματος μετασχηματισμού. [4]. Τα όρια σύγκλισης δημιουργούνται στις περιοχές όπου δυο λιθοσφαιρικές πλάκες κινούνται η μια προς την άλλη και συγκρούονται, με αποτέλεσμα η μία από αυτές να υποβυθίζεται κάτω από την άλλη. Ανάλογα με το είδος των λιθοσφαιρικών πλακών που συγκρούονται έχουμε τις εξής περιπτώσεις: Όταν οι δυο λιθοσφαιρικές πλάκες που συγκλίνουν είναι ωκεάνιας σύστασης, τότε μια από τις δύο κάμπτεται και καταβυθίζεται κάτω από την άλλη και καταστρέφεται. Σχηματίζεται τότε στον πυθμένα του ωκεανού, στην περιοχή της υποβύθισης, μια βαθιά αύλακα που ονομάζεται ωκεάνια τάφρος. Όταν η μια λιθοσφαιρική πλάκα είναι ωκεάνιας και η άλλη ηπειρωτικής σύστασης, τότε η πρώτη ως βαρύτερη, καταβυθίζεται κάτω από την ηπειρωτική λιθοσφαιρική πλάκα και καταστρέφεται. Και στην περίπτωση αυτή σχηματίζεται ωκεάνια τάφρος στην περιοχή της υποβύθισης. Όταν δύο πλάκες ηπειρωτικής σύστασης συγκρούονται δεν καταβυθίζεται καμιά, αλλά πτυχώνονται και δημιουργούν ορογένεση. Σύγκρουση δύο ηπειρωτικών λιθοσφαιρικών πλακών έχουμε π.χ. στα Ιμαλάια. 16

18 17 Μια χαρακτηριστική μορφή που αναπτύσσεται στα περιθωριακά τμήματα του ηπειρωτικού φλοιού είναι το νησιώτικο τόξο, το οποίο βρίσκεται στενά συνδεδεμένο με το ηπειρωτικό σύστημα διάρρηξης. Αυτό παρουσιάζει συνήθως τοξοειδή ανάπτυξη και αποτελείται από δυο συγκεντρικά μέρη. Το εξωτερικό λέγεται ιζηματογενές τόξο και αποτελείται από ιζηματογενή νησιά ή από ορογενή. Το εξωτερικό αυτό μέρος δεν εμφανίζεται σε όλα τα νησιώτικα τόξα. Το εσωτερικό μέρος λέγεται ηφαιστειακό τόξο και αποτελείται από σειρά ηφαιστειογενών νησιών, που αποτελούνται κυρίως από βασικής έως ανδεσιτικής συστάσεως ηφαιστειακά πετρώματα. Στο εξωτερικό μέρος του νησιώτικου τόξου, αναπτύσσονται ωκεάνια τάφρος, καθώς και το ηπειρωτικό σύστημα διάρρηξης, ενώ στο εσωτερικό υπάρχει θαλάσσια λεκάνη, μικρού σχετικά βάθους, που ονομάζεται περιθωριακή θάλασσα. Παραδείγματα τέτοιων νησιώτικων τόξων, αποτελούν τα νησιά της Ιαπωνίας και τα νησιά του Αρχιπελάγους της Ινδονησίας. Αλλά και η Ελληνική χερσόνησος παρουσιάζει τις βασικές ιδιότητες νησιώτικου τόξου, στο οποίο τα ηφαιστειογενή νησιά Θήρα, Μήλος, Νίσυρος κλπ συνιστούν ένα τυπικό ηφαιστειακό τόξο, ενώ η Κρήτη και η Πελοπόννησος αποτελούν το εξωτερικό ιζηματογενές τόξο (βλ Εικ. 10). Εικόνα 10. Δημιουργία τόξου που αποτελείται από ωκεάνια τάφρο, ηφαιστειακό - νησιωτικό τόξο και οπισθοτάφρο σε περιοχή υποβύθισης μιας ωκεάνιας λιθοσφαιρικής πλάκας κάτω από την γειτονική της ηπειρωτική πλάκα. [4] Τα όρια πλάγιας ολίσθησης δημιουργούνται στις περιοχές όπου δυο λιθοσφαιρικές πλάκες κινούνται παράλληλα και αντίρροπα μεταξύ τους, με αποτέλεσμα να σχηματίζεται ένα σύστημα από ρήγματα πλάγιας ολίσθησης (που λέγονται και ρήγματα μετασχηματισμού). Χαρακτηριστική περίπτωση ρήγματος πλάγιας ολίσθησης έχουμε στον Άγιο Ανδρέα της Καλιφόρνιας (ΗΠΑ). Στα ρήγματα αυτά εκδηλώνονται συχνά καταστροφικοί σεισμοί, όπως ο σεισμός του 1906 στο ρήγμα του Αγίου Ανδρέα. Στην Ελλάδα χαρακτηριστικά ρήγματα πλάγιας ολίσθησης έχουμε στην Κεφαλονιά, όπου είχαμε έναν μεγάλο σεισμό το 2016 μεγέθους 6,1 Ρίχτερ. Οι σεισμοί που εκδηλώνονται στα ρήγματα πλάγιας ολίσθησης είναι καταστροφικοί, όταν χαρακτηρίζονται από μεγάλα μεγέθη (άνω των 6 Ρίχτερ) γιατί είναι επιφανειακοί, δηλαδή η εστία τους βρίσκεται λίγα χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια της Γης. 17

19 18 Με τον όρο «ορογένεση» χαρακτηρίζουμε τις διεργασίες, κατά τις οποίες δημιουργείται μια οροσειρά. Οι διεργασίες αυτές γίνονται σε καθορισμένες περιοχές, σε κάποιες ζώνες της γης που εμφανίζουν μεγάλη κινητικότητα, τις ορογενετικές ζώνες, και οι οροσειρές που θα προκύψουν ονομάζονται ορογενετικές ή πτυχωσιγενείς οροσειρές ή ορογενή. Οι ορογενετικές κινήσεις σε αντίθεση με τις ηπειρογενετικές είναι κυρίως οριζόντιες και οι τεκτονικές δομές που θα προκύψουν είναι μη αντιστρεπτές. Έχουμε δηλαδή στην περίπτωση της ορογένεσης μη αντιστρεπτή παραμόρφωση. Τέλος, οι νέες τεκτονικές δομές που σχηματίζονται κατά τη διάρκεια της ορογένεσης επηρεάζουν και επηρεάζονται από τις ήδη προϋπάρχουσες τεκτονικές δομές. [4, 13]. Εκτός από τη δημιουργία των τεκτονικών δομών, στη διάρκεια μιας ορογένεσης παρατηρείται και έντονος μαγματισμός με την μεταμόρφωση προϋπαρχόντων πετρωμάτων, λόγω του ότι αυτά κατέρχονται σε μεγάλα βάθη, στον κατώτερο φλοιό, καθώς και συνορογενετική ιζηματογένεση. Η ορογένεση συνδέεται λειτουργικά και γενετικά με την ηπειρογένεση ως έκφραση γεωλογικών διεργασιών του μανδύα. [4, 13]. Ως ηπειρογένεση χαρακτηρίζεται η κινηματική διεργασία κατά την οποία δημιουργούνται μεγάλης έκτασης κατακόρυφες κινήσεις του φλοιού της Γης, με αποτέλεσμα τη δημιουργία αναθολώσεων και βυθίσεων σε αυτόν. Τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα της ηπειρογενετικής παραμόρφωσης του φλοιού, συνοψίζονται στα εξής [4, 13]: α) Οι ηπειρογενετικές κινήσεις είναι αργές, αλλά μακράς διάρκειας. β) Οι κινήσεις των τεμαχών του φλοιού είναι κατακόρυφες, σε αντίθεση με τις κινήσεις κατά το στάδιο της ορογένεσης, όπου έχουμε κυρίως οριζόντιες κινήσεις. γ) Οι τεκτονικές δομές του φλοιού που προϋπήρχαν πριν την έναρξη των ηπειρογενετικών κινήσεων παραμένουν αναλλοίωτες. δ) Οι ηπειρογενετικές μεγαδομές που σχηματίζονται είναι αυτόνομες, δεν επηρεάζονται δηλαδή από προϋπάρχουσες τεκτονικές δομές. Χαρακτηριστικό παράδειγμα ηπειρογενετικών κινήσεων αποτελεί σήμερα η ανοδική κατακόρυφη κίνηση της Σκανδιναβικής χερσονήσου. Συγκεκριμένα, στην διάρκεια της τελευταίας περιόδου των παγετώνων η περιοχή αυτή ήταν σκεπασμένη με παγετώνες πάχους χιλιομέτρων που πίεζαν με το βάρος τους την επιφάνεια της Γης, προκαλώντας βύθιση του φλοιού. Μετά την τήξη των παγετώνων, που άρχισε χρόνια πριν από σήμερα, άρχισε να μειώνεται η πίεση που ασκούνταν στην επιφάνεια της Γης από τους πάγους και λόγω της ισοστασίας, που είναι αποτέλεσμα της τάσης να αποκατασταθεί εκ νέου ισορροπία στον φλοιό, άρχισαν να ανεβαίνουν τα στρώματα του ανώτερου φλοιού. Αποτέλεσμα αυτών των κινήσεων είναι να ανεβαίνει υψομετρικά συνεχώς η επιφάνεια του εδάφους στις Σκανδιναβικές χώρες τα τελευταία χρόνια. [4, 13]. 18

20 19 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. Η ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ. Η Ελλάδα βρίσκεται στην ανατολική πλευρά της λεκάνης της Μεσογείου. Στην περιοχή αυτή η Αφρικανική λιθοσφαιρική πλάκα υποβυθίζεται κάτω από την Ευρασιατική πλάκα, με διεύθυνση από Νοτιο-Δυτικά προς Βορειο-Ανατολικά, ακολουθώντας σε γενικές γραμμές το μοντέλο υποβύθισης μιας ωκεάνιας πλάκας που περιγράφεται στην Εικ. 10 του προηγούμενου κεφαλαίου. Ένα μοντέλο που περιγράφει την υποβύθιση της Αφρικανικής πλάκας κάτω από την Ευρασιατική στην Ανατολική Μεσόγειο φαίνεται στην Εικόνα 11 που ακολουθεί. Εικόνα 11. Ένα μοντέλο που περιγράφει την υποβύθιση της Αφρικανικής πλάκας (προς τα αριστερά) κάτω από την Ευρασιατική (προς τα δεξιά) στην Ανατολική Μεσόγειο. Αποτέλεσμα αυτής της υποβύθισης είναι η δημιουργία του Ενεργού Ελληνικού Ορογενετικού Τόξου. [12]. 19

21 20 Στην Εικ. 12 που ακολουθεί φαίνεται ένας χάρτης του αναγλύφου του πυθμένα της Ανατολικής Μεσογείου και των γύρω από αυτήν ηπειρωτικών περιοχών, με σημειωμένες πάνω του τις σημαντικότερες επωθήσεις και τις σχετικές κινήσεις των λιθοσφαιρικών πλακών της περιοχής. Εικόνα 12. Χάρτης του αναγλύφου του πυθμένα της Ανατολικής Μεσογείου και των γύρω από αυτήν ηπειρωτικών περιοχών, με σημειωμένες πάνω του τις σημαντικότερες επωθήσεις. Συγκεκριμένα, η περιοχή του Ελληνικού Τόξου βρίσκεται στο όριο της επώθησης της Ευρασιατικής λιθοσφαιρικής πλάκας πάνω στην Αφρικανική πλάκα. (Σημ. Οι κόκκινες συνεχείς γραμμές συμβολίζουν τα όρια μεταξύ δύο πλακών πάνω στην επιφάνεια του φλοιού, είτε ηπειρωτικού είτε θαλάσσιου, οι διακεκομμένες γραμμές επωθήσεις στο εσωτερικό μιας λιθοσφαιρικής πλάκας, τα τρίγωνα πάνω στις γραμμές βρίσκονται προς την πλευρά της επωθούμενης πλάκας, οι στικτές γραμμές συμβολίζουν ρήγματα οριζόντιας ολίσθησης και τα βέλη δείχνουν τη σχετική φορά κίνησης του ενός ρηξιτεμάχους του ρήγματος ως προς το άλλο.) [12]. Η σχετική κίνηση μεταξύ των δύο λιθοσφαιρικών πλακών, που έχει ως αποτέλεσμα την δημιουργία του σημερινού γεωδυναμικού και τεκτονικού καθεστώτος στη Μεσόγειο, έχει αρχίσει πριν από περίπου 90 εκατομμύρια χρόνια, με το άνοιγμα της μεσοωκεάνιας ράχης του Ατλαντικού, οπότε η Αφρικανική πλάκα άρχισε να ωθείται προς τα βορειοανατολικά. Επομένως, στο γεωλογικό παρελθόν η περιοχή της Μεσογείου θα είχε διαφορετική εικόνα, και μάλιστα όσο προχωρούμε προς τα πίσω στον χρόνο τόσο πιο διαφορετική. Το γεγονός αυτό απεικονίζεται με την ακολουθία διαφορετικών χαρτών της Μεσογείου του παρελθόντος που φαίνεται στην Εικ. 13 που ακολουθεί. Συγκεκριμένα, στην εικόνα αυτή παρατίθενται διαδοχικοί υποθετικοί χάρτες της περιοχής της Μεσογείου, σε διάφορες φάσεις της προσέγγισης μεταξύ των δύο λιθοσφαιρικών πλακών, εδώ και 30 εκατομμύρια χρόνια (από τη γεωλογική εποχή του Ολιγοκαίνου). [12]. Στην Εικόνα 14 επίσης υπάρχει ένας τεκτονικός και κινηματικός χάρτης της Ανατολικής Μεσογείου, ενώ στην Εικόνα 15 φαίνεται ένας χάρτης του αναγλύφου του πυθμένα της Ανατολικής Μεσογείου και των γύρω από αυτήν ηπειρωτικών περιοχών, μεταξύ των οποίων και η Ελλάδα. [12]. 20

22 21 Εικόνα 13. Υποθετικοί διαδοχικοί χάρτες της Α. Μεσογείου στα τελευταία 30 εκατομμύρια χρόνια. [12]. 21

23 22 Εικόνα 14. Σχηματική τρισδιάστατη απεικόνιση της τεκτονικής και της κινηματικής που χαρακτηρίζουν την Ανατολική Μεσόγειο. Υπάρχει μια κατά μήκος τομή στην Ελληνική χερσόνησο, όπου φαίνεται η Αφρικανική λιθοσφαιρική πλάκα να υποβυθίζεται κάτω από την Ευρωπαϊκή πλάκα. Φαίνεται επίσης και η σχετική κίνηση της μικροπλάκας της Ανατολίας, η οποία κινείται περιστροφικά εξ ανατολών προς δυσμάς, παράλληλα προς το ρήγμα της Βόρειας Ανατολίας. [12]. Εικόνα 15. Χάρτης του αναγλύφου του πυθμένα της Ανατολικής Μεσογείου και των γύρω από αυτήν ηπειρωτικών περιοχών, μεταξύ των οποίων και η Ελλάδα. [12]. 22

24 23 Στην επόμενη Εικόνα 16 φαίνεται το Ελληνικό Ορογενετικό Τόξο, εντός του γεωδυναμικού πλαισίου της Ανατολικής Μεσογείου. [12]. Εικόνα 16. Το Ελληνικό Ορογενετικό Τόξο εντός του γεωδυναμικού πλαισίου της Ανατολικής Μεσογείου. Στην περιοχή (5) του χάρτη υπάρχει το ηφαιστειακό τόξο, μέσα στο οποίο βρίσκονται και η Θήρα και η Ανάφη.[12]. Όταν λέμε «σχηματισμός ενός πετρώματος» εννοούμε την διαδικασία με την οποία λιθοποιήθηκε, έγινε δηλαδή ο μετασχηματισμός ενός προηγούμενου υλικού, που ήταν σε ρευστή κατάσταση, σε ένα άλλο υλικό, που πλέον ήταν σε στερεή κατάσταση, με διατήρηση σε γενικές γραμμές της χημικής σύστασής του. Για παράδειγμα, με την έκχυση λάβας από ένα ηφαίστειο σχηματίζονται τα ηφαιστειακά πετρώματα, όταν η λάβα ψυχθεί και στερεοποιηθεί. Επίσης, με τον ενταφιασμό όγκων ιζημάτων (λάσπης) που προέρχονται από κάποιο ποτάμι στον πυθμένα μιας θαλάσσιας λεκάνης και την συνεχή απόθεση νέων όγκων ιζημάτων από πάνω τους, σε μεταγενέστερες πλημμύρες στην ξηρά, τα παλαιότερα ενταφιασμένα ιζήματα αποβάλλουν σταδιακά το νερό που περιείχαν και συνεκτικοποιούνται, λόγω υψηλών πιέσεων και θερμοκρασιών, μετατρεπόμενα έτσι στα ιζηματογενή πετρώματα. Ένα ιζηματογενές πέτρωμα στη συνέχεια, λόγω των τεκτονικών κινήσεων που οφείλονται στη σχετική κίνηση μεταξύ των λιθοσφαιρικών πλακών, μπορεί να ανέλθει στην επιφάνεια της Γης και να είναι ορατό ως ιζηματογενές πέτρωμα. [13]. Μπορεί όμως το ιζηματογενές πέτρωμα να βυθιστεί ακόμη περισσότερο στον κατώτερο φλοιό, όπου επικρατούν υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις και να υποστεί μια διαδικασία που ονομάζεται μεταμόρφωση, κατά την οποία ανασχηματίζεται το υλικό του αρχικού πετρώματος με αποτέλεσμα την αυτοσυγκρότηση κρυστάλλων διαφόρων μεγεθών, οπότε δημιουργείται ένα μεταμορφωμένο πέτρωμα. Ένα πολύ γνωστό μας 23

25 24 μεταμορφωμένο πέτρωμα είναι το μάρμαρο, που προέρχεται από τη μεταμόρφωση σε μεγάλα βάθη ενός παλαιότερου ιζηματογενούς πετρώματος που ήταν ασβεστόλιθος. Στη συνέχεια, μετά από εκατομμύρια χρόνια, μπορεί αυτό το μεταμορφωμένο πέτρωμα να ανέλθει στην επιφάνεια της Γης, λόγω των τεκτονικών κινήσεων, και να είναι ορατό. Οι Κυκλάδες και ειδικότερα η Ανάφη, αποτελούνται στο μεγαλύτερο ποσοστό τους από μεταμορφωμένα πετρώματα. [13]. Μια άλλη κατηγορία πετρωμάτων είναι τα πυριγενή πετρώματα, που προέρχονται άμεσα από τη στερεοποίηση του μάγματος. Εάν η στερεοποίηση έγινε στην επιφάνεια της Γης από ηφαιστειακή λάβα λέγονται ηφαιστειακά πετρώματα, όπως είναι η κίσηρη και ο οψιδιανός. Αν όμως η στερεοποίηση έγινε σε κάποιους μαγματικούς θαλάμους μέσα στον φλοιό, πριν φθάσει το μάγμα στην επιφάνεια και δημιουργηθεί ηφαίστειο, λέγονται πλουτώνια πετρώματα. Ένα τέτοιο πλουτώνιο πέτρωμα είναι ο γρανίτης, πλάκες από τον οποίο χρησιμοποιούμε σε διάφορα οικοδομικά και τεχνικά έργα, όπως στο Μετρό των Αθηνών. Στην Ανάφη έχουμε πολλές εμφανίσεις ενός πλουτώνιου πετρώματος που λέγεται γρανοδιορίτης, ο οποίος μοιάζει λίγο με τον γρανίτη, είναι όμως λιγότερο συνεκτικός. [13]. Στις διάφορες περιοχές της Ελλάδας εμφανίζονται στην επιφάνεια κάποια ιδιαίτερα συγκροτήματα από πετρώματα, όπως ασβεστόλιθοι, σχιστόλιθοι, γρανίτες κλπ, με μια συγκεκριμένη κάθε φορά αλληλουχία μεταξύ τους, από τα ανώτερα προς τα κατώτερα. Η αλληλουχία μεταξύ των πετρωμάτων μας δείχνει και τη χρονική σειρά με την οποία σχηματίστηκαν στο γεωλογικό παρελθόν: τα κατώτερα σχηματίστηκαν παλαιότερα και τα ανώτερα αργότερα (εκτός και έχει γίνει αναστροφή των πετρωμάτων λόγω πτύχωσης). Επίσης, η σύσταση και το είδος των πετρωμάτων μας δίνουν σημαντικές πληροφορίες σχετικά με το περιβάλλον που υπήρχε γύρω από την περιοχή σχηματισμού του πετρώματος, πχ αν ήταν θαλάσσιο ή χερσαίο, αν ήταν επιφανειακό ή μεγάλου βάθους, αν επικρατούσαν σχετικά υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις κλπ. Έτσι, μπορούμε κάποιες αλληλουχίες πετρωμάτων να τις ομαδοποιήσουμε και να τις θεωρούμε ως ένα ανώτερο σύνολο, τη γεωτεκτονική ενότητα (ή ζώνη). Μια γεωτεκτονική ενότητα, δηλαδή, είναι ένα σύνολο από διαφορετικά πετρώματα, τα οποία βρίσκουμε σε διαφορετικές περιοχές της επιφάνειας της Γης, που μπορεί να απέχουν και εκατοντάδες χιλιόμετρα, και έχουν το εξής χαρακτηριστικό: είναι τοποθετημένα διαδοχικά το ένα κάτω από το άλλο με μια συγκεκριμένη σειρά, διατηρώντας περίπου τα ίδια πάχη σε όλες τις διαφορετικές περιοχές όπου τα βρίσκουμε. Μας δίνουν έτσι οι γεωτεκτονικές ενότητες (ή ζώνες) μια ένδειξη για τις πιθανές σχέσεις κοινής γεωλογικής καταγωγής που έχουν μεταξύ τους περιοχές της επιφάνειας της Γης, οι οποίες σήμερα φαίνεται να απέχουν πολύ μεταξύ τους. Για παράδειγμα, η γεωτεκτονική ενότητα της Πίνδου στην Ελλάδα εκτείνεται από την Ήπειρο και τη Στερεά Ελλάδα μέχρι την Πελοπόννησο, την Κρήτη και τη Ρόδο (βλ. Εικ. 18). Οι γεωτεκτονικές ενότητες του Ελλαδικού χώρου διακρίθηκαν από τον Brunn (1956) σε Εξωτερικές και Εσωτερικές Ελληνίδες, με βάση κυρίως τον ορογενετικό τεκτονισμό που έχουν υποστεί. Οι ενότητες των Εξωτερικών Ελληνίδων χαρακτηρίζονται από συνεχή ιζηματογένεση σε ολόκληρο τον Μεσοζωικό αιώνα (250 έως 145 εκατομμύρια χρόνια πριν) και σε μεγάλο μέρος του Καινοζωικού αιώνα (66 εκατομμύρια χρόνια πριν έως σήμερα), έχουν υποστεί έναν μόνο ορογενετικό τεκτονισμό, στην κύρια Αλπική ορογένεση που έλαβε χώρα από το Ανώτερο Ηώκαινο (55 εκατ. χρόνια πριν) μέχρι το Μέσο Μειόκαινο (15 εκατ. χρόνια πριν). Οι Εξωτερικές Ελληνίδες κατέχουν το δυτικό και νότιο τμήμα του Ελλαδικού χώρου (βλ. Εικ. 17). [14]. 24

26 25 Οι ενότητες των Εσωτερικών Ελληνίδων χαρακτηρίζονται από συνεχή ιζηματογένεση παλαιότερη, σε σχέση με τις Εξωτερικές Ελληνίδες, η οποία διήρκησε, ανάλογα με την περιοχή, από το Μέσο Ιουρασικό (165 εκατ. χρόνια πριν) έως το Κατώτερο Κρητιδικό (120 εκατ. χρόνια πριν). Έχουν υποστεί δύο ορογενετικούς τεκτονισμούς: τον πρώτο στην πρώιμη αλπική ορογένεση, που έγινε στο Ανώτερο Ιουρασικό (150 εκατ. χρόνια πριν) Κατώτερο Κρητιδικό (120 εκατ. χρόνια πριν) και τον δεύτερο στην κύρια αλπική ορογένεση, η οποία στις εσωτερικές Ελληνίδες ξεκίνησε νωρίτερα από ότι στις Εξωτερικές Ελληνίδες (περίπου 70 εκατ. χρόνια πριν). Οι Εσωτερικές Ελληνίδες κατέχουν το ανατολικό τμήμα του Ελλαδικού χώρου (βλ. Εικ. 18). Ένα άλλο χαρακτηριστικό που διακρίνει τις Εσωτερικές Ελληνίδες είναι ότι αυτές χαρακτηρίζονται από την παρουσία οφιολίθων. Οι οφιόλιθοι είναι σύνολα πετρωμάτων που προέρχονται από μεσοωκεάνιες ράχες του ωκεάνιων πυθμένων του παρελθόντος, τα οποία λόγω τεκτονισμού ανήλθαν σε μεγάλα υψόμετρα και τα βρίσκουμε σήμερα πάνω σε όρη. Επίσης, οι Εσωτερικές Ελληνίδες καλύπτονται ασύμφωνα από μεσοανωκρητιδικούς σχηματισμούς (ηλικίας 100 εκατ. χρόνων περίπου) και παλαιοκαινικό (65-55 εκατ. χρόνια πριν) έως ηωκαινικό (55-34 εκατ. χρόνια πριν) φλύσχη (ενότητα Ανατολικής Ελλάδας). [14]. Οι γεωτεκτονικές ενότητες των Ελληνίδων αποτελούν παλαιογεωγραφικούς χώρους του «Παλαιοωκεανού» της Τηθύος, μιας ωκεάνιας περιοχής που υπήρχε εδώ και 200 περίπου εκατ. χρόνια στον ευρύτερο χώρο της περιοχής μας και σχηματίστηκε ύστερα από τη διάσπαση της υπερηπείρου της Παγγαίας στις σημερινές ηπείρους. Μέσα στον ωκεάνιο χώρο της Τηθύος η ανάπτυξη μιας μεσοωκεάνιας ράχης που λειτούργησε στο Ιουρασικό ( εκατ. χρόνια πριν) οδήγησε στη διάσπαση της Παγγαίας και στη δημιουργία δύο νέων ηπειρωτικών τεμαχών, της Λαυρασίας προς τα βόρεια και της Γκοτβάνας προς τα νότια, και ταυτόχρονα στην υποβύθιση του ωκεάνιου φλοιού της Τηθύος κάτω από τον ηπειρωτικό φλοιό της Λαυρασίας. Το τελευταίο γεγονός, που ξεκίνησε το Μέσο Ιουρασικό (165 εκατ. χρόνια πριν) και ολοκληρώθηκε το Ανώτερο Ιουρασικό-Κατώτερο Κρητιδικό ( εκατ. χρόνια πριν) οριοθετεί την απαρχή του τελευταίου ορογενετικού κύκλου στην Ευρώπη, του Αλπικού. Ταυτόχρονα οριοθετεί για τον Ελληνικό χώρο τη διαφοροποίηση και τεκτονική εξέλιξη των γεωτεκτονικών ενοτήτων των Ελληνίδων. [14]. Από τα πρωταρχικά και σημαντικά ερωτήματα με τα οποία απασχολήθηκε η παγκόσμια γεωεπιστημονική κοινότητα ήταν και παραμένει η ακριβής θέση και τα όρια του «μητρικού» αυτού ωκεανού της Τηθύος. Ειδικότερα για τον ευρύτερο χώρο της Ελλάδας το πρόβλημα εντοπίσθηκε από την αρχή της διάδοσης και εφαρμογής της νέας θεωρίας των λιθοσφαιρικών πλακών στο εξής ερώτημα: με ποια από τις γεωτεκτονικές ενότητες της Ελλάδας ταυτίζεται ο ωκεανός της Τηθύος ή καλύτερα ποια ενότητα έχει σήμερα μέσα στα πετρώματα που τη συγκροτούν και τους σχηματισμούς που αντιπροσωπεύουν τον κατεστραμμένο ωκεάνιο φλοιό της Τηθύος; Η πρώτη τάση που αναπτύχθηκε στους γεωεπιστήμονες τη δεκαετία του 1970, στο ξεκίνημα της νέας θεωρίας, ήταν ότι ο ωκεάνιος χώρος της Τηθύος ταυτίζονταν με τη ενότητα Ωλονού-Πίνδου, που είχε θεωρηθεί από την παλιότερα ισχύουσα «Θεωρία των συζυγών Γεωσυγκλίνων» ως ο τυπικός ωκεάνιος χώρος, το "Ελληνικό ευγεωσύγκλινο". Σε αντίθεση με τη γενικευμένη αυτήν αντίληψη, το πρώτο ολοκληρωμένο γεωδυναμικό μοντέλο που προτάθηκε για την εξέλιξη των Ελληνίδων είναι των Jacobshagen et al. (1978), το οποίο προβλέπει την ύπαρξη των ωκεάνιων λεκανών Παιονίας, Αλμωπίας, Υποπελαγονικής-Πίνδου και της φυλλιτικής σειράς (ενότητα Άρνας) μεταξύ της Ιονίου ενότητας και της ενότητας Μάνης (ή «Πλακωδών Ασβεστολίθων» (Plattenkalk)). Οι ωκεάνιες αυτές λεκάνες λειτούργησαν σταδιακά και έκλεισαν διαδοχικά από τα Ανατολικά προς τα Δυτικά από το Μάλμιο μέχρι το Μειόκαινο (23-5,3 εκατ. χρόνια πριν), προκαλώντας τη μετακίνηση της ορογένεσης προς τα Δυτικά και επηρεάζοντας διαδοχικά τις Εσωτερικές και Εξωτερικές γεωτεκτονικές ενότητες. [14]. 25

27 26 Στον παλαιογεωγραφικό χώρο των δυτικών ενοτήτων των Εξωτερικών Ελληνίδων, ειδικότερα στις ενότητες Παξών και Ιονίου, μετά την απόθεση της εβαποριτικής ακολουθίας πετρωμάτων ακολούθησε η απόθεση μεγάλου πάχους ανθρακικών (ασβεστόλιθοι, δολομίτες) με παρεμβολές κερατολίθων και μικρού πάχους κλαστικών σχηματισμών, μέχρι την έναρξη της απόθεσης του φλύσχη κατά το Τριτογενές. Τα πετρώματα των δύο αυτών ισοπικών ζωνών εμφανίζονται σε μια ορεογραφική-χωρική διάταξη από τα βόρεια σύνορα της χώρας μέχρι την Κεντρική Πελοπόννησο. Νοτιότερα εμφανίζονται στη θέση τους τα μεταμορφωμένα πετρώματα των Εξωτερικών Ελληνίδων. [14]. Παρατίθεται στη συνέχεια, στην Εικ. 17, ένας συνοπτικός γεωλογικός χάρτης με τον βασικό διαχωρισμό των κυρίων ενοτήτων του Ελλαδικού χώρου σε Εξωτερικές και Εσωτερικές Ελληνίδες. Εικόνα 17. Συνοπτικός γεωλογικός χάρτης του διαχωρισμού του Ελλαδικού χώρου σε γεωτεκτονικές ενότητες. Διακρίνονται, εκτός των άλλων, οι σχηματισμοί των Εξωτερικών και των Εσωτερικών Ελληνίδων και της Αττικοκυκλαδικής ενότητας. [12] Ακολουθεί στην Εικ. 18 ένας γεωλογικός χάρτης με όλες τις γεωτεκτονικές ενότητες που έχει καθιερωθεί να χρησιμοποιούνται στην επιστημονική βιβλιογραφία, όταν γίνεται αναφορά στον Ελλαδικό χώρο. 26

28 27 Εικόνα 18. Γεωλογικός χάρτης των γεωτεκτονικών ενοτήτων του Ελλαδικού χώρου. Τα σύμβολα του υπομνήματος δηλώνουν τα καθιερωμένα στην επιστημονική βιβλιογραφία ονόματα αυτών των γεωτεκτονικών ενοτήτων, που είναι τα εξής: Rh = ενότητα Ροδόπης, Sm = Σερβομακεδονική ενότητα, CR = ενότητα Χαλκιδικής-Ροδόπης, Pe = ενότητα Παιονίας, Pa = ενότητα Πάϊκου, Al = ενότητα Αλμωπίας, Pl = Πελαγονική ενότητα, AC = Αττικοκυκλαδική ενότητα, Sp = Υποπελαγονική ενότητα, Pk = ενότητα Παρνασσού, P = ενότητα Πίνδου, G = ενότητα Γαβρόβου-Τρίπολης, I = Ιόνια ενότητα, Px = ενότητα Παξών, Au = ενότητα Κρήτης Μάνης (= ενότητα Πλακωδών Ασβεστολίθων, Plattenkalk). [14] Παραθέτουμε τέλος στην Εικ. 19 έναν πρόσφατο γεωλογικό χάρτη (2015), όπου εμφανίζονται με πολύ λεπτομερέστερο τρόπο περισσότερες γεωτεκτονικές ενότητες να καλύπτουν τον Ελλαδικό χώρο, στις οποίες αναλύονται οι ήδη καθιερωμένες γεωτεκτονικές ενότητες, καθώς και νέα οριοθέτηση μεταξύ των διαφόρων ενοτήτων. [15]. 27

29 28 Εικόνα 19. Ένας πρόσφατος (2015) γεωλογικός χάρτης των γεωτεκτονικών ενοτήτων του Ελλαδικού χώρου. [15] 28

30 29 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4. Η ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΤΩΝ ΚΥΚΛΑΔΩΝ [17, 18, 19] Ύστερα από όσα αναφέραμε γενικότερα για τις γεωτεκτονικές ενότητες του Ελληνικού χώρου, παραθέτουμε στη συνέχεια, στην Εικ. 20, και έναν σύγχρονο γεωλογικό χάρτη που απεικονίζει τις γεωτεκτονικές ενότητες και τους γεωλογικούς σχηματισμούς της περιοχής των Κυκλάδων και της Κρήτης. Εικόνα 20. Ένας πρόσφατος (2016) γεωλογικός χάρτης των γεωτεκτονικών ενοτήτων και σχηματισμών του χώρου του Νοτίου Αιγαίου. Οι τεκτονοστρωματογραφικές στήλες, μέσα στα πλαίσια, δείχνουν την ακολουθία του Κρυσταλλικού Συμπλέγματος Αστερουσίων (ή ενότητα Αστερουσίων ή κάλυμμα Αστερουσίων), όπως αυτό εμφανίζεται ανάμεσα στις ενότητες Μιάμου και Λεντά, στο όρος Αστερούσια της Κρήτης, και στην περιοχή του όρους Τσικνιάς, στην Τήνο. Εμφάνιση του καλύμματος των Αστερουσίων έχουμε και στην νήσο Ανάφη, η γεωλογία της οποίας αποτελεί το κυρίως θέμα της εργασίας μας. [16]. 29

31 30 Η γεωλογία και το κλίμα των Κυκλάδων Η έκταση που καταλαμβάνει σήμερα η ηπειρωτική Ελλάδα, το Αιγαίο πέλαγος, η Κρήτη, η Κύπρος και η δυτική Μικρά Ασία αναδύθηκαν από τη θάλασσα κατά τη διάρκεια του ολιγοκαίνου (τριτογενές) εξαιτίας των αλπικών πτυχώσεων, σχηματίζοντας μια χερσαία έκταση που ονομάστηκε συμβατικά Αιγηίδα. Διαδοχικές διαρρήξεις, εγκατακρημνίσεις, εξάρσεις και συνιζήσεις κατακερμάτισαν την Αιγηίδα, με αποτέλεσμα να δημιουργηθούν όρη, ρήγματα, λίμνες κλπ. Η έναρξη του τεταρτογενούς κατά τη διάρκεια του πλειστοκαίνου σηματοδότησε μια νέα σειρά εγκατακρημνίσεων και διαρρήξεων, με συνέπεια την εισχώρηση της θάλασσας στη νοτιοανατολική περιοχή της Αιγηίδος και τον σχηματισμό του Αιγαίου πελάγους με τη σημερινή του διαμόρφωση. Τα κορυφαία τμήματα των οροσειρών της χερσονήσου που κατακλύστηκε από τη θάλασσα σχημάτισαν το συγκρότημα των Κυκλάδων. Στην περιοχή του Αιγαίου απαντούν σχεδόν όλα τα ηφαίστεια του ελληνικού χώρου. Στις Κυκλάδες υπάρχουν δύο ηφαιστειακές ομάδες: η ομάδα της Μήλου (Μήλος, Κίμωλος, Αντικίμωλος κλπ.) και η ομάδα της Σαντορίνης (Θήρα, Θηρασία, Παλαιά Καμένη, Καμένη κλπ.). Η ηφαιστειακή ενέργεια άρχισε να εκδηλώνεται στην περιοχή του Αιγαίου κατά τα μέσα του τριτογενούς (μειόκαινο). Στη Μήλο, στη Θήρα και στα ηφαιστειογενή νησιά γενικότερα υπάρχουν θερμές ηφαιστειογενείς πηγές. Πολλά από τα πετρώματα που απαρτίζουν τη δομή των Κυκλάδων είναι γνωστότατα στην αγορά ως δομικά υλικά ή υλικά διακόσμησης. Από τα ηφαιστειογενή, γνωστά είναι οι ηφαιστίτες της Μήλου, που στην αρχαιότητα χρησίμευαν στην κατεργασία των μεταλλευμάτων του Λαυρίου ακόμα η ζαχαρόπετρα της Μήλου, ένας λευκόφαιος ηφαιστίτης που χρησιμοποιείται ως δομικό υλικό ο οψιδιανός, ένα υαλώδες συμπαγές ηφαιστειακό πέτρωμα, που εξάγεται στη Μήλο, στη Σαντορίνη, στην Αντίπαρο κ.α., ο οποίος κατά την αρχαιότητα χρησίμευε για την κατασκευή οργάνων, βελών κλπ., ενώ σήμερα στιλβώνεται και χρησιμεύει για την κατασκευή διακοσμητικών ειδών η κίσσηρις (ελαφρόπετρα), που απαντάται στη Σαντορίνη, στη Μήλο κ.α., η οποία χρησιμοποιείται συνήθως σε μορφή σκόνης ως λειαντικό και στιλβωτικό υλικό επίσης ηφαιστειακοί τόφοι, που απαντούν στην Κίμωλο (πουρί Κιμώλου), χρησιμεύουν ως γωνιόλιθοι και εξάγονται σε μεγάλες ποσότητες. Τέλος, ονομαστή είναι η ηφαιστειακή γη της Σαντορίνης, που χρησιμοποιείται ως δομικό υλικό (υδραυλικά κονιάματα) τόσο στην Ελλάδα όσο και στο εξωτερικό. Ενδιαφέρον πέτρωμα είναι και ο καολίνης, που βρίσκεται με μορφή ακανόνιστης φωλιάς μέσα σε όξινα ηφαιστειογενή πετρώματα ή σε ηφαιστειακούς τόφους. Ο σχηματισμός του οφείλεται σε υδροθερμική και ατμιδική ενέργεια, η οποία προκάλεσε την καολινίωση των ίδιων τόφων και την απόθεση αξιόλογων κοιτασμάτων καολίνη και μπεντονίτη. Τα πετρώματα αυτά απαντούν μόνο στη Μήλο και στην Κίμωλο και παράλληλα εξάγονται. Από τα μεταμορφωμένα πετρώματα, ο γνεύσιος χρησιμοποιείται (όπως και ο γρανίτης) ως υλικό οδοστρωμάτων και απαντάται στη Νάξο, στη Μύκονο, στην Ίο, στην Πάρο και στη Σέριφο, ενώ ο μαρμαρυγιακός σχιστόλιθος απαντάται σε μεγάλες ποσότητες και χρησιμοποιείται για επιστρώσεις και ως λίθος στέγασης γνωστά προϊόντα του είναι οι πλάκες Τήνου και οι πλάκες Άνδρου, Σίφνου και Ίου. Πασίγνωστο είναι και το μάρμαρο της Πάρου (ο λυχνίτης ή λυχνεύς των αρχαίων), που χαρακτηρίζεται για τη λευκότητά του και την ιδιότητα της μερικής απορρόφησης του φωτός, δίνοντας λαμπρή όψη στα αγάλματα και γενικά στα έργα τέχνης που κατασκευάζονταν από αυτό (Ερμής του Πραξιτέλη, ναός του Απόλλωνα στους Δελφούς, Μέγαρο Πτι Παλέ στο Παρίσι κλπ.). Επίσης γνωστά είναι και το λευκό μάρμαρο της Νάξου (που χρησιμοποιήθηκε στην κατασκευή της Γενναδίου Βιβλιοθήκης) και το μάρμαρο της Άνδρου, με κίτρινες κηλίδες. 30

32 31 Σε ορισμένα νησιά των Κυκλάδων υπάρχουν αξιόλογα μεταλλεύματα, που αποτελούν σημαντική πηγή εσόδων για την ελληνική μεταλλευτική βιομηχανία. Τα σπουδαιότερα είναι η αργυρούχος βαρυτίνη της Μήλου και της Κιμώλου, ο σιδηροπυριτιούχος μαγνητίτης και ο αιματίτης της Σερίφου, η σμυρίδα της Νάξου, τα κοιτάσματα σιδήρου της Σερίφου (κυρίως), της Σίφνου και της Κέας. Επίσης ενδιαφέροντα είναι και άλλα ορυκτά που συναντώνται σε ορισμένα νησιά: το θείο στη Μήλο, στη Σαντορίνη και στη Σέριφο, ο τάλκης και ο αμίαντος στην Τήνο, στη Σύρο κ.α. Το ύψος των ετήσιων βροχοπτώσεων στις Κυκλάδες είναι χαμηλό, γεγονός που δεν ευνοεί ούτε τον σχηματισμό υπόγειων υδροφόρων οριζόντων σε όλα τα νησιά ούτε την εμφάνιση επιφανειακών υδάτων, κάποια νησιά παρουσιάζονται σχεδόν τελείως άνυδρα. Στα νησιά όπου επικρατούν τα ηφαιστειακά πετρώματα ή ιζήματα σχηματίζονται φτωχοί υδροφόροι ορίζοντες. Η Κέα, η Κύθνος, η Σέριφος και τα νοτιότερα νησιά όπως Ίος, Σίκινος, Φολέγανδρος, Σαντορίνη, Ανάφη και Αμοργός συμπεριλαμβάνονται στις ξηρότερες περιοχές της Ελλάδας. Η θερινή ξηρασία στις Κυκλάδες διαρκεί σε πολλές περιπτώσεις από τον Απρίλιο έως τον Σεπτέμβριο, ενώ οι ημέρες βροχής εμφανίζουν ανάλογη εικόνα με τα ύψη βροχής. Την περίοδο της ανομβρίας δημιουργείται τη νύχτα άφθονη δροσιά, που αποτελεί άλλωστε σχεδόν τη μόνη πηγή νερού για τη μη αρδευόμενη βλάστηση. Το χιόνι και το χαλάζι είναι ασυνήθιστα φαινόμενα στις Κυκλάδες Το κλίμα των Κυκλάδων, οι οποίες περιλαμβάνονται μεταξύ των ετήσιων ισόθερμων των 18 C και 19 C, είναι εύκρατο και τείνει προς το θαλάσσιο. Το ετήσιο θερμομετρικό εύρος κυμαίνεται μεταξύ 12 C και 16 C. Η μέση θερμοκρασία του ψυχρότερου μήνα (Ιανουάριος) είναι C και του θερμότερου (Ιούλιος ή Αύγουστος) 24,5-26,5 C. Ο χειμώνας είναι ηπιότερος από αυτόν της Αττικής, ενώ το καλοκαίρι είναι δροσερό χάρη στα μελτέμια. Ο παγετός αποτελεί σπάνιο φαινόμενο, ενώ οι απολύτως μέγιστες θερμοκρασίες σπάνια φτάνουν τους 40 C σε ορισμένα νησιά. Η περιοχή των δυτικών Κυκλάδων είναι από τις ξηρότερες της Ελλάδας, με σχετική υγρασία μικρότερη από 65 βαθμούς της υγρομετρικής κλίμακας. Στις κεντρικές Κυκλάδες η σχετική υγρασία κυμαίνεται μεταξύ 65 και 67 και στις ανατολικές υπερβαίνει τους 67 βαθμούς της υγρομετρικής κλίμακας. Οι Κυκλάδες γενικά είναι σχετικά ξηρές, παρά την επίδραση της θάλασσας. Από τον Νοέμβριο έως τον Μάρτιο η σχετική υγρασία εμφανίζεται μικρότερη απ ό,τι στην ηπειρωτική Ελλάδα, ενώ κατά τους υπόλοιπους μήνες του έτους συμβαίνει το αντίθετο. Η μέση ετήσια νέφωση στις δυτικές Κυκλάδες κυμαίνεται μεταξύ 3,5 και 4,0 (στην κλίμακα 0-10), στις κεντρικές μεταξύ 4,0 και 4,5 και στις ανατολικές εμφανίζεται ακόμα υψηλότερη. Οι αίθριες ημέρες του έτους κυμαίνονται μεταξύ 130 και 150, ενώ οι νεφοσκεπείς μεταξύ 50 και 75. Οι περισσότερες αίθριες και οι λιγότερες νεφοσκεπείς ημέρες παρουσιάζονται στις δυτικές Κυκλάδες. Οι Κυκλάδες είναι από τις πιο ανεμοδαρμένες περιοχές της Ελλάδας μάλιστα σε πολλές περιπτώσεις οι άνεμοι φτάνουν στον βαθμό της θύελλας σε όλη τη διάρκεια του έτους, ενώ ο αριθμός των νηνεμιών είναι πολύ μικρός. Γενικά επικρατούν οι βορειοανατολικοί-βορειοδυτικοί άνεμοι, ενώ ακολουθούν οι νότιοι και νοτιοδυτικοί. Το χειμώνα, την άνοιξη και το φθινόπωρο οι βόρειοι άνεμοι εναλλάσσονται με τους νότιους. Κατά τη θερμή εποχή η καιρική κατάσταση είναι ομοιόμορφη και επικρατούν τα γνωστά μελτέμια (οι ετησίαι της αρχαιότητας), τα οποία είναι διεύθυνσης ΒΑ-ΒΔ, ανάλογα με τις επικρατούσες ισοβαρικές καταστάσεις, τη γεωγραφική θέση κάθε νησιού και τη γεωμορφολογία του. Τα μελτέμια αρχίζουν το πρώτο δεκαήμερο του Μαΐου και συνεχίζουν με μικρή συχνότητα και ένταση έως τις αρχές Ιουλίου. Τότε παρουσιάζουν μεγαλύτερη συχνότητα και ένταση, ιδιότητες τις οποίες διατηρούν έως τα μέσα Σεπτεμβρίου εξακολουθούν με μειωμένη συχνότητα έως τον Οκτώβριο, οπότε καταπαύουν. Σε ορισμένες περιοχές των Κυκλάδων, όπως ο Καφηρέας (Κάβο Ντόρο), ο Τσικνιάς μεταξύ 31

33 32 Τήνου και Μυκόνου, ο δίαυλος Νάξου-Πάρου κ.α. παρατηρούνται θυελλώδεις άνεμοι, που προκαλούν μεγάλη θαλασσοταραχή, επειδή οι ακτές στα σημεία αυτά είναι πολυσχιδείς και απόκρημνες. Σε ορισμένα νησιά, ιδίως στα μεγαλύτερα (Άνδρος, Τήνος, Νάξος κ.ά.), εμφανίζονται καταβάτες άνεμοι μεγάλης σφοδρότητας, που προκαλούν θαλασσοταραχή (λευκές θύελλες) κοντά στις ακτές, ενώ λίγα χιλιόμετρα μακρύτερα επικρατούν άνεμοι ήπιας έντασης. Οι καταστάσεις αυτές παρατηρούνται εξίσου κατά την ψυχρή και τη θερμή περίοδο. Στο χώρο του Κεντρικού Αιγαίου έχουμε συνεχή εμφάνιση μεταμορφωμένων πετρωμάτων. Οι βαθύτερες γεωτεκτονικές ενότητες φαίνονται σε τεκτονικά παράθυρα όπως στην Εύβοια, στον Αλμυροπόταμο, στην δυτική Σάμο, στον Κερκετέα, στο ανατολικό κομμάτι των Φούρνων, στον Κόρακα και επίσης στην Αμοργό και στα συναφή νησάκια μέχρι την Θήρα και την Ανάφη που είναι αυτόχθονες ενότητες σχετικά μικρού βαθμού μεταμόρφωσης (όπως ο Όλυμπος) περίπου σαν το αυτόχθονο της Κρήτης-Μάνης. Διατηρούν δηλαδή κατά θέσεις απολιθώματα. Ο φλύσχης της Ανάφης είναι το υπόβαθρο της Θήρας. Όλα αυτά σαν κύριο χαρακτηριστικό έχουν Ηωκαινικές ηλικίες (55-34 εκατ. χρόνια πριν). Προέρχονται από την εξωτερική πλατφόρμα των Ελληνίδων, η οποία έχει ανθρακική ιζηματογένεση μέχρι το Κατώτερο Ηώκαινο, συνεχίζει με φλύσχη στο Ανώτερο Ηώκαινο μέχρι την αρχή του Ολιγοκαίνου και η οποία στη συνέχεια βυθίζεται σε όχι πολύ μεγάλα βάθη (10-12 χιλιόμετρα) σε συνθήκες υψηλής πίεσης - χαμηλής θερμοκρασίας και από πάνω της έρχονται τα καλύμματα των κυανοσχιστολίθων των Βορείων και Νοτίων Κυκλάδων. Το αμεταμόρφωτο κάλυμμα Το αμεταμόρφωτο κάλυμμα εμφανίζεται στη δυτική Σάμο σαν ενότητα Καλλιθέας, σαν ενότητα Κεφάλα στην Ικαρία, στη Θύμαινα στους Φούρνους, στην ανατολική Πάρο σαν ενότητα Μαρμαρά, στην Νάξο, στην Μύκονο, σαν ενότητα Μακαρές στην Αμοργό, το κυκλαδικό κάλυμμα όπως αυτό λέγεται, πετρώματα δηλαδή που είναι ράκη πάνω στα μεταμορφωμένα και τα οποία σήμερα περιορίζονται σε μικρές εμφανίσεις λόγω διάβρωσης. Στον αντίποδα, στον πυρήνα της ενδιάμεσης τεκτονομεταμορφικής ζώνης, βλέπoυμε γρανιτικές εμφανίσεις παλιές (όχι Μειοκαινικές), ηλικίας Λιθανθρακοφόρου (300 εκατομμύρια χρόνια πριν), όπως προέκυψε από ραδιοχρονολόγηση γρανιτών και γνευσίων. Οι ηλικίες αυτές δείχνουν ότι υπάρχουν πετρώματα υποβάθρου, πετρώματα δηλαδή στη βάση των καλυμμάτων των κυανοσχιστολίθων. Οι Βόρειες και Νότιες Κυκλάδες Η μεσαία ενότητα πετρωμάτων των Κυκλάδων, που είναι και η μεγαλύτερη, είναι οι καθαυτό κυανοσχιστόλιθοι. Οι δύο μεγάλες ενότητες, των Βορείων και Νοτίων Κυκλάδων, διαφέρουν μεταξύ τους ως προς τον προ-ορογενετικό τους χαρακτήρα. Οι Βόρειες Κυκλάδες έχουν πολύ λίγα μάρμαρα κυρίως στη βάση τους και μετά μια πολύ παχιά ηφαιστειοϊζηματογενείς ακολουθία αβυσσικού χαρακτήρα, με έντονες ηφαιστειακές παρεμβολές από λάβες και τόφφους μαζί με πελαγικά ιζήματα, ως και ανθρακικά πολλές φορές η και πυριτικά-ανθρακικά όπως οι σιπολίνες που παρεμβάλλονται σ' αυτή τη πελαγική έως αβυσσοπελαγική ακολουθία των Βόρειων Κυκλάδων. Η ακολουθία των Νοτίων Κυκλάδων, σε αντιδιαστολή, είναι μια πλατφόρμα πολύ χαρακτηριστική, η οποία έχει μια βάση ηφαιστειοϊζηματογενή και μία οροφή άγριου φλύσχη. Όμως το κύριο στοιχείο της ακολουθίας αυτής είναι το πακέτο της πλατφόρμας που είναι Μεσοζωική και που υπάρχει μέσα της ένας τουλάχιστον βωξιτοφόρος ορίζοντας, 32

34 33 ο οποίος έχει μεταμορφωθεί και μετατραπεί σε σμύριδα. Αυτή υπάρχει στην Νάξο όπως και σε άλλα νησιά των Νοτίων Κυκλάδων μέχρι την Ικαρία και τη Σάμο, την Ίο και την Πάρο. Οι δύο αυτές ενότητες αντιστοιχούν στο 80% των εμφανίσεων των πετρωμάτων στον κεντρικό χώρο του Αιγαίου. Ορυκτολογική σύσταση και δομή των 4 ενοτήτων Οι τέσσερις αυτές ενότητες, οι δύο μεγάλες και οι δύο μικρές (που τοπικά μπορεί να διαφέρουν πολύ μεταξύ τους) έχουν κύριο χαρακτηριστικό τις φάσεις m1 στο Ηώκαινο με υψηλές πιέσεις-χαμηλές θερμοκρασίες, με παραγενέσεις του γλαυκοφανούς (ιαδεΐτη, εκλογίτη κτλ) και στη συνέχεια τη φάση m2 στο Ανώτερο Ολιγόκαινο-Κατώτερο Μειόκαινο, που είναι οι πρασινοσχιστόλιθοι, η ανάδρομη φάση, αυτή που αντικαθιστά τον γλαυκοφανή με ακτινόλιθο. Έτσι βλέπουμε μια σειρά μετατροπών από την παραγένεση των υψηλών πιέσεων στην παραγένεση των σχετικά υψηλών θερμοκρασιών. Εντυπωσιακές είναι και οι τεράστιες ισοκλινείς πτυχώσεις. Όλη όμως αυτή η δομή των τεσσάρων ενοτήτων αποτελεί μια τεράστια σφήνα, ένα πακέτο, μια μεγάλη διατμητική ζώνη από δύο μεγάλα τεκτονικά όρια. Το ένα, το υπερκείμενο τεκτονικό όριο, είναι η σημερινή επαφή της αμεταμόρφωτης Κυκλαδικής ενότητας πάνω στα μεταμορφωμένα των Κυκλάδων. Αυτή κατά θέσεις φαίνεται σαν επιφάνεια επώθησης, ενώ αλλού σαν μεγάλα κανονικά ρήγματα. Τις περισσότερες φορές, κυρίως στα νησάκια, η επαφή αυτή είναι σχεδόν οριζόντια. Χωρίζει λοιπόν τα αμεταμόρφωτο πακέτο, πάνω, από τα έντονα μεταμορφωμένα πετρώματα υψηλών πιέσεων, κάτω. Εικόνα 21. Σχηματική αναπαράσταση της λιθοστρωματογραφικής στήλης με τους διάφορους γεωλογικούς σχηματισμούς που συναντάμε στις Κυκλάδες. [18]. Το υποκείμενο τεκτονικό όριο είναι κάτω από τα μεταμορφωμένα καλύμματα. Εκεί βρίσκονται, σε αυτόχθονη σχετικά θέση, με τη μεγάλη τεκτονική επαφή που χωρίζει το σύνολο των κυανοσχιστολίθων από τις υποκείμενες εμφανίσεις, τις υποκείμενες ενότητες, τον Αλμυροπόταμο και τον Κερκετέα ή την Αμοργό από την άλλη μεριά και ενδιάμεσα από αυτά εντυπωσιακά στρώματα του Παλαιοζωικού (υπόβαθρο Ίου), τα οποία έχουν αποκολληθεί από το υπερκείμενό τους. Όλα αυτά μαζί αποτελούν το κατώτερο πακέτο. Έτσι έχουμε τρεις σχετικά αυτόχθονες ακολουθίες. Τα δύο πακέτα των μεταμορφωμένων έχουν ηλικία μεταμόρφωσης Ηωκαινική (55 34 εκατ. χρόνια πριν), ενώ στην Ίο η μεταμόρφωση είναι παλαιότερη, της τάξης των 300 εκατομμυρίων χρόνων. Η 33

35 34 δομή, κυρίως για το ενδιάμεσο πακέτο, είναι τεράστιες ισοκλινείς πτυχές σε διεύθυνση εγκάρσια ως προς το τόξο, οι οποίες στη συνέχεια ξαναπτυχώνονται στις κλασικές δομές του σημερινού τόξου με διεύθυνση ΒΔ-ΝΑ. Παλαιογεωγραφική εξέλιξη Η περιοχή της Αιγηίδος, όπως είναι γνωστό, καταλάμβανε τον χώρο όπου σήμερα η Αφρικανική πλάκα βυθίζεται κάτω από την Ευρασιατική, με αποτέλεσμα η εξέλιξη του χώρου του Αιγαίου να εξαρτάται άμεσα από τις πολυσύνθετες διεργασίες της καταβύθισης. Βασικές αλλαγές και πολύπλοκα γεωλογικά γεγονότα έλαβαν χώρα στη διαμόρφωση των λεκανών και της παλαιογεωγραφικής τους εξέλιξης κατά την διάρκεια του Ανώτερου Καινοζωικού, δηλαδή των τελευταίων 23 εκατ. χρόνων περίπου. Κατά την περίοδο, λοιπόν, του Κατώτερου Μειόκαινου (Ακουιτάνιο), πριν από 22,5 εκατομμύρια χρόνια, ο χώρος του Αιγαίου παρουσιάζει μια εικόνα διαφορετική από την σημερινή αλλά όμως αρχίζει να εμφανίζεται μια βόρεια θαλάσσια λεκάνη του Αιγαίου καθώς επίσης και στην περιοχή των Κυκλάδων, στο κεντρικό τμήμα υπάρχει η πελαγονική χερσαία μάζα, στο μέσο της οποίας δημιουργείται μια εσωτερική λεκάνη γλυκών και υφάλμυρων υδάτων. Επίσης, στα ανατολικά της ευρύτερης αυτής περιοχής αναπτύσσεται μια ηφαιστειακή ζώνη. Στο Μέσο-Μειόκαινο και συγκεκριμένα στη περίοδο μεταξύ Λάγγιου - Σερραβάλλιου, πριν από 15 εκατομμύρια χρόνια περίπου, ολόκληρος σχεδόν ο Ελλαδικός χώρος, προφανώς και το Αιγαίο, χερσεύει και αποτελεί με την Μικρά Ασία, που επίσης χερσεύει, μια ενιαία ξηρά. Η θάλασσα αποσύρεται περιφερειακά και εξαπλώνεται από το Ιόνιο έως τα νότια της Κρήτης και των Δωδεκανήσων. Αυτό προκάλεσε σε διάφορες περιοχές την απόθεση λιμναίων και χερσαίων ιζημάτων, ενώ γίνονταν και απόθεση θαλάσσιων ιζημάτων όπου υπήρχε θάλασσα. Στο Ανώτερο Μειόκαινο (Τορτόνιο), πριν από 10 εκατομμύρια χρόνια, η θάλασσα εισβάλλει από τα νότια σε ολόκληρο σχεδόν το χώρο του σημερινού Αιγαίου πελάγους. Χέρσος παρέμεινε η περιοχή των Κυκλάδων που αποτελούσε συνέχεια της ηπειρωτικής Ελλάδας, καθώς επίσης και περιοχές του Ανατολικού Αιγαίου όπως τα νησιά Λέσβος, Χίος, Σάμος κ.α. και αποτελούσαν συνέχεια της ξηράς με την Μικρά Ασία. Οι παλαιογεωγραφικές συνθήκες όμως αλλάζουν πολύ γρήγορα και σε μεγάλη έκταση και έτσι κατά το Ανώτερο Μειόκαινο (Μεσσήνιο) πριν από 8 εκατομμύρια χρόνια, η Μεσόγειος περιορίζεται σε επιμέρους λεκάνες. Αυτό οφείλεται στην απομόνωση της Μεσογείου από τους γειτονικούς ωκεανούς, με το κλείσιμο των διαύλων επικοινωνίας με αυτούς. Η ποσότητα του νερού που εξατμίζεται είναι μεγαλύτερη από την ποσότητα των νερών που εισρέει στη Μεσόγειο από τους ποταμούς των γειτονικών ξηρών. Έτσι, δημιουργείται η κρίση αλμυρότητας σε ολόκληρο τη Μεσόγειο και στο Αιγαίο φυσικά («κρίση αλμυρότητας του Μεσσηνίου»). Σε πολλές περιοχές στο Αιγαίο έχουμε απόθεση εβαποριτών, όπως στη θαλάσσια περιοχή της Θάσου, στις Βόρειες Σποράδες, στη θαλάσσια περιοχή μεταξύ Κυκλάδων και Χίου, και στα βόρεια και ανατολικά της Κρήτης. Το ίδιο συμβαίνει σε μεγάλη έκταση και στο Ιόνιο πέλαγος. Κατά το τέλος του Μειόκαινου-Κατώτερο Πλειόκαινο, πριν από 6 εκατομμύρια χρόνια, ο χώρος του Αιγαίου χερσεύει λόγω συμπιεστικών τάσεων και αποτελεί μια ενιαία χέρσο με την Ηπειρωτική Ελλάδα και την Μικρά Ασία. Η θάλασσα κατά την περίοδο αυτή έχει αποσυρθεί νοτιότερα και εκτείνεται από το Ιόνιο και την περιοχή της Κρήτης μέχρι τα Δωδεκάνησα. Στο βόρειο Αιγαίο αρχίζει να εισβάλλει η Παρατηθύς. Κατά το Ανωτ. Πλειόκαινο, πριν από 3,5 εκατ. χρόνια, η τεκτονική δράση εκφράζεται με εφελκυσμό. Έτσι δημιουργούνται νέα ρήγματα ή επαναδραστηριοποιούνται παλαιά, με 34

36 35 αποτέλεσμα να ακολουθήσει εκτεταμένη επίκλυση, δηλαδή εισβολή της θάλασσας σε μέχρι τότε χερσαίες εκτάσεις. Στο τέλος του Πλειόκαινου με αρχές του Πλειστόκαινου, πριν από 1,8 εκατομμύρια χρόνια, η θάλασσα αποσύρεται προς τα νότια και σχηματίζονται λίμνες στο βόρειο και κεντρικό Αιγαίο. Η τεκτονική στην περίοδο αυτή είναι συμπιεστική, όχι όμως για μακρό χρονικό διάστημα. Κατά την διάρκεια του Μέσου Πλειστόκαινου και μέχρι σήμερα, δηλαδή τα τελευταία χρόνια ο εσωτερικός Ελλαδικός χώρος επηρεάζεται από μια νέα εφελκυστική φάση με αποτέλεσμα την ανάδραση παλαιών ρηγμάτων και τη δημιουργία νέων, όπως στην Κω, Ρόδο, Κρήτη, κ.α. Αυτό συνεπάγεται επίκλυση της θάλασσας, η οποία παίρνει την σημερινή της σχεδόν μορφή. Πιο συγκεκριμένα, πριν από χρόνια η στάθμη της θάλασσας ήταν 120 μέτρα κάτω από την σημερινή στάθμη, λόγω του ότι υπήρχε συγκεντρωμένο μεγάλο ποσοστό του θαλάσσιου ύδατος σε παγετώνες (τελευταία περίοδος παγετώνων). Αυτό είχε σαν αποτέλεσμα να υπάρχει ευρεία επικοινωνία μεταξύ των νησιών και της Ηπειρωτικής Ελλάδας αλλά και της Μικρά Ασίας. Στην περιοχή των Κυκλάδων σχηματίζεται μια εκτεταμένη ξηρά. Πριν από χρόνια, λόγω της τήξης των παγετώνων, η στάθμη της θάλασσας ανέβηκε και έφθασε στα -60 μέτρα από τη σημερινή στάθμη, με συνέπεια τη διακοπή επικοινωνίας πολλών περιοχών. Τέλος πριν από χρόνια, με τη συνέχιση της τήξης των παγετώνων, η στάθμη της θάλασσας ανεβαίνει ακόμη περισσότερο και φθάνει σχεδόν στο σημερινό επίπεδο. Αυτό είχε σαν αποτέλεσμα να κατακλυστούν πολλές χαμηλές χερσαίες περιοχές από θάλασσα και να διακοπούν οι επικοινωνίες μεταξύ των νησιών. Γεωδυναμική τεκτονική Η γεωδυναμική συμπεριφορά του χώρου του Αιγαίου κατά το Νεογενές - Τεταρτογενές δεν ήταν μόνο αποτέλεσμα της καταβύθισης της Αφρικανικής πλάκας στα νότια της Κρήτης και δυτικά της Πελοποννήσου κάτω από την μικροπλάκα του Αιγαίου, αλλά ήταν το αποτέλεσμα και άλλων πλευρικών τάσεων. Αποτέλεσμα των συνθηκών αυτών ήταν ο Ελλαδικός χώρος να υποστεί διάφορες τεκτονικές φάσεις συμπίεσης και εφελκυσμού, με άμεση συνέπεια τη πολλαπλή εισβολή της θάλασσας και την απόθεση θαλάσσιων ιζημάτων, ενώ παράλληλα είχαμε κατά θέσεις απόθεση λιμναίων και χερσαίων ιζημάτων. Η τεκτονική δραστηριότητα επομένως στην περιοχή του Αιγαίου ήταν πολύπλοκη, πολυσύνθετη, με γρήγορες εναλλαγές φάσεων συμπίεσης και εφελκυσμού και έπαιξε τον πιο σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση του χώρου του Αιγαίου όπως αυτός εμφανίζεται σήμερα. Ηφαιστειότητα Η κατείσδυση της Αφρικανικής πλάκας κάτω από τη μικροπλάκα του Αιγαίου γίνεται με κλίση 40 μοιρών από το κυρτό προς το κοίλο μέρος του Ελληνικού τόξου. Αποτέλεσμα της κατείσδυσης αυτής είναι η δημιουργία πολλών ηφαιστείων ασβεσταλκαλικής σύστασης, όπου στο σύνολο τους αποτελούν το ηφαιστειακό τόξο του Νοτίου Αιγαίου. Πρόκειται για τα ηφαίστεια που βρίσκονται στη Νίσυρο, Γιαλί, Κω, Πάτμο, Σαντορίνη, Μήλο, Αντίπαρο, Μέθανα, Ψαθούρα. Εκτός από αυτή την πλειοτεταρτογενή ηφαιστειότητα, βορειότερα απαντώνται επίσης πολλά ασβεσταλκαλικής σύστασης ηφαιστειακά πετρώματα τα οποία από πλευράς ηλικίας κατατάσσονται σε τρεις ομάδες. Μία του Ανωτ. Μειοκαίνου (13-7 εκατομμύρια χρόνια πριν), μία του Κατ. Μειοκαίνου (23-14 εκατομμύρια χρόνια πριν), και μια του Ηώκαινου - Ολιγοκαίνου (53-26 εκατομμύρια χρόνια πριν). Η νεότερη απαντάται στο Κεντρικό Αιγαίο, η δεύτερη στο Κεντρικό και Βόρειο Αιγαίο και η τρίτη σε περιοχές της Ανατολικής Μακεδονίας και της Θράκης. 35

37 36 Η γεωλογική δομή της Κρήτης ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5. Η ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΚΡΗΤΗΣ [14, 32] Η Κρήτη αποτελεί το μεγαλύτερο νησί του ελλαδικού χώρου και βρίσκεται νότια του Αιγαίου πελάγους. Το Κρητικό πέλαγος την περιβάλλει από τις βόρειες ακτές και το Λιβυκό πέλαγος από τις νότιες. Οι μεγαλύτερες πόλεις βρίσκονται στη βόρεια πλευρά του νησιού και είναι τα Χανιά, το Ρέθυμνο, το Ηράκλειο και η Σητεία. Οι πόλεις αυτές αποτελούν και λιμάνια, συνδέοντας την Κρήτη με την ηπειρωτική Ελλάδα και την Ευρώπη. Κατα μήκος της νότιας ακτογραμμής βρίσκονται μικρότερες πόλεις όπως η Ιεράπετρα, η Αγία Γαλήνη και η Χώρα Σφακίων. Το μεγαλύτερο τμήμα του νησιού είναι ορεινό. Αναλυτικά, η κατανομή του εδάφους της σε κατηγορίες έχει ως εξής: 33% πεδινό, 26% ημιορεινό και 41% ορεινό. Τα βασικά ορεινά συγκροτήματα της Κρήτης είναι: προς τα δυτικά τα Λευκά όρη (2.454 m), στο κεντρικό τμήμα ο Ψηλορείτης (ή Ίδη, m) και προς τα ανατολικά το όρος Δίκτη (2.147m) και τα όρη Σητείας (1.476 m). Προς τα δυτικά και νότια οι υπώρειες των ορέων είναι απότομες και φθάνουν με μεγάλη κλίση προς τη θάλασσα, ενώ προς τα βόρεια του νησιού το ανάγλυφο είναι πιο ήπιο και λοφώδες (πεδιάδες Χανίων, Ρεθύμνου). Η μεγαλύτερη πεδιάδα του νησιού, η πεδιάδα της Μεσσαράς, βρίσκεται στο νότιο - κεντρικό τμήμα του, ενώ στο νότιο ανατολικό αναπτύσσεται η πεδιάδα της Ιεράπετρας. Υπάρχουν επίσης και αρκετά οροπέδια, τα κυριότερα των οποίων είναι του Λασιθίου και του Ομαλού. Αρκετή βλάστηση και πέτρες διαφόρων μεγεθών κυριαρχούν επιφανειακά στα περισσότερα μέρη της Κρήτης. Τα γεωλογικά στρώματα, τα ρήγματα και οι πτυχές είναι εμφανή σχεδόν παντού. Χαρακτηρίζεται από γκρίζους ασβεστόλιθους στις κορυφές των βουνών και των κατακόρυφων βράχων, από βαθιά και σκοτεινά φαράγγια, απότομες ακτές, λαμπερό πρασινωπό σχιστόλιθο, ανοιχτόχρωμο φλύσχη, ελαφρύ ασβεστόλιθο, διαβρωμένον από τη βροχή και τον άνεμο, και εύφορα κιτρινωπά εδάφη. Πριν από 500 εκατομμύρια χρόνια η περιοχή της Κρήτης ήταν υποθαλάσσια και βρίσκονταν στην περιοχή όπου αργότερα σχηματίστηκε ο ωκεανός της Τηθύος. Τα ιζήματα που μεταφέρονταν προς τη θάλασσα από τα ποτάμια των γειτονικών ακτών της τότε πανηπείρου Παγγαίας συγκεντρώνονταν σε θαλάσσιες λεκάνες και αναμειγνύονταν με τα υπολείμματα των νεκρών θαλάσσιων οργανισμών που αποτίθονταν στον πυθμένα, σχηματίζοντας στρώματα ιζήματος. Τα ιζήματα αυτά στη συνέχεια, μετά από ενταφιασμό, υπέστησαν τη διαδικασία της λιθοποίησης και σχημάτισαν τα σημερινά ιζηματογενή πετρώματα της Κρήτης, ανερχόμενα απευθείας στην επιφάνεια, είτε τα μεταμορφωμένα πετρώματα, βυθιζόμενα ακόμη περισσότερο και μπαίνοντας στις διαδικασίες της μεταμόρφωσης που περιγράψαμε στο Κεφ. 3. Περίπου 240 εκατομμύρια χρόνια πριν η Παγγαία άρχισε να διασπάται, σχηματίζοντας τις σημερινές ηπειρωτικές λιθοσφαιρικές πλάκες. Πριν από 70 έως 55 εκατομμύρια χρόνια οι πλάκες της Αφρικής, της Ινδίας και της Λαυρασίας άρχισαν να συγκρούονται μεταξύ τους, με αποτέλεσμα ο πυθμένας της Τηθύος να αρχίσει να ανεβαίνει προς την επιφάνεια και να σχηματίζεται μια αλυσίδα ορεινών πτυχών και βυθισμάτων, η οποία αρχίζει από τον Άτλαντα της Βορείου Αφρικής και τα Πυρηναία της Ιβηρικής Χερσονήσου, προχωράει στις Άλπεις και τον Καύκασο και φτάνει ως τα Ιμαλάια. Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως Αλπική ορογένεση. Ένα μέρος της παραπάνω αλυσιδωτής αντίδρασης, δηλαδή της Αλπικής ορογένεσης, έλαβε χώρα στα σημερινά Βαλκάνια και τη Μικρά Ασία, που βρίσκονταν τότε στον πυθμένα του ωκεανού της Τηθύος. Σχηματίστηκε έτσι ένα ορογενετικό τόξο που ξεκινάει 36

38 37 από τις Άλπεις, εκτείνεται κατά μήκος των Βαλκανίων, διασχίζει την ελληνική επικράτεια και τελειώνει στα όρη του Ταύρου, στη Μικρά Ασία. Η σημερινή Κρήτη βυθίστηκε αρχικά στο κέντρο αυτού του ορογενετικού τόξου και αναδύθηκε για πρώτη φορά ως ξηρά πριν από 23 εκατομμύρια χρόνια. Στα 15 εκατ. χρόνια πριν, η Αραβική μικροπλάκα συγχωνεύθηκε με την Ασιατική πλάκα. Το εναπομείναν τμήμα της Τηθύος ήταν τότε παγιδευμένο μεταξύ των τριών ηπείρων και έτσι σχηματίστηκε η Μεσόγειος θάλασσα. Την περίοδο αυτή η Κρήτη, οι Κυκλάδες και τα υπόλοιπα νησιά του Αιγαίου είχαν ήδη αναδυθεί και σχημάτισαν μια κοινή ακτή με την σημερινή Ελληνική ηπειρωτική χώρα και τη Μικρά Ασία. Δύο μεγάλες λίμνες βρίσκονταν στις σημερινές θέσεις του Βόρειου Αιγαίου και του Κρητικού Πελάγους. Η Κρήτη βρισκόταν πολύ κοντά στην περιοχή όπου συγκρούστηκαν οι πλάκες της Αφρικής και της Ευρασίας. Λίγο πιο βόρεια υπήρχε ένα τόξο ενεργών ηφαιστείων, που δημιουργήθηκε λόγω της μεταφοράς νερού από την υποβυθισμένη Αφρικανική πλάκα στα βαθύτερα πετρώματα του υπερκείμενου κατώτερου φλοιού της Ευρασιατικής πλάκας, οπότε τα πετρώματα αυτά τήχθηκαν μετατρεπόμενα σε μάγμα (βλ. Εικ. 11). Το ανερχόμενο μάγμα, όταν έφτανε στην επιφάνεια, χύνονταν με εκρηκτικό τρόπο ως λάβα και δημιουργούνταν ηφαίστεια. Όλα μαζί τα ηφαίστεια σε κάθε γεωλογική περίοδο σχημάτιζαν ένα ηφαιστειακό τόξο, που αρχικά βρίσκονταν στην περιοχή της Θράκης (περίπου 50 εκατ. χρόνια πριν) και αργότερα μετατοπίζονταν διαρκώς νοτιότερα, φθάνοντας στη Λέσβο (περίπου 20 εκατ. χρόνια πριν), την Εύβοια (περίπου 10 εκατ. χρόνια πριν) και τελικά στη σημερινή θέση του ηφαιστειακού τόξου του Αιγαίου (βλ. Εικόνες 16 και 22). Εικόνα 22. Σχηματική απεικόνιση του μοντέλου που περιγράφει την υποβύθιση της Αφρικανικής πλάκας (προς τα αριστερά) κάτω από την Ευρασιατική (προς τα δεξιά) στην Ανατολική Μεσόγειο, με αποτέλεσμα τη δημιουργία του Ελληνικού Νησιωτικού Τόξου, μέρος του οποίου είναι η Κρήτη, και του Ελληνικού Ηφαιστειακού Τόξου, μέρος του οποίου είναι η Θήρα και η Ανάφη. [32]. 37

39 38 Πριν από περίπου 12 εκατομμύρια χρόνια η ενιαία ακτή της Ελληνικής χερσονήσου διασπάστηκε, η Κρήτη και η Μικρά Ασία αποσπάστηκαν από την υπόλοιπη Ελλάδα και τελικά η Κρήτη διαχωρίστηκε πριν από 8 εκατομμύρια χρόνια. Κάποιες γέφυρες ξηράς που την συνέδεαν με την Πελοπόννησο βυθίστηκαν πριν από 5 εκατομμύρια χρόνια και τότε η σημερινή Κρήτη αποτελούνταν από ένα σύνολο χαμηλών νησιών και ρηχών θαλασσών. Μετά την άνοδο όλης της περιοχής για περίπου 3 εκατομμύρια χρόνια ακόμη, λόγω του τεκτονισμού που συνεχίζονταν λόγω της υποβύθισης της Αφρικανικής πλάκας, πήρε τελικά πριν από 2 εκατ. χρόνια περίπου την σημερινή της μορφή, με τα ψηλά βουνά, τους ενωμένους λόφους, τα οροπέδια και τις πεδιάδες. Οι διάφοροι ερευνητές σήμερα, στηριζόμενοι στη Θεωρία των Λιθοσφαιρικών Πλακών, δέχονται σχεδόν ομόφωνα την άποψη ότι ναι μεν η πλειονότητα των Αλπικών σχηματισμών της νήσου Κρήτης ανήκει στον ευρύτερο χώρο των Εξωτερικών Ελληνίδων, στη δομή της όμως συμμετέχουν και γεωτεκτονικές ενότητες των Εσωτερικών Ελληνίδων. Το νησί της Κρήτης χαρακτηρίζεται από μια πολύπλοκη γεωλογική δομή, με την παρουσία αλλεπάλληλων διαδοχικών τεκτονικών καλυμμάτων. Το αλπικό υπόβαθρο της περιοχής αποτελείται από τους πλακώδεις ασβεστολίθους της ενότητας Κρήτης-Μάνης, το σύστημα φυλλιτών-χαλαζιτών και τους σχηματισμούς φλύσχη και ασβεστολίθων των ενοτήτων Τρίπολης και Πίνδου. Η στρωματογραφική στήλη της περιοχής της Κρήτης κλείνει προς τα πάνω με τις νεογενείς αποθέσεις (μάργες, άργιλοι, άμμοι, ιλυόλιθοι και ασβεστόλιθοι) και τα τεταρτογενή κλαστικά ιζήματα. Η γεωλογική εικόνα της Κρήτης από κοινού με τις Κυκλάδες, μέσα στο ευρύτερο πλαίσιο της Νοτίου Ελλάδας, φαίνεται στην Εικ. 20 του Κεφ. 4. Στις Εικόνες 23 και 24 που ακολουθούν υπάρχουν και άλλοι δύο γεωλογικοί χάρτες της Κρήτης. Εικόνα 23. Γεωλογικός χάρτης των γεωτεκτονικών ενοτήτων (σειρών) της Κρήτης. (Kατά V. JACOBSHAGEN et al., 1986). [12]. 38

40 39 Εικόνα 24. Γεωλογικός χάρτης των γεωτεκτονικών ενοτήτων και σχηματισμών της Κρήτης. Οι συμβολισμοί του υπομνήματος μεταφράζονται ως εξής: Alluvium = αλλούβιες αποθέσεις, Neocene sediments = ιζήματα του Νεογενούς, Flysch = φλύσχης, Serpentine and igneus rocks = σερπεντινίτες και πυριγενή πετρώματα, Crystalline limestone = κρυσταλλικοί ασβεστόλιθοι (ενότητα Κρήτης-Μάνης), Platy limestone = ασβεστόλιθοι του Πλατύ (ενότητα Τρίπολης), Gneiss = γνεύσιοι, Phyllite-quartzites = φυλλίτεςχαλαζίτες. [32]. Υπάρχουν τουλάχιστον 7 γεωλογικές ενότητες (σειρές) στην Κρήτη (βλ. Εικόνες 20 και 23 και 24), οι περισσότερες που συναντάμε σε μια περιοχή της Ελλάδας. Οι τρεις από αυτές κυριαρχούν σε ποσοστό εμφάνισης και είναι, ταξινομώντας τις από τις κατώτερες προς τους ανώτερες: η ενότητα του Πλατύ (κυρίως ασβεστόλιθοι), η ενότητα των φυλλιτών-χαλαζιτών και η ενότητα της Τρίπολης (κυρίως ασβεστόλιθοι). Άλλοι σπανιότεροι σχηματισμοί είναι τα οφιολιθικά συμπλέγματα, η ενότητα Τρυπαλίου, η ενότητα Φόδελε και η ενότητα (ή κάλυμμα) Αστερουσίων. Ειδικότερα η ενότητα Αστερουσίων μας ενδιαφέρει περισσότερο στην εργασία αυτή, γιατί την συναντάμε σε μεγάλη έκταση και στην Ανάφη, καθώς και σε άλλα νησιά των Κυκλάδων. Αποτελεί δηλαδή έναν «συνδετικό κρίκο» ανάμεσα στις γεωλογίες της Ανάφης, των υπόλοιπων Κυκλάδων και της Κρήτης. Στην Κρήτη, όπως προαναφέραμε, μπορεί να αναγνωρίσει κανείς τρεις μεγάλες ομάδες πετρωμάτων που σχηματίστηκαν μέσα στον ωκεανό της Τηθύος και που σήμερα σχηματίζουν τα κρητικά βουνά: τους πλακώδεις ασβεστόλιθους (ενότητα Κρήτης-Μάνης), τα πετρώματα της ενότητας της Τρίπολης, τα οποία είναι στην πλειοψηφία τους ανθρακικής σύστασης (ασβεστόλιθοι και δολομίτες), και τα πετρώματα της ενότητας των φυλλιτών-χαλαζιτών, που συνήθως παρεμβάλλεται ανάμεσα στις προηγούμενες δύο. Τα βασικά ομάδα πετρώματα του νησιού είναι οι πλακώδεις ασβεστόλιθοι ή μάρμαρα. Το πάχος τους ξεπερνά σε κάποιες θέσεις τα πέντε χιλιόμετρα και, παρόλο που είναι το υπόβαθρο για τα υπόλοιπα πετρώματα, συναντώνται ακόμη στις ψηλότερες κορυφές της Κρήτης. Είναι σκληρά και συμπαγή πετρώματα με μικρή υδροπερατότητα, εντούτοις διαβρώνονται πολύ εύκολα και έτσι αποκτούν ρωγμές και κοιλότητες, μέσα στις οποίες το νερό μπορεί εύκολα να εισχωρήσει. Λαμβάνοντας υπόψη ότι τα ψηλά βουνά του νησιού δέχονται μεγάλες ποσότητες βροχοπτώσεων και χιονιού, καταλαβαίνουμε γιατί τα πετρώματα αυτά λειτουργούν ως υδατοσυλλέκτες και αξιόλογες αποθήκες υπόγειου νερού. Η ομάδα των φυλλιτών-χαλαζιτών, που αποτελείται από φυλλίτες, σχιστόλιθους, χαλαζίτες και παλιά ηφαιστειακά πετρώματα, εμφανίζονται στη Δυτική Κρήτη, σε ορισμένα σημεία της ενδοχώρας του Ρεθύμνου, στα βορειοδυτικά του Ηρακλείου και στην περιοχή της Σητείας. Οι σχιστόλιθοι και οι φυλλίτες είναι κυρίως αργιλικής σύστασης, δεν διαβρώνονται εύκολα και ταυτόχρονα είναι πετρώματα αδιαπέρατα από το νερό. Για τον λόγο αυτό στην επιφάνειά τους σχηματίζονται τα περισσότερα ποτάμια μόνιμης επιφανειακής ροής. Πάνω από τα πετρώματα αυτά υπάρχει, σε πολλές περιοχές της 39

41 40 Κρήτης, μια άλλη ομάδα ασβεστολιθικών και δολομιτικών πετρωμάτων που αποτελούν την ενότητα της Τρίπολης. Αυτά έχουν πάχος μερικών εκατοντάδων μέτρων και χαρακτηρίζονται από μεγάλη υδροπερατότητα. Πολλές φορές συναντώνται σε άμεση επαφή με τους πλακώδεις ασβεστόλιθους της ενότητας Κρήτης-Μάνης χωρίς την παρεμβολή των φυλλιτών-χαλαζιτών. Υδρογεωλογία της Κρήτης Οι υδρογεωλογικές συνθήκες μίας περιοχής εξαρτώνται άμεσα από τις αντίστοιχες γεωλογικές, τεκτονικές και μορφολογικές συνθήκες. Η τεκτονική δομή και η στρωματογραφία (εναλλαγές διαπερατών και αδιαπέρατων σχηματισμών), συμμετέχουν στη διαμόρφωση και στα γεωμετρικά χαρακτηριστικά των υδρογεωλογικών λεκανών. Με βάση την υδρολιθολογική ταξινόμηση των γεωλογικών σχηματισμών και σε συνδυασμό με τους προαναφερθέντες παράγοντες, η νήσος Κρήτη διαχωρίζεται σε τρεις κύριες υδρογεωλογικές ενότητες: α. καρστικά (ανθρακικά) συστήματα, β. πορώδεις σχηματισμοί και γ. αδιαπέρατα πετρώματα. Το μεγαλύτερο ενδιαφέρον από υδρογεωλογική άποψη παρουσιάζουν οι τρεις μεγάλες σε έκταση ανθρακικές ενότητες που αναπτύσσονται στους ορεινούς όγκους των Λευκών Ορέων, του Ψηλορείτη και της Δίκτης Σελένας και δευτερευόντως οι καρστικές ενότητες Σητείας. Οι ασβεστολιθικοί αυτοί όγκοι τροφοδοτούν μεγάλο αριθμό αξιόλογων πηγών στην περίμετρο τους. Ιδιαίτερο χαρακτηριστικό στην Κρήτη είναι η ύπαρξη μεγάλων παράκτιων και υποθαλάσσιων υφάλμυρων καρστικών πηγών αλλά και μεγάλες καρστικές πηγές με καλής ποιότητας υπόγειο νερό. Η ανυπαρξία γεωλογικών φραγμών στις εκτεταμένες ανθρακικές εμφανίσεις προς τη θάλασσα, σε συνδυασμό με παλαιογεωγραφικά αίτια, έχουν συντελέσει στην υφαλμύρινση σημαντικών καρστικών υδροφορέων. Η ενότητα Αστερουσίων Η ενότητα (ή κάλυμμα) Αστερουσίων, που είναι πού σημαντική για την εργασία μας, αποτελείται από μια τεράστια μεταϊζηματογενή ακολουθία, η οποία συνίσταται από χαλαζίτες, μαρμαρυγιακούς σχιστόλιθους, μάρμαρα και γνεύσιους. Χαρακτηρίζεται από μεταμόρφωση σε συνθήκες HT/LP (700 C/5 kbar). Χαρακτηριστικά ορυκτά που συναντάμε στα πετρώματα αυτής της ενότητας είναι τα εξής: σιλιμανίτης, ανδαλουσίτης, κορδιερίτης, κεροστίλβη, γρανάτης και βιοτίτης. Όλα αυτά τα ορυκτά εν συνόλω υποδηλώνουν μια ανώτερη αμφιβολιτική φάση. Τοπικά έχουν παρεισφρήσει πλουτώνια πετρώματα από κεροστιλβικούς γαββρο-διορίτες, διορίτες, χαλαζιακούς διορίτες, χαλαζία, γρανοδιορίτες και γρανίτες. Ραδιοχρονολογήσεις με K-Ar έδωσαν ηλικίες σχηματισμού των πετρωμάτων της ενότητας μεταξύ Ma (εκατομμύρια χρόνια), ενώ ραδιοχρονολογήσεις με Rb-Sr σε γρανίτες και παραγνεύσιους έδωσαν ηλικίες Ma. 40

42 41 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. Η ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΑΝΑΦΗΣ Το μικρό νησί Ανάφη ανυψώνεται από τη θάλασσα του Αιγαίου στο νοτιοανατολικότερο άκρο του κυκλαδικού νησιωτικού συμπλέγματος, σε απόσταση 11 περίπου μίλια ανατολικά της νήσου Θήρας (βλ. Εικ. 20). Αν αφαιρέσουμε το ακρωτήριο Κάλαμος, που βρίσκεται στην ανατολική της πλευρά, η Ανάφη αποκτά σχεδόν κανονικό γεωμετρικό σχήμα παραλληλογράμμου, η μεγάλη διαγώνιος του οποίου έχει διεύθυνση Α-Δ. Το γεγονός αυτό συνδέεται με τις τεκτονικές δυνάμεις που διαμόρφωσαν την σημερινή γεωλογική εικόνα της περιοχής. Το μέγιστο μήκος της νήσου, εξ Α προς Δ, ανέρχεται στα 12 km περίπου, ενώ το μέγιστο πλάτος της, από Ν προς Β, στα 7 km. Η συνολική της έκταση είναι ίση με 41 km 2. Στην ανατολική της γωνία βρίσκεται το ακρωτήριο Κάλαμος, που αποτελείται κυρίως από μαρμάρινο μονόλιθο ύψους 480 m, τον δεύτερο σε μέγεθος μετά το Γιβραλτάρ στη Μεσόγειο, και συνδέεται με το υπόλοιπο νησί με έναν ισθμό πλάτους 750 m και ύψους 100 m περίπου. Στο υψηλότερο σημείο του ισθμού, πλησίον της βορείου ακτής, διασώζονται ερείπια ναού του Απόλλωνα, πάνω στα οποία έχει κτισθεί η μονή της Παναγίας της Καλαμιώτισσας. [20]. Η μορφολογία του κυρίου σώματος της νήσου ελέγχεται από ένα σύστημα υψηλών και επιμήκων βουνών, που είναι πολύ ομαλότερα από το όρος Κάλαμος, το υψηλότερο από τα οποία είναι το όρος Βίγλα που έχει ύψος 560 m και βρίσκεται στη δυτική πλευρά του κεντρικού άξονά της. Οι ράχες του συνόλου τον βουνών του κυρίου όγκου της Ανάφης χαρακτηρίζονται από διευθύνσεις ΒΔ-ΝΑ. [20]. Με υδροκρίτη τις ράχες τον βουνών, τα νερά των βροχοπτώσεων της νήσου κατέρχονται προς τη θάλασσα με ένα σύστημα από μικρές η μεγάλες κοιλάδες, οι οποίες έχουν η Ν.ΝΑ ή Β.ΒΔ κατευθύνσεις. Η μεγαλύτερη από αυτές, που εκβάλλει κοντά στην ΝΑ πλευρά της νήσου, 1,5 km δυτικά του ισθμού του Καλάμου, φέρει το εντυπωσιακό όνομα Μέγας Ποταμός, παρά το γεγονός ότι κατά τους περισσότερους μήνες του έτους το νερό σ αυτήν είναι ελάχιστο ή απουσιάζει εντελώς. Η γένεση των προαναφερθεισών κοιλάδων δεν συνδέεται με τεκτονικά αίτια, αλλά οφείλεται σε όλες σχεδόν τις περιπτώσεις στη διαβρωσιγενή επίδραση του νερού που κατεβαίνει από τα βουνά. Οι κοιλάδες που έχουν προκύψει ως αποτέλεσμα τεκτονικών δυνάμεων, οι οποίες είναι πολύ περιορισμένες σε αριθμό, βρίσκονται στα δυτικά διαμερίσματα της νήσου. [20]. Η ορεινή και σχεδόν μονότονη μορφολογία της Ανάφης μεταβάλλεται απότομα στους δυτικούς τομείς της, όπου εξαφανίζεται σχεδόν εντελώς ο ορεινός χαρακτήρας της και οι γεωμορφές που κυριαρχούν είναι κατά πολύ ομαλότερες σε σύγκριση με την υπόλοιπη νήσο, ώστε να μπορούν να χαρακτηρισθούν ως λοφώδεις με μια γενική κλίση προς την θάλασσα. Η περιοχή αυτή ονομάζεται Βαγιά. Η ομαλότητα που παρατηρείται στην περιοχή αυτή είναι αποτέλεσμα της γεωλογικής της κατασκευής. Τα επιφανειακά της πετρώματα είναι πολύ νεώτερα από τα πετρώματα του υπόλοιπου νησιού και έχουν πολύ διαφορετική φύση, είναι πιο εύθρυπτα και έχουν διαφορετική τεκτονική τοποθέτηση. [20]. Οι καλλιεργήσιμες εκτάσεις του νησιού βρίσκονται στην περιοχή της Βαγιάς και αποτελούνται από χειμαρρώδεις αποθέσεις περιορισμένων διαστάσεων, οι οποίες συγκροτούν της ομαλότερες από τις πλαγιές τον βουνών που καλύπτονται από αποσαθρώματα των σκληρών πετρωμάτων που βρίσκονται ψηλότερα. Η άρδευση των εκτάσεων αυτών γίνεται από τοπικές πηγές μικρής παροχής. Παλαιότερα η κάτοικοι του νησιού είχαν κατασκευάσει τοιχία στης περιοχές αυτές που συγκρατούσαν τα εδάφη και σχημάτιζαν αλλεπάλληλες αναβαθμίδες, οι οποίες κάλυπταν της περισσότερες πλαγιές των βουνών και χρησίμευαν για την καλλιέργεια σιτηρών, κηπευτικών, αμπελώνων και λίγων ελαιών. Σήμερα τα περισσότερα από αυτά τα κτήματα έχουν εγκαταλειφθεί και οι αναβαθμίδες έχουν καταρρεύσει σε μεγάλο ποσοστό, γιατί οι περισσότεροι από τους 41

43 42 κατοίκους έχουν μεταναστεύσει και οι λίγοι που απέμειναν ασχολούνται κυρίως με τον τουρισμό. [10]. Οι περισσότερες ακτές του νησιού είναι ορεινές και, εκτός από μερικές εξαιρέσεις, δεν είναι υπερβολικά απότομες. Αυτές συνθέτουν ένα σύνολο από ελαφρά καμπυλούμενους και τοξοειδείς όρμους, στους οποίους υπάρχουν και αμμώδεις ακτές κατάλληλες για την φορτοεκφόρτωση πλοιαρίων, δεν αποτελούν όμως ασφαλείς λιμένες. Ο μεγαλύτερος και μοναδικός σχετικά ασφαλής για τους βορείους ανέμους κόλπος είναι εκείνος της νότιας ακτής του ισθμού του Καλάμου, όπου, σύμφωνα με την παράδοση, αποβιβάστηκαν οι Αργοναύτες, επιστρέφοντας από την γνωστή εκστρατεία τους. Σήμερα ο ασφαλέστερος λιμένας είναι εκείνος του όρμου του Αγίου Νικολάου, στη νότια ακτή της νήσου, ευρισκόμενος νοτίως της κοινότητας της Ανάφης και σε απόσταση από αυτήν (σε ευθεία γραμμή επί του χάρτη) 750 m, όπου έχουν κατασκευαστεί και λιμενοβραχίονες και προβλήτες για την πρόσδεση εμπορικών και επιβατηγών πλοίων. Ιδιαίτερα κοντά στις βόρειες ακτές της νήσου βρίσκονται αρκετοί και πολύ επικίνδυνοι σκόπελοι. [20]. Νοτίως της νήσου Ανάφης ανυψώνονται από τη θάλασσα τρία μικρά ερημονήσια: τα Φτενά, που είναι συγκρότημα δύο νησίδων, σε απόσταση 4 km από τον όρμο του Αγίου Νικολάου και με μέγιστο ύψος πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας 30 m περίπου, η Παχειά ή Αναφόπουλο, σε απόσταση 8,5 km από τον ίδιο όρμο, ύψους 212 m, και η Μακρά, σε απόσταση 12 km και ύψους 125 m. [20]. Ο πρώτος γεωλόγος που έκανε μια λεπτομερή εργασία σχετικά με την γεωλογία της νήσου Ανάφης πριν από 55 χρόνια περίπου ήταν ο Ν. Γ. Μελιδώνης. Ο ερευνητής αυτός επισκέφτηκε την Ανάφη από το 1959 μέχρι το 1963 και εκπόνησε εκεί την διδακτορική διατριβή του, με θέμα τη γεωλογία της Ανάφης, η οποία και δημοσιεύτηκε το 1963 [20, 21]. Κατασκεύασε ταυτόχρονα και τον πρώτο γεωλογικό χάρτη της νήσου Ανάφης για λογαριασμό του τότε ΙΓΕΥ, σημερινού ΙΓΜΕ. Η συγκεκριμένη διατριβή αποτελεί μέχρι και σήμερα τη βάση πάνω στην οποία στηρίζονται όλες οι σύγχρονε έρευνες, σχετικά με την γεωλογία της Ανάφης. Αντίτυπό της βρίσκεται ήδη στο Γυμνάσιο Τ.Λ. Ανάφης, ευγενική δωρεά του Ομότιμου Καθηγητή στο Τμήμα Γεωλογίας του ΕΚΠΑ Νικολάου Σκαρπέλη, στο ειδικά διαμορφωμένο από τους μαθητές και τους εκπαιδευτικούς εκθετήριο πετρωμάτων της Ανάφης και της υπόλοιπης Ελλάδας. Μετά την εργασία του Μελιδώνη έχουν δημοσιευτεί άλλες 9 ερευνητικές εργασίες με θέμα τη γεωλογία της Ανάφης, τους τίτλους από τις οποίες μπορεί κανείς να βρει στη βιβλιογραφία της παρούσης εργασίας. Η πιο πρόσφατη και περισσότερο εκτεταμένη από αυτές είναι των Silviu et al., (2016), η οποία αναφέρεται με αριθμό [16] στη βιβλιογραφία μας. Από την συγκεκριμένη εργασία θα αντλήσουμε και τις περισσότερες πληροφορίες που θα παραθέσουμε στη συνέχεια, σχετικά με την γεωλογία της νήσου Ανάφης. Σύμφωνα με τους Reinecke et al. (1982), μπορούν να διακριθούν στην Ανάφη τέσσερις κύριες λιθολογικές ενότητες, τεκτονικά τοποθετημένες η μία πάνω στην άλλη, οι οποίες, από τα δομικά χαμηλότερα προς τα υψηλότερα επίπεδα, είναι οι εξής: (α) ένας σχηματισμός φλύσχη, (β) μια μονότονη σειρά πρασινοσχιστολίθων, (γ) ένα τεκτονικό συνονθύλευμα (tectonic mιlange) συνιστάμενο από υψηλών θερμοκρασιών/χαμηλών πιέσεων (HT/LP) μεταμορφωμένα πετρώματα, φέτες από υπερμαφικά πετρώματα, μάρμαρα και διεισδύοντες γρανίτες και διορίτες, και (δ) ιζηματογενείς αποθέσεις του Ύστερου Μειοκαίνου (?) (7 5 Ma) έως Πλειοκαίνου (5,3-2,6 Ma). Αυτές οι λιθολογικές ενότητες και τα όριά τους φαίνονται σε έναν πρόσφατο γεωλογικό χάρτη της νήσου Ανάφης, που παρατίθεται στην επόμενη Εικ

44 43 Εικόνα 25. (Βλ. λεπτομέρειες στην επόμενη σελίδα). [16]. 43

45 44 Εικόνα 25. (Συνέχεια από προηγούμενη σελίδα). Γεωλογικός χάρτης των γεωτεκτονικών ενοτήτων και σχηματισμών της Ανάφης. [16]. Οι συμβολισμοί του υπομνήματος μεταφράζονται ως εξής: Quarternary deposits = αποθέσεις του τεταρτογενούς (2,5 Ma πριν έως σήμερα), Theologou beds = στρώματα Θεολόγου, Marble = μάρμαρα, Granitoids (cut by dikes in NE Anafi) = Γρανιτοειδή (διατμημένα από φλέβες στην Βορειο-Ανατολική Ανάφη), Serpentine = σερπεντινίτες, HT-LP metasedimentary rocks = Υψηλών Θερμοκρασιών-Χαμηλών Πιέσεων μεταϊζηματογενή πετρώματα, Chalepa Group = ομάδα Χαλεπά, Anafi Amphibolite Group = ομάδα αμφιβολιτών Ανάφης, Anafi Greenschist = πρασινοσχιστόλιθοι Ανάφης, Eocene flysch = ηωκαινικός φλύσχης, Thrust contact = επαφή επώθησης, Normal Fault = κανονικό ρήγμα, Foliation with dip / mineral lineation = πτύχωση με κλίση / ορυκτολογική γράμμωση, Slickenside striation with dip = γραμμώσεις προστριβής με κλίση Ο σχηματισμός του φλύσχη είναι Ηωκαινικής ηλικίας (55-34 Ma) [20] και αποτελείται από κροκαλοποπαγή πετρώματα, πηλίτες, πεπλατυσμένους πυριτόλιθους και αμμώδεις κροκάλες. Μπλοκ σερπεντινίτη εμφανίζονται σποραδικά διάσπαρτα στον σχηματισμό του φλύσχη, ενώ ολισθοστρώματα και ασβεστόλιθοι με βαθμιαία αυξανόμενη κλίση, που αναφέρονται ως «μάρμαρα Καστελλίου» (Reinecke et al. 1982), εμφανίζονται στα ανώτερα τμήματά του. Οι Reinecke et al. (1982) θεώρησαν ότι ο φλύσχης πιθανόν να ανήκει σε μια από τις ακολουθίες φλύσχη που βρίσκονται κάτω από το Κρυσταλλικό Σύμπλεγμα Αστερουσίων, στην Κρήτη (π.χ. της ενότητας Πίνδου ή της ενότητας Τριπόλεως), ενώ οι Σούκης και Παπανικολάου (2004) τον συσχέτισαν με τις αποθέσεις φλύσχη που εμφανίζονται στην Θήρα και την Αστυπάλαια. Οι πρασινοσχιστόλιθοι πάνω από την ακολουθία του φλύσχη, είναι πολύ καλά κοκκοδιαβαθμισμένοι, δηλαδή αποτελούνται από κόκκους πολύ όμοιους σε μέγεθος μεταξύ τους, και είναι σχετικά συμπαγείς Έχουν δημιουργηθεί από βασικά ηφαιστειακά πετρώματα, με ενδείξεις ότι ίσως στο παρελθόν το υλικό από το οποίο προέκυψαν να ήταν βασάλτης μεσοωκεάνιας ράχης (MORB), ο οποίος στη συνέχεια μεταμορφώθηκε, κατερχόμενος σε μεγάλα βάθη μέσα στον φλοιό, στη διάρκεια μιας ορογενετικής φάσης (Reinecke et al. 1982). Η προέλευση των πρασινοσχιστολίθων, όμως, παραμένει στην πραγματικότητα ένα αναπάντητο ερώτημα. Άλλοι ερευνητές υποθέτουν πως αυτοί σχετίζονται με τους πρασινοσχιστόλιθους της Μυκόνου (Reinecke et al. 1982) και άλλοι πως σχετίζονται με την ενότητα Άρβης, στην Κρήτη (Bonneau, 1984). Το τεκτονικό «συνονθύλευμα» (tectonic mιlange = τεκτονικό μελάνζ), που είναι τοποθετημένο πάνω από τους σχιστόλιθους, αποτελείται από Υψηλών Θερμοκρασιών- Χαμηλών Πιέσεων (HT/LP) μεταμορφωμένα πετρώματα, μάρμαρα, γρανιτοειδή και σερπεντινιωμένα υπερμαφικά πετρώματα. Θεωρείται ως ένα απομεινάρι του μεταμορφικού τόξου υψηλών θερμοκρασιών του Ύστερου Κρητιδικού (περίπου 70 Ma πριν), δηλαδή του Κρυσταλλικού Συμπλέγματος των Αστερουσίων ή ενότητας Αστερουσίων (Reinecke et al. 1982). Μια εμφάνιση τμήματος της ενότητας Αστερουσίων με τους υποκείμενους πρασινοσχιστόλιθους Ανάφης, στον λόφο που βρίσκεται βόρεια του κτηρίου Γυμνασίου - Λυκείου Ανάφης, φαίνεται στην Εικ. 26 που ακολουθεί. 44

46 45 Εικόνα 26. Η εμφάνιση τμήματος της ενότητας Αστερουσίων, με υποκείμενο τον σχηματισμό Πρασινοσχιστολίθων Ανάφης, στον λόφο που βρίσκεται βόρεια του κτηρίου Γυμνασίου - Λυκείου Ανάφης, σε μακρινό και κοντινό πλάνο. (Φωτογραφίες: Χ. Βασιλείου). 45

47 46 Οι Reinecke et al. (1982) έχουν διαχωρίσει το τεκτονικό μελάνζ σε έξι υποενότητες, οι οποίες, σε σειρά τοποθέτησης από κάτω προς τα πάνω, είναι οι εξής: 1. συμπαγείς έως ισχυρά πτυχωμένοι, σκουρόχρωμοι ορθοαμφιβολίτες, οι οποίοι έχουν χημικές συγγένειες με τους θολεΐτες της λεκάνης του οπισθοτόξου, και μικρότερες ενδιαστρώσεις χαλαζίτη, ασβεστοπυριτικών πετρωμάτων και μαρμαρυγιακών σχιστολίθων στη βάση. 2. φέτες από ποικιλόχρωμα, μεταμορφωμένα σε HT-LP, πετρώματα, που περιέχουν ασβεστοπυριτικά πετρώματα, χαλαζίτες, γνεύσιους, μαρμαρυγιακούς σχιστόλιθους, ζωνωμένους αμφιβολίτες και μάρμαρα, 3. κεροστιλβικός διορίτης με εγκλείσματα ίδιας προέλευσης, 4. σερπεντινιωμένα υπερμαφικά πετρώματα, τεμαχισμένα μερικώς από φλέβες πλαγιογρανίτη, 5. μάρμαρα και γνεύσιοι, πάνω σε υπόστρωμα μεταμορφωμένων πυριτικών πετρωμάτων, στη βορειο-ανατολική Ανάφη, ενδιαστρωμένα με αμφιβολίτες και ασβεστοπυριτικά πετρώματα, στα οποία έχουν διεισδύσει γρανιτοειδή και τα οποία είναι διακεκομμένα με απλιτικές και πηγματιτικές φλέβες τύπου-s, και 6. λευκά, συμπαγή μάρμαρα στη χερσόνησο του Κάλαμου (νοτιο-ανατολική Ανάφη) (βλ. Εικ. 27). Έχει γίνει ραδιοχρονολόγηση δειγμάτων από το τεκτονικό μελάνζ στο παρελθόν (Reinecke et al. 1982). Η ραδιοχρονολόγηση έγινε με τη μέθοδο K-Ar σε βιοτίτη (ηλικία 63,5 ± 0,5 έως 65,1 ± 0,6 Ma) και σε κεροστίλβη (ηλικία 65,9 ± 0,5 έως 69,3 ± 2,2 Ma), που διαχωρίστηκαν από ορθοαμφιβολίτη και γρανιτοειδή του τεκτονικού μελάνζ, και αποκάλυψε ότι η ψύξη αυτών των πετρωμάτων, ύστερα από τη φάση μεταμόρφωσής τους σε υψηλές θερμοκρασίες-χαμηλές πιέσεις (HT-LP), συνέβη σχεδόν ταυτόχρονα, στο πλαίσιο του γεωλογικού χρόνου, μεταξύ του Ύστερου Κρητιδικού και του Πρώιμου Παλαιογενούς. Οι Be eri-shlevin et al. (2009) δημοσίευσαν αποτελέσματα ραδιοχρονολόγησης των γρανιτοειδών, με τη μέθοδο U Pb σε ζιρκόνια, και συμπέραναν ότι η διείσδυσή τους στο τεκτονικό μελάνζ συνέβη πριν από 85,3 ± 2,7 Ma. Οι ίδιοι ερευνητές υπολόγισαν, με τη μέθοδο Rb Sr, για τον βιοτίτη και τα πλαγιόκλαστα ηλικίες 63,4 ± 0,4 και 48,2 ± 0,3 Ma, αντίστοιχα. Αυτοί απέδωσαν τις ηλικίες του βιοτίτη και των πλαγιοκλάστων στην παραμόρφωση των γρανιτοειδών, η οποία συνέβη εκείνη τη χρονική περίοδο και έθεσε σε επανεκκίνηση το «χρονόμετρο» του συστήματος ισοτόπων Rb Sr. 46

48 47 Εικόνα 27. Μια άποψη ολόκληρου του μαρμάρινου μονόλιθου στη χερσόνησο του Καλάμου από μακριά, από τα νοτιοδυτικά (πάνω), και μια κοντινή άποψη του μονόλιθου (θέση Βαθειά Λαγκάδια) (κάτω). (Φωτογραφίες: Νικόλας Ρούσσος). Συνδυάζοντας δεδομένα για τη γεωχημική και την ορυκτολογική σύσταση των πλουτωνίων πετρωμάτων της Ανάφης, οι Koutsovitis et al. (2012) συμπέραναν ότι τα πετρώματα αυτά έχουν εμπλακεί σε διαδικασίες υποβύθισης, στη διάρκεια σύγκρουσης λιθοσφαιρικών πλακών. Σύμφωνα με τους Be eri-shlevin et al. (2009), και το εσωτερικό τμήμα του τεκτονικού μελάνζ έχει επηρεαστεί από διαδικασίες μεταμόρφωσης HT-LP, όπως αποδεικνύεται με χημική ανάλυση σπινελίων. Οι ομοιάζουσες με μόλασσα ιζηματογενείς αποθέσεις του (Ύστερου) Μειοκαίνου ως το Πλειστόκαινο (περίπου 7-2,5 Ma πριν), οι οποίες είναι γνωστές με τον όρο «στρώματα Θεολόγου», είναι ανομοιόμορφα τοποθετημένες πάνω από όλες τις υπόλοιπες ενότητες της Ανάφης και συνίστανται από μαργαϊκά κλαστικά ιζηματογενή πετρώματα με πεπλατυσμένη δομή. Τα στρώματα Θεολόγου σχηματίστηκαν από ιζήματα αποτεθέντα σε λίμνες, μεταφερμένα σε αυτές από ποταμούς και χειμάρρους, με ενδιαστρώσεις μαργών που αποτέθηκαν σε υφάλμυρο περιβάλλον, πχ στις εκβολές ποταμών στη θάλασσα. Τα στρώματα Θεολόγου απαντώνται κυρίως στη βορειοδυτική πλευρά του νησιού, στην περιοχή Βαγιά, και πάνω τους βρίσκονται οι περισσότερες καλλιεργήσιμες εκτάσεις του 47

49 48 νησιού. Κάποια πετρώματα παλαιότερης ηλικίας που βρίσκονται μέσα στα στρώματα Θεολόγου δεν μπορούν να συσχετιστούν με καμία άλλη από τις υποκείμενες ενότητες της Ανάφης, οπότε πιθανολογείται η εκδοχή να είναι τα στρώματα Θεολόγου αλλόχθονα, δηλαδή να έχουν μεταφερθεί στην περιοχή της Ανάφης από άλλη περιοχή. Σύμφωνα με τον Μελιδώνη (1963), μέσα στα στρώματα Θεολόγου υπάρχουν και φακοί με λιγνίτη. Οι Ολοκαινικές (ηλικίας κάτω των ετών) αποθέσεις καλύπτουν ελάχιστο τμήμα της επιφάνειας του νησιού. Αυτές μπορεί να καλύπτουν, κατά τόπους, όλες τις παλαιότερες διαπλάσεις και μπορούν να διακριθούν σε παράκτιους σχηματισμούς, οι οποίοι αποτελούνται, κυρίως, από άμμους με ή χωρίς κροκάλες, και σε πλευρικά κορήματα και χειμαρρώδεις αποθέσεις, αποτελούμενες από άμμο, κροκάλες και λατύπες, προερχόμενες από την καταστροφή των διαφόρων συστάσεων παλαιοτέρων πετρωμάτων. [20]. Ιδιαίτερη όμως σημασία, ανάμεσα σε όλους τους σύγχρονους σχηματισμούς, έχουν οι μικρών διαστάσεων εμφανίσεις κίσηρης, προερχόμενης από την έκρηξη του ηφαιστείου στην γειτονική Σαντορίνη, το 1573 π.χ. Η παρουσία αυτών των εμφανίσεων συμβάλλει στην εκτίμηση της τάξεως μεγέθους του θαλασσίου κύματος (Tsunami), το οποίο προκλήθηκε από την κατάπτωση του θόλου του μαγματικού θαλάμου του ηφαιστείου, αμέσως μετά την έκρηξη του υπερηφαιστείου. Σημειωτέον ότι έχουν βρεθεί στρώματα τέφρας από την έκρηξη του ηφαιστείου της Σαντορίνης μέσα στους παγετώνες της Γροιλανδίας. Πάνω στην Ανάφη υπάρχουν τρεις θέσεις, στις οποίες απαντώνται οι προαναφερθείσες εμφανίσεις. Η πρώτη θέση βρίσκεται στην τοποθεσία Πυργί της περιοχής Βαγιά, στη δυτική γωνία του νησιού, σε απόσταση 330 m από την ακτή και σε ύψος 40 και 50 m, περίπου, πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας (βλ. Εικ. 28). Η κίσηρη ανευρίσκεται μέσα σε δύο κοιλώματα της επιφάνειας του εδάφους σε στρώμα μικρής έκτασης και μικρού πάχους, τα οποία καλύπτονται από χώματα, πέτρες και άλλα προσχωσιγενή υλικά. Το υλικό του στρώματος της κίσηρης αποτελείται από χονδρούς κόκκους με ενσωματωμένα λίγα τεμάχια διαμέτρου cm. Οι άλλες δύο εμφανίσεις ανευρίσκονται στην ΒΑ πλευρά του νησιού, σε αρκετά μεγάλου υψομέτρου σημεία των κοιλάδων που κατέρχονται προς την ΒΑ ακτή. Η μία από αυτές τις εμφανίσεις βρίσκεται στη θέση Μετόχι, σε υψόμετρο 160 m και σε ευθεία απόσταση επί του χάρτου από την ακτή περίπου 750 m. Η άλλη βρίσκεται στη θέση Βουνιά, περίπου 2 km δυτικότερα από την προηγούμενη, σε υψόμετρο 250 m και σε ευθεία απόσταση από την ακτή m (βλ. Εικ. 29). Τα σημαντικότερα χαρακτηριστικά των εμφανίσεων κίσηρης στην Ανάφη είναι, σε γενικές γραμμές, τα εξής: Η κίσηρη είναι λευκή, τύπου Σαντορίνης (βλ. Εικ. 30). Παρουσιάζεται αποκλειστικά και μόνο μέσα στις απολήξεις των κοιλάδων, στο εσωτερικό του νησιού. Διαφοροποιείται εν γένει σε δύο στιβάδες, μία κατώτερη, αποτελούμενη από σκόνη κίσηρης, και μία ανώτερη, η οποία περιλαμβάνει μεγαλύτερα τεμάχη με ατελή στρογγυλότητα, μεγέθους χιλιοστών έως μερικών εκατοστών. Οι αποθέσεις της κίσηρης βρίσκονται πάνω σε πλευρικά κορήματα, ενώ και οι ίδιες καλύπτονται από πλευρικά κορήματα, χωρίς όμως μέσα στα στρώματά της να παρατηρείται ίχνος από τα υλικά που αποτελούν τα κορήματα. 48

50 49 Εικόνα 28. Εμφάνιση στρώματος κίσηρης στη θέση Βαγιά, στην ΒΔ Ανάφη. (Φωτ. Νικόλας Ρούσσος). Εικόνα 29. Οι σχηματισμοί από κίσηρη των θέσεων Βουνιά και Μετόχι της ΒΔ πλευράς της Ανάφης. Στο δεξιό μέρος της εικόνας υπάρχει μια φυσική κατακόρυφη τομή της θέσεως Βουνιά. Διακρίνεται σε αυτήν το στρώμα της κίσηρης, πάχους 0,5 1,5 m περίπου, να παρεμβάλλεται στα στρώματα των προσχώσεων και κορημάτων. Στο υπόβαθρο υπάρχει ο σχηματισμός των πρασινοσχιστολίθων Ανάφης. [20]. 49

51 50 Εικόνα 30. Δείγμα κίσηρης από τη θέση Βαγιά, που βρίσκεται στο Εκθετήριο Πετρωμάτων του σχολείου μας. (Φωτογραφία: Χ. Βασιλείου). Από τις παραπάνω παρατηρήσεις συμπεραίνουμε ότι η απόθεση της κίσηρης σε ένα περιορισμένο χρονικό διάστημα δεν μπορεί να ερμηνευτεί με άλλον τρόπο, παρά με την παραδοχή ότι αυτή απετέθη στα συγκεκριμένα σημεία μεταφερμένη με θαλάσσια κύματα τύπου «τσουνάμι». Το τσουνάμι προφανώς ακολούθησε την κατάρρευση του θόλου του μαγματικού θαλάμου του ηφαιστείου της Σαντορίνης και τον σχηματισμό της Καλδέρας, που είναι η μεγαλύτερη του πλανήτη. Πριν γίνει η κατάρρευση είναι γνωστό ότι είχε προηγηθεί έντονη αποβολή κίσηρης από το ηφαίστειο, η οποία κάλυψε την νήσο Σαντορίνη με στρώμα πάχους μέχρι 40 m, κάτω από το οποίο βρίσκονται σήμερα τα λείψανα προϊστορικών κατοίκων και των έργων τους. Το ύψος του κύματος, το οποίο παρέσυρε το στρώμα κίσηρης που επέπλεε, ως ελαφρύτερο του νερού, μέσα στη θάλασσα γύρω από τη Σαντορίνη, θα ήταν βέβαια πολύ μικρότερο από τα 250 m, αλλά κατόπιν της εισόρμησής τους μέσα στα χοανοειδή στόμια των στενών και βαθειών κοιλάδων του νησιού θα «αναρριχήθηκε» αφρίζοντας μέχρι αυτό το ύψος. Το κύμα απέθεσε στα σημεία όπου έφτασε την μεταφερμένη από αυτό κίσηρη, η οποία στη συνέχεια καλύφθηκε από πλευρικά κορήματα, που έφταναν πάνω της από τις μεγαλύτερου υψομέτρου πλαγιές των γύρω βουνών λόγω διάβρωσης. [20]. Στην επόμενη Εικ. 31 υπάρχουν κάποιες φωτογραφίες από εμφανίσεις διαφόρων σχηματισμών πετρωμάτων της Ανάφης [16]. 50

52 51 Εικόνα 31. Φωτογραφίες διαφόρων πετρωμάτων της Ανάφης που χαρακτηρίζονται από μέσον έως υψηλό βαθμό μεταμόρφωσης. (a) Μυλονιτική επαφή μεταξύ των Πρασινοσχιστολίθων Ανάφης (καφέ) και της Ομάδας Αμφιβολιτών της Ανάφης (βαθύ γκρι), που δείχνει επανάληψη των στρωμάτων πρασινοσχιστολίθων και ορθοαμφιβολιτών. Θέση: τομή σε δρόμο 200 m ΝΔ του Αγίου Μάμα ( N; E). (b) Σιγμοειδής φακός χαλαζία, ο οποίος δίνει μια αίσθηση της διάτμησης που υφίσταται ο ορθοαμφιβολίτης που τον περιέχει, με διεύθυνση ΝΑ, στη βάση της ομάδας Αμφιβολιτών της Ανάφης. Τοποθεσία: ίδια με της φωτ. (a). Μήκος γραμμής κλίμακας, 1 cm. (c) Μια εμφάνιση καλά αναπτυγμένης γράμμωσης με διεύθυνση ΒΔ-ΝΑ σε ορθοαμφιβολίτη, από τα ανώτερα τμήματα της Ομάδας Αμφιβολιτών της Ανάφης. Θέση: τομή σε δρόμο 400 m Β του παρεκκλησίου της Παναγίας των Αξινών ( N; E). Μήκος γραμμής κλίμακας, 5 cm 51

53 52 (d) Ανοικτή πτυχή, με διεύθυνση επιπέδου πτυχής ΒΔ, μέσα στον σχηματισμό Πρασινοσχιστολίθων της Ανάφης. Το αξονικό επίπεδο της πτυχής (κίτρινη διακεκομμένη γραμμή) βυθίζεται με κλίση 164/35 (δηλαδή το βέλος της κλίσης τέμνει τον ορίζοντα στην τιμή αζιμουθίου 164 ο και σχηματίζει με το οριζόντιο επίπεδο γωνία 35 ο ). Θέση: τομή σε δρόμο 500 m Α του βενζινάδικου (36 21'06.27 "Ν, 25 46'41.87" E). Μήκος γραμμής κλίμακας, 5 cm. (e) Πτυχή, με διεύθυνση επιπέδου πτυχής ΒΑ, μέσα στον σχηματισμό ορθοαμφιβολιτών της Ανάφης. Το αξονικό επίπεδο της πτυχής (πράσινη διακεκομμένη γραμμή) βυθίζεται με κλίση 018/50. Θέση: τομή σε δρόμο 850 m ΒΔ της στάσης λεωφορείων Μέγας Ποταμός ( N; E). Μήκος γραμμής κλίμακας, 20 cm. (f) Κατακλαστική επαφή μεταξύ των ορθοαμφιβολιτών της Ομάδας Αμφιβολιτών της Ανάφης και των υπερκείμενων μαρμάρων της Ομάδας Χαλεπά. Θέση: δρόμος ανάμεσα στην Παναγία των Αξινών και τον Άγιο Μάμα, 800 m ANA της Παναγίας των Αξινών. [16]. Οι Reinecke et al. (1982) θεώρησαν τις επαφές μεταξύ των τεσσάρων ενοτήτων της Ανάφης ως επωθήσεις, ενώ κάποια ρήγματα οριζόντιας σχεδόν ολίσθησης βρίσκονται σε μερικές θέσεις ανάμεσα στα στρώματα Θεολόγου και τις υποκείμενες ενότητες. Απουσιάζουν όμως εντελώς δομικά και κινηματικά δεδομένα για τις προαναφερθείσες μετακινήσεις, λόγω επώθησης και οριζόντιας ολίσθησης. Οι Σούκης και Παπανικολάου (2004) υπέθεσαν ότι η γεωλογική εξέλιξη της περιοχής της Ανάφης μπορεί να περιγραφεί από τρεις φάσεις παραμόρφωσης: (α) μια φάση επώθησης των κρυσταλλικών πετρωμάτων πάνω στον φλύσχη, με διεύθυνση νοτιονοτιοδυτική, η οποία έγινε κατά το Ολιγόκαινο προς το Πρώιμο Μειόκαινο (περίπου Ma πριν), (β) μια φάση δημιουργίας κανονικών ρηγμάτων μικρής κλίσης, που συνέβη κατά το Μέσο προς Ύστερο Μειόκαινο (περίπου 10-7 Ma πριν), κατά την οποία σύρθηκαν τα στρώματα Θεολόγου και τοποθετήθηκαν πάνω από τις υπόλοιπες ενότητες, και (γ) μια φάση δημιουργίας κανονικών ρηγμάτων μεγάλης κλίσης, που συνέβη κατά το Ύστερο Μειόκαινο προς Πλειόκαινο (περίπου 7-5,3 Ma πριν), η οποία επηρέασε όλες τις ενότητες της Ανάφης. Οι τέσσερις νησίδες νοτίως της Ανάφης αποτελούνται, σύμφωνα με τον Μελιδώνη (1963) από τα εξής πετρώματα: από ιζήματα σχετιζόμενα με τα στρώματα Θεολόγου η Παχειά, από μάρμαρα τα Φτενά και από διάφορους μαρμαρυγιακούς σχιστόλιθους και αμφιβολίτες, ενδιαστρωμένους μέσα σε λεπτοπλακώδη μάρμαρα, η Μακρά. Γρανιτοειδή εμφανίζονται στην βορειο-δυτική Μακρά. Βασιζόμενος σε αναλύσεις λεπτών τομών, ο Thorbecke (1987) συσχέτισε τα κρυσταλλικά πετρώματα της νησίδας Μακρά με το Κρυσταλλικό Σύμπλεγμα Αστερουσίων. 52

54 53 Εικόνα 32. Φωτογραφίες διαφόρων πετρωμάτων της Ανάφης, στις οποίες φαίνονται η ενότητα των Αστερουσίων και διάφορες επαφές σχηματισμών. [12]. Εικόνα 33. Φωτογραφίες των βορειοδυτικών περιοχών της Ανάφης, στις οποίες φαίνονται οι νεογενείς σχηματισμοί στις Πρασιές, τον Θεολόγο και τη Βαγιά. Φαίνονται επίσης σημειωμένα και τα διάφορα ρήγματα και οι επωθήσεις της περιοχής. [12]. 53

55 54 Εικόνα 34. Φωτογραφίες από περιοχές της Ανάφης, στις οποίες φαίνονται οι Ανώτερες Ενότητες των Κυκλάδων. Τα τεκτονισμένα ιζηματογενή πετρώματα είναι του Άνω Μειοκαίνου. Η παραμόρφωση είναι κατακλαστική. Η φορά διάτμησης είναι προς ΝΔ. [12]. Εικόνα 35. Οι αποκολλήσεις λιθοσφαιρικής κλίμακας στην Αττικοκυκλαδική Ενότητα. Παρατηρούμε ότι στις Νότιες Κυκλάδες, σε αντίθεση με ότι συμβαίνει στις Βόρειες Κυκλάδες, η φορά των αποκολλήσεων είναι προς ΝΔ. [12]. 54

56 55 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7. ΤΑ ΠΑΛΑΙΑ ΜΕΤΑΛΛΕΙΑ ΤΗΣ ΑΝΑΦΗΣ Κατά τη διάρκεια επίσκεψής μας στη μία από τις τρεις θέσεις της Ανάφης όπου υπήρχαν παλαιά μεταλλεία, στη βόρεια πλαγιά του υψώματος Ντουμπάρια, ελήφθησαν αρκετές φωτογραφίες δύο πηγαδιών και διερευνητικών στοών εξόρυξης μεταλλεύματος (στις ). Συλλέξαμε επίσης δείγματα πετρωμάτων, τα οποία μεταφέρθηκαν στο Εκθετήριο Πετρωμάτων που δημιουργήσαμε στο Γυμνάσιο - Τ.Λ. Ανάφης (βλ. Εικ. 36). Αφού πρώτα αναφέρουμε κάποιες γενικότερες πληροφορίες, σχετικά με τη γένεση κοιτασμάτων του τύπου μεταλλοφορίας που συναντάμε στην Ανάφη και τις προσπάθειες που έγιναν στο παρελθόν για εκμετάλλευση των μεταλλευμάτων της Ανάφης, θα παραθέσουμε στη συνέχεια μια επιλογή από τις φωτογραφίες που προαναφέραμε. Εικόνα 36. Το Εκθετήριο Πετρωμάτων της Πατρίδας μας, που δημιουργήσαμε σε χώρο του Γυμνασίου Τ.Λ. Ανάφης. Τα πετρώματα του δεύτερου από πάνω επιπέδου, καθώς και το αντίτυπο της Διδακτορικής Διατριβής του Ν. Μελιδώνη που έχει ως θέμα τη Γεωλογία της Ανάφης, αποτελούν δωρεά του Ομότιμου Καθηγητή στο Τμήμα Γεωλογίας του ΕΚΠΑ Νικολάου Σκαρπέλη, καθ υπόδειξιν του οποίου ελήφθη και η πρωτοβουλία δημιουργίας του εκθετηρίου, το τρέχον Σχολικό Έτος. (Φωτ. Χ. Βασιλείου). 55

57 56 Η μεταλλοφορία που υπάρχει στην Ανάφη ανήκει στην κατηγορία των μεταλλοφοριών συμπαγών θειούχων μεταλλευμάτων. Μεταφέρουμε εδώ ένα κεφάλαιο από τις Σημειώσεις Κοιτασματολογίας του Ομότιμου Καθηγητή στο Τμήμα Γεωλογίας του ΕΚΠΑ Νικολάου Σκαρπέλη [22], σχετικά με τις μεταλλοφορίες του τύπου αυτού. «Είναι γενικά αποδεκτό ότι μεταλλοφορίες συμπαγών θειούχων μεταλλευμάτων συνδέονται γενετικά με την τοποθέτηση ενδιάμεσων έως όξινων πλουτώνιων πετρωμάτων, συνήθως μονζονιτών έως γρανοδιοριτών. Στον ευρύτερο χώρο των μεταλλοφοριών αυτών εμφανίζονται και οι εξής ακόμη τύποι μεταλλευμάτων: α. Μεταλλοφορίες τύπου skarn με μαγνητίτη και βασικά μέταλλα μέσα στη ζώνη μεταμόρφωσης επαφής του πλουτωνίτη. β. Μεταλλοφορίες συμπαγών θειούχων βασικών μετάλλων και θειούχων φλεβικού τύπου οι οποίες τέμνουν τα ανθρακικά πετρώματα καθώς και άλλους πετρολογικούς σχηματισμούς που συναντώνται γύρω από τη ζώνη μεταμόρφωσης επαφής του πλουτωνίτη. Σε γενικές γραμμές παρατηρείται μία ζώνωση μεταλλοφοριών γύρω από τον σωρό του πλουτωνίτη, με τις μεταλλοφοφρίες τύπου skarn στη ζώνη μεταμόρφωσής του και μακρύτερα με mantos και μετάλλευμα φλεβοειδούς μορφής (chimney καμινάδα) μέσα σε περιβάλλοντα ανθρακικά. Είναι συνηθισμένη η παρουσία πορφυριτικού τύπου πετρωμάτων με μορφή φλεβών ή σωρών, τα οποία αποτελούν αποφύσεις του κύριου πλουτώνιου σώματος και εμφανίζουν φαινόμενα δημιουργίας υδροθερμικών λατυποπαγών (hydrothermal breccia). Αυτήν τη χωρική ζώνωση των μεταλλοφοριών δείχνει σχηματικά η Εικ. 37. Εικόνα 37. Μοντέλο γένεσης συμπαγούς θειούχου μεταλλοφορίας βασικών και πολύτιμων μετάλλων από αντικατάσταση σε ανθρακικά πετρώματα (επεξήγηση στο κείμενο). [22]. 56

58 57 Από το σύνολο των μεταλλοφόρων σωμάτων ενός τέτοιου συστήματος μεταλλοφοριών, οικονομικό ενδιαφέρον εμφανίζουν κατά κανόνα τα σώματα αντικατάστασης τύπου mantos. Είναι συνήθης η ζώνωση των μετάλλων χρυσού και αργύρου σε σχέση με το κέντρο του συστήματος: οι συγκεντρώσεις χρυσού μειώνονται όσο απομακρυνόμαστε από το κέντρο, ενώ του αργύρου αυξάνονται. Παρατηρήσεις υπαίθρου και εργαστηρίου αποδεικνύουν ότι υπάρχει τεκτονικός και στρωματογραφικός έλεγχος της τοποθέτησης του μεταλλεύματος, με τα μεταλλεύματα τύπου manto και καμινάδας να είναι μεταγενέστερα της τοποθέτησης του πλουτωνίτη. Συνδυασμένη έρευνα των συνθηκών γένεσης των ορυκτών των διαφόρων μεταλλοφόρων σωμάτων γίνεται με βάση ορυκτολογικά δεδομένα, τη γεωχημεία των ισοτόπων του θείου και οξυγόνο και τη μελέτη των ρευστών εγκλεισμάτων. Αποδεικνύεται ότι τα ρευστά, τα οποία απέθεσαν το μετάλλευμα περιφερειακά του σωρού του πλουτωνίτη ήταν ψυχρότερα (250 έως περίπου 350 ο C) σε σχέση με τα ρευστά τα οποία κινήθηκαν και απέθεσαν μετάλλευμα μέσα και γύρω από το σωρό του πλουτωνίτη (ρευστά υψηλής θερμοκρασίας γύρω στους 450 ο C). Έχουν παρατηρηθεί μεταλλοφόρα σώματα τύπου mantos σε αποστάσεις ακόμα και 4Km από το σωρό του πλουτωνίτη. Η μελέτη των ισοτόπων θείου των θειούχων ορυκτών παρέχουν ενδείξεις ότι το θείο προήλθε από μία σχετικά ομογενή μαγματική πηγή. Επίσης, η γεωχημεία των ισοτόπων του μολύβδου του γαληνίτη και των αστρίων του πλουτωνίτη υποδηλώνουν πηγή του μολύβδου σε μεγάλο βάθος του φλοιού. Η γεωχημεία των ισοτόπων του οξυγόνου σε συνδυασμό με τα δεδομένα της γεωχημείας ισοτόπων θείου και μολύβδου στα μεταλλοφόρα σώματα υποδηλώνει ότι το μεταλλοφόρο υδροθερμικό ρευστό ήταν μαγματικό νερό. Μόνο σε περιπτώσεις κοιτασμάτων που σχηματίστηκαν σε σχετικά μικρό βάθος και σε ορυκτά που σχηματίστηκαν στο τέλος της περιόδου υδροθερμικής δράσης, φαίνεται ότι στο υδροθερμικό σύστημα συμμετέχει και το μετεωρικό νερό. Το μοντέλο γένεσης των κοιτασμάτων αυτού του τύπου περιγράφεται συνοπτικά ως εξής: Τοποθέτηση μάγματος και δημιουργία του σωρού ενός πλουτωνίτη με δημιουργία ζώνης μεταμόρφωσης επαφής. Ανάπτυξη και λειτουργία υδροθερμικού συστήματος, το οποίο αποθέτει μεταλλοφορία τύπου skarn στη ζώνη μεταμόρφωσης επαφής. Μεταλλοφόρο υδροθερμικό διάλυμα κινητοποιείται μέσα από ρηξιγενείς ζώνες και αποθέτει μετάλλευμα τύπου καμινάδας έως ότου στρέφεται, περνά μέσα σε ορίζοντες ανθρακικών πετρωμάτων, τα οποία και αντικαθιστά. Ταυτόχρονα αποτίθεται μεταλλοφορία και σχηματίζονται τα κύρια κοιτάσματα τύπου manto. Οξείδωση και δευτερογενή μεταλλοφόρα σώματα. Προχωρημένη διάβρωση των πετρωμάτων που κάλυπταν τα μεταλλοφόρα σώματα εκθέτει το μετάλλευμα των θειούχων στους ατμοσφαιρικούς παράγοντες. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα να δημιουργούνται εκτεταμένες ζώνες οξείδωσης των μεταλλοφόρων σωμάτων. Επιπλέον προκαλείται δημιουργία όξινης απορροής, δηλαδή υδάτων χαμηλού ph με αυξημένο φορτίο SO 4 2- και ευδιάλυτων στοιχείων. Τιμές ph της τάξης 0 έως 3 δεν είναι ασυνήθεις. Επειδή όμως τα περιβάλλοντα πετρώματα είναι συνήθως ασβεστιτικής σύστασης, η κατείσδυση των όξινων υδάτων προκαλεί διάλυση των ανθρακικών και δημιουργία περίπου κατακόρυφων φλεβοειδών ή χοανοειδών χασμάτων με βάθος 57

59 58 αρκετών δεκάδων μέτρων και πάχος μέγιστο μερικών μέτρων που μηδενίζεται στα κατώτερα σημεία. Εικόνα 38. Γεωλογική τομή του μεταλλείου της Καμάριζας Λαυρίου, στην οποία φαίνεται η μορφή της πρωτογενούς και της δευτερογενούς (sec) μεταλλοφορίας. [22]. Η αλληλεπίδραση όξινων μεταλλοφόρων υδάτων με τα ασβεστιτικά πετρώματα δημιουργεί συνθήκες απόθεσης κυρίως του σιδήρου (γκαιτίτης), ανθρακικών ορυκτών του ψευδαργύρου (σμιθσονίτης) ή ένυδρων ανθρακικών του χαλκού (αζουρίτης, μαλαχίτης). Έτσι δημιουργούνται δευτερογενή μεταλλοφόρα σώματα υπεργενετικής προέλευσης, τα οποία σε ορισμένες περιπτώσεις εμφανίζουν ενδιαφέρον ως μεταλλεύματα σιδήρου ή ψευδαργύρου. Αυτή η διαδικασία έλαβε χώρα στην περιοχή του Λαυρίου δίνοντας εντυπωσιακές μορφές δευτερογενών μεταλλοφόρων σωμάτων, οι οποίες στάθηκαν αιτία να παρερμηνευθεί η μορφή και ο τύπος του κοιτάσματος Pb Zn Ag του Λαυρίου (Εικ. 38). Αντίστοιχη εξέλιξη είχε η πρωτογενής μαγγανιούχος μεταλλοφορία Τριτογενούς ηλικίας της περιοχής Δράμας Νευροκοπίου στο χώρο της Ροδόπης.» [22]. Παραθέτουμε στη συνέχεια πληροφορίες σχετικά με τις προσπάθειες που έγιναν στο παρελθόν για εκμετάλλευση των μεταλλευμάτων της Ανάφης, τις οποίες αντλούμε από την Διδακτορική Διατριβή του Ν. Μελιδώνη (1963) [20]. (Το πρωτότυπο κείμενο είναι γραμμένο σε άπταιστη καθαρεύουσα και θα επιχειρήσουμε εδώ μια απόδοσή του στη δημοτική.) «Εκτός από μερικές εμφανίσεις λιγνίτη, πολύ περιορισμένων διαστάσεων, άνευ οικονομικής σημασίας, και των συγκεντρώσεων της κίσηρης, η οποία χρησιμοποιείται από τους κατοίκους της Ανάφης ως δομικό υλικό (κατασκευή τσιμεντοπλίνθων κλπ), στον ορυκτό πλούτο του νησιού συγκαταλέγονται και κάποια μεταλλεύματα. Σε διάφορες θέσεις στο νησί ανευρίσκονται φυσικές συσσωρεύσεις μεταλλευμάτων, τα οποία και υπό την έννοια του βαθμού συγκεντρώσεως και υπό την έννοια της μορφής των συγκεντρώσεων συνιστούν «κοιτάσματα» (έστω και περιορισμένης σημασίας), κάποια εκ των οποίων μάλιστα αποτέλεσαν κατά καιρούς αντικείμενο ερευνητικών εργασιών, εκτεταμένων σε κάποιες περιπτώσεις. Τα ορυκτά του νησιού που έχουν οικονομική σημασία διακρίνονται σε δύο κατηγορίες, με κριτήρια αφενός μεν το είδος των ορυκτών, αφετέρου δε το είδος των μητρικών πετρωμάτων, με τα οποία τα μεταλλεύματα αυτά συνδέονται γενετικώς. Στην πρώτη κατηγορία κατατάσσονται εκείνα τα ορυκτά που σχετίζονται με τα συντεκτονικά οφιολιθικά πετρώματα, όπως: αμίαντος, λευκόλιθος και κάποιες χαλκούχες ενώσεις. Στη δεύτερη κατηγορία κατατάσσονται εκείνα τα ορυκτά που σχετίζονται με τις νεότερες όξινες 58

60 59 διεισδύσεις, στα οποία συγκαταλέγονται κυρίως οι θειούχες ενώσεις των ψευδαργύρου, μολύβδου, χαλκού κλπ. Οι οπωσδήποτε εκτεταμένες ερευνητικές εργασίες, πλησίον των οποίων σώζονται ακόμη και σήμερα (1963) και τα ερείπια οικιστικών εγκαταστάσεων, αποδεικνύουν ότι στο παρελθόν έλαβε χώρα έντονη μεταλλευτική (ερευνητική) δραστηριότητα. Από τα στοιχεία που μπόρεσα να συλλέξω (σ.σ. ο Ν. Μελιδώνης) φαίνεται ότι ο πρώτος που ενδιαφέρθηκε σοβαρά για τον ορυκτό πλούτο της Ανάφης ήταν ο μεταλλευτής Ι. Β. ΣΕΡΠΙΕΡΙ, ο οποίος μετείχε στην Ιταλογαλλική Εταιρεία «Serpieri Roux de Fraissinet», στην οποία το έτος 1864 παραχωρήθηκε από το Ελληνικό Κράτος το δικαίωμα της εκμεταλλεύσεως του ορυκτού πλούτου μέρους της Λαυρεωτικής. Η δραστηριότητα του εν λόγω μεταλλευτή, επεκταθείσα και πέρα από την Λαυρεωτική, ιδιαίτερα προς τα νησιά του Αιγαίου, εκδηλώθηκε και πάνω στο νησί της Ανάφης, όπου γύρω στο 1875 διεξήγαγε τις πρώτες ερευνητικές εργασίες στις θέσεις Ντουμπάρια και Μεγάλη Λαγκάδα. (Ο ΚΟΡΔΕΛΛΑΣ (36) αναφέρεται στην «Εταιρεία Ανάφης», η οποία σε συνεργασία με άλλες εταιρείες ερεύνησε τις εμφανίσεις γαληνίτη κ.α. που βρίσκονται στο νησί. Πιθανότατα πρόκειται περί «θυγατρικής» της «Serpieri Roux de Fraissinet».) Λίγα χρόνια αργότερα, γύρω στο 1905, οι ερευνητικές εργασίες συνεχίστηκαν από την «Compagnie Française des Mines du Laurium», μιας από τις διάδοχες τις προηγούμενης εταιρείας, η οποία εργάστηκε επί ένα έτος περίπου, στις τοποθεσίες Χαντακόσπηλα και Κυρά Παναγιά. Κατά τα έτη επανέλαβε τις ερευνητικές εργασίες στις θέσεις Μεγάλη Λαγκάδα, Χαντακόσπηλα και Σταυρός ο Γερμανός μηχανικός-μεταλλειολόγος και επιχειρηματίας GROHMANN. Εκτός από τους προαναφερθέντες, εμφανίστηκαν κατά καιρούς και διάφοροι ιδιώτες, οι οποίοι εργάστηκαν σε διάφορες θέσεις πάνω στο νησί. Δυστυχώς, τα σχέδια των ερευνητικών εργασιών που διεξήχθησαν και τα αποτελέσματα αυτών των εργασιών δε βρέθηκαν πουθενά. Εκτός από μερικές δεκάδες τόνους θειούχων μεταλλευμάτων, τα οποία μεταφέρθηκαν περί το 1912 στο Λαύριο, ποτέ άλλοτε δεν έγινε εξαγωγή άλλου φορτίου μεταλλεύματος από το νησί της Ανάφης...(σελ )....Δίπλα στη θέση Ντουμπάρια διασώζονται σήμερα: στοά, η οποία παρακολουθεί για κάποιο διάστημα τη μεταλλοφόρο φλέβα κατά την διεύθυνσή της και δύο πηγάδια, από τα οποία το μεν πρώτο, βάθους 15 μέτρων περίπου, μέσα στο γρανιτικό πέτρωμα, το δεύτερο δε πάνω στο υπερκείμενο του γρανίτη μάρμαρο, που χαρακτηρίζεται από μικρό πάχος. Το δεύτερο πηγάδι, βάθους 18 μέτρων περίπου, τέμνει το μάρμαρο και εισέρχεται μέσα στον γρανίτη, ο οποίος βρίσκεται από κάτω. (σελ. 276)». [20]. Ακολουθούν στη συνέχεια οι Εικόνες 39 63, με επιλογή φωτογραφιών που πήραμε κατά την επίσκεψή μας στη θέση Ντουμπάρια, στις 4 Μαΐου

61 60 Εικόνα 39. Η θέση Ντουμπάρια, όπου υπάρχει το ένα από τα τρία παλαιά μεταλλεία της Ανάφης. Αριστερά από το αυτοκίνητο διακρίνονται οι σχηματισμοί του γρανίτη και των μαρμάρων. Κάτω από τα μάρμαρα είχε διεισδύσει πριν από 80 εκατομμύρια χρόνια περίπου γρανιτικό μάγμα, το οποίο όμως πριν φθάσει στην επιφάνεια και προκληθεί ηφαιστειακή έκρηξη ψύχθηκε αργά και στερεοποιήθηκε, σχηματίζοντας τον γρανίτη. Λόγω όμως της ανόδου του μάγματος αναθολώθηκαν τα υπερκείμενα μάρμαρα, ενώ ταυτόχρονα υπέστησαν ρωγμές διαφόρων διαστάσεων, τις ονομαζόμενες διακλάσεις. Στις διακλάσεις των μαρμάρων διέρρευσε στη συνέχεια θερμό νερό που βγήκε από το ψυχόμενο μάγμα, το υδροθερμικό ρευστό, μεταφέροντας μαζί του διαλυμένα διάφορα ιόντα, κάποια από τα οποία αποτέθηκαν μέσα στις διακλάσεις, σε χρονικό διάστημα χιλιάδων ετών. Τις αποθέσεις αυτές μπορούμε εμείς σήμερα να τις δούμε ως φλέβες. Κάποιες από τις φλέβες είναι εντελώς άχρηστες για μας, έχουν ίσως μόνο αισθητική αξία, π.χ. αν σχηματίζονται σε αυτές ευμεγέθεις και πολύχρωμοι κρύσταλλοι χαλαζία ή άλλων ορυκτών. Άλλες φλέβες όμως μπορεί να έχουν σημαντική οικονομική αξία, αν περιέχουν σε μεγάλες συγκεντρώσεις πολύτιμα ή ημιπολύτιμα μέταλλα. Προφανώς το σύστημα των πετρωμάτων γρανίτη-μαρμάρων δεν έχει σήμερα τη μορφή που είχε όταν πρωτοσχηματίστηκε, γιατί έχουν περάσει δεκάδες εκατομμύρια χρόνια, μέσα στα οποία έχει υποστεί τις διαδικασίες της μεταμόρφωσης, της παραμόρφωσης λόγω της δράσης ενδογενών (τεκτονικών) δυνάμεων και της αποσάθρωσης/διάβρωσης, λόγω της δράσης εξωγενών δυνάμεων. 60

62 61 Εικόνα 40. Είσοδος πηγαδιού που δημιουργήθηκε ύστερα από γεώτρηση. Εικόνα 41. Μικρή στοά που δημιουργήθηκε ύστερα από δοκιμαστική γεώτρηση. 61

63 62 Εικόνα 42. Είσοδος πηγαδιού που δημιουργήθηκε ύστερα από γεώτρηση. Εικόνα 43. Το πηγάδι της προηγούμενης φωτογραφίας. Από τη βάση του ίσως άρχιζαν να διακλαδίζονται υπόγειες στοές, παρακολουθώντας τις μεταλλοφόρες φλέβες από όπου γινόταν η εξόρυξη του μεταλλεύματος. 62

64 63 Εικόνα 44. Τυφλή στοά βάθους 10 m περίπου, που δημιουργήθηκε ύστερα από δοκιμαστική γεώτρηση. Εικόνα 45. Η ίδια στοά με της προηγούμενης εικόνας. 63

65 64 Εικόνα 46. Λεπτομέρεια από την είσοδο της στοάς της Εικ. 40. Εικόνα 47. Λεπτομέρεια από το βάθος της στοάς της Εικ

66 65 Εικόνα 48. Δειγματοληψία από το βάθος της στοάς της Εικ. 40, δίπλα σε μεταλλοφόρο φλέβα.. Εικόνα 49. Λεπτομέρεια από το βάθος της στοάς της Εικ. 40. Διακρίνονται με λευκά χρώματα φλέβες χαλαζία και με καφέ-κόκκινα φλέβες μεταλλεύματος, πιθανόν σιδήρου ή χαλκού. 65

67 66 Εικόνα 50. Δειγματοληψία από υπαίθρια πετρώματα στην περιοχή των παλαιών μεταλλείων. Εικόνα 51. Εμφάνιση μικρής φλέβας εκτεθειμένης στην επιφάνεια, που έχει υποστεί αποσάθρωση και διάβρωση. Το κόκκινο χρώμα οφείλεται ενδεχομένως σε οξείδια του σιδήρου. 66

68 67 Εικόνα 52. Εμφάνιση φλεβών χαλαζία μέσα σε διακλάσεις μαρμάρων. Εικόνα 53. Δείγματα με ευμεγέθεις κρυστάλλους, τα οποία εν συνεχεία μεταφέρθηκαν στο Εκθετήριο Πετρωμάτων του σχολείου μας. 67

69 68 Εικόνα 54. Δείγμα από μεταλλοφόρο φλέβα, το οποίο εν συνεχεία μεταφέρθηκε στο Εκθετήριο Πετρωμάτων του σχολείου μας.. Εικόνα 55. Δείγμα από πέτρωμα με βοτρυοειδείς αποθέσεις ασβεστίτη (τραβερτίνης?), το οποίο εν συνεχεία μεταφέρθηκε στο Εκθετήριο Πετρωμάτων του σχολείου μας. 68

70 69 Εικόνα 56. Ένα συνονθύλευμα θραυσμάτων του υποκείμενου σχηματισμού των μαρμάρων, τα οποία απέρριψαν εδώ οι εργάτης που διάνοιξαν το μεγάλο πηγάδι στην κορυφή του λόφου, δίπλα στον μαθητή. Εικόνα 57. Το μεγάλο πηγάδι στην κορυφή του λόφου. 69

71 70 Εικόνα 58. Το μεγάλο πηγάδι στην κορυφή του λόφου (από πάνω). Το βάθος του είναι ~20 m. Εικόνα 59. Δείγματα από πετρώματα στον χώρο γύρω από το πηγάδι της κορυφής, τα οποία εν συνεχεία μεταφέρθηκαν στο Εκθετήριο Πετρωμάτων του σχολείου μας. 70

72 71 Εικόνα 60. Δείγμα από πέτρωμα με βοτρυοειδείς αποθέσεις ασβεστίτη (τραβερτίνης?), το οποίο εν συνεχεία μεταφέρθηκε στο Εκθετήριο Πετρωμάτων του σχολείου μας. Ενδεχομένως να προέρχεται από την οροφή σπηλαίου που δημιουργήθηκε με καρστικά φαινόμενα μέσα στα μάρμαρα (βλ. σταλακτίτεςσταλαγμίτες). Όταν οι εργάτες, ανοίγοντας το πηγάδι, έφτασαν στην οροφή του σπηλαίου, έριξαν και αυτά τα θραύσματα μαζί με τα υπόλοιπα στον μεγάλο σωρό της Εικ. 56. Εικόνα 61. Δείγμα από πέτρωμα με βοτρυοειδείς αποθέσεις ασβεστίτη, το οποίο εν συνεχεία μεταφέρθηκε στο Εκθετήριο Πετρωμάτων του σχολείου μας. 71

73 72 Εικόνα 62. Δείγμα από πέτρωμα με βοτρυοειδείς αποθέσεις ασβεστίτη, το οποίο εν συνεχεία μεταφέρθηκε στο Εκθετήριο Πετρωμάτων του σχολείου μας. Εικόνα 63. Στο πέτρωμα αυτό φαίνεται καθαρά η διαβρωτική ενέργεια των υδροθερμικών ρευστών: είναι διάτρητο από σκωληκοειδείς σήραγγες, ενώ υπάρχουν επιφανειακές αποθέσεις χαλαζία. 72

74 73 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8. ΣΧΕΣΕΙΣ ΑΝΑΜΕΣΑ ΣΤΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΑΝΑΦΗΣ ΚΑΙ ΤΙΣ ΓΕΩΛΟΓΙΕΣ ΤΩΝ ΚΥΚΛΑΔΩΝ ΚΑΙ ΤΗΣ ΚΡΗΤΗΣ. Από όσα έχουμε αναφέρει αναλυτικά στα προηγούμενα κεφάλαια, η γεωλογία της Ανάφης παρουσιάζει λίγες συγγένειες με τη γεωλογία των Βορείων Κυκλάδων. Όμως οι συγγένειές της με τις γεωλογίες των Νοτίων Κυκλάδων και της Κρήτης είναι πολλές. Το γεγονός αυτό μπορεί να γίνει κατανοητό αν λάβουμε υπόψιν το γενικότερο γεωτεκτονικό πλαίσιο της περιοχής, που περιγράφεται παραστατικά από την Εικ. 22. Φαίνεται στην εικόνα αυτή ένα μοντέλο που περιγράφει την υποβύθιση της Αφρικανικής πλάκας κάτω από την Ευρασιατική στην Ανατολική Μεσόγειο, με αποτέλεσμα τη δημιουργία του Ελληνικού Νησιωτικού Τόξου, μέρος του οποίου είναι η Κρήτη, και του Ελληνικού Ηφαιστειακού Τόξου, μέρος του οποίου είναι η Θήρα και η Ανάφη. Επομένως, είναι αναμενόμενο η γεωλογία της Ανάφης να έχει συγγένειες τόσο με τη γεωλογία της Κρήτης, όσο και με τη γεωλογία των γειτονικών της Νοτίων Κυκλάδων, αφού βρίσκονται σε συγγενικά γεωτεκτονικά περιβάλλοντα. Εικόνα 22. Σχηματική απεικόνιση του μοντέλου που περιγράφει την υποβύθιση της Αφρικανικής πλάκας (προς τα αριστερά) κάτω από την Ευρασιατική (προς τα δεξιά) στην Ανατολική Μεσόγειο, με αποτέλεσμα τη δημιουργία του Ελληνικού Νησιωτικού Τόξου, μέρος του οποίου είναι η Κρήτη, και του Ελληνικού Ηφαιστειακού Τόξου, μέρος του οποίου είναι η Θήρα και η Ανάφη. [32]. Τα παραπάνω επιβεβαιώνονται και με τα παρατηρησιακά δεδομένα των γεωλογικών ερευνών που έχουν γίνει στο παρελθόν, σε όλους τους προαναφερθέντες χώρους, όπως αναπτύξαμε διεξοδικά στα προηγούμενα. Έτσι είναι χαρακτηριστική η παρουσία της ενότητας των Αστερουσίων τόσο στην Κρήτη, όπου βρίσκεται στο όρος Αστερούσια με την τυπική της εμφάνιση, όσο και στην Ανάφη, που απέχει περίπου 100 km από την Κρήτη, με το Κρητικό Πέλαγος να παρεμβάλλεται ανάμεσά τους. Επίσης, η παρουσία του σχηματισμού των Πρασινοσχιστολίθων με προέλευση βασάλτες μεσοωκεάνιας ράχης (MORBs) τόσο στην Ανάφη όσο και στην ενότητα Άρβης, στην Κρήτη, δείχνει ότι πιθανόν κάποτε το υλικό αυτό, δηλαδή οι βασάλτες από τους οποίους προέρχονται οι Πρασινοσχιστόλιθοι, να βρίσκονταν σε μια μεσοωκεάνια ράχη που εκτείνονταν από την Κρήτη ως την Ανάφη και ίσως πολύ πιο πέρα. Αυτή η μεσοωκεάνια ράχη ίσως να ανήκε στον ωκεανό της Τηθύος. Το ότι πιθανόν να έχουν και οι 73

75 74 πρασινοσχιστόλιθοι της Μυκόνου κοινή προέλευση με τους παραπάνω πρασινοσχιστόλιθους είναι μια ακόμη ένδειξη για το κοινό γεωλογικό παρελθόν όλων αυτών των απομακρυσμένων σήμερα περιοχών Εξ άλλου, η υπόθεση ότι ο φλύσχης της Ανάφης είναι παρόμοιος με τον φλύσχη της Σαντορίνης, δίνει μια ακόμη διασύνδεση της γεωλογίας της Ανάφης με τη γεωλογία των υπόλοιπων Νοτίων Κυκλάδων. Μια άλλη σχέση που συνδέει τη γεωλογία της Ανάφης με εκείνες της Κρήτης και των Νοτίων Κυκλάδων είναι η σεισμικότητα του ευρύτερου χώρου. Λόγω της σύγκρουσης των δύο πλακών και πάλι, η σεισμικότητα αυτή είναι ιδιαίτερα αυξημένη, όπως φαίνεται και στον σεισμολογικό χάρτη της Εικόνας 64. Δεν φαίνεται να έχει σημειωθεί επιφανειακός σεισμός μεγέθους άνω των 5 Ρίχτερ στην Ανάφη ανάμεσα στο χρονικό διάστημα , που αναφέρονται τα δεδομένα του σεισμολογικού χάρτη, όμως έχουν συμβεί αρκετοί τέτοιοι σεισμοί με επίκεντρα στις γειτονικές της Νότιες Κυκλάδες. Ένας καταστροφικός σεισμός μάλιστα, ο πιο ισχυρός στην Ευρώπη για τον 20 ο Αιώνα, συνέβη το 1956 με το επίκεντρό του στην Αμοργό, που βρίσκεται στις Νότιες Κυκλάδες και κοντά στην Ανάφη. Για τον σεισμό αυτό παραθέτουμε κάποιες πληροφορίες, όπως τις βρίσκουμε στο διαδίκτυο, στον ιστότοπο της αναφοράς [34]: «Ο μεγαλύτερος σε μέγεθος σεισμός στον ευρωπαϊκό χώρο τον 20ο αιώνα. Εκδηλώθηκε τα ξημερώματα της 9ης Ιουλίου 1956 κι έπληξε, κυρίως, τη Σαντορίνη. Συνοδεύτηκε από τσουνάμι ύψους 25 μέτρων και προκάλεσε θύματα και σημαντικές καταστροφές. Ο Εγκέλαδος προειδοποίησε το μεσημέρι της 8ης Ιουλίου με μία σεισμική δόνηση της τάξης των 4,9 βαθμών της κλίμακας Ρίχτερ, με επίκεντρο τη θαλάσσια περιοχή νότια της Αμοργού. Δεν φαίνεται να ανησύχησε ιδιαίτερα τον πληθυσμό των Κυκλάδων, που συνέχισε τις καθημερινές του δραστηριότητες. Τα ξημερώματα της 9ης Ιουλίου (05:11) εκδηλώθηκε ο κυρίως σεισμός από τον ίδιο εστιακό χώρο και κατέλαβε εξ απήνης τους κατοίκους των Κυκλάδων, που εκείνη την ώρα βρίσκονταν στις αγκάλες του Μορφέως. Ήταν μεγέθους 7,5 βαθμών της κλίμακας Ρίχτερ και έντασης 9 βαθμών της κλίμακας Μερκάλι. Όπως έγραψαν χαρακτηριστικά οι εφημερίδες της εποχής, η σεισμική δόνηση ισοδυναμούσε με την έκρηξη ατομικών βομβών. Ο σεισμός έπληξε κατά βάση τη Σαντορίνη, όπου καταμετρήθηκαν 53 νεκροί και καταγράφηκαν οι σοβαρότερες ζημιές. Το 35% των σπιτιών κατέρρευσαν και το 45% παρουσίασαν μεγάλες ή μικρές ζημιές. Ολοσχερώς καταστράφηκαν σχεδόν όλα τα δημόσια κτίρια. Εκτός από τη Σαντορίνη, σοβαρές βλάβες υπέστησαν τα νησιά Αμοργός, Ανάφη, Αστυπάλαια, Ίος, Πάρος, Νάξος, Κάλυμνος, Λέρος, Πάτμος και Λειψοί. Συνολικά, καταστράφηκαν 529 σπίτια, έπαθαν σοβαρές βλάβες και ελαφρές. Οι τραυματίες ξεπέρασαν τους 100. Ο κύριος σεισμός συνοδεύτηκε από μεγάλο θαλάσσιο κύμα βαρύτητας (τσουνάμι), το ύψους του οποίου έφθασε τα 25 μέτρα στη νοτιοανατολική ακτή της Αμοργού, τα 20 μ. στη βορειοδυτική ακτή της Αστυπάλαιας, τα 10 μ. στη Φολέγανδρο και ήταν ασθενέστερο σε διάφορες άλλες ακτές του Νοτίου Αιγαίου μέχρι τη Σμύρνη. Από το τσουνάμι μία γυναίκα έχασε τη ζωή της στην Κάλυμνο, σύμφωνα με τα δημοσιεύματα της εποχής. Το τσουνάμι εξασθενημένο έφθασε μέχρι την Καλαμάτα και κατέστρεψε πολλές μικρές βάρκες που βρίσκονταν στο λιμάνι...» Από τα παραπάνω συμπεραίνεται ότι η σεισμική επικινδυνότητα της Ανάφης δεν είναι μικρή. Αντίθετα, όπως προκύπτει και από την ύπαρξη πολλών ρηγμάτων στο νησί, τα οποία έχουν χαρτογραφηθεί και φαίνονται στους γεωλογικούς χάρτες και τις Εικόνες που παραθέσαμε στο προηγούμενο κεφάλαιο, ο σεισμικός κίνδυνος είναι πάντα υπαρκτός στο 74

76 75 νησί. Θα πρέπει επομένως οι κάτοικοι να ενημερώνονται τακτικά για τον κίνδυνο αυτό και να γίνονται οι ενδεδειγμένες από τον ΟΑΣΠ ασκήσεις αντιμετώπισης των σεισμών. Εικόνα 64. Η σεισμικότητα στην περιοχή του Νοτίου Αιγαίου και της Κρήτης. Depth = βάθος σεισμικού επικέντρου, σε km. Magnitude = μέγεθος σεισμού, στην κλίμακα Ρίχτερ. [12]. 75

77 76 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η εργασία μας είχε σαν θέμα την γεωλογική δομή της Ανάφης και την εξελικτική και κινηματική της σχέση με τις αντίστοιχες γεωλογικές δομές που απαντώνται στην Κρήτη και τις υπόλοιπες Κυκλάδες. Σαν συμπέρασμα από όλα όσα αναφέρθηκαν στα προηγούμενα κεφάλαια βγαίνει ότι η Ανάφη μαζί με τις υπόλοιπες Νότιες Κυκλάδες και την Κρήτη βρίσκονται πάνω στο ίδιο γεωλογικό τερέν εδώ και 100 περίπου εκατομμύρια χρόνια, με κάποιες ιδιαίτερες όμως επιδράσεις ανά γεωλογική περίοδο σε κάθε νησί λόγω της σχετικής θέσης του ως προς τις τοπικές αναδύσεις μάγματος και της απόστασής του από το όριο όπου συναντώνται η Αφρικανική και η Ευρωπαϊκή πλάκα, στη διαδικασία υποβύθισης της πρώτης κάτω από τη δεύτερη. Έτσι, είναι χαρακτηριστική η ύπαρξη γρανιτικού τύπου διεισδύσεων σε όλες αυτές τις απομακρυσμένες μεταξύ τους περιοχές, οι οποίες συνέβησαν στη διάρκεια του Ανώτερου Κρητιδικού (μεταξύ των 80 και 65 εκατομμυρίων ετών πριν από σήμερα). Επίσης, η σεισμική επικινδυνότητα της περιοχής είναι ιδιαίτερα αυξημένη, οπότε πρέπει οι κάτοικοι να είναι πάντοτε ενήμεροι για το ενδεχόμενο να συμβεί ένας μεγάλος σεισμός στον τόπο τους και να συμμετέχουν σε ασκήσεις προετοιμασίες για την αντιμετώπιση των συνεπειών του. 76

78 77 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Ι. ΧΡΟΝΟΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΟΣ ΧΑΡΤΗΣ [33] 77