ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ. Ανάλυση πλαγκτονικών τρηματοφόρων και μελέτη παλαιοωκεανογραφικών συνθηκών στο Λιβυκό πέλαγος.

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΘΑΛΑΣΣΙΑΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ & ΦΥΣΙΚΗΣ ΩΚΕΑΝΟΓΡΑΦΙΑΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Ανάλυση πλαγκτονικών τρηματοφόρων και μελέτη παλαιοωκεανογραφικών συνθηκών στο Λιβυκό πέλαγος. Γεωργόπουλος Αθανάσιος Υπεύθυνη καθηγήτρια: Γεραγά Μαρία ΠΑΤΡΑ 2014

2 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα διπλωματική εργασία, εκπονήθηκε στα πλαίσια προπτυχιακών σπουδών Γεωλογίας στην κατεύθυνση της Γενικής και Θαλάσσιας Γεωλογίας, του τμήματος Γεωλογίας του Πανεπιστημίου Πατρών. Υπεύθυνη στην επίβλεψη της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η καθηγήτρια Γεραγά Μαρία. Το εργαστηριακό μέρος της εργασίας πραγματοποιήθηκε στο Εργαστήριο Θαλάσσιας Γεωλογίας και Φυσικής ωκεανογραφίας του Τμήματος Γεωλογίας του Πανεπιστήμιου Πατρών. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη των παλαιωκεανογραφικών συνθηκών στο Λιβυκό πέλαγος μέσω της ανάλυσης πλαγκτονικών τρηματοφόρων. Άμεσος στόχος είναι ο προσδιορισμός των παλαιοωκεανογραφικών και παλαιοκλιματικών συνθηκών που αναπτύχθηκαν κατά το χρονικό διάστημα απόθεσης των ιζημάτων που μελετήθηκαν καθώς και η συσχέτιση τους με αποτελέσματα ερευνών των γειτονικών περιοχών Το παρόν σύγγραμμα δεν θα μπορούσε να αποκτήσει την τελική του μορφή χωρίς τη συμβολή μελών του Πανεπιστημίου και του ΙΓΜΕ. Με την ολοκλήρωση του θα ήθελα να ευχαριστήσω όλους όσους συμμετείχαν άμεσα ή έμμεσα στην προσπάθεια αυτή: Τα δείγματα ιζήματος προέρχονται από πυρήνα ιζήματος που συλλέχθηκαν στα πλαίσια ερευνητικού προγράμματος του ΙΓΜΕ. Ευχαριστώ θερμά τη Δρ Χρυσάνθη Ιωακείμ, ερευνήτρια του ΙΓΜΕ, η οποία εμπιστεύτηκε τα δείγματα ιζήματος στο Εργαστήριο Θαλάσσιας Γεωλογίας και Φυσικής Ωκεανογραφίας του Τμ. Γεωλογίας, Παν. Πατρών ώστε αυτά να αναλυθούν και να πραγματοποιηθεί η παρούσα διπλωματική εργασία. Ευχαριστώ θερμά την υπεύθυνη καθηγήτρια Γεραγά Μαρία για την ανάθεση αυτής της διπλωματικής εργασίας την εμπιστοσύνη και καθοδήγηση που μου παρείχε σε όλα τα στάδια της εργασίας αυτής. Επίσης, να ευχαριστήσω τον Καθηγητή Παπαθεοδώρου Γεώργιο για την εμπιστοσύνη που μου παρείχε ώστε να εργαστώ στο εργαστήριο Θαλάσσιας Γεωλογίας και Φυσικής Ωκεανογραφίας του Τμ. Γεωλογίας, Παν. Πατρών. Τις θερμότερες ευχαριστίες μου, στον λέκτορα Ηλιόπουλο Γεώργιο για τις εύστοχες παρατηρήσεις κατά την εκπόνηση της παρούσας εργασίας καθώς και για την ηθική υποστήριξη που μου παρείχε. Τέλος, θέλω να ευχαριστήσω την οικογένειά μου, που μου στάθηκε σε όλη την διάρκεια των σπουδών μου, καθώς και τους συμφοιτητές/φίλους μου τον Ηλία, τον Θανάση και τον Νταν που μου παρείχαν άπειρη ηθική υποστήριξη. σελ. 2

3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1.ΕΙΣΑΓΩΓΗ 4 1.2ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑ ΘΑΛΑΣΣΙΝΟΥ ΝΕΡΟΥ ΣΤΗΝ ΑΝ. ΜΕΣΟΓΕΙΟ ΤΡΗΜΑΤΟΦΟΡΑ ΓΕΝΙΚΑ ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ ΤΡΗΜΑΤΟΦΟΡΩΝ ΣΑΠΡΟΠΗΛΟΙ ΓΕΝΙΚΑ ΣΑΠΡΟΠΗΛΙΚΗ ΑΚΟΛΟΥΘΙΑ ΣΤΗΝ ΑΝ. ΜΕΣΟΓΕΙΟ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΣΑΠΡΟΠΗΛΩΝ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΣΑΠΡΟΠΗΛΩΝ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΠΥΡΗΝΑ ΜΙΚΡΟΠΑΛΑΙΟΝΤΟΛΟΓΙΚΕΣ ΑΝΑΛΥΣΕΙΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΣΥΖΗΤΗΣΗ ΠΑΛΑΙΟΩΚΕΑΝΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Ποιοτική σύγκριση δεδομένων Στατιστική σύγκριση δεδομένων ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ.29 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Ι...30 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙΙ σελ. 3

4 1.ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στην παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκαν μικροπαλαιοντολογικές αναλύσεις σε επιλεγμένα δείγματα ιζήματος από πυρήνα που συλλέχθηκε στο Λιβυκό πέλαγος. Σε αυτόν τον πυρήνα έχουν εντοπιστεί ορίζοντες σαπροπηλικής ή παρόμοιας σύστασης καθώς και αποθέσεις λασπούχων ροών. Σκοπός της εργασίας είναι ο προσδιορισμός των παλαιοωκεανογραφικών και παλαιοκλιματικών συνθηκών που αναπτύχθηκαν κατά το χρονικό διάστημα απόθεσης των ιζημάτων που μελετήθηκαν. Η έρευνα πραγματοποιήθηκε από το εργαστήριο Θαλάσσιας Γεωλογίας και Φυσικής Ωκεανογραφίας του Πανεπιστήμιου Πατρών σελ. 4

5 1.3ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑ ΘΑΛΑΣΣΙΝΟΥ ΝΕΡΟΥ ΣΤΗΝ ΑΝ. ΜΕΣΟΓΕΙΟ Η εξωτερική θερμοάλη συμπεριλαμβάνει τις ανταλλαγές στο νερό μεταξύ ανατολικής και δυτικής Μεσογείου με τον βόρειο Ατλαντικό ωκεανό, Το νερό του Ατλαντικού εκβάλει στο στενό του Γιβραλτάρ όπου κινείτε ανατολικά και εξαπλώνεται μέσω των Στενών της Σικελίας σε όλη την ανατολική Μεσόγειο ως πλέον επεξεργασμένο Ατλαντικό νερό, το οποίο περιορίζεται σε ένα επιφανειακό στρώμα 200 μέτρα πάχους. Ταυτόχρονα τα ενδιάμεσα νερά του Λεβαντίνου, τα οποία κυρίως διαμορφώνονται στο Βόρειο Ανατολικό Λεβαντίνο, ρέουν με κατεύθυνση προς τα δυτικά σε ένα ενδιάμεσο στρώμα νερού το οποίο κυμαίνεται σε βάθος μεταξύ 200 και 600 μέτρων, όπου τελικά εκρέει στον βόρειο ατλαντικό, όπου συνιστά τη γνωστή κι ως υψηλής αλμυρότητας εκροή της Μεσογείου. Οι τρεις κύριες μάζες νερού που απαντούν στο Ιόνιο πέλαγος, είναι οι ίδιες με αυτές της περιοχής μελέτης και είναι οι εξής: α) το επεξεργασμένο Ατλαντικό νερό ( MAW), το οποίο εξαπλώνεται προς τα ανατολικά μέσο των στενών της Σικελίας σε ένα υποεπιφανειακό στρώμα βάθους μεταξύ 30 και 200 μέτρων και παρουσιάζει χαμηλή αλατότητα. Αυτό επικαλύπτει το β) ενδιάμεσο νερό του Λεβαντίνου ( LIW) το οποίο εισέρχεται στο Ιόνιο πέλαγος περνώντας από το πέρασμα της Κρήτης προερχόμενο από το βόρειο ανατολικό Λεβαντίνο. Το ενδιάμεσο αυτό νερό χαρακτηρίζεται από την υψηλή αλμυρότητα που παρουσιάζει, σε στρώμα που κυμαίνεται από 30 έως 200 μέτρα βάθος. Τα αβυσσαλέα στρώματα κάτω των 1600 μέτρων βάθους φιλοξενούν το ψυχρό και χαµηλής αλατότητας γ) βαθύ νερό της Ανατολικής Μεσογείου ( EMDW) του οποίου η κύρια πηγή είναι το βαθύτερο νερό της Αδριατικής (Adriatic Deep Water, ADW). Το στρώµα σε βάθος μεταξύ 700 και 1600 μέτρων φιλοξενεί ενδιάμεσες υδάτινες µάζες µε ιδιότητες ενδιάμεσες αυτών των LIW και EMDW. Ειδικότερα ωκεανογραφικές μελέτες στην περιοχή έρευνας έδειξαν την ανάπτυξη ενός κυκλωνικού συστήματος (Κρητικός Κυκλώνας Cretan Cyclone) κυρίως σε ρηχά βάθη νερού (επιφανειακών και ενδιάμεσων θαλάσσιων μαζών). Τα νερά που σχηματίζονται στην περιοχή της Λεβαντίνης θάλασσας ( LIW) μεταφέρονται δυτικά προς το Ιόνιο πέλαγος διασχίζοντας τα στενά του Κρητικού πελάγους. Εκεί (στην περιοχή μελέτης) η μεταφορά τους διευκολύνεται από το Κρητικό κυκλωνικό σύστημα όπου αρχικά ανυψώνονται (αναβλύσματα- upwelling) και στη συνέχεια καταβυθίζονται ( downwelling) με τον αντικυκλωνικό σύστημα του Πέλοπα. σελ. 5

6 Εικ2: σχηματική απεικόνιση της κυκλοφορίας του ανώτερου θερμοκλινούς, όπου με συνεχόμενη γραμμή απεικονίζονται οι μόνιμες κινήσεις ενώ με διακεκομμένη γραμμή απεικονίζονται παροδικές και επαναλαμβανόμενες κινήσεις. σελ. 6

7 2.ΤΡΗΜΑΤΟΦΟΡΑ 2.1 ΓΕΝΙΚΑ Τα τρηματοφόρα αποτελούν μια σημαντική ομάδα θαλασσίων μικροαπολιθωμάτων καθώς μπορούμε να εξάγουμε πολύτιμα συμπεράσματα για το παλαιοπεριβάλλον τους διότι έχουν μεγάλο αριθμό ειδών και είναι άφθονα στα ιζήματα. Είναι κυρίως θαλάσσιοι οργανισμοί, ελάχιστα προσαρμόζονται στην υφάλμυρη διαβίωση και μόνο η οικογένεια Allogromiidae ζει στα γλυκά νερά. Ανάλογα με τον τρόπο διαβίωσης τους έχουν διακριθεί στις ακόλουθες δύο ομάδες τα βενθονικά και τα πλαγκτονικά. Αναλυτικότερα τα βενθονικά ζουν στους πυθμένες των θαλασσών, προσκολλημένα σε φύκη, Κοράλλια ή άλλους οργανισμούς ή ελεύθερα κινούμενα. Ακόμα υπάρχουν άτομα, τα οποία ζουν σε κενά κελύφη μεγαλύτερων Τρηματοφόρων. Η διαβίωση των βενθονικών τρηματοφόρων εξαρτάται από διάφορους παράγοντες (Murray, 2006), όπως : Α) φυσικούς: θερμοκρασία του νερού, ποσότητα φωτός, θολότητα νερού, υπόστρωμα, παλίρροια Β) χημικούς: αλμυρότητα, αλκαλικότητα, συγκέντρωση οξυγόνου Γ) βιολογικούς: επίπεδα ευτροφισμού και ρύπανσης, συμβίωση και ανταγωνισμός. Τέλος υπάρχουν λίγα γένη τρηματοφόρων που ζουν σε υφάλμυρα νερά όπως Ammonia, Nonion, Elphidium, Pyrgo. Τα πλαγκτονικά τρηματοφόρα είναι λιγότερα σε αριθμό γενών, αλλά περισσότερα σε αριθμό ατόμων. Μερικά από τα βενθονικά Τρηματοφόρα είναι δυνατόν κατά την διάρκεια της ζωής τους να έχουν σύντομο πελαγικό στάδιο. Τα πλαγκτονικά τρηματοφόρα έχουν μεγάλη γεωγραφική εξάπλωση, γιατί μεταφέρονται κυρίως από τα θαλάσσια θερμά ρεύματα σε μεγάλες αποστάσεις. Το βάθος το οποίο ζουν τα πλαγκτονικά τρηματοφόρα και η διασπορά τους εξαρτάται από τους ίδιους παράγοντες με αυτών των βενθονικών, δηλαδή φυσικούς, χημικούς και βιολογικούς. Είναι σημαντικό να επισημανθεί πως στους φυσικούς παράγοντες πρέπει να προσθέσουμε τα θαλάσσια ρεύματα και την κυκλοφορία των θαλάσσιων μαζών. Ανάλογα με τις γεωγραφικές ζώνες όπου ζουν αυτές διακρίνονται σε(εικόνα 3): Στην ισημερινή(ή τροπική ζώνη) ζώνη: σε επιφανειακή θερμοκρασία πάνω από τους 25 ο C Στην υποτροπική ζώνη: η οποία βρίσκεται εκατέρωθεν της τροπικής, με την θερμοκρασία να κυμαίνεται από τους 18 ο C έως τους 25 ο C Στην μεταβατική ζώνη: με θερμοκρασία από τους 10 ο C έως 18 ο C Στην υποπολική ζώνη: με θερμοκρασία από τους 5 ο C έως 10 ο C Στην πολική ζώνη: όπου κατώτερη θερμοκρασία αγγίζει αυτή των 0 ο C σελ. 7

8 Εικ3: Διάγραμμα στο οποίο παρουσιάζονται οι βιοκοινωνίες τρημτοφόρων σε δίαφορα γεωγραφικά πλάτη. Πρέπει να σημειωθεί πως τα όρια των παραπάνω ζωνών δεν είναι απόλυτα και μπορεί να υπάρχουν εποχιακές διακυμάνσεις. σελ. 8

9 2.2 ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ ΤΡΗΜΑΤΟΦΟΡΩΝ Η διάκριση των ειδών των τρηματοφόρων γίνεται με την βοήθεια της μορφολογίας του κελύφους τους. Το κέλυφος των τρηματοφόρων είναι ενδοσκελετικός σχηματισμός, δηλαδή εκκρίνεται από το ίδιο το ζώο εξ ολοκλήρου ή κατασκευάζεται από εξωγενή υλικά, τα οποία προσλαμβάνει το ζώο με τα ψευδοπόδια και τα οποία με βοήθεια συνδετικής ύλης, η οποία εκκρίνεται από το ίδιο, συνενώνονται μεταξύ τους. Το κέλυφος αποτελείται από ένα ή περισσότερους θαλάμους, στο τοίχωμα των οποίων διακρίνονται καμιά φορά οπές (τρήματα), από τα οποία εξέρχονται τα ψευδοπόδια. Για τον σχολιασμό του κελύφους αρκεί να αναπτυχθούν οι παρακάτω ιδιότητές του: Η φύση του Η δομή του κελύφους Η Συναρμογή του Το σχήμα του κελύφους και των θαλάμων του Οι μορφολογικοί χαρακτήρες Το πορώδες του Το μέγεθος του Διακόσμηση του σελ. 9

10 3.ΣΑΠΡΟΠΗΛΟΙ 3.1 ΓΕΝΙΚΑ Οι σαπροπηλοί είναι διακριτά στρώματα ιζημάτων πλούσια σε οργανικό υλικό με περιεκτικότητα σε οργανικό άνθρακα μεγαλύτερη των 2% κατά βάρους, έχουν πάχος μεγαλύτερο από 1 εκατοστό. Παρατηρούνται συχνά σε πυρήνες θαλασσίων ιζημάτων, οι οποίοι συλλέχθηκαν από πολλές περιοχές στην λεκάνη της Μεσογείου. Στρώματα σαπροπηλών έχουν παρατηρηθεί σε θαλάσσιες ιζηματογενές ακολουθίες οι οποίες εκτείνονται κατά την διάρκεια αρκετών παγετώδων και μεσοπαγετώδων κύκλων, γεγονός που υποδηλώνει ότι οι διαδικασίες κατά τις οποίες ο σαπροπηλός δημιουργείται συσχετίζονται άμεσα με τους μηχανισμούς που έχουν επηρεάσει το κλίμα στον πλανήτη μας κατά την διάρκεια του Τεταρτογενούς. Οι πρώτες θεωρίες για τον σχηματισμό των στρωμάτων σαπροπηλών, πρότειναν πως η γένεση τους σχετίζεται με τις έντονες βροχοπτώσεις, οι οποίες προκάλεσαν μεγάλες ποτάμιες απορροές γλυκού νερού στην θάλασσα, κατά την διάρκεια των παγετώδων εποχών, που οδήγησαν αφενός σε μόνιμη στρωμάτωση της υδάτινης στήλης άρα και έλλειψης οξυγόνου στα πυθμαία νερά και αφετέρου στην ταχεία συσσώρευση των οργανικών υπολειμμάτων στον πυθμένα των ωκεανών. Οι πιο πρόσφατες θεωρίες, χρησιμοποιώντας παλαιοπεριβαλλοντικες έρευνες, συνδέουν το σχηματισμό των σαπροπηλών με μεταβολές στην στρωμάτωση της υδάτινης στήλης καθώς και με αλλαγές που αφορούν την χημεία της, οι οποίες οδηγούν στην δημιουργία ανοξικών συνθηκών στον πυθμένα, συνδυαζόμενων με την έντονη πρωτογενή παραγωγικότητα, καταλήγει να υπάρχει,πιο πλήρη, διατήρηση οργανικής ύλης στον πυθμένα. Τέλος, μια μικρή ομάδα επιστημόνων, υποστηρίζουν πως η δημιουργία σαπροπηλών σχετίζεται με ανοξικές συνθήκες στην ευφωτική ζώνη ή και σε αλλαγή του συνήθους μοτίβου κυκλοφορίας των θαλάσσιων μαζών της Μεσογείου (από αντι-εστουαρ σε εστουαρ). 3.2 ΣΑΠΡΟΠΗΛΙΚΗ ΑΚΟΛΟΥΘΙΑ ΣΤΗΝ ΑΝ. ΜΕΣΟΓΕΙΟ Μια τυπική σαπροπηλική ακολουθία στην ανατολική Μεσόγειο περιλαμβάνει στο σύνολο πέντε λιθοφάσεις όπως θα αναφερθούν και θα περιγραφθούν από την βάση προς την οροφή παρακάτω: 1) Γκριζωπή-Πρασινωπή: Η οποία περιλαμβάνει γκριζωπή-ελαφρά πρασινωπή ιλύς η οποία έχει χαμηλό ποσοστό σε οργανικό άνθρακα της τάξης του 0,12% έως 0,23% σελ. 10

11 και παρουσιάζει υψηλή περιεκτικότητα σε ανθρακικό ασβέστιο ( CaCO 3 ), με αποτέλεσμα η αναλογία ανθρακικού ασβεστίου προς τον οργανικό άνθρακα να είναι υψηλή και να παίρνει τιμές από 26 έως 37. Είναι δυνατόν στην λιθοφάση αυτή να παρατηρηθούν δομές βιοαναμόχλευσης. 2) Κιτρινωπή-γκρι: η οποία περιλαμβάνει κιτρινωπή/πρασινωπή-γκρι έως ελαφρά οργανική λάσπη, η οποία περιέχει υψηλότερο ποσοστό σε οργανικό άνθρακα της τάξης του 0,18% έως 0,49% και παρουσιάζει χαμηλότερη περιεκτικότητα σε ανθρακικό ασβέστιο και είναι πιο έντονη η βιοαναμοχλευτική δραστηριότητα από την προηγούμενη λιθοφάση. Είναι σημαντικό να αναφερθεί, πως έχει παρατηρηθεί μια συσχέτιση μεταξύ του ποσοστού του οργανικού άνθρακα με την δραστηριότητα βιοαναμόχλευσης, ειδικότερα όπου το υλικό έχει βιοαναμοχλευτεί πιο έντονα το ποσοστό του οργανικού άνθρακα παρουσιάζει μία μείωση ενώ στις περιοχές όπου το υλικό έχει δεχθεί λίγη βιοαναμόχλευση το ποσοστό του οργανικού άνθρακα παρουσιάζει αύξηση. Η αναλογία ανθρακικού ασβεστίου προς τον οργανικό άνθρακα δεν είναι υψηλή και να παίρνει τιμές από 7 έως 26. Τέλος σε αυτήν την ενότητα παρατηρούμε υψηλό ποσοστό τρηματοφόρων (πλαγκτονικών και βενθονικών) όπως και στην προηγούμενη λιθοφάση. 3) Ιζήματα σαπροπηλού: Ο σαπροπηλός είναι γκριζωπός-λαδί έως σκούρος λαδί-γκρι ή γκριζωπός-λαδί έως πρασινωπός, ο οποίος περιέχει πολύ υψηλό ποσοστό σε οργανικό άνθρακα της τάξης μεγαλύτερο του 2% και παρουσιάζει χαμηλότερη περιεκτικότητα σε ανθρακικό ασβέστιο από την υποκείμενη λιθοφάση, όπου η αναλογία ανθρακικού ασβεστίου προς τον οργανικό άνθρακα παίρνει τιμές μικρότερες από το 4. Σε αυτήν την λιθοφάση αίσθηση προκαλεί η απουσία βενθονικών τρηματοφόρων καθώς και οι ελάχιστες δομές βιοαναμόχλευσης που παρατηρούνται. Τέλος πρέπει να αναφερθεί πως, συχνά, έχουμε εμφανίσεις μικροκηλίδες ελαφρού χρώματος, οι οποίες πιθανά να οφείλονται σε διαφυγή αερίων με μορφή φυσαλίδων. 4) Σαπροπηλιτική φάση: Η σαπροπηλιτική ενότητα είναι λαδί-γκρι έως γκριζωπό-λαδί χρώματος, περιέχει υψηλό ποσοστό σε οργανικό άνθρακα όπου το ποσοστό κυμαίνεται από 0,5% έως 2% και παρουσιάζει μεγαλύτερη περιεκτικότητα από την υποκείμενη φάση σε ανθρακικό ασβέστιο, όπου η αναλογία ανθρακικού ασβεστίου προς τον οργανικό άνθρακα παίρνει τιμές από 2 έως 9. Σε αυτήν την λιθοφάση υπάρχει απουσία βενθονικών τρηματοφόρων καθώς και οι ελάχιστες δομές βιοαναμόχλευσης που παρατηρούνται και όπως ακριβώς και στην υποκείμενη φάση παρατηρούνται μικροκηλίδες. 5) Στρώμα οξείδωσης: το στρώμα οξείδωσης είναι κιτρινωπό-πορτοκαλί έως καφέ χρώματος, περιέχει χαμηλό ποσοστό σε οργανικό υλικό της τάξης του 0,22% έως 0,45% και παρουσιάζει μεγαλύτερη περιεκτικότητα από την υποκείμενη φάση σε ανθρακικό ασβέστιο, όπου η αναλογία ανθρακικού ασβεστίου προς οργανικού άνθρακα παίρνει τιμές από 9 έως 26. Συνήθως υπάρχει εμφάνιση εναλλαγών σκοτεινόχρωμων καφέ-μαύρων λαμίνων με πορτοκαλόχρωμες-κίτρινες λαμίνες σε οξειδωμένα στρώματα τα οποία υπέρκεινται των σαπροπηλών, =οι εναλλαγές αυτές είναι χαρακτηριστικές για αυτήν την λιθοφάση. Τέλος στην λιθοφάση αυτή δεν απατώνται δομές βιοαναμόχλευσης. σελ. 11

12 Όπως προαναφέρθηκε σε προηγούμενο κεφάλαιο, οι σαπροπηλοί είναι αποτέλεσμα συγκεκριμένων αλλαγών των παλαιοωκεανογραφικών συνθηκών που επικρατούσαν σε μία περιοχή, έτσι και αυτοί δεν αποτέθηκαν αμέσως αλλά πέρασαν από κάποια στάδια δημιουργώντας τις παραπάνω πέντε λιθοφάσεις. Αναλυτικότερα, έχουμε την δημιουργία ανοξικών περιβαλλόντων σε περιοχές όπου παρατηρείτε στρωματοποίηση της υδάτινης στήλης αυτή σχετίζεται με την δημιουργία είτε ενός θερμοκλινούς, είτε πυκνοκλινούς ακομά και με την δημιουργία ενός αλοκλινούς ή και συνδυασμό όλο των παραπάνω. 3.3 ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΣΑΠΡΟΠΗΛΩΝ Τα τελευταία χρόνια έχουν αποτεθεί στον πυθμένα των θαλασσών 12 στρώματα σαπροπηλών στην Ανατολική Μεσόγειο. Ο κάθε σαπροπηλός μπορεί να χαρακτηριστεί με βάσει τις διαφορετικές ιδιότητες που παρουσιάζει καθώς και με την ηλικία απόθεσής του. Η ηλικία τους μπορεί να συσχετίζεται είτε με την κατανομή του δ 18 O είτε με την αστρονομική χρονολόγηση η οποία προκύπτει από τις τροχιακές μεταβολές της Γης. Είναι σημαντικό σε αυτό το σημείο να αναφερθεί πως ο σχηματισμός των σαπροπηλών συνδέεται χρονικά με περιόδους, κατά τις οποίες ο precession index έχει τις χαμηλότερες τιμές (περίπου κάθε yrs). Ο σχηματισμός των σαπροπηλών καθυστερεί σε σχέση με τις ελάχιστες τιμές του precession index κατά 2-3 kyrs. Οι ακραίες τιμές του precession index (μέγιστες και ελάχιστες) αποδίδονται σε ι-κύκλους (i-cycle), που η αρίθμησή τους ξεκινά από σήμερα (1 ος κύκλος) και κάθε σαπροπηλός αντιστοιχεί σε συγκεκριμένο i-cycle. Παρακάτω παρατίθενται αναλυτικά οι ιδιότητες των σαπροπηλών από τον νεότερο προς τον παλαιότερο, όπως έχουν καταγραφεί από τους επιστήμονες: S1: Ο σαπροπηλός S1 εμφανίζεται σε ηλικίες από 6,3 εώς 11,8 ka χρονών, αποτελείτε από θερμή πλαγκτονική πανίδα, έχει πάχος απόθεσης περίπου 20 εκατοστά, το ποσοστό του οργανικού άνθρακα είναι περίπου 2%, τέλος ηλικιακά κατατάσσεται στο ισοτοπικό επίπεδο 1 του Ο 2 και στο 2 ο i-cycle. S2: Ο σαπροπηλός S2 εμφανίζεται σε ηλικίες από 23 έως 25 και στα 52 ka χρόνια, εμφανίζει μικρό πάχος απόθεσης (μικρότερο από 5 εκατοστά), ηλικιακά κατατάσσεται στο ισοτοπικό επίπεδο 3 του Ο 2 και στο 6 ο i-cycle. S3: Ο σαπροπηλός S3 εμφανίζεται σε ηλικίες από 38 έως 40 και 78 έως 84 ka, αποτελείται από θερμή πλαγκτονική πανίδα, έχει πάχος απόθεσης το οποίο κυμαίνεται από 10 έως 22 εκατοστά, το ποσοστό του οργανικού άνθρακα είναι περίπου 2%, ηλικιακά κατατάσσεται στο ισοτοπικό επίπεδο 5a του Ο 2 και στο 8 ο i- cycle. S4: Ο σαπροπηλός S4 εμφανίζεται σε ηλικίες από 98 έως 100 ka, αποτελείται από θερμή πλαγκτονική πανίδα, έχει πάχος απόθεσης το οποίο κυμαίνεται από 4 έως 15 σελ. 12

13 εκατοστά, ηλικιακά κατατάσσεται στο ισοτοπικό επίπεδο 5c του Ο 2 και στο 10 ο i- cycle. S5: Ο σαπροπηλός S1 εμφανίζεται σε ηλικίες 125 ka χρονών, αποτελείτε από θερμή πλαγκτονική πανίδα, έχει πάχος απόθεσης το οποίο κυμαίνεται από 22 έως 36 εκατοστά, το ποσοστό του οργανικού άνθρακα είναι περίπου 7%, τέλος ηλικιακά κατατάσσεται στο ισοτοπικό επίπεδο 5e του Ο 2 και στο 12 ο i-cycle. S6: Ο σαπροπηλός S6 αποτελείτε από ψυχρή πλαγκτονική πανίδα, έχει πάχος απόθεσης περίπου 28 εκατοστών, το ποσοστό του οργανικού άνθρακα είναι μικρότερο από 5%, τέλος ηλικιακά κατατάσσεται στο ισοτοπικό επίπεδο 7 του Ο 2 και στο 16 ο i-cycle. S7: Ο σαπροπηλός S7 εμφανίζεται σε ηλικίες 195 ka χρονών, αποτελείτε από θερμή πλαγκτονική πανίδα, έχει πάχος απόθεσης περίπου 7 εκατοστών, το ποσοστό του οργανικού άνθρακα είναι μικρότερο από 5% τέλος ηλικιακά κατατάσσεται στο ισοτοπικό επίπεδο 7a του Ο 2 και στο 18 ο i-cycle. S8: Ο σαπροπηλός S8 εμφανίζεται σε ηλικίες 217 ka χρονών, αποτελείτε από ψυχρή πλαγκτονική πανίδα, έχει πάχος απόθεσης περίπου 23 εκατοστών, τέλος ηλικιακά κατατάσσεται στο ισοτοπικό επίπεδο 7d του Ο 2 και στο 20 ο i-cycle. S9: Ο σαπροπηλός S9 εμφανίζεται σε ηλικίες 240 ka χρονών, αποτελείτε από θερμή πλαγκτονική πανίδα, έχει πάχος απόθεσης περίπου 1 με 2 εκατοστά, τέλος ηλικιακά κατατάσσεται στο ισοτοπικό επίπεδο 7e του Ο 2 και στο 22 ο i-cycle. S10: Ο σαπροπηλός S10 εμφανίζεται σε ηλικίες 331 ka χρονών, αποτελείτε από θερμή πλαγκτονική πανίδα, έχει πάχος απόθεσης περίπου 1 με 2 εκατοστά, τέλος ηλικιακά κατατάσσεται στο ισοτοπικό επίπεδο 9 του Ο 2 και στο 30 ο i-cycle. S11: Ο σαπροπηλός S11 εμφανίζεται σε ηλικίa 407 ka χρονών, αποτελείτε από θερμή πλαγκτονική πανίδα, έχει πάχος απόθεσης περίπου 1 με 2 εκατοστά, τέλος ηλικιακά κατατάσσεται στο ισοτοπικό επίπεδο 11 του Ο 2 και στο 38 ο i-cycle. S12: Ο σαπροπηλός S12 εμφανίζεται σε ηλικία 461 ka χρονών, έχει πάχος απόθεσης περίπου 1 με 2 εκατοστά, τέλος ηλικιακά κατατάσσεται στο ισοτοπικό επίπεδο 11 του Ο 2 και στο 46 ο i-cycle. σελ. 13

14 Εικ4: Διαγραμμα στο οποιο παρουσιαζονται οι σαπροπηλικοι ορίζοντες της Αν. Μεσογείου σε σχέση με τη διακύμανση των τιμών του δ 18 Ο. Τα δεδομένα προέκυψαν από αναλύσεις ιζημάτων πυρήνα που συλλέχθηκε από την Αν. Μεσόγειο. Οι αποθέσεις των περισσότερων σαπροπηλών συμπίπτουν με έντονες μειώσεις των τιμών του δ 18 Ο. σελ. 14

15 3.4 ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΣΑΠΡΟΠΗΛΩΝ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ Η μελέτη σαπροπηλικών στρωμάτων από πυρήνες στην περιοχή μελέτης ( Rohling et al., 1992) έδειξε ότι γενικά οι σαπροπηλοί S1 και S5 έχουν αποτεθεί σε πιο θερμές περιόδους, ο S3 σαπροπηλός έχει αποτεθεί σε σχετική ψυχρή περίοδο ενώ ο S4 σε αξιοσημείωτη ψυχρή περίοδο.κατά μέσο όρο, η Αδριατική θάλασσα έχει υπάρξει σημαντικά πιο ψυχρή από την περιοχή γύρω της της Κρήτης κατά την διάρκεια των τελευταίων 18,000 χρόνων. Αυτή η διαφορά ήταν μεγαλύτερη κατά την διάρκεια της peniglacial περιόδου και πολύ μικρή κατά την διάρκεια του Ολοκαίνου. Η απόκλιση της θερμοκρασίας από την μετάβαση από μία παγετώδη περίοδο σε μία μεσοπαγετώδη περίοδο εμφανίζεται να είναι πολύ μεγαλύτερη στην Αδριατική Θάλασσα από ότι στο βόρειο Λεβαντίνο. Σύμφωνα με τον ίδιο ερευνητή με βάση την PCA ανάλυση, παρατηρείται μια ετήσια σταθερότητα όπου αντικατοπτρίζει στρωματοποίηση ή μία ομοθερμική κατάσταση να επικρατεί στο ευφοτικό στρώμα. Οι ετήσιες τιμές σταθερότητας είναι υψηλές κατά την διάρκεια της τελευταίας παγετώδου περιόδου καθώς και στους σαπροπηλούς S3 και S5 όπου, κατά πάσα πιθανότητα, είναι αποτέλεσμα της ρηχής θέσης του μόνιμου πυκνοκλινούς που επικρατούσε στο ευφοτικό στρώμα. Η θερμοκρασία και η μέση ετήσια σταθερότητα φαίνεται να παρουσιάζουν χαμηλές τιμές κατά την διάρκεια του σαπροπηλού S4, η οποία μπορεί να σημαίνει πως την εποχή εκείνη, η θερμική στρωματοποίηση ήταν μικρότερης διάρκειας από εκείνη του σχηματισμού των σαπροπηλών S3 και S5. Η ετήσια σταθερότητα κατά την διάρκεια του σχηματισμού του σαπροπηλού S1 φαίνεται να ήταν μέτρια αν και δεν υπάρχουν ενδείξεις για ένα ρηχό μόνιμο πυκνοκλινές μέσα στο ευφοτικό στρώμα ώστε να την δικαιολογούν αλλά οφείλεται στην μακρόχρονη παρουσία του θερμοκλινούς, σε συνδιασμό με τις υψηλές τιμές της θερμοκρασίας που επικρατούσε εκείνη την περίοδο. Οι χαμηλές ετήσιες τιμές σταθερότητας της τελευταίας pleniglacial περιόδου στη Αδριατική θάλασσα έρχονται σε αντίθεση με τις υψηλές τιμές, για το αντίστοιχο διάστημα, με αυτές του βόρειου Λεβαντίνου. Αυτό μπορεί να οφείλεται στο ότι η θερμικά στρωματοποιημένη εποχή ήταν συντομότερη στην Αδριατική σε σχέση με αυτή του βόρειου Λεβαντίνου. Αν ισχύει αυτό, τότε μπορεί να σχηματιστεί το βαθύ νερό της ανατολικής Μεσογείου στην Αδριατική θάλασσα κατά την διάρκεια των leniglacial εποχών. Η υψηλή ετήσια σταθερότητα στο διάστημα μεταξύ 12,700 και 9,600 B.P δείχνει για την περιοχή της Αδριατικής επικράτηση ενός εποχιακού θερμοκλινούς το οποίο μπορεί να οδηγήσει σε χαμηλή ταχύτητα σχηματισμού του ΕΜDW. Σε συνδυασμό με την αρκετά υψηλή παραγωγικότητα που παρουσιάζεται σε όλη την Ανατολική Μεσόγειο, μπορεί να προκληθεί μία σταδιακή μείωση της συγκέντρωσης οξυγόνου στο πυθμένα της υδάτινης στήλης όπου προμηνύει τον σχηματισμό σαπροπηλού. σελ. 15