ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΚΟΚΚΟΜΕΤΡΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΩΝ ΙΖΗΜΑΤΩΝ (0-50CM) ΤΟΥ ΑΜΒΡΑΚΙΚΟΥ ΚΟΛΠΟΥ 7/2/2012 ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: Γ.

Transcript

1 7/2/2012 ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΔΗΜΑΣ ΞΕΝΟΦΩΝ ΚΑΛΥΒΑ ΜΑΡΙΑ ΚΟΚΚΟΜΕΤΡΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΩΝ ΙΖΗΜΑΤΩΝ (0-50CM) ΤΟΥ ΑΜΒΡΑΚΙΚΟΥ ΚΟΛΠΟΥ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: Γ. ΠΑΠΑΘΕΟΔΩΡΟΥ

2 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στην παρούσα εργασία μελετήθηκαν η κοκκομετρία των επιφανειακών ιζημάτων του Αμβρακικού κόλπου. Τα ιζήματα που καθιζάνουν στον πυθμένα μιας θάλασσας καθώς και ο ρυθμός με τον οποίον αυτά αποτίθονται είναι εξαιρετικοί δείκτες του τρόπου λειτουργίας του υδάτινου αυτού σώματος. Επίσης μέσω των ιζημάτων γίνονται αντιληπτές οι σχέσεις αλληλοεξάρτησης του υδάτινου σώματος με τη στεριά και πως οι διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στην στεριά επηρεάζουν τη ζωή στη θάλασσα. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι να γίνουν αντιληπτές αυτές οι σχέσεις αλληλοεξάρτησης στην περιοχή του Αμβρακικού κόλπου μελετώντας την κοκκομετρία και της παραμέτρους αυτής, των επιφανειακών ιζημάτων (0-50cm) πυθμένα του Αμβρακικού κόλπου. Abstract The present study have examined the grain size of the surficial sediments of Amvrakikos gulf. The sediments that subside at the bottom of the sea and the speed of these deposits are excellent ways to find out the mechanisms and the way they faction. In addition, we can examine the correlation between sediments and water column. The processes that take place on land might affect the sea s living life. The aim of the present study is to sustain laboratory results in order to establish the relationships between grain size of surfacial sediments in Amvrakikos gulf, using statistical parameters. 2

3 2. ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ Αμβρακικός κόλπος Ο Αμβρακικός κόλπος είναι ένας από τους μεγαλύτερους κλειστούς κόλπους της Ελλάδας. Βρίσκεται Βόρεια του νομού Αιτολοακαρνανίας και Νότια της Ηπείρου και επικοινωνεί με το Ιόνιο μέσα από μια στενή λωρίδα θάλασσας. Η είσοδος του κόλπου είναι στο στενό πέρασμα μεταξύ του Ακτίου (από την πλευρά της Αιτωλοακαρνανίας) και της Πρέβεζας. Ο κόλπος πήρε το όνομά του από την αρχαία Αμβρακία, πόλη κτισμένη στον ποταμό Άραχθο, στη θέση της σημερινής Άρτας. Στον μυχό του Αμβρακικού είναι κτισμένη η Αμφιλοχία. Κοντά στην Αμφιλοχία είναι το ακρωτήρι του Αγίου Γεωργίου, όπου λειτουργεί φάρος. Η Βόνιτσα είναι επίσης μια άλλη σημαντική κωμόπολη στην πλευρά του δρόμου από Αμφιλοχία προς Πρέβεζα και Λευκάδα. Στην είσοδο του κόλπου κατασκευάστηκε πρόσφατα υποθαλάσσια σήραγγα που συνδέει το Άκτιο με την Πρέβεζα. Στον κόλπο και ιδιαίτερα στον λιμένα της Αμφιλοχίας παρουσιάζεται κατά τους θερινούς μήνες (ιδιαίτερα τον Αύγουστο) το φαινόμενο φωσφορισμού της θάλασσας, το οποίο οφείλεται σε συσσώρευση μικροοργανισμών (πλαγκτόν). Ο κόλπος καταλαμβάνει έκταση περίπου 400 km 2 και σε αυτόν χύνουν τα νερά τους οι ποταμοί Λούρος και Άραχθος. Το 3

4 γλυκό νερό τους αναμιγνίεται με το νερό της θάλασσας και έτσι δημιουργούνται ζώνες υφάλμυρες ή ζώνες με γλυκά νερά. Το τοπίο κυριαρχείται απο τρείς βραχώδεις λόφους ανάμεσα στις λιμνοθάλασσες και η περιοχή περιβάλλεται απο λόφους στα Βόρεια και Ανατολικά. Στα μικρά δέλτα που σχηματίζονται στα σημεία που εκβάλλουν τα παραπάνω αναφερόμενα ποτάμια σχηματίζονται οι λιμνοθάλασσες Ροδιά, Λογαρού, Αγρίλου και Τσουκαλιού που φιλοξενούν αξιόλογη χλωρίδα και πανίδα. Ο Αμβρακικός κόλπος ύστερα από πολλές έρευνες οι επιστήμονες έχουν καταλήξει ότι χαρακτηρίζεται από ένα ωκεανογραφικό καθεστώς σαν φιόρδ. Η μορφολογία και οι συνθήκες κυκλοφορίας του νερού κάνουν τον Αμβρακικό κόλπο το μοναδικό φιόρδ της Μεσογείου θάλασσας. Η λέξη φιόρδ είναι Νορβιγική και αναφέρεται σε στενούς θαλάσσιους κόλπους βαθείς και επιμήκεις, που συνήθως χαρακτηρίζονται από απότομες και βραχώδες ακτές. Το ωκεανογραφικό κατασκεύασμα σαν φιόρδ που αναπτύσεται στον κόλπο καθώς και οι δυσοξικές συνθήκες σε βάθος 25m και οι ανοξικές συνθήκες σε βάθος 35m κάνουν τον κόλπο ενδεχομένως ανάλογο μεγαλύτερων λεκανών όπως την Μαύρη θάλασσα και την Βαλτική. Η υπόξια, δηλαδή η έλληψη οξυγόνου στα βαθιά νερά είναι ένα παγκοσμίος αναπτυσόμενο πρόβλημα και απο το 1960 και μετά έχουν δημιουργηθεί πολλές νεκρές ζώνες στα παράκτια θαλάσσια ύδατα. Η υπόξια σκοτώνει τους οργανισμούς που ζουν στο βυθό και καταστρέφει το θαλάσσιο περιβάλλον. Το 2008 σε ενα εκκρηκτικό συμβάν θανατώθηκαν μεγάλοι αριθμοί ψαριών. Το γεγονός αυτο προκλήθηκε από μια μάζα πυκνού νερου που κατέφθασε στον Αμβρακικό από τα ποτάμια 4

5 και σήκωσε το ανοξικό στρώμα του πυθμένα, το οποίο και αναμίχθηκε με την υδάτινη στήλη σκοτώνοντας έτσι τα ψάρια. Η ανόξια στον Αμβρακικό είναι ένα φυσικό φαινόμενο, το οποίο υπήρχε ανέκαθεν στον κόλπο και δημιουργείται λόγω της μορφής του κόλπου, που είναι κλειστός με λίγα περιθώρια ανανέωσης των υδάτων. Παρόλα αυτά το φαινόμενο έχει επιδεινωθεί τα τελευταία 30 χρόνια λόγω της εκβολής σε αυτόν βιολογικών καθαρισμών, αστικών λυμάτων και προιόντων ιχθυοκαλιεργειών. Κυριότερα όμως λόγο τον λυπασμάτων που χρησιμοποιούνται στην γεωργία και των οποίων τα κατάλοιπα μεταφέρονται μέσω των ποταμών μέσα στον κόλπο δημιουργώντας το φαινόμενο του ευτροφισμού. Ετσι η αύξηση του οργανικού υλικού στα παράκτια κυρίως περιβάλλοντα ελαττώνει το ποσοστό του οξυγόνου στην υδάτινη στήλη. Εξετάζοντας το πόσο από το οξυγόνο του πυθμένα και της υδάτινης στήλης έχει καταναλωθεί μπορούμε να προσδιορίσουμε το ποσό του οργανικού υλικού που έχει εισέλθει στην περιοχή και το ποσοστό της μόλυνσης που έχει επιφέρει. Οι μέχρι τώρα έρευνες κατέδειξαν ότι έχει δημιουργηθεί ένα εποχικό ισχυρό και εκτεταμένο ανοξικό καθεστώς, δηλαδή ένα περιβάλλον όπου οι μικροοργανισμοί έχουν πλέον αντικαταστήσει όλους τους ανώτερους οργανισμούς. Συγκεκριμένα περίπου το 50% της συνολικής έκτασης του πυθμένα αλλά και σχεδόν το 28.5% του συνολικού όγκου του νερού του κόλπου βρίσκονται κάτω απο ανοξικές συνθήκες. 5

6 3. ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ 3.1 Εργασίες πεδίου Το πρώτο βήμα ήταν η συλλογή πυρήνων ιζημάτων με σκάφος από όλη την έκταση του Αμβρακικού κόλπου. Η συλλογή των πυρήνων διήρκησε από τις 14/03/2011 έως τις 19/03/2011 και πραγματοποιήθηκε πάνω σε σκάφος που ναύλωσε το τμήμα γεωλογίας του πανεπιστημίου Πατρών. Η πυρηνοληψία έγινε με την μέθοδο πυρηνοληπτών βαρύτητας, ξεκινώντας απο τα Νοτιοανατολικά του κόλπου και προοδευτικά καταλήγοντας στα Δυτικά αυτού. Συνολικά λήφθηκαν επτά πυρήνες απο τα επιφανειακά στρώματα ιζημάτων έως ένα βάθος 50 cm. Ο τρόπος λειτουργίας των πυρηνοληπτών βαρύτητας είναι ο εξής: Πλαστικο κυλινδρικό δοχείο(εικόνα 1), το οποίο στο κάτω άκρο του η διάμετρος είναι πιό μικρή έτσι ώστε να ασφαλίζει ο πυρήνας και να μη διαφεύγει μέρος του ιζήματως, ενώ στο πάνω άκρο του είναι προσαρτημένο ένα βαρύδι που βοηθά τον πυρηνολήπτη να αποκτήσει την κατάλληλη ταχύτητα έτσι ώστε να βυθιστεί κάθετα στον πυθμένα, ποντίζεται στην στοχευμένη θέση που έχει προεπιλεχθεί και έιναι πλήρως γεωαναφερμένη. Εφόσον είναι σίγουρο ότι η πυρηνοληψία είναι επιτυχημένη επαναφέρεται ο πυρηνολήπτης στην επιφάνεια και στη συνέχεια τοποθετείται το δείγμα σε ειδικές ζελατίνες, όσο πιο γρήγορα είναι δυνατόν, ώστε να διατηρηθεί το σχήμα του και η υγρασία του. Πριν τυλιχθεί ο πυρήνας μετριέται το μήκος του καθώς επίσης γίνεται και μια πρώτη ανάλυση του αριθμού των στρωμάτων που διακρίνονται με βάση το χρώμα, το ποσοστό υγρασίας και την ύπαρξη κελυφών. 6

7 Τέλος ο πυρήνας (εικόνα 2) φωτογραφίζεται και προσανάτολίζεται με ένα βέλος που υποδεικνύει την οροφή του πυρήνα, ενω επίσης σημειώνεται και ο αριθμός του δέιγματος μαζί με την τοποθεσία, τυλίγεται και αποθηκεύεται σε ψυγείο. Ταυτόχρονα έγιναν και λήψεις άλλου τύπου δειγμάτων όπως φυτοπλαγκτον-ζωοπλαγκτον, θαλασσινού νερού και αεροστεγός συσκευασμένων ιζημάτων μέσα και έξω απο τον κρατήρα του πυθμένα με την βοήθεια δυτών για τις ανάγκες άλλων ερευνών Εικόνα 1. Πυρηνολήπτης βαρύτητας. 7

8 Εικόνα 2. Πυρήνας πριν τυλιχθεί 8

9 3.2 Εργαστηριακή ανάλυση Μετά την εργασία πεδίου ακολουθεί το στάδιο της εργαστηριακής ανάλυσης, όπου με τη χρήση του μηχανήματος Master sizer (εικόνα 3) έγινε η κοκκομετρική ανάλυση των πυρήνων. Το μηχάνιμα μετρά το μέγεθος των κόκκων του εκάστοτε δείγματος με την βοήθεια ακτίνας laser. Ουσιαστικά οι γωνίες ανάκλασης δείχνουν το κοκκομετρικό μέγεθος και γενικά το μηχάνιμα δίνει αποτελέσματα της μορφής ποσοστό όγκου %. Η διαδικασία έχει ως εξής : Ξετυλίγεται προσεχτικά ο πυρήνας. Φωτογραφίζεται και μετρίεται πριν τη δειγματοληψία (εικόνα 4). Γίνεται ένας δεύτερος χαρακτηρισμός του πυρήνα με βάση το χρώμα του και την κατα τόπους περιεχόμενη υγρασία του. Ορίζονται οι θέσεις δειγματοληψίας πάνω στον πυρήνα στις αλλαγές των στρωμάτων και σε κοντινές μεταξύ τους θέσεις. Γεμίζεται με απιονισμένο νερο το δοχείο τόσο ώστε να καλυφθούν οι τρύπες του μηχανήματος. Αφήνεται να λειτουργήσει 10 λεπτά ( προθέρμανση). Αδειάζεται το δοχείο και ξαναγεμίζεται με απιονισμένο νερό. Ρυθμίζεται το pump speed (ταχύτητα περιστροφής της προπέλας), συνήθως στα rpm ώστε να μην δημιουργηθούν φυσαλίδες που θα μετρηθούν ώς τεχνητοί κόκκοι. Ρυθμίζεται το background, του οποίου η τιμή πρεπει να είναι 84%. 9

10 Δειγματοληψία: αφαιρείται μικρή ποσότητα δείγματος από τον πυρήνα με την χρήση μικρής σπάτουλας στις θέσεις που έχουν σημειωθεί. Το δείγμα τοποθετείται στο δοχείο η σπάτουλα καθαρίζεται με την βοήθεια υδροβολεά, ώστε να λυφθεί όλη η ποσότητα του δείγματος. Το δείγμα υποβάλεται σε υδρόλουτρο, όπου με μικρές κυκλικές κινήσεις του δοχείου υποβοηθάται να διαλυθεί το ίζημα στο νερό ώστε να διασπαστούν οι πιθανές κροκιδώσεις. Το δείγμα τοποθετείται στο κύριο δοχείο Λειτουργία ultra sonic waves για 30 sec (διάσπαση κόκκων με την βοήθεια υπερήχων). Δίνεται η εντολή add sample (προσθήκη δείγματος) στον υπολογιστή. Ελέγχεται το laser obscuration (θολερότητα του δοχείου) η οποία πρέπει να κυμαίνεται μεταξύ των τιμών 10 και 20 Αν η τιμη είναι μικροτερη προστίθεται δείγμα, ενώ αν είναι μεγαλύτερη προστίθεται απιονισμένο νερό. Δίνεται η εντολή measure (μέτρηση) στον υπολογιστή και εμφανίζεται η κοκκομετρική καμπύλη του δείγματος. Αδείαζεται το δοχείο και επαναγεμίζεται με απιονισμένο νερό ώστε να ξεπλυθεί το μηχάνημα. Δίνεται η εντολή save και export (σώσιμο και εξαγωγή) ώστε να αποθηκευτούν οι μετρήσεις. Τέλος ξαναφωτογραφίζεται ο πυρήνας πριν τυλιχθεί και αποθηκευτεί εκ νέου. 10

11 Εικονα 3. Master sizer Εικόνα 4. Πυρήνας πριν την λήψη δειγμάτων 11

12 4. ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ 12

13 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 13

14 6. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. G. Pipper: 2007, Sedimentological response to neotectonics and sea level change on a delta fed, complex graben: Gulf of Amvrakikos, Western Greece. Marine Geology 236, Pipper, Panagos A. G., Kontopoulos N., Some observations on surficial sediments and physical oceanography of the Gulf of Amvrakia. 2. Papatheodorou G, Ferentinos G, Hasiotis T, 1993 Gas charged sediments in the Aegean and Ionian Seas, Greece. Marine Geology 112,

15 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 15