Σαξινόμηση Τποθαλάσσιων Βαρυτικών Γεγονότων στον Κορινθιακό κόλπο

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΗΜΙΟ ΠΑΣΡΨΝ ΦΟΛΗ ΘΕΣΙΚΨΝ ΕΠΙΣΗΜΨΝ ΣΜΗΜΑ ΓΕΨΛΟΓΙΑ ΣΟΜΕΑ ΓΕΝΙΚΗ ΘΑΛΑΙΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑ & ΓΕΩΔΤΝΑΜΙΚΗ ΕΡΓΑΣΗΡΙΟ ΘΑΛΑΙΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑ & ΥΤΙΚΗ ΩΚΕΑΝΟΓΡΑΥΙΑ Επιβλέπων: Καθηγητής Παπαθεοδώρου Γεώργιος Διπλωματική Εργασία Σων φοιτητριών του Σμήματος Γεωλογίας Καψάλη Ευδοξία Α.Μ Πολυχρονοπούλου Νικολέττα Α.Μ Σαξινόμηση Τποθαλάσσιων Βαρυτικών Γεγονότων στον Κορινθιακό κόλπο Πάτρα, Υεβρουάριος 2011

2

3 ΠΑΝΕΠΙΣΗΜΙΟ ΠΑΣΡΩΝ ΦΟΛΗ ΘΕΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΗΜΩΝ ΣΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΣΟΜΕΑ ΓΕΝΙΚΗ ΘΑΛΑΙΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑ & ΓΕΩΔΤΝΑΜΙΚΗ ΕΡΓΑΣΗΡΙΟ ΘΑΛΑΙΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑ & ΥΤΙΚΗ ΩΚΕΑΝΟΓΡΑΥΙΑ ΔΙΠΛΩΜΑΣΙΚΗ ΕΡΓΑΙΑ Σαξινόμηση Τποθαλάσσιων Βαρυτικών Γεγονότων στον Κορινθιακό κόλπο ΚΑΧΑΛΗ ΕΤΔΟΞΙΑ του ΣΤΛΙΑΝΟΤ ΠΟΛΤΦΡΟΝΟΠΟΤΛΟΤ ΝΙΚΟΛΕΣΣΑ του ΦΡΗΣΟΤ ΥΟΙΣΗΣΡΙΩΝ ΣΟΤ ΣΜΗΜΑΣΟ ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ: ΚΑΘΗΓΗΣΗ ΠΑΠΑΘΕΟΔΩΡΟΤ ΓΕΩΡΓΙΟ Πάτρα, Υεβρουάριος 2011

4

5 είναι καλό να θυμόμαστε ότι οι μεγαλύτερες βαρυτικές μετακινήσεις στη Γη εμφανίζονται στον πυθμένα της θάλασσας Varnes, 1975

6

7 Η εργασία αυτή αφιερώνεται στη Μαρία Φαρσαράκη και το Διονύση Λουκόπουλο που μας λείπουν πολύ...

8

9 ΕΤΦΑΡΙΣΙΕ Καταρχήν, θα θέλαμε να ευχαριστήσουμε τον επιβλέπων καθηγητή κύριο Γεώργιο Παπαθεοδώρου για την εποικοδομητική συνεργασία και τη μεθοδική του καθοδήγηση καθόλη τη διάρκεια εκπόνησης αυτής της εργασίας. Η βοήθειά του ήταν ουσιαστική, καθώς, επίσης, οι συμβουλές και οι παρατηρήσεις του καθοριστικές για την ολοκλήρωση της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας. Επίσης, ευχαριστούμε όλα τα παιδιά του εργαστηριού θαλάσσιας γεωλογίας και φυσικής ωκεανογραφίας για τις συμβουλές που μας έδωσαν, ιδιαίτερα πάνω σε τεχνικά θέματα. Σέλος, θα θέλαμε να εκφράσουμε την ευγνωμοσύνη μας στους γονείς μας για την υλική και κυρίως την ηθική τους υποστήριξη, όχι μόνο κατά την εκπόνηση αυτής της εργασίας, αλλά και σε ολόκληρη την πορεία μέχρι την περάτωση των προπτυχιακών μας σπουδών. Καψάλη Ευδοξία Πολυχρονοπούλου Νικολέττα Υεβρουάριος 2011

10

11 ΣΙΣΛΟ: Σαξινόμηση Τποθαλάσσιων Βαρυτικών Γεγονότων στον Κορινθιακό κόλπο ΥΟΙΣΗΣΡΙΕ: ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ: Καψάλη Ευδοξία Πολυχρονοπούλου Νικολέττα Παπαθεοδώρου Γεώργιος ΠΕΡΙΛΗΧΗ τόχος της εργασίας αυτής είναι η δημιουργία ενός συγκεντρωτικού χάρτη, ο οποίος απεικονίζει βαρυτικά γεγονότα στην περιοχή του Κορινθιακού κόλπου. Με βάση τα δεδομένα που πάρθηκαν από την έρευνα που πραγματοποιήθηκε το 1983 με το σκάφος Discovery με τη χρήση του τομογράφου υποδομής πυθμένα και του ηχοβολιστή πλευρικής σάρωσης, καθώς και την επεξεργασία αυτών με το λογισμικό πρόγραμμα GIS, δημιουργήθηκε ένας χάρτης ταξινόμησης των υποθαλάσσιων βαρυτικών γεγονότων. Βάσει αυτού οδηγούμαστε σε συμπεράσματα ως προς τη συχνότητα εμφάνισης, τη γεωγραφική κατανομή αλλά και το είδος των βαρυτικών γεγονότων που εντοπίστηκαν στις καταγραφές.

12

13 Abstract This work deals with the gravitative submarine mass movements in the seismically active graben; the Gulf of Corinth. The main objective of this work is to create a detailed map of the submarine mass movements of the Gulf of Corinth based on seismic data. The seismic data, consisting of side scan sonar and subbottom profiling records, was collected in 1983 in the framework of a research cruise of the research vessel Discovery. The interpretation of the seismic data was based on certain acoustic criteria and the results were processed with GIS software led to the construction of a classified map. This paper tries to demonstrate the frequency of display, the geological distribution and the type of mass movements, based on the collected seismic data.

14

15 Πίνακας Περιεχομένων σελ ΚΕΥΑΛΑΙΟ 1 Βαρυτικές μετακινήσεις μαζών ύγκριση χερσαίων - υποθαλάσσιων βαρυτικών μετακινήσεων Δυσκολία μελέτης υποθαλάσσιων βαρυτικών μετακινήσεων... 2 ΚΕΥΑΛΑΙΟ 2 ύγχρονες μέθοδοι έρευνας Ηχοβολιστής πλευρικής σάρωσης Σομογράφος υποδομής πυθμένα Αυτοματοποιημένη ναυσιπλοΐα... 5 ΚΕΥΑΛΑΙΟ 3 Παράγοντες που προκαλούν τις υποθαλάσσιες βαρυτικές μετακινήσεις Σάσεις Σεκτονική Επιφανειακά κύματα Ιζηματογένεση Αντοχή Υόρτιση ιζημάτων Κυκλική φόρτιση από τα κύματα Δημιουργία αερίων στους πόρους Παλίρροιες... 9

16 Περιεχόμενα ΚΕΥΑΛΑΙΟ 4 Απόψεις ταξινόμησης υποθαλάσσιων βαρυτικών μετακινήσεων Ανάλυση κύριων τύπων ταξινόμησης Πτώσεις βράχων Ολισθήσεις και περιστροφικές ολισθήσεις Ροές μαζών Ροή κορημάτων Ροή κόκκων Ιξώδεις ροές Ρευστοποιημένες / Τγροποιημένες ροές Σουρβιδιτικές ροές Ερπυσμός ΚΕΥΑΛΑΙΟ 5 Μεθοδολογία ΚΕΥΑΛΑΙΟ 6 Φάρτες ταξινόμησης Φάρτης βαρυτικών γεγονότων Φάρτης ροών Φάρτης Καναλιών Φάρτης πιθανών γεγονότων Φάρτης δομών παγώδας ΚΕΥΑΛΑΙΟ 7 υμπεράσματα ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΥΙΑ ΠΑΡΑΡΣΗΜΑ ii

17 ΚΕΥΑΛΑΙΟ 1 Βαρυτικές μετακινήσεις μαζών Σα τελευταία χρόνια απασχολούν όλο και περισσότερο την κοινή γνώμη τα γεωλογικά φαινόμενα. υνεπώς όλοι λίγο ή πολύ έχουμε ακούσει τον όρο κατολίσθηση. την επιστημονική κοινότητα όμως έχει επικρατήσει ο όρος της βαρυτικής μετακίνησης. Οι μετακινήσεις μαζών, ασχέτως μορφής, εκτάσεως και γενεσιουργών αιτιών, οι οποίες λαμβάνουν χώρα σε φυσικές ή τεχνητές επιφάνειες υπό την επίδραση της βαρύτητας, καλούνται βαρυτικές μετακινήσεις μαζών. Ανάλογα με το περιβάλλον, που εντοπίζουμε τις βαρυτικές μετακινήσεις, τις χωρίζουμε σε χερσαίες και υποθαλάσσιες. Τπάρχουν, βέβαια, και οι περιπτώσεις στις οποίες μπορεί μια βαρυτική μετακίνηση να ξεκινήσει σα χερσαία και να καταλήξει σε υποθαλάσσια. 1.1 ύγκριση χερσαίων - υποθαλάσσιων βαρυτικών μετακινήσεων μαζών Και στις δύο περιπτώσεις περιβάλλοντος (χερσαίες και υποθαλάσσιες) μιλάμε για βαρυτικές μετακινήσεις μαζών. Τπάρχουν όμως στοιχεία που τις διαφοροποιούν, τόσο στις διαδικασίες πυροδότησης όσο και στη μελέτη τους αλλά και τον αντίκτυπό τους στην ανθρώπινη κοινωνία. Αν και οι χερσαίες βαρυτικές μετακινήσεις απαιτούν απότομα πρανή με μεγάλες κλίσεις για να εξελιχθούν, στον πυθμένα της θάλασσας τα πράγματα είναι λίγο διαφορετικά. Οι περισσότερες από τις υποθαλάσσιες βαρυτικές μετακινήσεις δημιουργούνται σε πλαγιές με πολύ χαμηλές γωνίες κλίσεων (<5 ο ). Μέχρι πρόσφατα οι επιστήμονες πίστευαν ότι μια βαρυτική μετακίνηση μπορεί να συμβεί σε κλίσεις άνω της 1 ο, στοιχεία όμως από τα δελταϊκά μέτωπα του Μισισιπή αποδεικνύουν ότι μπορεί να υπάρξει βαρυτική μετακίνηση ακόμα και σε πλαγιά 0,5 ο. Είναι γεγονός ότι στην επιφάνεια της Γης τα πράγματα είναι πολύ πιο εύκολα, όσων αφορά την παρατήρηση, τη μελέτη και τη χαρτογράφηση των βαρυτικών μετακινήσεων, σε σχέση με το υποθαλάσσιο περιβάλλον. Αυτό συμβαίνει γιατί οι χερσαίες βαρυτικές μετακινήσεις είναι προσιτές ενώ στις υποθαλάσσιες απαιτείται εξειδικευμένος τεχνικός εξοπλισμός. Η εκδήλωση βαρυτικών μετακινήσεων επιφέρει συχνά δυσμενείς επιπτώσεις στη ζωή των ανθρώπων. Οι χερσαίες βαρυτικές μετακινήσεις

18 ΚΕΥΑΛΑΙΟ 1 μπορεί να προκαλέσουν καταστροφή ανθρώπινης περιουσίας (π.χ. οικισμοί) ή τεχνικών έργων (π.χ. φράγματα, οδικό δίκτυο, κ.τ.λ.) στις περιοχές στις οποίες εκδηλώνονται, αλλά ακόμα και απώλεια ανθρώπινων ζωών. τις υποθαλάσσιες βαρυτικές μετακινήσεις οι επιπτώσεις που μπορεί να προκληθούν είναι αρκετά σημαντικές, καθώς υπάρχουν στον πυθμένα καλώδια τηλεπικοινωνιών και πετρελαιαγωγοί, που δεν είναι λίγες οι φορές που έχουν ζημιωθεί ή και καταστραφεί. ημαντικές είναι επίσης οι ζημιές που μπορεί να προκληθούν και σε τεχνικά έργα, όπως για παράδειγμα γέφυρες. 1.2 Δυσκολία μελέτης υποθαλάσσιων βαρυτικών μετακινήσεων Σο θαλάσσιο περιβάλλον, το οποίο καταλαμβάνει τα ¾ της γήινης επιφάνειας, είναι ένα κεφάλαιο για το οποίο γνωρίζουμε ελάχιστα, συνεπώς η γνώση μας, για πολλές περιοχές του πυθμένα, είναι ακόμα ελλιπής. Αυτό οφείλεται τόσο στο μέγεθός του όσο και τη δυσκολία μελέτης του, λόγω της υδάτινης στήλης που παρεμβάλλεται. Για να μπορέσουμε να εντοπίσουμε και να μελετήσουμε μια υποθαλάσσια βαρυτική μετακίνηση θα πρέπει να βρούμε τρόπους έτσι ώστε να διαπεράσουμε την υδάτινη στήλη και να συλλέξουμε πληροφορίες για τον πυθμένα. Πέρα από τις παραπάνω φυσικές παραμέτρους, που μπαίνουν εμπόδιο στη μελέτη των υποθαλάσσιων βαρυτικών μετακινήσεων, θα πρέπει κανείς να συνυπολογίσει και το κόστος της έρευνας. Αυτό περιλαμβάνει το σύγχρονο τεχνικό εξοπλισμό, που θα χρειαστούμε για να αντιμετωπίσουμε το πρόβλημα της υδάτινης στήλης, αλλά και το εξειδικευμένο προσωπικό, που θα πρέπει να απασχολήσουμε για χρόνο τόσο ώστε να έχουμε ικανοποιητικά αποτελέσματα από μια περιοχή μελέτης. Σέλος, οι καιρικές συνθήκες παίζουν καθοριστικό ρόλο για την υλοποίηση της έρευνας, όχι μόνο γιατί καθορίζουν τη διεξαγωγή της ή όχι, αλλά και γιατί τα όργανα καταγραφής που χρησιμοποιούνται για τη συλλογή των δεδομένων (τα οποία θα αναφερθούν παρακάτω) επηρεάζονται άμεσα. 2 ΣΜΗΜΑ ΓΕΨΛΟΓΙΑ

19 ΚΕΥΑΛΑΙΟ 2 ύγχρονες μέθοδοι έρευνας Ο εντοπισμός και η αναγνώριση των υποθαλάσσιων βαρυτικών μετακινήσεων στηρίζονται στον προσδιορισμό της μορφολογίας του πυθμένα και την παραμόρφωση των ιζημάτων. Η εξέλιξη της τεχνολογίας παρέχει ακριβέστερες πληροφορίες σχετικά με τον πυθμένα της θάλασσας αλλά και κάτω από αυτόν, μέσω του ηχοβολιστή πλευρικής σάρωσης και του τομογράφου υποδομής πυθμένα. Η χρήση αυτών σε συνδυασμό με την αυτοματοποιημένη ναυσιπλοΐα επιτρέπουν τη χαρτογράφηση των υποθαλάσσιων βαρυτικών μετακινήσεων. 2.1 Ηχοβολιστής πλευρικής σάρωσης Αυτή η τεχνική αντιπροσωπεύει τη σημαντικότερη ανάπτυξη στη θαλάσσια χαρτογράφηση της μορφολογίας του πυθμένα και έχει αποδειχθεί ανεκτίμητη στην αναγνώριση των υποθαλάσσιων βαρυτικών μετακινήσεων. Ο ηχοβολιστής πλευρικής σάρωσης αποτυπώνει με ηχητικά κριτήρια τη μορφολογία του πυθμένα και δίνει δυσδιάστατες απεικονίσεις της επιφάνειάς του. Ένα σύστημα ηχοβολιστή πλευρικής σάρωσης συνίσταται από τρία βασικά μέρη, τους ημιπλωτούς πομποδέκτες, που τοποθετούνται στην ηχοβολιστική τορπίλη, το καλώδιο μεταφοράς του σήματος και συγχρόνως καλώδιο σύρσης και την καταγραφική μονάδα (εικόνα 1). Οι υψηλής συχνότητας ηχητικοί παλμοί (100±15kHz) διαβιβάζονται από την τορπίλη σε τακτά χρονικά διαστήματα σε ένα μικρό εύρος σάρωσης του πυθμένα. Καθώς τα ηχητικά κύματα αγγίζουν τον πυθμένα και συναντούν διαφορετικά χαρακτηριστικά τραχύτητας ή διάφορες κλίσεις, ο ήχος διαχέεται ή ανακλάται. Η ανακλώμενη ενέργεια παραλαμβάνεται από την τορπίλη, που τη διαβιβάζει μέσω του καλωδίου στην καταγραφική μονάδα. Η ένταση του καταγραφόμενου ίχνους είναι ανάλογη της έντασης του επιστρεφόμενου σήματος έτσι ώστε σκουρόχρωμα ίχνη να δηλώνουν ισχυρή ανάκλαση και ανοιχτόχρωμα ίχνη ασθενή ανάκλαση των προσπιπτόντων ηχητικών κυμάτων. Κατά συνέπεια, καθώς το σκάφος και η τορπίλη κινούνται, κατασκευάζεται μια εικόνα με ανοιχτόχρωμα και σκουρόχρωμα τμήματα

20 ΚΕΥΑΛΑΙΟ 2 Εικόνα 1: Ηχοβολιστής πλευρικής σάρωσης (αριστερά), καταγραφική μονάδα (δεξιά) του πυθμένα, που ονομάζεται ηχογραφία. την πραγματικότητα, η εικόνα μπορεί να θεωρηθεί παρόμοια με μια εναέρια φωτογραφία που τραβήχτηκε όταν ο ήλιος είναι χαμηλά και πίσω από τη φωτογραφική μηχανή. 2.2 Σομογράφος υποδομής πυθμένα Οι τομογράφοι υποδομής χρησιμοποιούνται για τη μελέτη της γεωλογικής υποδομής του πυθμένα. Η βασική αρχή περιλαμβάνει την ανίχνευση της στρωματογραφίας και της δομής των ιζημάτων, που υποδεικνύεται από τις διαφοροποιήσεις στα χαρακτηριστικά των ακουστικών ανακλάσεων. Οι τομογράφοι υποδομής πυθμένα αποτελούνται από τέσσερις βασικές μονάδες, τη γεννήτρια παλμών, τον ημιπλωτό πομποδέκτη, το δέκτη - Εικόνα 2: Σομογράφος υποδομής πυθμένα (αριστερά), σύστημα καταγραφής (δεξιά) 4 ΣΜΗΜΑ ΓΕΨΛΟΓΙΑ

21 ύγχρονες μέθοδοι έρευνας ενισχυτή και τη μονάδα καταγραφής (εικόνα 2). Η γεννήτρια εκπέμπει ηχητικά κύματα τα οποία ανακλούνται μερικώς από την επιφάνεια του πυθμένα, ενώ το μέρος των κυμάτων που διεισδύει ανακλάται τμηματικά από τα υποεπιφανειακά στρώματα. Σα επιστρέφοντα ηχητικά κύματα προσλαμβάνονται από τον πομποδέκτη, ενισχύονται και καταγράφονται από το δέκτη και τη μονάδα καταγραφής αντίστοιχα, με τέτοιο τρόπο έτσι ώστε να σχετίζονται οι ανακλάσεις που προέρχονται από την ίδια ανακλαστική επιφάνεια (εικόνα 3). Η καταλληλότητα κάθε συστήματος είναι μια λειτουργία που εξαρτάται από τα υλικά του πυθμένα, την ανάλυση και το βάθος της διείσδυσης που απαιτεί κάθε έρευνα. Για το λόγο αυτό οι τομογράφοι υποδομής πυθμένα διακρίνονται σε αυτούς που διαθέτουν υψηλή διακριτική και περιορισμένη διεισδυτική ικανότητα και αυτούς με υψηλή διεισδυτική και περιορισμένη διακριτική ικανότητα. ύμφωνα με τις απαιτήσεις της έρευνας επιλέγεται ποιος από τους δύο τύπους τομογράφου θα χρησιμοποιηθεί. Για παράδειγμα, σε περιπτώσεις που θέλουμε να μελετήσουμε μια βαρυτική μετακίνηση η οποία έχει καλυφθεί, είτε από νεότερα ιζήματα είτε από μια μεταγενέστερη βαρυτική μετακίνηση, χρησιμοποιούμε τομογράφο υποδομής πυθμένα υψηλής διεισδυτικής ικανότητας. Εικόνα 3: Σρόπος λήψης τομογραφίας 2.3 Αυτοματοποιημένη ναυσιπλοΐα Η αυτοματοποιημένη ναυσιπλοΐα παίζει καθοριστικό ρόλο στη συσχέτιση των καταγραφών με το χώρο. Είναι απαραίτητη η συσχέτιση αυτή για τη δημιουργία χαρτών σε αληθινή κλίμακα. Για το λόγο αυτό είναι διαθέσιμες διάφορες μέθοδοι οι οποίες παρέχουν διαφορετικούς βαθμούς ακρίβειας, όπως είναι το δορυφορικό σύστημα προσδιορισμού θέσης (GPS) (εικόνα 4). Για μια πιο σφαιρική εικόνα της περιοχής μελέτης συνιστάται η ΕΡΓΑΣΗΡΙΟ ΘΑΛΑΙΑ ΓΕΨΛΟΓΙΑ & ΥΤΙΚΗ ΨΚΕΑΝΟΓΡΑΥΙΑ 5

22 ΚΕΥΑΛΑΙΟ 2 Εικόνα 4: Δορυφορικό σύστημα προσδιορισμού θέσης (GPS) χρήση κάνναβων έρευνας, για την πραγματοποίηση της οποίας μας βοηθά το δορυφορικό σύστημα προσδιορισμού θέσης. Σα σκάφη διαθέτουν βαθύμετρα, τα οποία βοηθούν στον προσδιορισμό του βάθους των καταγραφών. Αυτά, έπειτα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συνδυασμό με τις γραμμές έρευνας (κάνναβο) για την κατασκευή βαθυμετρικών χαρτών (εικόνα 5). Μόνο η χρήση της βαθυμετρίας είναι δύσκολο να βοηθήσει στον εντοπισμό των υποθαλάσσιων βαρυτικών μετακινήσεων. Εντούτοις, συγκρίνοντας τους βαθυμετρικούς χάρτες μιας περιοχής στο χρόνο, μπορούμε να πάρουμε χρήσιμες πληροφορίες για τις μεταβολές του πυθμένα. Εικόνα 5: Βαθύμετρο 6 ΣΜΗΜΑ ΓΕΨΛΟΓΙΑ

23 ΚΕΥΑΛΑΙΟ 3 Παράγοντες που προκαλούν τις υποθαλάσσιες βαρυτικές μετακινήσεις Η ανάλυση των συνθηκών που μπορεί να προκαλέσουν υποθαλάσσιες βαρυτικές μετακινήσεις είναι δύσκολο έργο. Είναι σαφές ότι η πυροδότηση μιας μετακίνησης είναι αποτέλεσμα μιας σύνθετης αλληλεπίδρασης μεταβλητών, και όχι η δράση ενός μόνο παράγοντα. Οι βασικές προϋποθέσεις, για οποιαδήποτε βαρυτική μετακίνηση, υφίστανται όταν οι πιέσεις, που ασκούνται στα ιζήματα, είναι ικανές να υπερβούν την αντοχή τους. Αυτό μπορεί να είναι αποτέλεσμα αύξησης της πίεσης, μείωσης της αντοχής ή ένας συνδυασμός και των δύο. υνεπώς είναι κατανοητό ότι οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν τις υποθαλάσσιες βαρυτικές μετακινήσεις είναι οι τάσεις και η αντοχή του ιζήματος. 3.1 Σάσεις Οι κλίσεις των υποθαλάσσιων πλαγιών και οι βαρυτικές πιέσεις είναι γενικά μικρές αλλά ικανές για να προκαλέσουν βαρυτική μετακίνηση, όπου οι αντοχές των ιζημάτων είναι εξαιρετικά χαμηλές. Οι βαρυτικές πιέσεις μπορεί να αυξηθούν από τις κατά τόπους απότομες κλίσεις των πλαγιών εξαιτίας των παρακάτω διαδικασιών Σεκτονική τα ηπειρωτικά περιθώρια όπου η ωκεάνια λιθόσφαιρα καταβυθίζεται της ηπειρωτικής, η τεκτονική δραστηριότητα μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση της κλίσης των πλαγιών. Αυτές οι περιοχές χαρακτηρίζονται από ενεργή σεισμικότητα και μεγάλους σεισμούς. ε τέτοιες ενεργές ζώνες, οι σεισμοί έχουν σημαντικές επιδράσεις στην υποθαλάσσια αστάθεια των πλαγιών. Οι σεισμοί προκαλούν την εφαρμογή πιέσεων οριζόντιας και κάθετης επιτάχυνσης. Οι αλλαγές στη πίεση των πόρων του νερού, που συμβαίνουν μέσα στα ιζήματα λόγω της κυκλικής φόρτισης, μεταβάλλουν την αντοχή των ιζημάτων. Είναι κοινώς αποδεκτό ότι υπάρχει άμεσος συσχετισμός μεταξύ των σεισμών και των βαρυτικών μετακινήσεων.

24 ΚΕΥΑΛΑΙΟ 3 Πολλοί ερευνητές, μελετώντας τους μηχανισμούς επίδρασης των σεισμών στην αστάθεια των πλαγιών, έχουν καταλήξει στο συμπέρασμα ότι ακόμα και οι μικρές πιέσεις, που προκαλούνται ακόμα και από μικρής έντασης σεισμούς, είναι ικανές να προκαλέσουν μια υποθαλάσσια βαρυτική μετακίνηση Επιφανειακά κύματα τα ρηχά νερά, κοντά στην ακτή, και στα περιβάλλοντα υφαλοκρηπίδας, η διέλευση πολλών επιφανειακών κυμάτων εφαρμόζει υδραυλικές δυνάμεις στον πυθμένα. Οι ερευνητές αναφέρουν ότι η πίεση μειώνεται με την αύξηση του βάθους του νερού, και πολλοί καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι οι επιδράσεις των επιφανειακών κυμάτων είναι δύσκολο να επηρεάσουν τη σταθερότητα του πυθμένα σε βάθη μεγαλύτερα των 150m. Τπάρχουν όμως κι εκείνοι που υποστηρίζουν, ύστερα από μελέτες που πραγματοποίησαν, ότι οι διακυμάνσεις της πίεσης είναι ικανές να προκαλέσουν αστάθεια ακόμα και σε αυτά τα βάθη Ιζηματογένεση Οι αποθέσεις ιζημάτων που σχηματίζονται από υψηλό ρυθμό ιζηματογένεσης (για παράδειγμα στα δελταϊκά περιβάλλοντα) χαρακτηρίζονται από ασθενή στερεοποίηση, υψηλή περιεκτικότητα σε νερό και χαμηλή διατμητική αντοχή. Ο υψηλός ρυθμός ιζηματογένεσης προκαλεί αύξηση της πίεσης του νερού των πόρων (πάνω από την υδροστατική), ανεπαρκή διατμητική αντοχή και εκκίνηση της βαρυτικής μετακίνησης των ιζημάτων. τρώματα που είναι ασθενώς στερεοποιημένα είναι δυνατόν να αποτελέσουν επιφάνειες ολίσθησης. 3.2 Αντοχή Η αντοχή του ιζήματος, σε μια πιθανή επιφάνεια αστοχίας, είναι συνάρτηση συνεκτικών δυνάμεων και δυνάμεων τριβής, οι οποίες επηρεάζονται από το βάρος του ιζήματος πάνω από την επιφάνεια ολίσθησης. Η αντοχή μπορεί να μειωθεί με πολλούς τρόπους, κυρίως από την ανάπτυξη εσωτερικών πιέσεων στα κενά των ιζημάτων Υόρτιση ιζημάτων Πολλά θαλάσσια περιβάλλοντα είναι (ή είχαν γίνει) αντικείμενο γρήγορων ρυθμών ιζηματογένεσης. Εκτός από τα δελταϊκά περιβάλλοντα, που έχουν ήδη αναφερθεί, υπάρχουν και άλλες περιοχές, όπως περιθώρια παγετώνων, υποθαλάσσιες πλαγιές ενεργών ηφαιστειακών νησιών και 8 ΣΜΗΜΑ ΓΕΨΛΟΓΙΑ

25 Παράγοντες που προκαλούν τις υποθαλάσσιες βαρυτικές μετακινήσεις συγκεκριμένες θέσεις υφαλοκρηπίδας, όπου μπορεί να υπάρξουν διαδικασίες γρήγορης ιζηματογένεσης. Όταν ο ρυθμός ιζηματογένεσης υπερβαίνει την ικανότητα απορροής του νερού των πόρων, τα ιζήματα τα οποία καλύπτονται γίνονται κορεσμένα σε νερό κι έτσι αναπτύσσονται επιπλέον πιέσεις με αποτέλεσμα τη δημιουργία αστάθειας στις πλαγιές Κυκλική φόρτιση από τα κύματα Σα επιφανειακά κύματα πιστεύεται ότι μπορούν να προκαλέσουν πιέσεις στο νερό των πόρων των υποθαλάσσιων ιζημάτων με τη διαδικασία της κυκλικής φόρτισης. Η κυκλική φόρτιση των κυμάτων και οι σχετικές διακυμάνσεις στις πιέσεις των πόρων περιορίζονται σε σχετικά μικρά βάθη νερού (<150m), αλλά παίζουν μεγάλο ρόλο στην αστοχία των υδαρών, κορεσμένων ιζημάτων στις δελταϊκές περιοχές. Επίσης, η κυκλική φόρτιση από τους σεισμούς θεωρείται ότι επιδρά στην αντοχή των ιζημάτων με παρόμοιο τρόπο Δημιουργία αερίων στους πόρους Πολλά θαλάσσια ιζήματα επηρεάζονται από εσωτερικές γεωχημικές και βακτηριακές διαδικασίες, οι οποίες έχουν σαν αποτέλεσμα τη δημιουργία αερίων στους πόρους, ιδιαίτερα μεθανίου. Όταν οι ποσότητες των αερίων είναι αρκετά μεγάλες, σε μια συγκεκριμένη πίεση νερού των πόρων, το διαλυμένο αέριο μεταβάλλεται σε φυσαλίδες. Η παρουσία φυσαλίδων αερίου στα θαλάσσια ιζήματα μπορεί να εντοπιστεί σε καταγραφές τομογράφου υποδομής πυθμένα, όπου αποτυπώνονται σαν φτωχές ακουστικές σεισμικές καταγραφές. Σα ακριβή αποτελέσματα του σχηματισμού φυσαλίδων αέρα στη συνεκτικότητα και την τριβή των ιζημάτων είναι ακόμα άγνωστα. Είναι πιθανό ότι οι φυσαλίδες αέρα συνδέονται με την πίεση των πόρων του νερού στα κενά του ιζήματος για να μειωθεί η φόρτιση του εδάφους, καθώς οι πιέσεις του αερίου και του νερού αυξάνονται. Επίσης, πρέπει να σημειωθεί ότι οι φυσαλίδες του μεθανίου και το νερό των πόρων μπορούν να κινηθούν από το ένα μέρος της ακολουθίας του ιζήματος στο άλλο, αυξάνοντας τοπικές πιέσεις αερίου / νερού και μειώνοντας τη φόρτιση των ιζημάτων Παλίρροιες ε περιοχές όπου έχουμε παλιρροιακές διακυμάνσεις, υποθαλάσσιες βαρυτικές μετακινήσεις μπορούν να συσχετιστούν με τη δράση αυτών. Έχει παρατηρηθεί ότι ακόμα και εξαιρετικά χαμηλής διακύμανσης παλίρροιες συνδέονται με γεγονότα βαρυτικών μετακινήσεων. ΕΡΓΑΣΗΡΙΟ ΘΑΛΑΙΑ ΓΕΨΛΟΓΙΑ & ΥΤΙΚΗ ΨΚΕΑΝΟΓΡΑΥΙΑ 9

26 ΚΕΥΑΛΑΙΟ 3 Όπως γίνεται αντιληπτό υπάρχουν αρκετοί διαφορετικοί παράγοντες οι οποίοι μπορεί να προκαλέσουν υποθαλάσσιες βαρυτικές μετακινήσεις. Η έναρξη μεμονωμένων βαρυτικών μετακινήσεων, σε συγκεκριμένες περιοχές, μπορεί να επιτευχθεί από διάφορους συνδυασμούς των ίδιων βασικών παραγόντων. Πολλοί από αυτούς μάλιστα είναι αλληλοσχετιζόμενοι και αλληλοεξαρτώμενοι. Επειδή στις υποθαλάσσιες βαρυτικές μετακινήσεις μελετάμε το αποτέλεσμα αυτών θα πρέπει, από τα στοιχεία που μας δίνονται, να υποθέσουμε τους παράγοντες οι οποίοι προκαλούν την πυροδότησή τους. 10 ΣΜΗΜΑ ΓΕΨΛΟΓΙΑ

27 Βαρυτικές Ροές Ιζημάτων ΚΕΥΑΛΑΙΟ 4 Απόψεις ταξινόμησης υποθαλάσσιων βαρυτικών μετακινήσεων Ο καθορισμός του κάθε τύπου μετακίνησης καθώς και η ορολογία που χρησιμοποιείται για να περιγράψει τις διάφορες βαρυτικές μετακινήσεις μαζών, αποτελούν σημεία τριβής και διαφωνιών μεταξύ πολλών ερευνητών. Ένα σημαντικό πρόβλημα που δημιούργει επιπλέον σύγχυση στην ταξινόμηση των βαρυτικών μετακινήσεων, είναι ότι με έναν απλό όρο, όπως κατολίσθηση, ολίσθηση ή ερπυσμό, συνήθως περιγράφονται διαφορετικά στάδια στην εξέλιξη της κίνησης, όπως για παράδειγμα την εκκίνηση, το μηχανισμό μεταφοράς και τέλος την απόθεση των ιζημάτων. Σο πρώτο σύστημα ταξινόμησης, που προτάθηκε από τον Dott (1963), χαρακτηρίζεται χρήσιμο ακόμα και σήμερα. Ο Dott υποστήριξε ότι οι υποθαλάσσιες διεργασίες μεταφοράς ιζημάτων παρουσιάζουν μια ευρεία μηχανική συμπεριφορά, που κυμαίνεται από ελαστική και πλαστική έως αυτή της ιξώδους ροής. τις διεργασίες με ελαστική συμπεριφορά εντάσσει την πτώση βράχων και την ολίσθηση. Πρότεινε ότι ο όρος ολίσθηση θα πρέπει να παραπέμπει ειδικότερα σε περιστροφική ολίσθηση, μέχρι σήμερα παραμένει η πιο κοινή ονομασία στη σύγχρονη βιβλιογραφία των υποθαλάσσιων ολισθήσεων. Σα τουρβιδιτικά ρεύματα αποτελούν το άλλο Μηχανισμός μεταφοράς μαζών Πτώση Βράχων Ολίσθηση Ολίσθηση Κατολίσθηση Ροή Μαζών Ροές Ροή Κορημάτων Λασποροή Ροή Κόκκων Τγροποιημένη Ροή Ρευστοποιημένη Ροή Σουρβιδιτικό Ρεύμα Μηχανική υμπεριφορά Ελαστική Όριο Πλαστικότητας Πλαστική Όριο Τδαρότητας Ιξώδης Ροή Πίνακας 1: ύστημα Σαξινόμησης Nardin

28 ΚΕΥΑΛΑΙΟ 4 ακραίο μέλος του συστήματος ταξινόμησης και εντάσσονται στην ομάδα των ιξωδών ροών. Μεταξύ των δύο ακραίων μελών υπάρχει ένα συνεχές φάσμα από ασαφείς διεργασίες που ονομάστηκαν πλαστικές ροές μαζών. Οι ροές μαζών, σύμφωνα με τον Dott, είναι διεργασίες μεταφοράς ιζημάτων λόγω βαρύτητας που παρουσιάζουν εσωτερική διάτμηση κατανεμημένη σε όλη τη μάζα όταν η τάση υπερβεί το όριο ελαστικότητας. Ο Nardin (1979) προτείνει ένα σύστημα ταξινόμησης των μηχανισμών μεταφοράς λόγω βαρύτητας, στηριζόμενος στη μηχανική συμπεριφορά τους (πίνακας 1). Ο Lowe (1976) (πίνακας 2) διατύπωσε την άποψη ότι οι κόκκοι των ιζημάτων δεν είναι δυνατόν να υποστηρίζονται απόλυτα από το ρευστό και συγχρόνως να καθιζάνουν και θεώρησε ένα νέο τύπο ροής, την υγροποιημένη ροή. Η υγροποίηση εμφανίζεται όταν οι κόκκοι χάνουν την επαφή μεταξύ τους και καθιζάνουν μέσα στο ίδιο τους το ρευστό των πόρων. Οι κόκκοι κατέρχονται προκαλώντας μια προς τα πάνω μετακίνηση του ρευστού, η οποία μερικά υποστηρίζει τους κόκκους. ε αντίθεση, στις ρευστοποιημένες ροές οι κόκκοι του ιζήματος υποστηρίζονται απόλυτα από την προς τα πάνω μετακίνηση του ρευστού, εξισορροπώντας τη δύναμη της βαρύτητας. Ο τύπος αυτός ης ροής είναι ασυνήθιστος και αναπτύσσεται κυρίως λόγω ρευστοποίησης των ανώτερων τμημάτων ενός υγροποιημένου στρώματος. Σύπος Ροής Ροή Κορημάτων Ροή Κόκκων Τγροποιημένη Ροή Ρευστοποιημένη Ροή Σουρβιδιτικά Ρεύματα Κυρίαρχος Μηχανισμός Τποστήριξης Ιζημάτων υνοχή της μητρικής μάζας Πίεση διασκόρπισης (Αλληλεπίδραση των κόκκων) Προς τα πάνω ροή, λόγω διαφυγής του ρευστού διαμέσου των πόρων (μερικά) Προς τα πάνω ροή, λόγω διαφυγής του ρευστού διαμέσου των πόρων (ολικά) Σύρβη της ροής Πίνακας 2: ύστημα Σαξινόμησης Lowe Ο Prior και Coleman (1979, 1983) διέκριναν τις υποθαλάσσιες μετακινήσεις μαζών λόγω βαρύτητας σε δύο κύριους τύπους, τις (κατ)ολισθήσεις και τις ροές (πίνακας 3). Οι ολισθήσεις διακρίνονται σε μεταθετικές και περιστροφικές, βάσει του κριτηρίου πάχος / μήκος και της 12 ΣΜΗΜΑ ΓΕΨΛΟΓΙΑ

29 Απόψεις ταξινόμησης υποθαλάσσιων βαρυτικών μετακινήσεων Τποθαλάσσιες Ολισθήσεις Αποσύνθεση Δομής Τποθαλάσσιες Ροές Επιφανειακά Περιστροφικές Μεταθετικές Ολισθήσεις Ροές Κορημάτων Τγροποιημένη Ροή Ροή Κόκκων Κυκλικές Μη κυκλικές Ολίσθηση Σεμάχους Ολίσθηση τρώματος Ολισθοροή Αλλεπάλληλες Ολισθήσεις Ολίσθηση με μορφή τομίου Μπουκαλιού Πολλαπλή Οπισθοδρομούσα Ολίσθηση Πίνακας 3: ύστημα Σαξινόμησης Prior & Coleman γεωμετρίας της επιφάνειας ολίσθησης. Η καταστροφή της εσωτερικής δομής των ιζημάτων κατά τη μετακίνησή τους σημαίνει συγχρόνως και τη μετάβασή τους από τις ολισθήσεις στις ροές. 4.1 Ανάλυση κύριων τύπων ταξινόμησης Όπως ήδη έχουμε αναφέρει στο κεφάλαιο των διαφορετικών απόψεων ταξινόμησης των υποθαλάσσιων βαρυτικών μετακινήσεων, ο Dott (1963) πρότεινε το πρώτο σύστημα ταξινόμησης, το οποίο αποτελείται από τέσσερεις κύριους τύπους υποθαλάσσιων βαρυτικών μετακινήσεων, τις πτώσεις βράχων, τις ολισθήσεις και περιστροφικές ολισθήσεις, τις ροές μαζών και τις τουρβιδιτικές ροές. Ο Dott εντάσσει τις πτώσεις βράχων, τις ολισθήσεις και τις περιστροφικές ολισθήσεις στις διεργασίες ελαστικής συμπεριφοράς, τις τουρβιδιτικές ροές στις ιξώδεις ροές και τις ροές μαζών στις ενδιάμεσες ασαφής πλαστικές διεργασίες, σύμφωνα με τη μηχανική συμπεριφορά των μεταφορικών διεργασιών των ιζημάτων (εικόνα 6). ΕΡΓΑΣΗΡΙΟ ΘΑΛΑΙΑ ΓΕΨΛΟΓΙΑ & ΥΤΙΚΗ ΨΚΕΑΝΟΓΡΑΥΙΑ 13

30 ΚΕΥΑΛΑΙΟ 4 Εικόνα 6: ύστημα ταξινόμησης Dott την παρούσα εργασία, εκτός από τις κύριες κατηγορίες που αναφέρει ο Dott, θα αναλυθούν επιπλέον οι ιξώδεις ροές, στις οποίες εκτός από τις τουρβιδιτικές εντάσσονται και οι ρευστοποιημένες / υγροποιημένες ροές, καθώς επίσης και ο ερπυσμός, ο οποίος παρουσιάζει μερικώς πλαστική και μερικώς ελαστική συμπεριφορά Πτώσεις βράχων Οι πτώσεις βράχων είναι μια διεργασία που αναπτύσσεται συνήθως σε περιοχές απότομων κλίσεων και αποτελείται από γωνιώδη ή υπογωνιώδη κλαστικά υλικά μεγάλου μεγέθους και φτωχής διαβάθμισης. Παρατηρούνται κυρίως σε σχεδόν κατακόρυφα τοιχώματα που περιβάλλουν χαραδρώσεις, απότομους κρημνούς και ασβεστολιθικές βιογενείς πλατφόρμες. Η αποκόλληση των βράχων λαμβάνει χώρα κατά μήκος ευαίσθητων επιφανειών των πετρωμάτων όπως στρώσεις, διακλάσεις και σχισμοί. 14 ΣΜΗΜΑ ΓΕΨΛΟΓΙΑ

31 Απόψεις ταξινόμησης υποθαλάσσιων βαρυτικών μετακινήσεων Ολισθήσεις και περιστροφικές ολισθήσεις Οι ολισθήσεις βράχων και μαλακών ιζημάτων είναι ο πιο διαδεδομένος τύπος υποθαλάσσιας βαρυτικής μετακίνησης. Μερικές μεμονωμένες ολισθήσεις και συμπλέγματα ολισθήσεων είναι υπερβολικά μεγάλες και καλύπτουν εκτεταμένες περιοχές του πυθμένα. υχνά οι ποσότητες των μετατοπισμένων υλικών είναι πολύ μεγαλύτερες από αυτές στις χερσαίες βαρυτικές μετακινήσεις. τον πίνακα 4 αναφέρονται μερικά παραδείγματα υποθαλάσσιων ολισθήσεων με τις αντίστοιχες ποσότητες μετατοπισμένου υλικού. Σοποθεσία Agulhas, S. Africa Bassein, Bay of Bengal Grand Banks, Nfld. Rockall, N.E. Atlantic Ranger, Baja Calif Kidnappers, New Zealand Μήκος (km) Πλάτος (km) Έκταση (km 2 ) Όγκος (km 3 ) Κλίση ο ο ο ο ο Πίνακας 4: Φαρακτηριστικά μεγάλων υποθαλάσσιων ολισθήσεων Οι υποθαλάσσιες ολισθήσεις χαρακτηρίζονται: από ζώνες διάρρηξης στα ανώτερα τμήματα της πλαγιάς, με πολυάριθμες τάσεις εφελκυσμού και κλιμακωτά ρήγματα, από την ουλή του επιπέδου ολίσθησης και την εμφάνιση της κύριας επιφάνειας διάτμησης, από την συμπίεση που προκαλεί η εφελκυστική τάση, δημιουργώντας ένα βαθυμετρικό κοίλωμα μεταξύ του επιπέδου ολίσθησης και των τεμαχών που έχουν οπισθοδρομήσει στην πλαγιά, καθώς επίσης και από τα χαρακτηριστικά της ολισθήσας μάζας, η οποία είναι αποκομμένη με περιστρεφόμενα υλικά στη βάση της. ΕΡΓΑΣΗΡΙΟ ΘΑΛΑΙΑ ΓΕΨΛΟΓΙΑ & ΥΤΙΚΗ ΨΚΕΑΝΟΓΡΑΥΙΑ 15

32 ΚΕΥΑΛΑΙΟ 4 Οι ολισθήσεις εμφανίζονται να είναι συνήθεις εκεί όπου οι υποθαλάσσιες πλαγιές υπόκεινται σε τεκτονικές και σεισμικές διεργασίες, αλλά και σε περιοχές γρήγορης ιζηματογένεσης, όπως τα δελταϊκά περιβάλλοντα. την εικόνα 7 φαίνονται τα κύρια μορφολογικά χαρακτηριστικά μιας τυπικής ολίσθησης. ύμφωνα με το γεωμετρικό σχήμα της επιφάνειας ολίσθησης διακρίνονται σε μεταθετικές ή επίπεδες και σε περιστροφικές. Οι μεταθετικές ολισθήσεις διακρίνονται σε ολίσθηση τεμάχους, στρωματοειδής ολίσθηση και σε ολισθοροή. Οι ολισθήσες μάζες, στις περιπτώσεις αυτές, συμπεριφέρνονται ως ελαστικά στερεά σώματα και δεν υφίσταται σχεδόν καμία εσωτερική παραμόρφωση. Εικόνα 7: Κύρια μορφολογικά χαρακτηριστικά τυπικής ολίσθησης Πολλές φορές οι ολισθήσεις και οι περιστροφικές ολισθήσεις συγχέονται λόγω του ότι στις σεισμικές καταγραφές παρουσιάζεται παραμόρφωση εξαιτίας της κατακόρυφης διόγκωσης, με αποτέλεσμα η κυρτότητα των επιπέδων αστοχίας να φαίνεται αυξημένη. την πραγματικότητα η κυρτότητα των επιπέδων αστοχίας είναι εξαιρετικά μικρή και πιο έντονη στα ανώτερα περιθώρια των πλαγιών. Όσο η μετατοπισμένη μάζα κινείται προς τα κατάντη ο βαθμός περιστροφής μειώνεται Ροές μαζών Οι υποθαλάσσιες ολισθήσεις είναι σαφώς διαχωρισμένες από τους διάφορους τύπους ροών, καθώς χαρακτηρίζονται από το γεγονός ότι οι διατμητικές τάσεις κατανέμονται κατά μήκος μιας συγκεκριμένης επιφάνειας, σε αντίθεση με τις ροές όπου οι διατμητικές τάσεις αναπτύσσονται σε όλη τη μάζα. Είναι όμως ξεκάθαρο ότι μια υποθαλάσσια 16 ΣΜΗΜΑ ΓΕΨΛΟΓΙΑ

33 Απόψεις ταξινόμησης υποθαλάσσιων βαρυτικών μετακινήσεων ολίσθηση μπορεί να εξελιχθεί σε ροή με τη συνεχή μετακίνηση των υλικών προς τα κατάντη. Οι ροές μαζών ορίζονται σαν ροές ιζήματος, στις οποίες πραγματοποιείται αργόστροφη μετακίνηση προς τα κατάντη ενός μείγματος κοκκωδών στερεών αργιλικών ορυκτών και νερού που υπόκεινται στη βαρύτητα. Μερικές φορές θεωρούνται σαν μεταβατικό στάδιο μεταξύ των ολισθήσεων και των τουρβιδιτικών ρευμάτων. υνεπώς είναι προφανές ότι οι ροές μαζών είναι πολύ σημαντικές διαδικασίες. Οι ροές μαζών περιλαμβάνουν τη ροή κορημάτων και τη ροή κόκκων Ροή κορημάτων Οι ροές κορημάτων είναι ροές ιζημάτων που συνίσταται από χονδρόκοκκα υλικά τα οποία μεταφέρονται σε μητρικό υλικό ιλύος και νερού. Αν η ροή αποτελείται μόνο από ιλύ και νερό τότε καλείται λασποροή. Οι ροές κορημάτων παρουσιάζουν πάχος μερικών μέτρων και αναπτύσσονται σε πλαγιές με κλίση μικρότερης της 1 ο. Η ταχύτητα κίνησης της ροής είναι λίγο μεγαλύτερη από αυτήν του ερπυσμού Ροή κόκκων Οι ροές κόκκων λαμβάνουν χώρα σε αμμώδεις σχηματισμούς και το πάχος τους δεν υπερβαίνει τα μερικά εκατοστά. Οι κόκκοι κατά τη διάρκεια της ροής τους βρίσκονται σε αιώρηση από τη πίεση διάχυσης, που είναι αποτέλεσμα είτε της αλληλεπίδρασης των κόκκων κατά τη σύγκρουσή τους, είτε της επίδρασης του ιξώδους υγρού μέσα στο οποίο βρίσκονται. Οι κλίσεις που απαιτούνται για να εκδηλωθούν ροές κόκκων είναι περίπου 30 ο όταν η άμμος είναι καθαρή, αλλά σε περιπτώσεις όπου υπάρχει η παρουσία λεπτόκοκκου υλικού η κλίση ελαττώνεται στις 4 με 10 ο Ιξώδεις ροές Οι ιξώδεις ροές χαρακτηρίζονται από το γεγονός ότι οι κόκκοι του ιζήματος τίθενται και παραμένουν σε αιώρηση είτε από το νερό των πόρων που διαφεύγει προς τα πάνω ή από την ανωστική συνιστώσα της τύρβης που αναπτύσσεται κατά τη ροή. τις ιξώδεις ροές εντάσσονται οι ρευστοποιημένες / υγροποιημένες ροές αλλά και τα τουρβιδιτικά ρεύματα Ρευστοποιημένες / Τγροποιημένες ροές Ρευστοποιημένη / υγροποιημένη είναι η ροή μείγματος λεπτοχονδρόκοκκων υλικών και νερού, που συμπεριφέρεται ως ένα υγρό με υψηλό ιξώδες. Κατά τη διάρκεια της ροής οι κόκκοι τείνουν να καθιζάνουν εκτοπίζοντας το νερό προς τα πάνω το οποίο με τη σειρά του διατηρεί τους κόκκους εν αιωρήσει. ΕΡΓΑΣΗΡΙΟ ΘΑΛΑΙΑ ΓΕΨΛΟΓΙΑ & ΥΤΙΚΗ ΨΚΕΑΝΟΓΡΑΥΙΑ 17

34 ΚΕΥΑΛΑΙΟ Σουρβιδιτικά ρεύματα τα τουρβιδιτικά ρεύματα οι μεταφερόμενοι κόκκοι των ιζημάτων διατηρούνται σε αιώρηση εξαιτίας της ανωστική συνιστώσας της τύρβης. Κατά τη διάρκεια εξέλιξης ενός τουρβιδιτικού ρεύματος είναι αναγνωρίσιμα τρία μορφολογικά χαρακτηριστικά, η κεφαλή, το σώμα και η ουρά. Σα τουρβιδιτικά ρεύματα διακρίνονται σε ρεύματα μεγάλης (1,5-2,4 gr/cm 3 ) και μικρής (1,1-1,5 gr/cm 3 ) πυκνότητας. Είναι δυνατόν να κινούνται μέσω υποθαλάσσιων χαραδρώσεων ή καναλιών ή να διατρέχουν τον πυθμένα σαν φυλλοειδούς μορφής ροές. Σο πάχος ενός τουρβιδιτικού ρεύματος κυμαίνεται από μερικά εκατοστά έως μερικές εκατοντάδες μέτρα, ενώ οι ταχύτητες που αναπτύσσονται μπορούν να φτάσουν έως τα 80km/h και εξαρτώνται από την κλίση του πυθμένα, η οποία συνήθως είναι πάνω από 0,5 ο. Σα τουρβιδιτικά ρεύματα μπορούν να μεταφέρουν ιζήματα σε απόσταση πολλών εκατοντάδων χιλιομέτρων, ενώ ο εντοπισμός της παρουσίας και της δράσης τουρβιδιτικών ρευμάτων στον πυθμένα είναι πολύ δύσκολος Ερπυσμός Ο ερπυσμός είναι μια αργού ρυθμού μετακίνηση ιζημάτων, η οποία προκαλεί μερικώς ελαστική και μερικώς πλαστική παραμόρφωση, στοιχείο που επιτρέπει το χαρακτηρισμό του ως μεταβατικό τύπο μεταξύ κατολίσθησης και ροής μαζών. τα επιφανειακά χαλαρά ιζήματα εκδηλώνεται αρχικά με τη δημιουργία πτυχών στη στρώση των ιζημάτων και αργότερα με τη δημιουργία κανονικών ρηγμάτων. Παρουσιάζεται σε κλίσεις από 1 έως 4 ο ή και περισσότερο. Ως ερπυσμός χαρακτηρίζεται επίσης και το γενικότερο φαινόμενο της συνεχούς και πολύ αργής ολίσθησης συμπαγών πετρωμάτων πάνω σε μαλακά ιζήματα λόγω βαρύτητας, χωρίς τη δημιουργία μιας συνεχούς επιφάνειας ολίσθησης. Παρόλο που υπάρχει διάκριση μεταξύ των κύριων τύπων των υποθαλάσσιων βαρυτικών μετακινήσεων, ένα αυστηρά περιεκτικό σχέδιο ταξινόμησης δεν είναι εύκολα εφαρμόσιμο. Ο Dott τόνισε ότι οι υποθαλάσσιες βαρυτικές μετακινήσεις περιλαμβάνουν μια ακολουθία αλληλένδετων μηχανισμών. Οι διαδικασία αλληλεπίδρασης μπορεί να είναι και αιτιώδης και εξελικτική. Οπότε μια ελαστική παραμόρφωση μπορεί να εξελιχθεί σε πλαστική και να καταλήξει σε ιξώδη ροή. Δεν είναι απαραίτητο να αναγνωριστούν όλοι οι τύποι σε μια μόνο βαρυτική μετακίνηση, υπάρχουν όμως και περιπτώσεις που αυτό είναι εφικτό. 18 ΣΜΗΜΑ ΓΕΨΛΟΓΙΑ

35 ΚΕΥΑΛΑΙΟ 5 Μεθοδολογία Από την επεξεργασία των δεδομένων που είχαμε διαθέσιμα, από τη μελέτη που είχε γίνει στην περιοχή του Κορινθιακού το 1983 (χάρτης 1), δημιουργήσαμε χάρτες ταξινόμησης των υποθαλάσσιων βαρυτικών γεγονότων. τη συνέχεια αυτού του κεφαλαίου θα αναφερθεί η μεθοδολογία δημιουργίας των χαρτών. Χάρτης 1: Περιοχή μελέτης