ΔΙΠΛ ΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ. Κρεμύδα Βασιλική. Λαμπροπούλου Παρασκευή. Υπεύθυνη καθηγήτρια: Τριανταφύλλου Μαρία

Transcript

1 ΔΙΠΛ ΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Κρεμύδα Βασιλική Λαμπροπούλου Παρασκευή Υπεύθυνη καθηγήτρια: Τριανταφύλλου Μαρία

2 1. ΠΡΟΛΟΓΟΣ 2. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 3. ΤΡΗΜΑΤΟΦΟΡΑ 4. ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ 5. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ 6. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 7. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΑΘΗΝΑ 2016 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

3 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα διπλωματική εργασία εκπονήθηκε στα πλαίσια των προπτυχιακών σπουδών του τμήματος Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος, της Σχολής Θετικών Επιστημών, του Εθνικού Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών. Υπεύθυνη στην επίβλεψη της διπλωματικής εργασίας είναι η καθηγήτρια Τριανταφύλλου Μαρία. Το εργαστηριακό μέρος της εργασίας πραγματοποιήθηκε στο Εργαστήριο Παλαιοντολογίας του τμήματος. Ιδιαίτερα θέλουμε να ευχαριστήσουμε την Σοφία Κωστοπούλου, που μας προμήθευσε δείγματα για επεξεργασία και μελέτη. Σκοπός της διπλωματικής είναι η μελέτη του παλαιοβάθους και του παλαιοκλίματος στην περιοχή της Λήμνου, μέσω της αναλογίας πλαγκτονικών/βενθονικών τρηματοφόρων.

4 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Μικροπαλαιοντολογία είναι η επιστήμη που ασχολείται με τη μελέτη μικροαπολιθωμάτων, μικροσκοπικών απολιθωμένων οργανισμών (microbiota) ή μικρών τμημάτων μεγαλύτερων οργανισμών (macrobiota), για την παρατήρηση των οποίων απαιτείται η χρήση μικροσκοπίου, απλού ή ηλεκτρονικού (για τα ναννοαπολιθώματα, δηλαδή μικρότερα των 50 μm).

5 Εκτός από τη λεπτοδομή και τη μορφολογία των απολιθωμάτων, μελετά την συστηματική ταξινόμησή τους, την φυλογεννετική τους εξέλιξη, την οικολογία, παλαιοβιολογία και τη γεωγραφική και στρωματογραφική τους εξάπλωση. Τα τελευταία χρόνια έχει εξελιχθεί σε πολύ σπουδαία εφαρμοσμένη επιστήμη και συμβάλλει θετικά, ιδιαίτερα σε έρευνες για πετρελαιοφόρα ή μεταλλοφόρα κοιτάσματα. Από το τέλος του Ά Παγκοσμίου πολέμου εξαιτίας της συμβολής της στην έρευνα πετρελαίου, παρουσίασε αλματώδη ανάπτυξη, η οποία συνεχίζεται μέχρι σήμερα. Με την εφαρμογή μικροπαλαιοντολογικών μεθόδων προσδιορίζεται η ηλικία των διαφόρων στρωμάτων της γης και δίνονται λύσεις σε προβλήματα που σχετίζονται γενικά με τη γεωλογία, τεκτονική, στρωματογραφία και παλαιοοικολογία μιας περιοχής. Η μελέτη της αλληλοδιαδοχής των διαφόρων στρωμάτων της γης, με βάση μικροσκοπικές παρατηρήσεις, αποτελεί ιδιαίτερο τομέα, τη Μικροστρωματογραφία, η οποία βασίζεται κυρίως σε μικρολιθολογικές και μικροπαλαιοντολογικές παρατηρήσεις. Στην τελευταία περίπτωση μιλούμε για Μικροβιοστρωματογραφία. Σήμερα είναι εξαιρετικά δύσκολο για έναν ερευνητή να ασχοληθεί με ολόκληρο το πεδίο της Μικροπαλαιοντολογίας. Πρέπει να περιοριστεί σε μια ομάδα ή μέρος ομάδας, η οποία έχει συστηματικά περιοριστεί με κριτήρια γεωγραφικά ή στρωματογραφικά. ΛΗΜΝΟΣ Το νησί της Λήμνου βρίσκεται στον βόρειο τομέα του Αιγαίου Πελάγους. Έχει έκταση περίπου 400 τ.χλμ. και ήπια μορφολογία με χαμηλό ανάγλυφο στο ανατολικό μέρος, ενώ είναι απότομο, τραχύ και με αρκετούς λόφους στο δυτικό μέρος, με υψηλότερο υψόμετρο τα 430 μέτρα στο βορειοδυτικό τμήμα. Η γεωλογική χαρτογράφηση της Λήμνου σε κλίμακα 1: επέτρεψε μια νέα ερμηνεία της στρωματογραφικής και τεκτονικής της εξέλιξης. Το παλαιότερο μέρος του νησιού συνίσταται από ιζηματογενή πετρώματα με ηλικίες που κυμαίνονται από Μέσο Ηώνκαινο (Λουτήσιο) ως Κατώτερο Μειόκαινο. Οι κλάστες, σύμφωνα με πετρογραφικές αναλύσεις σε ψαμμίτες, προέρχονται από πετρώματα μεταμορφωμένα χαμηλού ως μέσου βαθμού μεταμόρφωσης και ιζηματογενή, που προέρχονται από την Ροδοπική Μάζα και την Περι-Ροδοπική Ζώνη. Κατά τη διάρκεια του Ανώτερου Ολιγόκαινου και του Κατώτερου Μειόκαινου η ιζηματογενής ακολουθία πτυχώθηκε ελαφρά, διαβρώθηκε κι έπειτα καλύφθηκε κυρίως από ηπειρωτικά ιζήματα. Σχετικά έντονος μαγματισμός ξεκίνησε στο Κατώτερο Μειόκαινο με πυροκλαστικές ροές, που ακολουθήθηκαν από την τοποθέτηση ροών λάβας και δόμων. Τρεις ηφαιστειακές μονάδες, καθώς και ένας χαλαζομονζονίτης περιορισμένης έκτασης, καλύπτουν πολύ από το νοτιοδυτικό μέρος του νησιού. Ραδιοχρονολογήσεις έδωσαν ως ηλικία αυτών των πετρωμάτων τα 22 ως 18 εκατομμύρια χρόνια πριν. Τα πυριγενή πετρώματα της Λήμνου αντιπροσωπεύουν τα πρώτα προϊόντα στην περιοχή του Βορείου Αιγαίου, όπου η ηφαιστειακή δραστηριότητα σταμάτησε στο Μέσο Μειόκαινο. Η ηωκαινική προς μειοκαινική ιζηματογενής διαδοχή που υπάρχει

6 στη Λήμνο αντανακλά τις γεωδυναμικές σχέσεις ανάμεσα στη Σερβομακεδονική Ενότητα και στη Ροδοπική Μάζα και το κλείσιμο του Ωκεανού της Πίνδου (Υπο- Πελαγονική), με τον ωκεάνιο φλοιό του να υποβυθίζεται τουλάχιστον από το Ανώτερο Κρητιδικό κάτω από το Ευρωπαϊκό Περιθώριο, που αντιπροσωπεύεται από μονάδες που ανήκουν στις ζώνες Ροδόπης-Vardar-Πελαγονικής. Κατώτερη ιζηματογενής ακολουθία Το κατώτερο ιζηματογενές τμήμα, που καλύπτει το 60% του νησιού αποτελείται από τρεις διακριτές μονάδες. Την ενότητα Φισίνης-Σαρδών, την ενότητα Ηφαιστίας και την ενότητα Θερμών. 1. Ενότητα Φισίνης-Σαρδών Αποτελεί την πιο εκτεταμένη ιζηματογενή ακολουθία του νησιού. Το κατώτερο κομμάτι της χαρακτηρίζεται από ψαμμίτες, με πρασινωπούς ιλυόλιθους και σχιστόλιθους. Τα στρώματα ψαμμίτη, πάχους εκ. ως 1 μέτρο είναι κανονικά διαβαθμισμένα και καλά συγκολλημένα με επιφανειακές επιφάνειες αποσάθρωσης. Ολισθόλιθοι από σκληρούς, χρώματος ανοιχτού γκρίζου, νουμουλιτοφόρους ασβεστόλιθους βρίσκονται επίσης στα κατώτερα τμήματα της ακολουθίας. Από πάνω τους ακολουθεί μια ασυνήθιστη επίστρωση τόφφων, πάχους 6 μέτρων και έκτασης 8 χλμ. Αποθέσεις τόφφων συναντώνται και στην περιοχή της Πλάκας. Στο μέσο και ανώτερο μέρος της ακολουθίας υπερισχύουν παχείς ψαμμίτες έναντι των αργιόλιθων και των πηλόλιθων. Η ηλικία της συγκεκριμένης ακολουθίας καθορίστηκε με νανοαπολιθώματα. Στο κατώτερο τμήμα τα είδη που βρέθηκαν είναι τυπικά μεσο-ηωκαινικά (Ericsonia Formosa, Dictyococcitres bisectus, Reticolufenestra umbiica, Micrantbolicus pemma, Braurodosphaera bigelowi). Τα υποκείμενα στρώματα των τόφφων περιέχουν απολιθώματα ενδεικτικά του Ανώτερου Ηωκαίνου (Isthmolithus recurvus). Δείγματα μέσα και πάνω από τους τόφφους χρονολογήθηκαν ως κατωολιγοκαινικά (Q.colossicus, E.formosa, R.umbilica). 2. Ενότητα Ηφαιστίας Η ενότητα αυτή αποτελείται κυρίως από παχιά στρώματα, ως 5 μέτρα, κιτρινοκοκκινωπών ψαμμιτών. Στην περιοχή μεταξύ Παναγιάς και Νέας Κουτάλης σχηματίζουν χαρακτηριστικά Α-Δ πρίσματα. Βόρεια του Βάρους εκτίθενται σε πολλά λατομεία με πάχη περίπου 20 μέτρων. Το ανώτερο κομμάτι του σχηματισμού φαίνεται δίπλα στο Ρουσσοπούλι και στη Μύρινα και αποτελείται από μια παχιά ακολουθία αργιλωδών πηλολίθων, σχιστολίθων και μαργών, με λίγους ψαμμίτες ανάμεσα και θραύσματα πυριτολίθων. Η κορυφή της Ηφαιστίας είναι μια διαβρωτική επιφάνεια, προγενέστερη της ηφαιστειακής δραστηριότητας που κάλυψε εκτεταμένα μεγάλο μέρος αυτής της ενότητας. Η παρουσία του είδους Helicopontosphaera στο ανώτερο τμήμα της, υποδεικνύει ως ηλικία το Ανώτερο Ολιγόκαινο Κατώτερο Μειόκαινο. 3. Ενότητα Θερμών Αυτή η ενότητα, πάχους 10 μέτρων, που εκτίθεται ασυνεχώς μόνο στο δυτικό και νοτιοδυτικό κομμάτι του νησιού, αποτελείται από συσσωματώματα με πολύ οξειδωμένα χαλίκια και ηφαιστειακούς κλάστες, μάργες με διατομα και άφθονα υπολείμματα φυτών. Ακριβώς δίπλα από τα Θερμά, παρατηρείται ξεκάθαρα η σχέση της ενότητας με το ανώτερο τμήμα της Ηφαιστίας, ενώ σχέση με τα

7 υπερκείμενα ηφαιστειακά είναι περαιτέρω ορατή δυτικά του ακρωτηρίου Παρανήσια. Η ενότητα Θερμών δείχνει μια απότομη αλλαγή από θαλάσσιο σε ηπειρωτικό περιβάλλον, μετά τη φάση παραμόρφωσης και διάβρωσης που επηρέασε τις παλιότερες ιζηματογενείς ακολουθίες. Ακόμα, προηγείται του κύριου μαγματικού κύκλου που ξεκινά αργότερα. Θεωρείται κατω-μειοκαινική, λόγω της γεωμετρικής της θέσης ανάμεσα στις υπερκείμενες κατω-μειοκαινικές λάβες και στα υποκείμενα ιζηματογενή της ενότητας της Ηφαιστίας. Πυριγενές σύμπλεγμα Το πυριγενές σύμπλεγμα εμφανίζεται στον δυτικό και στον κεντροδυτικό τομέα του νησιού (Μούδρος). Ένα διεισδυτικό σώμα, περιορισμένης έκτασης βρίσκεται στην περιοχή του ακρωτηρίου Φακός. Ραδιοχρονολογήσεις έδειξαν ότι η δραστηριότητα έλαβε χώρα ουσιαστικά στο Κατώτερο Μειόκαινο, μεταξύ 22.6 και 18 Ma. Συνολικά, τα ηφαιστειακά πετρώματα δείχνουν ορογενετική συγγένεια. Ενότητα Ρωμανού Η συγκεκριμένη ενότητα αποτελείται κυρίως από μια πυροκλαστική ακολουθία, που εμφανίζεται γύρω από τον κόλπο του Μούδρου. Στην περιοχή Ρωμανού η

8 ακολουθία εμφανίζει και το μεγαλύτερο πάχος της, τα 160 μέτρα. Στο κατώτερο τμήμα της σχηματίστηκε από πυροκλαστικές ροές, πλούσιες σε λιθοκλάστες και κλάστες από ελαφρόπετρες, κοντά στην κορυφή. Κοντά στο χωριό Ρωμανού, η ακολουθία χαρακτηρίζεται από την παρουσία ελαφρόπετρας, που καλύπτεται από σκουρόχρωμες αποθέσεις τύπου Στρόμπολι. Νότια του Ρωμανού, οι πυροκλαστικές αποθέσεις βρίσκονται ενδιαστρωμένες με ηπειρωτικά ιζήματα και περιέχουν άφθονα απολιθώματα φυτών, και ίχνη τους, και απολιθωμένους κορμούς. Η ηλικία προσδιορίστηκε στα 19.8 Ma. Ενότητα Κατάλακκου Τα πετρώματα αυτής της ενότητας εμφανίζονται σε μια ζώνη ΒΔ-ΝΑ, από το ακρωτήριο Μουρτζούφλος ως το νότιο άκρο του ακρωτηρίου Φακός. Χωρίζονται από τα πετρώματα της ενότητας Μύρινας μέσω ενός κανονικού ρήγματος ΒΒΔ- ΝΝΑ. Η ενότητα αποτελείται κυρίως από δόμους λάβας. Συχνά, οι λάβες δεν διαπερνούν το ιζηματογενές κάλυμμα και σχηματίζουν κρυμμένους δόμους. Επίσης, υπάρχουν πολλές κοίτες και φλέβες. Η ηλικία τους πιθανολογείται ότι είναι Ma. Τα πετρώματα είναι πορφυριτικοί ανδεσίτες και δακίτες. Διείσδυση Φακός Έχει εύρος μικρότερο από 1 τ.χλμ. κι εμφανίζεται στο νότιο μέρος του νησιού. Με τη διείσδυση συνδέεται ένα σμήνος δεισδυτικών φλεβών, πολύ λεπτών. Τα πετρώματα περιφερειακά της διείσδυσης έχουν επηρεαστεί από χαμηλού βαθμού αλλά όχι ευρεία θερμική μεταμόρφωση. Ουσιαστικά πρόκειται για έναν χαλαζομονζονίτη, με εμφανή σημάδια υδροθερμικής δράσης. Ενότητα Μύρινας Τα πετρώματα αυτής της ενότητας αποτελούν τα νεότερα ηφαιστειακά προϊόντα του νησιού ( Ma). Η ενότητα αποτελείται από δόμους λάβας, που σχετίζονται με ροές λάβας, λατυποπαγή και λαχάρ. Οι δόμοι συνήθως χαρακτηρίζονται από δομές κατάρρευσης. Τα πετρώματα είναι κυρίως δακίτες πλούσιοι σε Κ και δευτερευόντως ανδεσίτες και τραχίτες. Είναι πορφυριτικά. Ανώτερη ιζηματογενής ακολουθία Η ακολουθία αυτή περιλαμβάνει αποθέσεις συσσωματωμάτων που εμφανίζονται μεταξύ Παναγιάς και Νέας Κουταλης, καθώς και στην περιοχή Λαγκαδάς. Είναι μειοκαινικής ηλικίας. Είναι μια ενότητα που παρεμβάλλεται μέσα στην πυροκλαστική μειοκαινική ακολουθία. Στο Λαγκαδά το συσσωμάτωμα κάθεται ασύμφωνα πάνω στην πυροκλαστική ακολουθία και έχουν λιθολογίες ανάλογες με πλειο-πλειστοκαινικά ιζήματα, που περιγράφηκαν από τον Ρούσσο (1993). Παρατηρήσεις Η ιζηματογενής ακολουθία, που αποτελεί τη «ραχοκοκαλιά» του νησιού, υποβλήθηκε σε διάφορα στάδια παραμόρφωσης. Το πρώτο στάδιο πραγματοποιήθηκε σε δύο φάσεις που έδωσαν ήπιες πτυχώσεις με διαφορετικές διευθύνσεις (Β-Ν, Α-Δ). Το δεύτερο στάδιο χαρακτηρίστηκε από έντονη παραμόρφωση, με πολυάριθμα ρήγματα διαφορετικών διευθύνσεων να διαπερνούν το νησί.

9 Συνοπτικά Στο νησί της Λήμνου, τα αρχαιότερα πετρώματα που εκτίθενται είναι θαλάσσιες αποθέσεις φλύσχη, ηλικίας Λουτήσιου-Ολιγοκαίνου (ενότητα Φισίνης-Σαρδών), που εξελίσσονται προς τα πάνω σε μια ενότητα αποτελούμενη κυρίως από συσσωματώματα (ενότητα Ηφαιστίας), μεταβατικού περιβάλλοντος, και τέλος σε ηπειρωτικά ιζήματα Κατώτερου Μειοκαίνου (ενότητα Θερμών). Η ενότητα Φισίνης- Σαρδών περιέχει διάφορα ανω-ηωκαινικά/κάτω-ολιγοκαινικά ηφαιστειοκλαστικά, που αντιστοιχούν στην έξαρση της ασβεσταλκαλικής δραστηριότητας στη Μάζα της Ροδόπης. Παρατηρούνται, δηλαδή, μέσου ως χαμηλού βαθμού μεταμορφωμένα και ιζηματογενή, καθώς και οφιολιθικό υλικό με αμφιεγόμενη προέλευση. Το τελευταίο μπορεί να προήλθε από τη Ροδοπική Μάζα και την Περι-Ροδοπική Ζώνη στο Βορρά και από τη Ζώνη Βαρδάρη-Σμύρνης-Άγκυρας στο Βορρά και την Ανατολή. Ένα επεισόδιο συμπιεστικής παραμόρφωσης επηρέασε την υπάρχουσα ιζηματογενή ακολυθία του νησιού στο Ανώτερο Ολιγόκαινο, δημιουργώντας απαλές πτυχές, που διαβρώθηκαν πριν την απόθεση των ιζημάτων ηπειρωτικού τύπου του Κατώτερου Μειοκαίνου. Σε αυτή την περίοδο, το σημαντικό ρήγμα Κορνός-Κοντιάς ήταν πιθανότατα ενεργό, διαιρώντας το νησί σε δύο τομείς: τον ανατολικό όπου δημιουργήθηκαν τα περισσότερα ηφαιστειακά προϊόντα Ρωμανού και Καταλάκκου και τον δυτικό όπου τοποθετήθηκαν τα πιο πρόσφατα ηφαιστειακά της Μύρινας. Τα ηφαιστειακά προϊόντα, όλα σχετικά εξελιγμένα, ασβεσταλκαλικής ως σωσσονιτικής σύστασης, τοποθετήθηκαν στο Κάτω Μειόκαινο μεταξυ 22 και 18 Ma. Τα ηφαιστειακά της Μήλου αντιπροσωπεύουν τα πρώτα ηφαιστειακά προϊόντα του Βορείου Αιγαίου. Συνοψίζοντας, η ιζηματογενής ακολουθία Ηωκαίνου-Μειοκαίνου, που εμφανίζεται στο νησί, αντανακλά τις γεωδυναμικές σχέσεις μεταξύ Σερβομακεδονικής-Ροδοπικής Μάζας και το κλείσιμο του ωκεανού της Πίνδου (Υποπελαγονική), που υποβυθίστηκε τουλάχιστον από το Ανώτερο Κρητιδικό κάτω από το Ευρωπαϊκό Περιθώριο, που αντιπροσωπεύεται από τις ενότητες που ανήκουν στις ζώνες Ροδόπης-Βαρδάρη-Πελαγονικής. [Geological map (scale 1:50,000) of Limnos Island (Greece): Explanatory Notes Fabrizio Innocenti & Piero Manetti & Roberto Mazzuoli & Piero Pertusati & Michael Fytikas & Nikos Kolios & Georges E. Vougioukalakis & Nikos Androulakakis & Salvatore Critelli & Luca Caracciolo ]

10 ΤΡΗΜΑΤΟΦΟΡΑ

11 Τα τρηματοφόρα (Foraminifera) είναι μονοκύτταροι οργανισμοί που χαρακτηρίζονται από: 1. Δίκτυο ψευδοποδίων (κοκκιοδικτυωπόδια) 2. Κέλυφος με χαρακτηριστική δομή 3. Ετεροφασικό κύκλο ζωής Είναι κυρίως θαλάσσιοι, ελεύθεροι/πλαγκτονικοί ή προσκολλημένοι στις ακτές ή στους πυθμένες των θαλασσών/βενθονικοί. Αποτελούν μια από τις σημαντικότερες ομάδες μικροαπολιθωμάτων επειδή διαθέτουν πολύ μεγάλο αριθμό ειδών (30000 είδη 1500 γένη) και χαρακτηρίζονται από αφθονία στα ιζήματα. Χρησιμοποιούνται για το σχετικό προσδιορισμό της ηλικίας των στρωμάτων και για την ανασύσταση του περιβάλλοντος ιζηματογένεσης. ΚΕΛΥΦΟΣ Τα τρηματοφόρα χαρακτηρίζονται από κέλυφος που αποτελείται από έναν ή περισσότερους θαλάμους, οι οποίοι συνδέονται μεταξύ τους με ένα ή περισσότερα ανοίγματα. Το κέλυφος είναι ενδοσκελετικός σχηματισμός που εκκρίνεται από τον ίδιο τον οργανισμό ή κατασκευάζεται από εξωγενή υλικά. Τα περισσότερα τρηματοφόρα φέρουν κελύφη με διάμετρο μικρότερη από 500 μm. Η φύση και η δομή του κελύφους, όπως και η συναρμογή των θαλάμων, αποτελούν τα βασικά κριτήρια για την ταξινόμηση τόσο των απολιθωμένων όσο και των σύγχρονων τρηματοφόρων και εξετάζονται με τη βοήθεια μικροσκοπίου. Φύση Ανάλογα με τη σύσταση του τοιχώματος, η φύση του κελύφους διακρίνεται σε: Δομή 1. Ασβεστολιθική 2. Συμφυρματοπαγής (συνίσταται από ετερογενή στοιχεία που συνδέονται μεταξύ τους με συγκολλητικό υλικό, εν μέρει ή εξ ολοκλήρου, οργανικό) 3. Χιτινώδης 4. Πυριτική 5. Αραγωνιτική

12 Τα περισσότερα απολιθωμένα τρηματοφόρα φέρουν ασβεστολιθικό τοίχωμα κελύφους. Αυτό διακρίνεται σε: Συναρμογή 1. Διάτρητο/Υαλώδες 2. Αδιάτρητο/Πορσελανώδες 3. Μικροκοκκώδες (αποτελείται από ένα εξωτερικό λεπτό ασβεστολιθικό αδιάτρητο στρώμα ενώ εσωτερικά εφαρμόζεται μια σειρά λεπτών ελασματοειδών διαφραγμάτων που σχηματίζει θαλαμίσκους, δίνοντας στο κέλυφος μορφή κυψέλης) 1. Μονοθάλαμο 2. Πολυθάλαμο. Διακρίνεται περαιτέρω σε ευθυτενές (μονόσειρο, δίσειρο, τρίσειρο, πολύσειρο, συνδυασμός των παραπάνω) ή περιελιγμένο (επιπεδοσπειροειδές, τροχοσπειροειδές ή αγαθιστεγές) Μορφολογικοί χαρακτήρες ΨΕΥΔΟΠΟΔΙΑ 1. Πρωτοκόγχη 2. Θάλαμος 3. Διάφραγμα 4. Γραμμές ραφών (ανυψωμένες, πεπιεσμένες, πεπαχυσμένες, επίπεδες, ευθείες, καμπύλες, μαιανδρικές, σιγμοειδείς) 5. Ομφαλός (ανυψωμένος/κλειστός, πεπιεσμένος/ανοιχτός) 6. Στοματικό άνοιγμα (ως προς το σχήμα: απλό, πολλαπλό ως προς τη θέση: ακραίο/τελικό, μη ακραίο, συμπληρωματικό) 7. Διακόσμηση Πρόκειται για λεπτά, νηματοειδή, αναστομωμένα ψευδοπόδια με κοκκώδη σύσταση. Χρησιμοποιούνται από τα τρηματοφόρα για: 1. Την προσκόλληση του οργανισμού 2. Την πρόσληψη τροφής 3. Την κίνηση και μετακίνηση

13 4. Την κατασκευή του κελύφους ΕΤΕΡΟΦΑΣΙΚΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΖΩΗΣ Αγενής αναπαραγωγή Κατά την αγενή αναπαραγωγή, η μικροσφαιρική μορφή Β δίνει τη μακροσφαιρική μορφή Α. Έτσι, δημιουργείται μια μακροσφαιρική γενιά μορφής Α, με τα κελύφη να χαρακτηρίζονται από μεγάλη πρωτοκόγχη και σχετικά μικρή διάμετρο κελύφους. Εγγενής αναπαραγωγή Κατά την εγγενή αναπαραγωγή ή γαμογονία, η μακροσφαιρική μορφή Α (γαμόντης) με διαίρεση παράγει τους γαμέτες (1-4 μm), οι οποίοι δίνουν μικροσφαιρικές μορφές Β. Έτσι, δημιουργείται μια μικροσφαιρική γενιά μορφής Β, με τα κελύφη να χαρακτηρίζονται από μικρή πρωτοκόγχη και σχετικά μεγάλη διάμετρο κελύφους. Άρα, οι όροι «μικροσφαιρικός» και «μακροσφαιρικός» δεν αφορούν στο μέγεθος του κελύφους, αλλά στης πρωτοκόγχης. Ο κύκλος αναπαραγωγής των τρηματοφόρων εξαρτάται από την εποχή του έτους και τη θερμοκρασία. ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ/ΠΑΛΑΙΟΟΙΚΟΛΟΓΙΑ Τα τρηματοφόρα παρουσιάζουν παγκόσμια γεωγραφική κατανομή και απαντώνται από τα ρηχά ως τα ωκεάνια περιβάλλοντα. Το βάθος που ζουν εξαρτάται από: 1. Φυσικούς παράγοντες (θερμοκρασία, υδροστατική πίεση, φως, θολερότητα νερού, θαλάσσια ρεύματα) 2. Χημικούς παράγοντες (αλατότητα, αλκαλικότητα, ιχνοστοιχεία, τροφικές ανάγκες) 3. Βιολογικούς παράγοντες (συμβίωση, παρασιτισμός) Οικολογία βενθονικών τρηματοφόρων Τα βενθονικά τρηματοφόρα αποτελούν σημαντικό στοιχείο των βενθονικών κοινοτήτων στα ρηχά περιβάλλοντα. Η κατανομή τους εξαρτάται από μια σειρά περιβαλλοντικών και ιζηματολογικών συνθηκών όπως το βάθος, η διαθεσιμότητα των ανθρακικών, τα επίπεδα του φωτός, η αλατότητα, η θερμοκρασία κλπ. Η υψηλή ποικιλότητα και αφθονία, όπως και η ευαισθησία που επιδεικνύουν στις περιβαλλοντικές μεταβολές και διαταραχές, τα καθιστούν σημαντικούς δείκτες για τις περιβαλλοντικές και παλαιοπεριβαλλοντικές έρευνες. Η μελέτη των βενθονικών τρηματοφόρων για την ανασύσταση των παλαιοπεριβαλλόντων βασίζεται:

14 1. Στην ανάλυση των συναθροίσεων 2. Στην παρουσία ή απουσία τυπικών ειδών 3. Στη μελέτη της μορφολογίας του κελύφους (τα παραμορφωμένα κελύφη που προκύπτουν κυρίως εξαιτίας φυσικών περιβαλλοντικών διαταραχών, παρουσιάζουν μερική καταστροφή και ανάπλαση των κελυφών και δημιουργούν μορφές με ανάπλαση των κελυφών, προεξέχοντες ή ακανόνιστα σχηματοποιημένους θαλάμους κλπ. τα δύσμορφα κελύφη που διαμορφώνονται κατά την οντογένεση του τρηματοφόρου, δημιουργούν πολύπλοκες μορφές κελυφών με διπλά κελύφη, ανώμαλα και προεξέχοντα στοματικά ανοίγματα κλπ.) Τα βενθονικά τρηματοφόρα κυριαρχούν στις απολιθωμένες βενθονικές συναθροίσεις των βαθιών θαλάσσιων περιβαλλόντων. Αποτελούν σημαντικό εργαλείο για την αναπαράσταση των παλαιών ωκεανών, καθώς είναι δείκτες της οξείδωσης και της συγκέντρωσης του οργανικού υλικού του πυθμένα και συνεπώς του ρυθμού κυκλοφορίας των υδάτινων μαζών. Τα περισσότερα βενθονικά τρηματοφόρα έχουν επιλέξει επιπανιδικό τρόπο ζωής και προσκολλώνται στο υπόστρωμα, αλλά υπάρχει σημαντικός αριθμός γενών που προτιμούν τον ενδοπανιδικό τρόπο ζωής και διαβιούν μέσα στο ίζημα, σε αρκετές περιπτώσεις σε βάθος κάτω από 10 cm του ιζήματος. Τα είδη της επιπανίδας και της ρηχής ενδοπανίδας διαβιούν σε θαλάσσια ύδατα με κανονικά επίπεδα οξυγόνου και σχετικά ολιγοτροφικές συνθήκες. Αντίθετα, τα είδη της ενδοπανίδας βάθους είναι γνωστά για την προτίμηση που επιδεικνύουν σε περιβάλλοντα χαμηλού οξυγόνου/ανοξικά και σχετικά ευτροφικές συνθήκες. Οικολογία πλαγκτονικών τρηματοφόρων Τα πλαγκτονικά τρηματοφόρα ζουν στην επιφάνεια της θάλασσας μέχρι 1000 m βάθος. Η διασπορά τους επηρεάζεται από τη θερμοκρασία και την ωκεάνια κυκλοφορία. Η πυκνότητα είναι μικρότερη σε μεγάλα γεωγραφικά πλάτη και αυξάνει προς τον ισημερινό. ΕΞΕΛΙΞΗ ΣΤΟ ΓΕΩΛΟΓΙΚΟ ΧΡΟΝΟ Οι οργανισμοί εξελίσσονται στην προσπάθεια προσαρμογής τους στα νέα περιβάλλοντα που δημιουργούνται στη διάρκεια του γεωλογικού χρόνου Παλαιοζωικός Κάμβριο (?): Αρχικά γυμνά ή με θήκη από χιτίνη, μονοθάλαμα συμφυρματοπαγή μέχρι το Ιουρασικό, μονόσειρα, δίσειρα κλπ από το Δεβόνιο. Δεβόνιο: Ασβεστολιθικό μικροκοκκώδες τοίχωμα

15 Λιθανθρακοφόρο: Πολύπλοκη εσωτερική δομή στα συμφυρματοπαγή, εμφάνιση τροχοσπειροειδούς περιέλιξης, Fusulina. Αν. Λιθανθρακοφόρο Πέρμιο: Πρώτα αδιάτρητα Παγκόσμιο συμβάν: Ανάπτυξη παγετώνων, που οδήγησε σε ομαδική εξαφάνιση. Μεσοζωικός Τριαδικό: Πρώτα διάτρητα (οικογένεια Nodosariidae) Ιουρασικό: Αφθονία συμφυρματοπαγών, πρώτα αραγωνιτικά και πυριτικά κελύφη, πρώτα πλαγκτονικά τρηματοφόρα. Κρητιδικό: Πρώτα μεγάλα αδιάτρητα, απότομη εξαφάνιση στο τέλος του Κρητιδικού. Καινοζωικός Ηώκαινο: Μεγάλα τρηματοφόρα αβαθών θαλασσών, Nummulites, Alveolina. Ολιγόκαινο Μειόκαινο: Τρηματοφόρα μεγαλύτερου μεγέθους Πλειόκαινο: Ελάχιστα νέα γένη Πλειστόκαινο: Hyalinea [ Εκπαιδευτικό υλικό για το μάθημα Μικροπαλαιοντολογία Μαρία Τριανταφύλλου ]

16 ΣΥΛΛΟΓΗ ΚΑΙ ΤΡΟΠΟΣ ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑΣ ΤΟΥ ΜΙΚΡΟΠΑΛΑΙΟΝΤΟΛΟΓΙΚΟΥ ΥΛΙΚΟΥ Η συλλογή μικροπαλαιοντολογικού υλικού απαιτεί ειδική διαδικασία και προϋποθέτει σχετική εμπειρία. Με διαφορετική μέθοδο γίνεται η συλλογή δειγμάτων από επιφανειακούς ορίζοντες σε σχέση με τους βαθύτερους, όπου πραγματοποιούνται γεωτρήσεις. Η επιλογή μιας επιφάνειας για συλλογή δειγμάτων γίνεται μετά από παρατηρήσεις (δειγματοληψία, μεγεθυντικός φακός) και διαπίστωση ενδείξεων για την ύπαρξη απολιθωμάτων. Οι επιφανειακοί ορίζοντες έχουν, ως επί το πλείστον, υποστεί διάβρωση και εξαλλοίωση και τα υπάρχοντα μέσα σε αυτούς μικροαπολιθώματα αλλοιώσεις από φυτικούς και ζωικούς οργανισμούς. Πολλές φορές τυχαίνει να εγκλεισθούν στον ίδιο ορίζοντα σπόροι, όστρακα, μικρά γαστερόποδα, οστρακώδη κ.λ.π. και να θεωρηθούν από ερευνητές χωρίς πείρα ότι ανήκουν στην ίδια πανίδα.

17 Για να αποφύγει κανείς όλους αυτούς τους παράγοντες που αλλοιώνουν ποικιλότροπα την πραγματική όψη της πανίδας ενός ορίζοντα, είναι απαραίτητο η συλλογή δειγμάτων να γίνει από θέση που να έχει πρόσφατα καθαριστεί, δηλαδή να έχει αφαιρεθεί ένα επιφανειακό στρώμα από τον ορίζοντα που πρόκειται να μελετηθεί και μετά να γίνει η δειγματοληψία. Η συχνότητα της δειγματοληψίας εξαρτάται από τη φύση της μελέτης, τον επιδιωκόμενο σκοπό και τη λιθολογική ανάπτυξη των στρωμάτων που πρόκειται να μελετηθούν. Εάν πρόκειται για τη μελέτη ενός μόνο ορίζοντα, απαιτούνται λίγα δείγματα βάρους έως περίπου 100 gr, ενώ για τη μελέτη πολλών διαδοχικών στρωμάτων, δείγματα πρέπει να συλλεγούν από ολόκληρη την τομή και από όλους τους ορίζοντες. Εάν ο σκοπός της συλλογής είναι η επιστημονική μελέτη, η συχνότητα δειγματοληψίας πρέπει να είναι ακόμη μεγαλύτερη, ώστε να γίνει δυνατή η μελέτη των παλαιοβιολογικών συνθηκών και έτσι να μελετηθεί και η ταχύτητα αλλαγής τους. Κάθε σύνολο μικροαπολιθωμάτων συσχετίζεται με μεταβολές συνθηκών και γι αυτό τα μικροαπολιθώματα κάθε στρώματος, ακόμα και του λεπτότερου, πρέπει ιδιαίτερα να μελετώνται. Το δείγμα που έχει συλλεγεί τοποθετείται μέσα σε σάκο (από χαρτί, ύφασμα ή πλαστικό) και συνοδεύεται με σημείωμα, όπου αναγράφεται η τοποθεσία, ο ακριβής ορίζοντας συλλογής και άλλα απαραίτητα στοιχεία. Η προετοιμασία του υλικού για τη μελέτη απαιτεί ιδιαίτερη τεχνική. Ανάλογα με το είδος των μικροαπολιθωμάτων χρησιμοποιούνται διαφορετικές μέθοδοι. Οι χρησιμοποιούμενες μέθοδοι εξαρτώνται επίσης από το είδος, τη φύση και τη συνεκτικότητα του πετρώματος. Εάν πρόκειται για πετρώματα χαλαρά, όχι στερεά, όπως αργιλικά, ο αποχωρισμός των μικροαπολιθωμάτων είναι ευκολότερος και μας δίνει ολόκληρα τα κελύφη τους, ενώ σε στερεά πετρώματα πρέπει να γίνουν τομές για να μελετηθούν τα μικροαπολιθώματα. [ Εισαγωγή στη Θαλάσσια Μικροπαλαιοντολογία (σελ ) - Ε. Γεωργιάδη Δικαιούλια & Μιχ. Δ. Δερμιτζάκης 1993 ] Μετά τη συλλογή του δείγματος και την τοποθέτηση του σε ειδικό σάκο, ακολουθείται ειδική διαδικασία καθαρισμού και επεξεργασίας του. Τα βήματα είναι τα εξής: 1. Δείγμα τάξης 150 περίπου γραμμαρίων ζυγίζεται σε ζυγαριά, πάνω στην οποία έχει τοποθετηθεί ένα κομμάτι χαρτί για την αποφυγή απώλειας δείγματος ή μόλυνσης επόμενων δειγμάτων. 2. Μετά τη ζύγιση, το δείγμα απομακρύνεται από τη ζυγαριά και τοποθετείται μαζί με το χαρτί σε σταθερή επιφάνεια, όπου τεμαχίζεται με τη βοήθεια γεωλογικού σφυριού. Δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στο να μην

18 καταστραφούν, λόγω υπερβολικής δύναμης από το σφυρί, τα απολιθώματά του. 3. Το δείγμα, αφού θρυμματιστεί, τοποθετείται σε beaker, στα τοιχώματα του οποίου έχουμε γράψει τον κωδικό του. Στη συνέχεια, στο beaker προστίθεται νερό μέχρι το σημείο που να καλύπτεται πλήρως το δείγμα. 4. Το beaker με το δείγμα και το νερο μεταφέρεται στον επαγωγό, ο οποίος τίθεται σε λειτουργία, και εκεί με πολλή προσοχή προστίθεται Peridrol για να αναβράσει το δείγμα, σε αναλογία 1:3 με το νερο. 5. Το μείγμα δείγματος νερού Peridrol αφήνεται στον επαγωγό μια μέρα. 6. Την επόμενη μέρα, απομακρύνεται από τον επαγωγό. Έπειτα, το beaker, αφού έχει προστεθεί επιπλέον νερό σε αυτό, τοποθετείται σε συσκευή υπερήχων για 10 λεπτά. 7. Επιλέγονται δύο κόσκινα διαμέτρου 63 μm και 250 μm. Τοποθετείται το κόσκινο με τη μεγαλύτερη διάμετρο πάνω στο κόσκινο με τη μικρότερη. 8. Απομακρύνεται το δείγμα από τον υδροβολέα και μεταφέρεται στα κόσκινα, όπου αδειάζεται με τη βοήθεια υδροβολέα, προκειμένου να μην μείνει κανένα υπόλειμμα στο beaker. 9. Εν συνεχεία, το δείγμα που έχει κατακρατηθεί στο κόσκινο των 250 μm, αφού δουλευτεί απαλά με το δάχτυλο ώστε να ελαχιστοποιηθεί η ποσότητα του χονδρόκοκκου υλικού, αδειάζεται προσεκτικά, πάλι με τη βοήθεια υδροβολέα, στο beaker, μεταφέρεται στον επαγωγό, όπου πλέον του προσθέτουμε οξύ. Στον επαγωγό παραμένει το πολύ δύο ώρες. Έπειτα, με την ίδια διαδικασία που περιγράφηκε ως τώρα προστίθεται στο λεπτόκοκκο δείγμα. Το πολύ χονδρόκκο που δεν διαλύθηκε ούτε με οξύ, δεν χρησιμεύει κάπου και απλά απομακρύνεται. 10. Το υπόλοιπο δείγμα που έχει περάσει στο μικρό κόσκινο, αφού δουλευτεί αρκετή ώρα με τα δάχτυλα, μεταφέρεται σε διαφορετικό beaker, στο οποίο σημειώνεται ο κωδικός. Στο beaker προστίθεται Peridrol και αυτό μεταφέρεται στη συσκευή υπερήχων για μικρό χρονικό διάστημα. Τέλος, μεταφέρεται στο κόσκινο των 63 μm με υδροβολέα, πλένεται και αδειάζεται σε petridisc. Τα petridisc τοποθετούνται σε φούρνο για ξήρανση του δείγματος.

19 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

20

21 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η ανάγκη για καλύτερη μέτρηση του παλαιοβάθους πυροδότησε την έρευνα και άλλων μεθόδων, πέρα από την κατανομή των ειδών. Το 1955, οι Grismdale & Van Morkhoven δημοσίευσαν την κλασική τους μελέτη πάνω στην εφαρμογή της αναλογίας των πλαγκτονικών προς τα βενθονικά τρηματοφόρα (P/B ratio). Βρήκαν ότι η αναλογία των πλαγκτονικών τρηματοφόρων (Ρ) αυξάνεται αρκετά συστηματικά όσο πάμε προς βαθύτερα νερά. Δεν υπάρχει καθαρή ομοφωνία όσον αφορά στην αιτία της αύξησης του αριθμού των πλαγκτονικών τρηματοφόρων με το βάθος, ή πιο συγκεκριμένα με την αυξανόμενη απόσταση από την ακτή. Ωστόσο, ο λόγος της αύξησης είναι εν μέρει προφανής: με αύξηση της απόστασης από την ακτή, μειώνονται τα τουρβιδιτικά ρεύματα, αυξάνοντας την πρωτογενή παραγωγικότητα. Επιπλέον, το περίπλοκο πελαγικό οικοσύστημα είναι πλήρως αναπτυγμένο μόνο σε συγκεκριμένο βάθος νερού, που περιβάλλει και εμπεριέχει την ευφωτική ζώνη. Με συνεχή αύξηση του βάθους, τα μεσοπελαγικά και βαθυπελαγικά πλαγκτονικά τρηματοφόρα εισέρχονται στο οικοσύστημα, συμπληρώνοντας έτσι το πελαγικό σύστημα, αφού αποτελούν μέρος της συνολικής πελαγικής βιομάζας. Καθώς τα εισαγόμενα θρεπτικά συστατικά από τη χέρσο μειώνονται, αναμένεται η πελαγική βιομάζα να μειωθεί ξανά σε συγκεκριμένη απόσταση από την ακτή. Η βενθονική βιομάζα ακολουθεί λιγότερο προβλέψιμες διαδρομές και καμιά φορά είναι εξαιρετικά υψηλή σε μέρη καθόλου αναμενόμενα, όπως οι ανοξικές λεκάνες. Το γενικό πρότυπο ωστόσο, υποδεικνύει ότι ο αριθμός των βενθονικών τρηματοφόρων αυξάνει από την περιοχή της ζώνης κοντά στην ακτή προς το άκρο της ηπείρου. Περαιτέρω προς τη θάλασσα, μειώνεται δραστικά προς χαμηλές τιμές σε βαθύαλα βάθη. Από πολλές απόψεις, η βενθονική βιομάζα, άρα και ο αριθμός των βενθονικών τρηματοφόρων, ακολουθεί το πρότυπο παγκόσμιας κατανομής του οργανικού άνθρακα στα ιζήματα, που μεγιστοποιείται στις υφαλοκρηπίδες και στα άκρα των ηπείρων και μειώνεται ταχύτατα προς μεγαλύτερα βάθη. Από αυτή την άποψη, τα πρότυπα της αφθονίας τόσο των πλαγκτονικών όσο και των βενθονικών μοιάζουν να είναι σε μεγάλο βαθμό εξαρτώμενα των θρεπτικών συστατικών. Σημαντικό ρόλο, όχι όμως στο βαθμό των θρεπτικών συστατικών, παίζουν και άλλοι παράγοντες όπως η θερμοκρασία, η αλμυρότητα, η κυκλοφορία των υδάτων κλπ. Οι Berger & Diester-Haass χρησιμοποίησαν την ίδια αναλογία ως δείκτη παραγωγικότητας. Έδειξαν ότι σε βαθιά νερά η αναλογια Ρ/Β αυξάνεται σημαντικά και τελικά αγγίζει το άπειρο. Αυτό σημαίνει ότι σε βάθη μέτρα η αναλογία αυξάνεται από 0 εως 10 και έπειτα ραγδαία από 20 έως το άπειρο.

22 Το ποσοστό (%) των πλαγκτονικών τρηματοφόρων (Ρ/Ρ+Β*100 ή Ρ/Β*100) είναι μία από τις πιο συνεπείς μεθόδους για την εκτίμηση του παλαιοβάθους. Σύμφωνα με τον Murray (1976), η υφαλοκρηπίδα (0-40 μέτρα) χαρακτηρίζεται από μεγαλύτερο του 20% πλαγκτονικών δειγμάτων, η μεσαία νηριτική ζώνη ( μέτρα) από ποσοστά μεταξύ 10 και 60%, η εξωτερική νηριτική ζώνη ( μέτρα) από ποσοστά ανάμεσα σε 40 και 70% και η ανώτερη βαθύαλη (πάνω από 200 μέτρα) από ποσοστά υψηλότερα του 70%. Τέλος, βάσει δεδομένων των Pflum & Frerichs (1976), ισχύει ότι ποσοστό μικρότερο από 50% ανταποκρίνεται στη νηριτική ζώνη, από 50 έως 90% στην ανώτερη βαθύαλη ζώνη ( μέτρα) και ποσοστό μεγαλύτερο από 90% αντιστοιχεί στη μέση και κατώτερη βαθύαλη ζώνη ( μέτρα). [ The depth dependency of planktonic/benthic foraminiferal ratios: Constraints and applications - G.J. van der Zwaan & F.J. Jorissen & H.C. de Stigter ] Στα δείγματα που μελετήσαμε το ποσοστό Ρ/Ρ+Β κυμαίνεται από 95 μέχρι και 100%. Συμπεραίνουμε λοιπόν, σύμφωνα και με τις προαναφερθείσες πηγές ότι προέρχονται από την μέση και κατώτερη βαθύαλη ζώνη, δηλαδή από βάθη μέτρα.

23 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Εισαγωγή στη Θαλάσσια Μικροπαλαιοντολογία [σελ.23-24] Ε. Γεωργιάδη Δικαιούλια & Μιχ. Δ. Δερμιτζάκης 1993 Εκπαιδευτικό υλικό για το μάθημα Μικροπαλαιοντολογία Μαρία Τριανταφύλλου The depth dependency of planktonic/benthic foraminiferal ratios: Constraints and applications G.J. van der Zwaan & F.J. Jorissen & H.C. de Stigter Interpreting paleoenvironments with microfossils Stephen J. Culver Primary productivity and biochemical cycles in the sea Paul G. Falkowski & Avril D. Woodhead Geological map (scale 1:50,000) of Limnos Island (Greece): Explanatory Notes Fabrizio Innocenti & Piero Manetti & Roberto Mazzuoli & Piero Pertusati & Michael Fytikas & Nikos Kolios & Georges E. Vougioukalakis & Nikos Androulakakis & Salvatore Critelli & Luca Caracciolo