ΑΝΘΡΑΚΙΚΗ ΙΖΗΜΑΤΟΓΕΝΕΣΗ ΣΕ ΝΗΣΙΩΤΙΚΟ ΥΦΑΛΟΚΡΗΠΙ ΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Τα Στενά Κύθηρα - Αντικύθηρα Νοτιοδυτικό Αιγαίο

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ Πτυχιακή εργασία ΑΝΘΡΑΚΙΚΗ ΙΖΗΜΑΤΟΓΕΝΕΣΗ ΣΕ ΝΗΣΙΩΤΙΚΟ ΥΦΑΛΟΚΡΗΠΙ ΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Τα Στενά Κύθηρα - Αντικύθηρα Νοτιοδυτικό Αιγαίο Μονιούδη Ισαβέλα Επιβλέπων καθηγητής: ρ. Χρήστος Αναγνώστου - Εξεταστική επιτροπή: ρ. Χ. Αναγνώστου Καθηγητής ρ. Μ. Καρύδης Επίκουρος καθηγητής ρ. Κουτσούµπας Μυτιλήνη 2004

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. Εισαγωγή - προβληµατισµός 2. Τα νησιωτικά υφαλοκρηπιδικά συστήµατα και η ιζηµατογένεση σε αυτά 2.1 Γενικά για τα υφαλοκρηπιδικά συστήµατα 2.2 Τα ιζηµατολογικά χαρακτηριστικά των υφαλοκρηπιδικών συστηµάτων 2.3 Παραδείγµατα νησιωτικών συµπλεγµάτων 3. Η γεωλογική εξέλιξη, η δοµή του Ελληνικού χώρου και η διαµόρφωση νησιωτικών συµπλεγµάτων σε αυτόν 4. Τα γεωλογικά και φυσιογραφικά χαρακτηριστικά του νησιωτικού υφαλοκρηπιδικού συστήµατος Κυθήρων Αντικυθήρων 5. Τα ιζήµατα στο νησιωτικό υφαλοκρηπιδικό σύστηµα των στενών των Κυθήρων - Αντικυθήρων 5.1 Γενικά για τα ιζήµατα - χαρακτηριστικά γνωρίσµατα - προέλευση Προέλευση των ιζηµατογενών σωµατιδίων Χαρακτηριστικά γνωρίσµατα των ιζηµάτων και ο συσχετισµός τους µε το δυναµικό καθεστώς της µεταφοράς και της απόθεσης 5.2 Τα χαρακτηριστικά των ιζηµάτων στην υφαλοκρηπίδα των στενών Κυθήρων - Αντικυθήρων Η δειγµατοληψία Τα µακροσκοπικά γνωρίσµατα των ιζηµάτων από την περιγραφή στο χώρο της δειγµατοληψίας Στρατηγική εργαστηριακών αναλύσεων Η κοκκοµετρία των ιζηµάτων Η σηµασία της κοκκοµετρίας Η µεθοδολογία της κοκκοµετρικής ανάλυσης Αποτελέσµατα της κοκκοµετρικής ανάλυσης Γραφική παράσταση αυτών Περιγραφή των αδροµερών συστατικών των ιζηµάτων Μορφή, δοµή, σύσταση Μέθοδοι που χρησιµοποιήθηκαν Ταξινόµηση των κόκκων ανάλογα µε την προέλευση τους α) Κόκκοι βιογενούς προέλευσης Ασβεστολιθικά ροδοφύκη Τρηµατοφόρα Πυριτιόσπογγοι Πολύχαιτοι Βρυόζωα Βραγχιονόποδα ίθυρα µαλάκια Γαστερόποδα µαλάκια Πτερόποδα Οστρακοειδή εκάποδα Εχινοειδή β) Κόκκοι χερσογενούς προέλευσης Προσδιορισµός ανθρακικών συστατικών Η σηµασία των ανθρακικών συστατικών για τα ιζήµατα Η µέθοδος ανάλυσης Τα αποτελέσµατα 1

3 5.2.7 Τα αδιάλυτα συστατικά των ιζηµάτων Τα χερσογενή υλικά Προσδιορισµός του χερσογενούς υλικού Κοκκοµετρική ανάλυση του χερσογενούς υλικού µε τη βοήθεια της συσκευής SEDIGRAPH Προσδιορισµός αργιλικών ορυκτών 5.3 Συζήτηση Συζήτηση επί των αποτελεσµάτων της κοκκοµετρίας Χρονική και χωρική κατανοµή των ιζηµάτων Συζήτηση επί των αποτελεσµάτων της περιγραφής των αδροµερών συστατικών Συζήτηση επί της περιεκτικότητας των ανθρακικών Χρονική και χωρική κατανοµή Συζήτηση επί των αποτελεσµάτων της κοκκοµετρικής ανάλυσης του χερσογενούς υλικού Συζήτηση επί των αποτελεσµάτων της ακτινογραφικής ανάλυσης 6. Η σηµασία της ανθρακικής ιζηµατογένεσης των νησιωτικών υφαλοκρηπιδικών συστηµάτων στις βιογεωχηµικές διεργασίες του CO Ο κύκλος του διοξειδίου του άνθρακα CO Ατµόσφαιρα Ωκεανοί Εισροή του διοξειδίου του άνθρακα CO 2 στους ωκεανούς Η πορεία του διοξειδίου του άνθρακα CO 2 στους ωκεανούς Ο ρόλος των υφαλοκρηπιδικών συστηµάτων Η σηµασία του νησιωτικού υφαλοκρηπιδικού συστήµατος των Κυθήρων - Αντικυθήρων για τον κύκλο του CO 2 Βιβλιογραφία Παραρτήµατα 2

4 Πρόλογος Η παρούσα εργασία πραγµατοποιήθηκε µέσα στα πλαίσια της διπλωµατικής µου διατριβής στο τµήµα Επιστηµών της Θάλασσα του Πανεπιστηµίου Αιγαίου. Ένα µικρό µέρος των εργαστηριακών αναλύσεων πραγµατοποιήθηκε στο εργαστήριο ιζηµατολογίας του τµήµατος Επιστηµών της Θάλασσας, αλλά το µεγαλύτερο µέρος των αναλύσεων έλαβε χώρα στα εργαστήρια του Ελληνικού Κέντρου Θαλασσίων Ερευνών (ΕΛ.ΚΕ.ΘΕ.). Σε αυτό το σηµείο θα ήθελα να εκφράσω ευχαριστίες για τον καθηγητή κο Χρήστο Αναγνώστου για τη βοήθεια που µου προσέφερε και τις εποικοδοµητικές του συµβουλές, τους τεχνικούς Μ. Ταξιάρχη, Γ. Καµπούρη και Α. Παπαγεωργίου για τη βοήθεια τους κατά τη διάρκεια της παραµονής µου και εργασίας στα εργαστήρια του ΕΛ.ΚΕ.ΘΕ. καθώς και τον κο Θ. Κανελλόπουλο για την µεγάλη βοήθεια στις αναλύσεις στο ηλεκτρονικό µικροσκόπιο. 3

5 1. Εισαγωγή - Προβληµατισµός Στην παρούσα εργασία µελετάται η ανθρακική ιζηµατογένεση σε µια συγκεκριµένη περιοχή του Ελλαδικού χώρου. Η περιοχή µελέτης τοποθετείται στο Νοτιοδυτικό Αιγαίο στη θαλάσσια περιοχή µεταξύ Κυθήρων και Αντικυθήρων (Εικ. 1). Εικ. 1. Ανάγλυφος γεωµορφολογικός χάρτης της Μεσογείου στον οποίο έχει σηµειωθεί η περιοχή µελέτης. Πρόκειται για ένα νησιωτικό υφαλοκρηπιδικό σύστηµα που χαρακτηρίζεται από µικρή τροφοδοσία χερσογενούς υλικού από το φτωχό υδρογραφικό δίκτυο της περιβάλλουσας νησιωτικής χέρσου και από σηµαντική τροφοδοσία µε αυτόχθονα υλικά βιογενούς προέλευσης. Τα υλικά αυτά αποτελούν πρωτογενώς σκληρά σκελετικά στοιχεία διαφόρων βιολογικών οµάδων και αποτελούνται κυρίως από ανθρακικό ασβέστιο CaCO 3. Η σηµαντική αυτή τροφοδοσία µε βιογενές υλικό οφείλεται στην έντονη παρουσία του βενθικού οργανικού κόσµου στο εύκρατο αυτό θαλάσσιο περιβάλλον που η κατά βάθος κατανοµή των θρεπτικών αλάτων, πιστοποιεί τον τυπικά ολιγοτροφικό του χαρακτήρα. Η παρούσα εργασία έχει σαν στόχους α) την περιγραφή των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών και συνθηκών ιζηµατογένεσης των νησιωτικών υφαλοκρηπιδικών συστηµάτων β) την περιγραφή των ιζηµάτων και τη διερεύνηση των συνθηκών ιζηµατογένεσης στο αβαθές θαλάσσιο περιβάλλον µεταξύ των Κυθήρων και των Αντικυθήρων µέσα από το πλαίσιο των εργαστηριακών αναλύσεων και των αποτελεσµάτων τους και τέλος γ) τη διερεύνηση της σηµασίας της ανθρακικής ιζηµατογένεσης των νησιωτικών υφαλοκρηπιδικών συστηµάτων στον βιογεωχηµικό κύκλο του διοξειδίου του άνθρακα CO 2. 4

6 2. Τα νησιωτικά υφαλοκρηπιδικά συστήµατα και η ιζηµατογένεση σε αυτά 2.1 Γενικά για τα υφαλοκρηπιδικά συστήµατα Τα υφαλοκρηπιδικά συστήµατα είναι αβαθείς θαλάσσιες περιοχές οι οποίες καταλαµβάνουν την ηπειρωτική υφαλοκρηπίδα και σε µερικές περιπτώσεις ένα µικρό µέρος από την ανώτερη κατωφέρεια. Η ηπειρωτική υφαλοκρηπίδα µαζί µε την ηπειρωτική κατωφέρεια συνιστούν το ηπειρωτικό περιθώριο (ή κράσπεδο). Η ηπειρωτική υφαλοκρηπίδα είναι το πιο αβαθές τµήµα του ηπειρωτικού περιθωρίου. Αν και αποτελούν µόλις το 8% της συνολικής επιφάνειας του ωκεανού, οι ηπειρωτικές υφαλοκρηπίδες είναι τα πιο πλούσια από βιολογική άποψη τµήµατα του ωκεανού. Η υφαλοκρηπίδα αποτελείται από ηπειρωτικό φλοιό, και στην πραγµατικότητα, είναι ακριβώς µέρος της ηπείρου, το οποίο προς το παρόν συµβαίνει να βρίσκεται κάτω από την επιφάνεια της θάλασσας. Στο παρελθόν, κατά τη διάρκεια της περιόδου που το επίπεδο της θάλασσας ήταν χαµηλό, οι ηπειρωτικές υφαλοκρηπίδες ήταν σε ανάδυση. Εκείνη την εποχή, ποτάµια και παγετώνες έρρεαν κατά µήκος των ηπειρωτικών υφαλοκρηπίδων και δηµιουργούσαν, εξαιτίας της διάβρωσης που προκαλούσαν, βαθιές χαράδρες. Όταν το επίπεδο της θάλασσας ανυψώθηκε, αυτές οι χαράδρες βυθίστηκαν στο νερό και έγιναν υποβρύχιες χαράδρες. Η ηπειρωτική κατωφέρεια αρχίζει µε το ηπειρωτικό χείλος και κατηφορίζει προς τη βαθιά ωκεάνια λεκάνη. Οι υποβρύχιες χαράδρες αρχίζουν από την ηπειρωτική υφαλοκρηπίδα και διασχίζουν κατά µήκος την ηπειρωτική κατωφέρεια, µέχρι τη βάση της στα m. Μέσα από τις χαράδρες, τα ιζήµατα µεταφέρονται από την ηπειρωτική υφαλοκρηπίδα στις βαθιές λεκάνες. Τα υφαλοκρηπιδικά συστήµατα διακρίνονται µε βάση τη µορφολογία τους στις εξής κατηγορίες: Την υφαλοκρηπίδα η οποία αποτελεί συνέχεια της ξηράς και επεκτείνεται προς τη µεριά της θάλασσας µε µια ελαφριά κλίση, που στις περισσότερες περιοχές είναι πάρα πολύ διαβαθµισµένη, ώστε να αναγνωρίζεται εύκολα. Η υφαλοκρηπίδα ποικίλει σε πλάτος, από κάτι λιγότερο από 1km (όπως στις ακτές του Ειρηνικού της Νότιας Αµερικής) µέχρι και περισσότερο από 750km (όπως στις ακτές της Αρκτικής στη Σιβηρία). Η ηπειρωτική υφαλοκρηπίδα τελειώνει στο ηπειρωτικό χείλος (ή υφαλοόριο), όπου η κλίση γίνεται απότοµα πιο µεγάλη. Το ηπειρωτικό χείλος βρίσκεται συνήθως σε βάθη από 120 µέχρι 200m αλλά µπορεί να βρίσκεται και πιο βαθιά µέχρι και 400m. Τη νησιωτική υφαλοκρηπίδα η οποία συνδέει δυο ή περισσότερα νησιά τα οποία βρίσκονται σε µικρή απόσταση µεταξύ τους, σχηµατίζοντας στην περιοχή ανάµεσα τους µια ενιαία υφαλοκρηπιδική έκταση. Για το πλάτος της υφαλοκρηπίδας του κάθε νησιού και για το βάθος του ηπειρωτικού χείλους ισχύει ότι και για την υφαλοκρηπίδα που αποτελεί συνέχεια της ξηράς. Σε µερικές περιπτώσεις τα νησιωτικά υφαλοκρηπιδικά συστήµατα περιλαµβάνουν και ένα µικρό µέρος από την ανώτερη κατωφέρεια ενώ οι υφαλοκρηπίδες που αποτελούν συνέχεια της ξηράς εκτείνονται µόνο µέχρι το ηπειρωτικό χείλος. Οι νησιωτικές υφαλοκρηπίδες αποτελούνται από δύο ή περισσότερες υφαλοκρηπίδες (η υφαλοκρηπίδα του κάθε νησιού), µε αποτέλεσµα να καταλαµβάνουν συνήθως µεγαλύτερη έκταση από ότι οι υφαλοκρηπίδες που αποτελούν συνέχεια της ξηράς. Επίσης καθώς οι νησιωτικές υφαλοκρηπίδες µπορεί να περιλαµβάνουν και ένα µικρό µέρος από την ανώτερη κατωφέρεια το µέγιστό βάθος που εµφανίζουν είναι συνήθως µεγαλύτερο από το µέγιστο βάθος των υφαλοκρηπίδων. Τα νησιωτικά υφαλοκρηπιδικά συστήµατα µπορεί να βρίσκονται κοντά σε ηπειρωτικές περιοχές και σε ορισµένες περιπτώσεις, αν βρίσκονται αρκετά κοντά σε αυτές, µπορεί να σχηµατίζουν στην θαλάσσια περιοχή ανάµεσα τους ενιαία υφαλοκρηπιδική 5

7 έκταση. Τα συστήµατα αυτά όµως, µπορεί επίσης να βρίσκονται στη µέση των ωκεανών µακριά από ηπειρωτικές περιοχές. Οι υφαλοκρηπίδες όµως, είναι αυτονόητο, ότι δεν µπορεί παρά να βρίσκονται κοντά σε ηπειρωτικές περιοχές. 2.2 Τα ιζηµατολογικά χαρακτηριστικά των υφαλοκρηπιδικών συστηµάτων Τα ιζηµατολογικά χαρακτηριστικά των υφαλοκρηπιδικών συστηµάτων για καθεµιά από τις δύο παραπάνω κατηγορίες στις οποίες χωρίζονται είναι: Υφαλοκρηπίδα. Η υφαλοκρηπίδα χωρίζεται σε δύο ζώνες την υποπαραλιακή η οποία εκτείνεται από 0-40m βάθος, και την περιπαραλιακή η οποία εκτείνεται σε βάθη από 40 έως 200 µέτρα. Τα ιζήµατα µέσα στο εύρος βαθών της περιπαραλιακής ζώνης, γενικά αναπαριστούν µια µετάβαση ανάµεσα στα ιζήµατα των ρηχών νερών και των ιζηµάτων της βαθιάς θάλασσας. Στην υφαλοκρηπίδα συναντώνται και οι δύο πιο σηµαντικοί µηχανισµοί τροφοδοσίας των χώρων απόθεσης µε ιζηµατογενή σωµατίδια, η χερσογενής ιζηµατογένεση και η βιογενής ανθρακική ιζηµατογένεση. Σε πολλές περιοχές στο βυθό των υφαλοκρηπίδων τα ανθρακικά ιζήµατα συντίθενται κυρίως ή εξ ολοκλήρου από ολόκληρα ή θραύσµατα σκελετικών µερών των θαλάσσιων φυτών και ζώων. Κελύφη µαλακίων και θραύσµατα αυτών είναι τα πιο εµφανή και γνωστά σκελετικά υπολείµµατα στα ιζήµατα, αλλά επίσης µια µεγάλη ποικιλία οργανισµών συνεισφέρουν ανθρακικά συστατικά στα ιζήµατα, όπως φύκη, κοράλλια, τρηµατοφόρα, εχινόδερµα, σκώληκες, σπόγγοι και πολλοί άλλοι. Οι σκελετοί των οργανισµών αυτών ποικίλουν σηµαντικά. ιαφέρουν στο µέγεθος, στο σχήµα, στο ειδικό βάρος, στη µικροδοµή, στην ορυκτολογία και στη χηµική σύνθεση. Αυτές οι διαφορές στη φύση του σκελετού καθορίζουν σε µεγάλο βαθµό το µέγεθος των κόκκων, την ορυκτολογία και τη χηµική σύνθεση των ανθρακικών ιζηµάτων. Τα περισσότερα ανθρακικά συστατικά στις ηπειρωτικές υφαλοκρηπίδες έχουν µέγεθος άµµου. Παρόλα αυτά τέτοια συστατικά όπως κελύφη µαλακίων και θραύσµατα ασβεστόλιθου µπορούν να συνεισφέρουν µεγάλες ποσότητες πιο αδροµερών υλικών σε ορισµένες περιοχές. Ανθρακικά συστατικά σε µέγεθος ιλύος και αργίλου προέρχονται από βιολογική και µηχανική αποσάθρωση µεγαλύτερων σωµατιδίων (Milliman, 1974) και σε µικρότερο βαθµό από µικρού µεγέθους συστατικά όπως βελόνες και κοκκολιθοφόρα. Τα περισσότερα υφαλοκρηπιδικά ιζήµατα περιέχουν σχετικά λίγα από τα κύρια ανθρακικά συστατικά και εποµένως 4 ως 6 συστατικά αποτελούν περισσότερο από 90% του ανθρακικού τµήµατος στα περισσότερα ιζήµατα. Εξαιτίας της εξάρτησης της διαλυτότητας του ανθρακικού ασβεστίου από τη θερµοκρασία του νερού, έχει προταθεί (Milliman, 1974) ότι η βιογενής ανθρακική ιζηµατογένεση αυξάνει στις υφαλοκρηπίδες των χαµηλότερων γεωγραφικών πλατών και επίσης είναι πιο σηµαντική στις θερµότερες δυτικές πλευρές των ωκεάνιων λεκανών από ότι στις ψυχρότερες ανατολικές πλευρές. Η συσχέτιση µεταξύ του περιεχοµένου των ανθρακικών και της θερµοκρασίας του νερού δεν ισχύει όταν ληφθεί υπόψη ο ρόλος της χερσογενούς ιζηµατογένεσης. Η εισροή χερσογενών ιζηµάτων όχι µόνο διαλύει τους ανθρακικούς κόκκους αλλά επίσης µπορεί να θάψει πολλούς οργανισµούς που παράγουν ανθρακικά. Εποµένως σε περιοχές όπου η τροφοδοσία µε χερσογενή υλικά είναι µικρή ή όπου τα ρεύµατα εµποδίζουν την απόθεση τους, τα ανθρακικά ιζήµατα κυριαρχούν. Για παράδειγµα, το περιεχόµενο ανθρακικών είναι πολύ υψηλό στην υφαλοκρηπίδα παρακείµενα της ερήµου Σαχάρας (βορειοδυτική Αφρική), αλλά µειώνεται σηµαντικά προς τα νότια, όπου οι τροπικοί ποταµοί συνεισφέρουν µεγάλες ποσότητες χερσογενούς ιζήµατος (Milliman 1974). Παροµοίως τα ιζήµατα στις τροπικές υφαλοκρηπίδες που βρίσκονται κοντά σε µεγάλους ποταµούς µπορεί να περιέχουν πολύ λιγότερα ανθρακικά από ότι τα ιζήµατα στις πολικές υφαλοκρηπίδες (όπως στο Labrador και την Αλάσκα), όπου η εισροή χερσογενών υλικών µπορεί να είναι 6

8 µικρή (Milliman, 1974). Επειδή η χερσογενής ιζηµατογένεση είναι συνήθως µεγαλύτερη στις παράκτιες περιοχές το περιεχόµενο των ανθρακικών στα ιζήµατα της υφαλοκρηπίδας γενικά αυξάνει προς τα ανοικτά. Μέγιστες συγκεντρώσεις ανθρακικών συνήθως εµφανίζονται στην εξωτερική υφαλοκρηπίδα και στην ανώτερη κατωφέρεια. Συνοπτικά, το περιεχόµενο των ανθρακικών στα ιζήµατα της υφαλοκρηπίδας εξαρτάται κυρίως από την παροχή ιζήµατος και δευτερευόντως από τη θερµοκρασία του νερού και συνεπώς από την ανθρακική παραγωγικότητα. Όταν ιζηµαταποθέσεις από διάφορες υφαλοκρηπίδες σε ολόκληρο τον κόσµο συγκριθούν, εµφανίζονται πολλές οµοιότητες. Αυτές οι οµοιότητες αναφέρονται στη συνέχεια. Ιζήµατα της εσωτερικής υφαλοκρηπίδας: Τα περιβάλλοντα της εσωτερικής υφαλοκρηπίδας συνήθως εκτίθενται σε µεγαλύτερη εισροή ιζήµατος από τους γειτονικούς ποταµούς και µεγαλύτερη πρόσχωση εξαιτίας της γενικά χαµηλής δράσης των ρευµάτων από ότι στην εξωτερική υφαλοκρηπίδα. Σαν αποτέλεσµα πολλές εσωτερικές υφαλοκρηπίδες καλύπτονται από λεπτόκοκκα και µικρής συγκέντρωσης ανθρακικών ιζήµατα. Οι οργανισµοί που παράγουν ανθρακικά και κατοικούν στην εσωτερική υφαλοκρηπίδα είναι κυρίως ενδοπανιδικοί διηθηµατοφάγοι (όπως δίθυρα) και ιζηµατοφάγοι (όπως αχινοί) (Milliman, 1974). Στις αµµώδεις περιοχές θραύσµατα µαλακίων και αχινών συνιστούν το µεγαλύτερο µέρος των ανθρακικών συστατικών. Στα πιο λασπώδη ιζήµατα τα βενθικά τρηµατοφόρα είναι επίσης σηµαντικά (Milliman, 1974). Στις παράκτιες περιοχές όπου τα επιφανειακά ρεύµατα καθώς και τα ρεύµατα βυθού είναι αρκετά γρήγορα ώστε να αποτρέψουν τη χερσογενή ιζηµατογένεση ή στις περιοχές όπου υβώµατα προεξέχουν από τον περιβάλλοντα βυθό, µπορεί να βρεθούν πιο πολυσύνθετες συγκεντρώσεις ανθρακικών. Αυτές οι συγκεντρώσεις µοιάζουν µε αυτές που εµφανίζονται στην εξωτερική υφαλοκρηπίδα και περιέχουν οργανισµούς όπως κλαδόµορφα κοραλλιοειδή φύκη, βρυόζωα και οφιουροειδή (Milliman, 1974). Ιζήµατα της εξωτερικής υφαλοκρηπίδας: Στις περιοχές που εκτίθενται σε εκτεταµένη χερσογενή ιζηµατογένεση, οι εξωτερικές υφαλοκρηπίδες µπορεί να περιέχουν παρόµοιες συγκεντρώσεις ανθρακικών µε αυτές της εσωτερικής υφαλοκρηπίδας. Η µέγιστη διαφορά ανάµεσα σε αυτές τις αποθέσεις της εσωτερικής και της εξωτερικής υφαλοκρηπίδας, µπορεί να έγκειται στη σχετική αφθονία βενθικών (εσωτερική υφαλοκρηπίδα) και πλαγκτονικών (εξωτερική υφαλοκρηπίδα) τρηµατοφόρων. Εξαιτίας της µεγαλύτερης δραστηριότητας των ρευµάτων και τις µεγαλύτερες αποστάσεις από τους ποταµούς, πολλές εξωτερικές υφαλοκρηπίδες περιέχουν ιζήµατα τα οποία είναι σηµαντικά πλουσιότερα σε ανθρακικά από ότι τα ιζήµατα της παρακείµενης εσωτερικής υφαλοκρηπίδας. Επιπλέον τα ανθρακικά συστατικά τείνουν να εµφανίζουν µεγαλύτερη ποικιλότητα από ότι αυτά της εσωτερικής υφαλοκρηπίδας. Κυρίαρχα συστατικά της εξωτερικής υφαλοκρηπίδας περιλαµβάνουν κοραλλιοειδή φύκη, επιβενθικούς διηθηµατοφάγους οργανισµούς (όπως βρυόζωα, σπόγγους, ασκίδια και κοράλλια), βενθικά και πλαγκτονικά τρηµατοφόρα και αποθέσεις ωολίθων. Άλλα συστατικά όπως σέρπουλες (πολύχαιτοι της οικογένειας Serpulidae), Halimeda (χλωροφύκος), εχινοειδή και οφιουροειδή µπορεί να κυριαρχούν τοπικά. Κοραλλιοειδή φύκη και επιβενθικοί διηθηµατοφάγοι οργανισµοί συνήθως απαιτούν σκληρά υποστρώµατα, όπως βραχώδη υβώµατα ή κελύφη πάνω στα οποία να αναπτυχθούν. Κλαδόµορφα κοραλλιοειδή φύκη, παρόλα αυτά, µπορούν επίσης να αναπτυχθούν σε αµµώδη ή χαλικώδη υποστρώµατα. Κρουστώδη κοραλλιοειδή φύκη µαζί µε κοράλλια, βρυόζωα και στρείδια σχηµατίζουν µια µόνιµη φάση κατά µήκος πολλών εξωτερικών υφαλοκρηπίδων. Οι Γάλλοι αναφέρονται σε τέτοιες κοινότητες σκληρών υποστρωµάτων σαν κοραλλιογενείς φάσεις (Milliman, 1974). Κατά µήκος των εξωτερικών ορίων πολλών υφαλοκρηπίδων ανά τον κόσµο, τα κοραλλιοειδή φύκη παίζουν σηµαντικό ρόλο στο σχηµατισµό συστηµάτων algal ridge. Τα κοραλλιοειδή φύκη εµφανίζονται επίσης σαν κονδυλόµορφα και σφαιροειδή 7

9 φύκη. Γενικά αυτά τα ιζήµατα περιορίζονται στην εξωτερική υφαλοκρηπίδα και στην ανώτερη κατωφέρεια (Milliman, 1974). Προφανώς έχουν την δυνατότητα να αυξάνουν σε ποσότητα, σε βάθη νερού που ξεπερνούν τα 100m (Milliman, 1974). Επιβενθικοί διηθηµατοφάγοι οργανισµοί συνήθως αναπτύσσονται όπου υπάρχει κατάλληλο υπόστρωµα πάνω στο οποίο να προσκολληθούν. Νησιωτική υφαλοκρηπίδα. Τα νησιωτικά υφαλοκρηπιδικά συστήµατα χαρακτηρίζονται από µικρή τροφοδοσία µε χερσογενή υλικά καθώς τα νησιά συνήθως διαθέτουν φτωχό υδρογραφικό δίκτυο, το οποίο τροφοδοτεί τα θαλάσσια ιζήµατα µόνο εποχιακά. Εποµένως έχουµε εµφάνιση ανθρακικών συστατικών σε µικρότερη απόσταση από την ακτή από ότι σε άλλες υφαλοκρηπιδικές περιοχές που δέχονται τις απορροές µεγαλύτερων ποταµών και µεγαλύτερης στερεοπαροχής. ηλαδή τα ιζήµατα της εσωτερικής υφαλοκρηπίδας, όπως περιγράφηκαν παραπάνω, περιορίζονται σε µικρή απόσταση από την ακτή. Αυτό έχει σαν αποτέλεσµα να είναι µεγαλύτερη η έκταση όπου τα ανθρακικά συστατικά κυριαρχούν. 2.3 Παραδείγµατα νησιωτικών συµπλεγµάτων Στη συνέχεια παρατίθενται ορισµένα παραδείγµατα νησιωτικών συµπλεγµάτων από όλο τον κόσµο, µαζί µε τα µορφολογικά και ιζηµατολογικά χαρακτηριστικά τους: Τα νησιά της Χαβάης Τα νησιά της Χαβάης τα οποία βρίσκονται στον κεντρικό Ειρηνικό ωκεανό έχουν δηµιουργηθεί από θερµές περιοχές (hot spots). Βαθιά στον κατώτερο µανδύα βρίσκονται θερµές περιοχές, που είναι εστίες διάπυρων τηγµένων πετρωµάτων που καλείται µάγµα. Οι θερµές περιοχές παραµένουν σταθερές κάτω από τις λιθοσφαιρικές πλάκες που κινούνται. Κατά καιρούς µια τολύπη διάπυρου µάγµατος αναδύεται µε πίεση διαµέσου του φλοιού και δηµιουργεί ένα υποθαλάσσιο ηφαίστειο. Μερικές φορές αυτά τα ηφαίστεια ανυψώνονται τόσο, ώστε να γίνονται νησιά. Καθώς η πλάκα κινείται πάνω από τις θερµές περιοχές κάθε νέα έκρηξη του µάγµατος εκδηλώνεται σε λίγο διαφορετική θέση. Το αποτέλεσµα είναι µια γραµµική αλυσίδα ηφαιστείων. Τα νησιά της Χαβάης είναι τµήµα µιας τέτοιας αλυσίδας που ονοµάζεται Πτύχωση της Χαβάης (Εικ. 2). Εικ. 2. Τα θαλάσσια βουνά Emperor και η αλυσίδα των νησιών της Χαβάης (από Castro P. & Huber M.E., επιµέλεια ελληνικής έκδοσης: Κούκουρας Θ. & Βουλτσιάδου, 1999). 8

10 Κοραλλιογενείς ύφαλοι και άλλα πολύπλοκα θαλάσσια οικοσυστήµατα περιστοιχίζουν τα νησιά της Χαβάης. Μοναδικές περιοχές φυτών και ζώων αναπτύσσονται γύρω από τα πεδία της λάβας, σαν είδη που καταφέρνουν να προσαρµοστούν στο αφιλόξενο αυτό περιβάλλον. Στους κοραλλιογενείς αυτούς υφάλους της Χαβάης δηµιουργούνται ιζήµατα µε υψηλές συγκεντρώσεις ανθρακικών. Τα νησιά Ρίου-Κίου Τα νησιά Ρίου-Κίου τοποθετούνται νοτιοδυτικά της Ιαπωνίας. Πρόκειται για µερικές δεκάδες νησιά και νησίδες που εκτείνονται από το νησί Tanega-shima στα βορειοανατολικά µέχρι το νησί Yonaguni-jima στα νοτιοδυτικά (Εικ. 3). Τα νησιά αυτά διατάσσονται σε καµπύλη γραµµή η οποία αποτελεί το τόξο Ρίου-Κίου, το οποίο οριοθετείται από την ανατολική θάλασσα της Κίνας στα νοτιοδυτικά και από τον Ειρηνικό ωκεανό στα βορειοανατολικά. Η νησιωτική υφαλοκρηπίδα γύρω από τα νησιά Ρίου-Κίου είναι µια επίπεδη επιφάνεια, η οποία εµφανίζει µια ελαφριά κλίση προς τη µεριά της θάλασσας και της οποίας το υφαλοόριο βρίσκεται στα m βάθους. Το πλάτος υφαλοκρηπίδας ποικίλει από περιοχή σε περιοχή κυµαινόµενο από 0 έως 25km (Iryu, Nakamori, Matsuda, Abe, 1994). Τα περισσότερα νησιά Ρίου-Κίου περιστοιχίζονται από κοραλλιογενείς υφάλους. Απότοµοι λοφίσκοι σαν ατόλλες εµφανίζονται περιστασιακά. Εικ. 3. Χάρτης των νησιών Ρίου-Κίου. Οι λέξεις Shima ή jima οι οποίες σηµαίνουν νησί, έχουν αφαιρεθεί από τo όνοµα κάθε νησιού. Όπου T: Tane-ga-shima και όπου Υ: Yaku-shima (Τα Τ και Υ στον χάρτη βρίσκονται στα βόρεια νησιά). (Από Iryu, Nakamori, Matsuda & Abe, 1994). Στην περιοχή των κοραλλιογενών υφάλων, βιοκλαστικά ιζήµατα σε µέγεθος άµµου και χαλικιού, εµφανίζονται στα µικρά διαστήµατα µεταξύ των κοραλλιών. Στα ιζήµατα αυτά κυριαρχούν θραύσµατα κοραλλιών, µη αρθρωτά κοραλλιοειδή φύκη και µεγάλα βενθικά τρηµατοφόρα (Iryu, Nakamori, Matsuda & Abe, 1994). Στην υφαλοκρηπίδα του νησιού Okinawa-jima εµφανίζονται κοράλλια σε βάθη µικρότερα των 71m, αλλά αποτελούν ένα 9

11 µικρής σηµασίας στοιχείο της νησιωτικής υφαλοκρηπίδας. Αντιθέτως τα µη αρθρωτά κοραλλιοειδή φύκη κυριαρχούν και µαζί µε ένα τρηµατοφόρο που δηµιουργεί κρούστες, σχηµατίζουν ογκοειδείς σχηµατισµούς (rhodoliths). Τα ογκοειδή αυτά έχουν σχήµα σφαιρικό, ελλειψοειδές και σπάνια δισκόµορφο. Επίσης εµφανίζονται σκελετοί βρυοζώων σε µεγάλη ποικιλία βαθών, από βάθη µικρότερα των 20m µέχρι βάθη µεγαλύτερα των 300m. Παρόλα αυτά ιζήµατα άφθονα σε σκελετούς βρυοζώων κατανέµονται στη νησιωτική υφαλοκρηπίδα σε βάθη από 40 ως 160m. Μπαχάµες Οι Μπαχάµες βρίσκονται στον Ατλαντικό ωκεανό κοντά στην κεντρική Αµερική, νότια από τις Μεγάλες Αντίλλες και βορειοανατολικά της Φλόριντας. Το αρχιπέλαγος των νησιών Μπαχάµες αποτελεί τη µεγαλύτερη τροπική περιοχή ρηχών νερών στο υτικό Ατλαντικό. Αποτελείται από δύο µεγάλα υποθαλάσσια υβώµατα (Great Bahama Bank και Little Bahama Bank) και ένα αριθµό µικρών νησιών, τα νησιά Μπαχάµες τα οποία είναι περισσότερα από 700 (Εικ. 4.). Τα βόρεια και κεντρικά νησιά τοποθετούνται σε δύο µεγάλες ανθρακικές πλατφόρµες (τη πλατφόρµα του µικρού υβώµατος και τη πλατφόρµα του µεγάλου υβώµατος αντίστοιχα). Το µικρό ύβωµα των Μπαχαµών τοποθετείται στο βόρειο τµήµα του αρχιπελάγους ενώ το µεγάλο ύβωµα βρίσκεται 100m περίπου πιο νότια και επεκτείνεται προς τα νότια και προς τα νοτιοανατολικά. Τα υβώµατα των Μπαχαµών διαχωρίζονται από τη Νότια Αµερική µε τα στενά της Φλόριντας και το ένα από το άλλο διαχωρίζονται µε βαθιά κανάλια. Εικ. 4. Χάρτης της κοινοπολιτείας των Μπαχαµών (από Buchan, 2000). Κοραλλιογενείς ύφαλοι καλύπτουν µια περιοχή λίγο περισσότερο από 1800km 2 του µεγάλου υβώµατος των Μπαχαµών και περίπου 324km 2 του µικρού υβώµατος (Wells, 1988). Οι ύφαλοι αυτοί εµφανίζονται κυρίως στις βόρειες και ανατολικές πλευρές των νησιών. Η εµφάνιση των κοραλλιών στην κεντρική περιοχή των πλατφόρµων των υβωµάτων (Bank 10

12 platform) είναι περιορισµένη, εξαιτίας των στροβιλωδών κινήσεων του νερού και ποικίλων άλλων φυσικών συνθηκών. Τα θαλάσσια ιζήµατα των πλατφόρµων στην περιοχή των Μπαχαµών, αν αποκλείσουµε οποιαδήποτε οργανική ύλη αποτελούνται καθαρά από ανθρακικό ασβέστιο µε τη µορφή του αραγωνίτη και µε ένα µικρό ποσό ασβεστίτη από τα κοραλλιοειδή φύκη και τα τρηµατοφόρα (Newell et al., 1959). Το µέγεθος των κόκκων ποικίλει από µεσαίου µεγέθους άµµους µέχρι ιλύ και άργιλο. Μαλβίδες Το αρχιπέλαγος των Μαλβίδων τοποθετείται στον κεντρικό Ινδικό Ωκεανό, Νοτιοδυτικά της Ινδίας. Επεκτείνεται κατά τη διεύθυνση Βορράς-Νότος µεταξύ 7º 06 βόρεια (Ihavandippolu Atoll) και 0º 42 νότια (Addu Atoll). Το κεντρικό τµήµα της ράχης των Μαλβίδων αποτελείται από διπλή αλυσίδα ατολλών οι οποίες περικυκλώνουν την εσωτερική θάλασσα των Μαλβίδων, µια εσωτερική λεκάνη µε βάθη που κυµαίνονται από πάνω από 500m στα βόρεια µέχρι m στα νότια (Εικ. 5). Το αρχιπέλαγος αποτελείται από 1190 νησιά τα οποία οµαδοποιούνται σε 22 ατόλλες. Κάθε ατόλλη σχηµατίζεται από ένα περιθωριακό χείλος που περιστοιχίζει µια λιµνοθάλασσα βάθους συνήθως µικρότερου των 50 µε 60m, παρόλο που ορισµένες λιµνοθάλασσες εµφανίζουν βάθη µεγαλύτερα από 80m (π.χ. Suvadina Atoll) (Aubert & Droxler, 1996). Εικ. 5. Χάρτης του αρχιπελάγους των Μαλβίδων µαζί µε το βαθυµετρικό χάρτη του κεντρικού αρχιπελάγους όπου µια διπλή αλυσίδα ατολλών περιστοιχίζει την εσωτερική θάλασσα των Μαλβίδων. (από Aubert & Droxler, 1996). 11

13 Τα νησιά Μαλβίδες αποτελούνται από κοραλλιογενείς υφάλους, από συντρίµµια κοραλλιογενών υφάλων και από άµµο κοραλλιών (Mörner, Tooley & Possnert, 2003). Εποµένως τα ιζήµατα στην περιοχή µελέτης αποτελούνται κυρίως από ανθρακικά συστατικά. Κυκλάδες Οι Κυκλάδες ανήκουν στην περιοχή του Νοτίου Αιγαίου και αποτελούνται από είκοσι κυρίως νησιά. Τα νησιά Τήνος, Γαύρος, Σύρος, Μύκονος, Ρηνεία και ήλος δηµιουργούν στην περιοχή ανάµεσα τους µια ενιαία υφαλοκρηπιδική έκταση (Εικ. 6). Οριοθετώντας το πλατώ των Κυκλάδων προς όλες τις πλευρές του (Anastasakis and Dermitzakis 1990), παρατηρείται ο διαχωρισµός του από τα ωδεκάνησα του νοτιοανατολικού Αιγαίου και την Μ. Ασία µε µια σειρά περιθωριακών λεκανών που το βάθος τους φτάνει και τα 600 µέτρα, ενώ δυτικά από την Ελληνική χερσόνησο µε το Μυρτώο Πέλαγος το οποίο περιλαµβάνει βαθιές λεκάνες το βάθος των οποίων φτάνει ως τα 800 µέτρα. Η βορειοανατολική πλευρά του πλατώ οριοθετείται από δύο βαθιές λεκάνες που συνιστούν την ευρύτερη λεκάνη της Ικαρίας, εκτεινόµενη µεταξύ των νησιών Άνδρου, Τήνου, Μυκόνου, Ικαρίας και Σάµου (Malley and Johnson 1971). Η νοτιοδυτική πλευρά του πλατώ καταλήγει σε ένα αριθµό νησίδων (Φαλκονέρα, Καράβια, Παράπολα) µε τη Μήλο αποκοµµένη από αυτό, ενώ η νότια πλευρά του συναντά την βαθιά θάλασσα της Κρήτης. Η ενιαία υφαλοκρηπιδική έκταση που καταλαµβάνει το πλατώ διατηρεί τη διεύθυνση ανάπτυξης της χέρσου της Ελληνικής Χερσονήσου. Το υφαλοόριο γενικά ποικίλει, συνήθως όµως συναντάται µεταξύ των 130 και 170 µέτρων. Εικ. 6. Η θέση του πλάτω των Κυκλάδων (µε στικτή γραµµή), µε αναγραµµένα επιλεγµένα βάθη (από Παυλογεωργάτου, 1992). Τα ιζήµατα στο πλατώ των Κυκλάδων αποτελούνται κυρίως από ανθρακικά συστατικά. Η παρουσία των µη ανθρακικών κλαστικών υλικών στα ιζήµατα της περιοχής είναι µικρή. Στα ανθρακικά συστατικά των ιζηµάτων κυριαρχούν οι συστηµατικές οµάδες των µαλακίων, των τρηµατοφόρων και των βρυοζώων και µε µικρότερη συµµετοχή των εχινόδερµων, των σπόγγων, των κοραλλιών και των καρκινοειδών. Σε ορισµένα σηµεία της έκτασης αυτής συναντώνται χαρακτηριστικοί σχηµατισµοί βιογενούς υποστρώµατος από 12

14 ασβεστοποιηµένους θαλλούς ροδοφυκών Lithothamnium sp και Phymatolithon calcareum που αλλάζουν την κοκκοµετρική σύσταση και την µικροτοπογραφία του βυθού (Βολάκης, 1993). 13

15 3. Η γεωλογική εξέλιξη, η δοµή του Ελληνικού χώρου και η διαµόρφωση νησιωτικών συµπλεγµάτων σ αυτόν. Ο ελληνικός χώρος είναι ένα πεδίο έντονων γεωδυναµικών διεργασιών από τον Παλαιοζωικό αιώνα (~500 εκατοµµύρια χρόνια) µέχρι σήµερα. Οι γεωδυναµικές διεργασίες χαρακτηρίζονται από την δυναµική του γεωλογικού κύκλου τόσο µε αποκλίνουσες κινήσεις των λιθοσφαιρικών (τεκτονικών) πλακών, που οδηγούν στην γένεση και στον σχηµατισµό ωκεανών όσο και στη συνέχεια µε αντίστροφες και συγκλίνουσες κινήσεις των λιθοσφαιρικών πλακών, που οδηγούν στην καταβύθιση των ωκεάνιων τµηµάτων του φλοιού, στην σύγκρουση των ηπειρωτικών τµηµάτων τους και στην δηµιουργία ορέων (ορογένεση), οδηγούν στον θάνατο των ωκεανών που έχουν δηµιουργηθεί κατά την πρώτη φάση των γεωδυναµικών διεργασιών. Ο ελληνικός χώρος έχει υποστεί από το τέλος του Παλαιοζωικού αιώνα µέχρι σήµερα ένα γεωτεκτονικό (γεωδυναµικό) κύκλο µε αποκλίνουσες στην αρχή και συγκλίνουσες στην συνέχεια κινήσεις των λιθοσφαιρικών πλακών, του οποίου η φάση της σύγκλισης και σύγκρουσης των τεκτονικών πλακών και τεµαχών δεν έχει ακόµα ολοκληρωθεί. Στην γεωδυναµική λοιπόν εξέλιξη του ελληνικού χώρου διακρίνουµε τις εξής σηµαντικές και χαρακτηριστικές φάσεις: α) την φάση της απόκλισης των λιθοσφαιρικών τεµαχών β) την φάση της σύγκλισης των λιθοσφαιρικών τεµαχών γ) την φάση της σύγκρουσης των λιθοσφαιρικών τεµαχών Η φάση της απόκλισης των λιθοσφαιρικών πλακών ανιχνεύεται καλά από το τέλος του Παλαιοζωικού αιώνα, οπότε την γεωγραφία του γήινου πλανήτη την χαρακτηρίζουν η ενιαία ήπειρος η Παγγαία και ο ενιαίος ωκεανός, ή ενιαία θάλασσα η Πανθάλασσα (Εικ. 7). Εικ. 7. Στάδια της δηµιουργίας των ηπείρων και των ωκεανών από την αρχική Παγγαία και Πανθάλασσα (από Χ. Αναγνώστου & Γ. Χρόνη, 2002). 14

16 Στο ανατολικό περιθώριο της ενιαίας ηπείρου έχει ανιχνευτεί ο µηχανισµός απόκλισης λιθοσφαιρικών πλακών και η απαρχή της δηµιουργίας ενός επιµέρους ωκεανού, που έχει αποκληθεί Τηθύς. Η διάνοιξη αυτού του ωκεανού συνεχίζεται καθ όλη τη διάρκεια του Μεσοζωϊκού αιώνα. Σχηµατίζεται µια ποικιλία περιβαλλόντων µε βαθείες λεκάνες, µεσοωκεάνιες ράχες και τεµάχη µικροτεκτονικών πλακών, που η συµπεριφορά τους ήταν παθητική και είχαν τον χαρακτήρα υφαλοκρηπιδικών συστηµάτων, αυτά που οι γεωδυναµικοί αποκαλούν παθητικά περιθώρια. Στην ποικιλία αυτή των γεωπεριβαλλόντων αντιστοιχεί και µια ποικιλία ιζηµατογενών σχηµατισµών. Από το κάτω Ιουρασικό ( 200 εκατοµµύρια χρόνια) µε νέες κινήσεις των λιθοσφαιρικών πλακών η Παγγαία τεµαχίζεται περαιτέρω σε µικρότερες ηπείρους ενώ συγχρόνως αρχίζει να σχηµατίζεται ο Ατλαντικός και ο Ινδικός ωκεανός. Από αυτή τη περίοδο έχουν καταγραφεί στον ωκεανό της Τηθύος συγκλίνουσες τάσεις των δύο µεγαηπείρων της περιόδου αυτής της Ευρασιατικής ηπείρου και της Αφρικανικής ηπείρου. Η φάση της σύγκλισης λοιπόν των λιθοσφαιρικών πλακών στον ευρύτερο χώρο του ωκεανού της Τηθύος που άρχισε πριν από ~200 εκατοµµύρια χρόνια (κάτω Ιουρασικό) είχε ως τελικό αποτέλεσµα την καταστροφή των ωκεάνιων λεκανών που συνιστούν την Τηθύ. Υπόλειµµα της Τηθύος αποτελεί η σηµερινή Μεσόγειος θάλασσα (Εικ. 7). Η διεργασία της σύγκλισης των ωκεανών, µε καταβύθιση του ωκεάνιου φλοιού της Τηθύος, συνεχίζεται µέχρι το τέλος του Κρητιδικού ( 100 εκατοµµύρια χρόνια). Στη συνέχεια και κατά τη διάρκεια του Παλαιογενούς, ο ωκεάνιος χώρος της Τηθύος έχει περιοριστεί και έχουµε το ξεκίνηµα της φάσης σύγκρουσης των λιθοσφαιρικών πλακών. Η φάση της σύγκρουσης των λιθοσφαιρικών πλακών, αποτελεί φάση της σύγκρουσης των ηπείρων µε συνέπεια την ορογένεση. Σχηµατίζεται η Αλπική οροσειρά µέρος της οποίας αποτελούν και οι ελληνικές οροσειρές, µε κύριο κορµό την οροσειρά της Πίνδου (Εικ. 8, Εικ. 9). Εικ. 8. Απλοποιηµένη σχηµατική αναπαράσταση της εξέλιξης ενός ορογενετικού συµβάντος από τα αρχικά στάδια (επάνω) της ιζηµατογένεσης σε ωκεάνια περιβάλλοντα µέχρι την πλήρη δηµιουργία οροσειρών (κάτω) (από Χ. Αναγνώστου & Γ. Χρόνη, 2002). Εικ. 9. Σχήµα των γεωτεκτονικών ζωνών του ελληνικού χώρου (από Χ. Αναγνώστου & Γ. Χρόνη, 2002). 15

17 Μετά το Μειόκαινο ( 5 εκατοµµύρια χρόνια ) έχουµε συνέχεια της καταβύθισης των υπολειµµάτων του ωκεάνιου φλοιού της Τηθύος στην ανατολική Μεσόγειο, που έχει προκαλέσει και τον σχηµατισµό του ελληνικού τόξου του νοτίου Αιγαίου (Εικ. 10). Πίσω από την ζώνη καταβύθισης και σε απόσταση περί τα Km έχει αναπτυχθεί το ελληνικό ηφαιστειακό τόξο Αίγινας, Μεθάνων, Μήλου, Σαντορίνης, Νισύρου. Το ελληνικό τόξο χαρακτηρίζεται από την ελληνική αύλακα, η οποία τοξοειδώς περιβάλλει την Πελοπόννησο, την Κρήτη και τη Ρόδο. Πρόκειται για µια λεκάνη µε µεγάλα βάθη m. Η ελληνική αύλακα αποτελεί την ζώνη καταβύθισης της, το όριο µεταξύ δύο λιθοσφαιρικών πλακών, της Ευρασιατικής και της Αφρικανικής. Έχει υπολογιστεί ότι η σχετική ταχύτητα σύγκλισης αυτών είναι της τάξης των 5-6 εκατοστών/χρόνο. Εικ. 10. Ανάγλυφος γεωµορφολογικός χάρτης όπου διακρίνεται χαρακτηριστικά η ελληνική αύλακα που περιβάλλει τοξοειδώς την Πελοπόννησο, την Κρήτη και τη Ρόδο. Στο ανώτερο Μειόκαινο (~7-8 εκατοµµύρια χρόνια) σχεδόν σε όλη την Ελλάδα αλλά κυρίως στον Αιγαιακό χώρο επικρατούν εκτατικές τεκτονικές κινήσεις. Αποτέλεσµα αυτών των κινήσεων είναι ο τεµαχισµός του Ελληνικού χώρου σε τεκτονικά υβώµατα και τεκτονικές τάφρους, µε κάθετες µετακινήσεις της τάξης των 3-5 χιλιοµέτρων. Στο εξωτερικό όριο του ελληνικού τόξου φαίνεται ότι επικράτησαν συµπιεστικές κινήσεις. Από τις αρχές του Πλειοκαίνου (~4 εκατοµµύρια χρόνια) οι έντονες τεκτονικές κινήσεις στον τεκτονικά τεµαχισµένο ελληνικό χώρο διαµορφώνουν σταδιακά το σηµερινό ανάγλυφο της περιοχής µε θαλάσσιες λεκάνες ηµίκλειστους κόλπους, χερσονήσους, νησιά και νησιωτικά συµπλέγµατα (Χάρτης της Εικ. 11). 16

18 Εικ. 11. Βαθυµετρικός χάρτης του Αιγαίου πελάγους. Σηµειώνονται τα χαρακτηριστικά νησιωτικά συµπλέγµατα του Αιγαιακού χώρου, ξεκινώντας από το βόρειο Αιγαίο µε το νησιωτικό σύµπλεγµα των Σποράδων, νοτιότερα µε το σύµπλεγµα των Κυκλάδων, νοτιοανατολικά µε το σύµπλεγµα των ωδεκανήσων. Μεταξύ της τοξοειδούς ανάπτυξης της ελληνικής αύλακας στο νότο και του ελληνικού ηφαιστειακού τόξου του νοτίου Αιγαίου υπάρχει η χαρακτηριστική ανάπτυξη του νησιωτικού τόξου του νοτίου Αιγαίου, από τα Κύθηρα στα δυτικά στα Αντικύθηρα στην Κρήτη στην Κάσο, Κάρπαθο και Ρόδο στα ανατολικά. Έχει ένα µήκος 650 km, και το χαρακτηριστικό του είναι ότι παρουσιάζει σηµαντικά ύψη και ότι συνδέει την οροσειρά του κορµού της Ελλάδας και των οροσειρών της νότιας Τουρκίας. 17

19 4. Τα γεωλογικά και φυσιογραφικά χαρακτηριστικά του υφαλοκρηπιδικού συστήµατος των Κυθήρων και Αντικυθήρων Μέρος του νησιωτικού τόξου του νοτίου Αιγαίου αποτελεί και η περιοχή µελέτης της παρούσας εργασίας. Όπως έχει αναφερθεί πρόκειται για την υφαλοκρηπιδική ζώνη των νησιών Κυθήρων και Αντικυθήρων. Τα Κύθηρα παρουσιάζουν ένα ύψος µέχρι 500 m χωρίζονται µε ένα θαλάσσιο δίαυλο από την Πελοπόννησο. Έχει ένα µήκος 30 km και εύρος 18 km. Συνδέεται µε υφαλοκρηπίδα µε τα Αντικύθηρα. Τα Αντικύθηρα χωρίζονται από τη. Κρήτη (ακρωτήριο Γραµβούσας) µε ένα θαλάσσιο δίαυλο πλάτους 32km και βάθους 450m. Η υφαλοκρηπίδα των Κυθήρων έχει πλάτος 2-7km, των δε Αντικυθήρων 1-4km. Η υφαλοκρηπίδα στο Β άκρο της Κρήτης επεκτείνεται βόρεια του ακρωτηρίου Γραµβούσα σε απόσταση 17km από τις ακτές. Το ηπειρωτικό περιθώριο προς τα δυτικά µπορεί να υποστηριχτεί ότι καλύπτει τη περιοχή µέχρι την ισοβαθή των 2000m. Αξιοσηµείωτη είναι η ύπαρξη βαθυµετρικού αβαθούς που ορίζεται από την ισοβαθή των 200m (ελάχιστο βάθος 82m) σε απόσταση 15km Ν των Κυθήρων. Το ανατολικό περιθώριο των Κυθήρων - Αντικυθήρων είναι πιο οµαλό και οδηγεί στο σύστηµα λεκανών του ΝΑ Αιγαίου των οποίων τα βάθη κυµαίνονται µεταξύ m (Εικ. 12). Εικ. 12. Χάρτης της περιοχής µελέτης Η γεωλογική δοµή του νησιού Κύθηρα χαρακτηρίζεται από την επικράτηση των ασβεστολιθικών σχηµατισµών της σειράς της Τρίπολης και ακολουθούν σχηµατισµοί της φυλλιτικής σειράς (φυλλίτες) και οι ασβεστολιθικοί σχηµατισµοί της σειράς της Πίνδου. 18

20 Στα Αντικύθηρα έχουµε αποκλειστικά ασβεστολιθικούς σχηµατισµούς της σειράς της Τρίπολης. Ένα µικρό µέρος των γεωλογικών σχηµατισµών των Κυθήρων καταλαµβάνουν οι µεταλπικοί σχηµατισµοί του Νεογενούς και του Τεταρτογενούς, οι οποίοι αποτελούνται κυρίως από µάργες. Ο υποθαλάσσιος χώρος φαίνεται ότι καλύπτεται διαρκώς από θάλασσα µετά την περίοδο της αλατικής κρίσης του Μεσσήνιου - (Πλειόκαινο, Πλειστόκαινο) µε κύριους σχηµατισµούς τους µαργαϊκούς. 19

21 5. Τα ιζήµατα στο νησιωτικό υφαλοκρηπιδικό σύστηµα των στενών των Κυθήρων - Αντικυθήρων 5.1 Γενικά για τα ιζήµατα - χαρακτηριστικά γνωρίσµατα - προέλευση Προέλευση των ιζηµατογενών σωµατιδίων Τα ιζήµατα σχηµατίζονται µε την απόθεση κόκκων ή σωµατιδίων. Η διεργασία που καθορίζει τον µηχανισµό της δηµιουργίας ιζηµαταποθέσεων λέγεται ιζηµατογένεση. Ο µηχανισµός της ιζηµατογένεσης περιλαµβάνει το στάδιο της δηµιουργίας ιζηµατογενών υλικών στην ζώνη της αποσάθρωσης, το στάδιο της διάβρωσης αυτών, το στάδιο της µεταφοράς τους στους χώρους απόθεσης και το στάδιο της απόθεσης. Ένας βασικός χώρος προέλευσης των ιζηµατογενών σωµατιδίων είναι η ξηρά της οποίας το γεωλογικό υπόθεµα υφίσταται τις αλλοιώσεις της αποσάθρωσης. Η διεργασία της αποσάθρωσης δηµιουργεί χαλαρά, ψαθυρά υλικά, τα οποία ως σωµατίδια ή κόκκοι µπορούν να µεταφερθούν και να αποτελέσουν ιζηµατογενή υλικά. Τα υλικά αυτά που φτάνουν µε αυτό τον τρόπο στο χώρο ιζηµαταπόθεσης χαρακτηρίζονται ως αλλόχθονα υλικά σε αντιδιαστολή µε υλικά που σχηµατίζονται στον ίδιο τον χώρο της ιζηµαταπόθεσης. Ο επόµενος σηµαντικός µηχανισµός τροφοδοσίας ενός χώρου µε σωµατίδια είναι ο µηχανισµός παραγωγής υλικών, βιογενούς, χηµικής αλλά και βιοχηµικής προέλευσης στον ίδιο τον χώρο απόθεσης. Ο χώρος απόθεσης αποτελεί ένα χώρο όπου µε τη συνεργεία της ηλιακής ενέργειας παράγονται σωµατίδια κυρίως βιογενούς σύστασης αλλά και καθαρά χηµικής προέλευσης. Τα σωµατιδιακά υλικά που παράγονται και αποτίθενται στον ίδιο τον χώρο απόθεσης χαρακτηρίζονται ως αυτόχθονα υλικά. Οι δύο µηχανισµοί που αναφέρθηκαν, της τροφοδοσίας των χώρων απόθεσης µε υλικά χερσογενούς προέλευσης και της τροφοδοσίας µε σωµατίδια που δηµιουργούνται στον ίδιο τον χώρο της απόθεσης αποτελούν τους πιο σηµαντικούς και καθοριστικούς τρόπους για την ιζηµατογένεση. Πέραν αυτών των δύο σηµαντικών µηχανισµών τροφοδοσίας των χώρων απόθεσης µε σωµατίδια υπάρχουν και άλλοι τρόποι εισροής ύλης στους χώρους ιζηµαταπόθεσης µικρότερης όµως σηµασίας ως προς την επικράτηση στο χώρο. Μπορεί να έχουµε εισροή ύλης στο χώρο απόθεσης που έχει προέλευση το εσωτερικό της γης και φτάνει σε αυτόν µέσω της ηφαιστειακής και υδροθερµικής δράσης του γήινου συστήµατος. Μπορεί να έχουµε επίσης εισροή αστρικής ύλης µε απ ευθείας «πτώση» από το διάστηµα στο χώρο απόθεσης ή δευτερογενώς µεταφερόµενης µέσω του κύκλου µεταφοράς. Ιζήµατα χερσογενούς προέλευσης - Αλλόχθονα υλικά Το γεωλογικό υπόθεµα της ξηράς συνίσταται από πετρώµατα που αποτελούν τα µητρικά υλικά για την τροφοδοσία των χώρων ιζηµαταπόθεσης µε σωµατίδια. Τα πετρώµατα χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες, τα µαγµατικά ή πυριγενή που έχουν προέλθει από πήξη του µάγµατος, τα µεταµορφωµένα ή κρυσταλλοσχιστώδη, που έχουν σχηµατιστεί από προϋπάρχοντα πετρώµατα των οποίων η σύσταση και ο ιστός έχουν αλλάξει από την επίδραση υψηλών πιέσεων και θερµοκρασιών, και τα ιζηµατογενή πετρώµατα τα οποία έχουν προέλθει από τη λιθοποίηση ιζηµάτων που έχουν αποτεθεί σε παλιότερους χώρους απόθεσης, κυρίως παλαιότερα υδάτινα συστήµατα. Τα βασικά συστατικά των πετρωµάτων είναι τα ορυκτά. Με τον µηχανισµό της αποσάθρωσης αποδοµούνται τα µητρικά υλικά και δίνουν ψαθυρά υλικά. Με τον όρο αποσάθρωση εννοούµε όλες τις µεταβολές που υφίστανται τα πετρώµατα αλλά και τα ορυκτά από τα οποία αποτελούνται τα πετρώµατα στην επιφάνεια της γης λόγω της δράσης διαφόρων παραγόντων, φυσικών, χηµικών και βιολογικών. Οι 20

22 µεταβολές αυτές είναι µεταβολές που λαµβάνουν χώρα όταν τα πετρώµατα είναι εκτεθειµένα και βρίσκονται σε επαφή µε την υδρόσφαιρα. Στη ζώνη της αποσάθρωσης έχουµε σχηµατισµό νέων ορυκτών. Αυτή η διεργασία λαµβάνει χώρα είτε µε µετασχηµατισµό υφιστάµενων υλικών είτε µε νεο-σχηµατισµό ορυκτών. ύο είναι οι σηµαντικές οµάδες ορυκτών που σχηµατίζονται στη ζώνη της αποσάθρωσης. Τα οξείδια και υδροξείδια του σιδήρου και του αργιλίου καθώς και του πυριτίου. Τα αργιλικά ορυκτά, τα οποία ανήκουν στην κατηγορία των φυλλοπυριτικών ορυκτών. Τα οξείδια και υδροξείδια αποτελούν νεοσχηµατισµούς ορυκτών. Τα αργιλικά ορυκτά προέρχονται από τη διεργασία του µετασχηµατισµού υφιστάµενων ορυκτών όσο και από τη διεργασία του νεοσχηµατισµού ορυκτών. Τα αργιλικά ορυκτά αποτελούν ένα σύνολο ορυκτών που κατατάσσονται στην οµάδα των φυλλοπυριτικών ορυκτών. Το µέγεθος των κόκκων των ορυκτών αυτών είναι πολύ λεπτοµερές και απαντώνται σε µεγάλο ποσοστό στα αργιλώδη φυσικά συστατικά γι αυτό και καλούνται αργιλικά ορυκτά, είναι δηλαδή ορυκτά της αργίλου (clay minerals). Τα προϊόντα της αποσάθρωσης στη συνέχεια διαβρώνονται. Τα κινούµενα ρευστά ασκούν πιέσεις επί των κόκκων. Οι πιέσεις αυτές των ρευστών µπορούν να αποµακρύνουν τους κόκκους από τη θέση ισορροπίας στην οποία βρίσκονται στους εδαφικούς σχηµατισµούς και να τους µεταφέρουν σε άλλες θέσεις. Η διεργασία αυτή της αποµάκρυνσης των κόκκων από µια θέση ισορροπίας, όπως το έδαφος ή άλλοι ιζηµατογενείς σχηµατισµοί, καλείται διάβρωση. Στη συνέχεια τα προϊόντα της αποσάθρωσης και της διάβρωσης µεταφέρονται στους χώρους απόθεσης µε το νερό, τον αέρα, τον πάγο και την βαρύτητα (κατολισθήσεις). Έπειτα αποτίθενται στο βυθό και σχηµατίζουν τα ιζήµατα. Ιζήµατα βιογενούς, βιοχηµικής και χηµικής προέλευσης - Αυτόχθονα υλικά Τα αυτόχθονα υλικά (που παράγονται στους ίδιους τους χώρους απόθεσης) που τροφοδοτούν τους χώρους ιζηµαταπόθεσης µπορεί να έχουν: α) Βιογενή προέλευση: Οι ιζηµατογενείς κόκκοι βιογενούς προέλευσης αποτελούν πρωτογενώς σκληρά σκελετικά στοιχεία διαφόρων βιολογικών οµάδων. Αποτελούνται κυρίως από ανθρακικό ασβέστιο CaCO 3 και λιγότερο από διοξείδιο του πυριτίου SiO 2. Το ανθρακικό ασβέστιο CaCO 3 εµφανίζεται µε τις κρυσταλλικές µορφές του ασβεστίτη, του µαγνησιούχου ασβεστίτη και του αραγωνίτη. β) Βιοχηµική προέλευση: Οι ιζηµατογενείς κόκκοι βιοχηµικής προέλευσης προέρχονται από απόθεση µικροσκοπικών κρυστάλλων και σχηµατισµό σωµατιδιακών δοµών µε τη συνεργεία διαφόρων βιολογικών οµάδων. Χαρακτηριστικοί κόκκοι βιοχηµικής προέλευσης είναι τα ωοειδή και τα ογκοειδή. Και στους ιζηµατογενείς κόκκους βιοχηµικής προέλευσης το κύριο συστατικό είναι το ανθρακικό ασβέστιο CaCO 3 στις κρυσταλλικές µορφές του ασβεστίτη και του αραγωνίτη. γ) Χηµική προέλευση: Υπάρχουν ιζηµατογενή σωµατίδια που αποτίθενται µε καθαρή χηµική διεργασία. Τα σωµατίδια αυτά προέρχονται από χηµική καθίζηση που λαµβάνει χώρα στον ίδιο τον χώρο απόθεσης Χαρακτηριστικά γνωρίσµατα των ιζηµάτων και ο συσχετισµός τους µε το δυναµικό καθεστώς της µεταφοράς και της απόθεσης Τα ιζηµατογενή υλικά που φτάνουν στους χώρους απόθεσης παρουσιάζουν τρία χαρακτηριστικά γνωρίσµατα: Την κοκκοµετρική σύσταση, δηλαδή τα µεγέθη των κόκκων που συνιστούν το ίζηµα καθώς και το ποσοστό συµµετοχής της κάθε τάξης µεγέθους. 21

23 Τη µορφή των κόκκων. Οι κόκκοι ανάλογα µε τη µορφή τους διακρίνονται σε γωνιώδεις, υπογωνιώδεις, υποστρογγυλοποιηµένους, στρογγυλοποιηµένους και πάρα πολύ στρογγυλοποιηµένους κόκκους. Την ορυκτολογική σύσταση, δηλαδή, το σύνολο των ορυκτών που συνιστούν το ίζηµα καθώς και το ποσοστό συµµετοχής του κάθε ορυκτού. Τα χαρακτηριστικά αυτά γνωρίσµατα: α) είναι το αποτέλεσµα του δυναµικού καθεστώτος υπό το οποίο συντελέστηκε η µεταφορά και συσχετίζονται τόσο προς το δυναµικό καθεστώς όσο και µεταξύ τους. Σε καθεστώτα έντονης δυναµικής µεταφοράς έχουµε όλο το εύρος των τρόπων µεταφοράς (σύρση, κύλιση, αναπήδηση, αιώρηση) και το χαρακτηριστικό αυτών των καθεστώτων είναι ότι µπορούν να µεταφερθούν κροκάλες και λατύπες. Τέτοιου είδους καθεστώτα χαρακτηρίζουν κυρίως το υδρογραφικό δίκτυο. Πρόκειται για ποταµούς και ποταµοχείµαρρους µε έντονη ροή κατά µήκος της κοίτης αυτών. Επίσης η ζώνη δράσης του κυµατισµού στις ακτές είναι µια ζώνη που χαρακτηρίζεται από υδροδυναµικό καθεστώς έντονης µεταφοράς. Πέραν αυτών τέτοια αδροµερή υλικά µεταφέρονται επίσης µέσω της βαρύτητας από τα υψηλότερα επίπεδα σχηµατισµού προς τα χαµηλότερα. Τέτοια αδροµερή υλικά µεταφέρονται επίσης και µέσω των παγετώνων. Η σύσταση των ιζηµατογενών υλικών που επικρατούν στα έντονης µεταφορικής δυναµικής καθεστώτα είναι τα πολύµεικτα, πολυκρυσταλλικά τεµάχη πετρωµάτων. Στα µεσαίας δυναµικής καθεστώτα µεταφοράς έχουµε κυρίως την αναπήδηση και την αιώρηση ως τρόπους µεταφοράς και το χαρακτηριστικό αυτών των καθεστώτων µεταφοράς είναι ότι µπορούν να µεταφέρουν αµµώδη συστατικά. Τέτοια καθεστώτα µεταφοράς απαντώνται στους ποταµούς και στους ποταµοχείµαρρους καθώς και στη ζώνη της ακτής που δρα ο κυµατισµός. Μέσω της βαρύτητας αλλά και µέσω των παγετώνων µπορούν να µεταφερθούν τα ιζηµατογενή υλικά που χαρακτηρίζουν τα µεσαίας δυναµικής καθεστώτα µεταφοράς (αµµώδη συστατικά). Τέτοια ιζηµατογενή υλικά µπορούν να µεταφερθούν επίσης και µε τον µηχανισµό της αιολικής µεταφοράς. Η σύσταση των ιζηµατογενών υλικών, που χαρακτηρίζουν τα µεσαίας δυναµικής καθεστώτα µεταφοράς, είναι µονοκρυσταλλικοί κόκκοι των ορυκτών χαλαζία, αστρίων, µαρµαρυγιών, κεροστίλβης, βαρέων ορυκτών. Στα χαµηλής δυναµικής καθεστώτα µεταφοράς, έχουµε ως τρόπο µεταφοράς των ιζηµατογενών υλικών την αιώρηση και το χαρακτηριστικό αυτών των καθεστώτων είναι ότι µπορούν να µεταφερθούν ιλυαργιλλώδη συστατικά. Είναι αυτονόητο ότι τα ιλυαργιλλώδη ιζηµατογενή υλικά µεταφέρονται και από τα υψηλότερης µεταφορικής δυναµικής καθεστώτα που προαναφέρθηκαν. Έτσι λοιπόν τα ιλυαργιλλώδη συστατικά που χαρακτηρίζουν τα χαµηλής δυναµικής καθεστώτα µεταφοράς µπορούν να µεταφερθούν µε υδραυλική µεταφορά (ποταµοί, ποταµοχείµµαροι), µε κυµατική δράση, βαρύτητα, µε παγετώνες, µε τον άνεµο (αιολική µεταφορά). Εκείνο όµως που προστίθεται ως µηχανισµός µεταφοράς είναι τα θαλάσσια ρεύµατα. Χαρακτηριστικό των θαλάσσιων ρευµάτων είναι ότι µεταφέρουν σε αιώρηση τα αργιλώδη συστατικά και τα διασπείρουν στον ευρύτερο θαλάσσιο χώρο. Στα ιζηµατογενή υλικά που χαρακτηρίζουν τα χαµηλής δυναµικής καθεστώτα µεταφοράς είναι κυρίως µονοκρυσταλλικά σωµατίδια αργιλικών ορυκτών. β) επηρεάζουν τις διεργασίες της διάβρωσης και της µεταφοράς που θα υποστούν µετά την απόθεση τους. Οι κόκκοι σε κάθε δύναµη που επιδρά πάνω τους (υδραυλική, βαρύτητα κ.λ.π) συµπεριφέρονται ανάλογα µε το µέγεθος τους. Είναι αυτονόητο ότι οι µεγαλύτεροι κόκκοι απαιτούν µεγαλύτερη δύναµη εκκίνησης και µεταφοράς από τους µικρότερους κόκκους. Καθοριστικό είναι επίσης το µέγεθος και για το είδος της µεταφοράς, σύρση, κύλιση, αναπήδηση ή αιώρηση. Αντίστοιχα καθοριστικός είναι και ο ρόλος της µορφής των κόκκων για τη διαδικασία της διάβρωσης και της µεταφοράς. Προκειµένου για µεγάλους κόκκους (π.χ. κροκάλες) οι 22

24 στρογγυλοποιηµένοι κόκκοι µετακινούνται σχετικά ευκολότερα σε σύγκριση µε τους γωνιώδεις. Το ίδιο ισχύει και για τους αµµώδεις κόκκους. Επίσης οι ιλυώδεις και οι αργιλώδεις κόκκοι ανάλογα µε την µορφή τους, σφαιρική ή φυλλοειδή, επιδεικνύουν εντελώς διαφορετική συµπεριφορά σε υδραυλικό µέσο µεταφοράς. Τέλος η ορυκτολογική σύσταση γίνεται σηµαντικός παράγοντας για την διεργασία της διάβρωσης και της µεταφοράς γιατί αυτή καθορίζει το ειδικό βάρος των κόκκων, το οποίο είναι σηµαντικό για την συµπεριφορά του κόκκου στις δυνάµεις µετακίνησης που επενεργούν έπ αυτού. Το διαφορετικό ειδικό βάρος που χαρακτηρίζει τους κόκκους διαφορετικής ορυκτολογικής σύστασης είναι ένα γνώρισµα που οδηγεί κόκκους του ίδιου µεγέθους σε διαφορετική συµπεριφορά κατά την διεργασία της υδραυλικής µεταφοράς, άρα και σε µια διαφοροποίηση των ορυκτοκοινωνιών. Έτσι µπορούµε να διακρίνουµε π.χ. αµµώδη συστατικά πλούσια σε κόκκους ελαφρών ορυκτών (χαλαζίας, άστριοι, κ.λ.π) και αντίστοιχα αµµώδη συστατικά πλούσια σε κόκκους βαρέων ορυκτών. 5.2 Τα Χαρακτηριστικά των ιζηµάτων στην υφαλοκρηπίδα των στενών Κυθήρων - Αντικυθήρων Η δειγµατοληψία Κατά τη διάρκεια του 3 ου ερευνητικού ταξιδιού του ερευνητικού προγράµµατος ADIOS (Atmospheric Deposition In Open Sea) στο οποίο συµµετέχει το ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε, και το οποίο πραγµατοποιήθηκε το χρονικό διάστηµα από 23 µέχρι 28 Απριλίου 2001, συλλέχθηκαν από 5 σταθµούς επιφανειακά δείγµατα του βυθού της θαλάσσιας περιοχής µεταξύ Κυθήρων και Αντικυθήρων. Οι γεωγραφικές συντεταγµένες των σταθµών καθώς και το βάθος απεικονίζονται στον πίνακα 1 και στον χάρτη της εικόνας 13. Η δειγµατοληψία έγινε µε το ωκεανογραφικό σκάφος Αιγαίο, µε τη βοήθεια δειγµατολήπτη τύπου box-corer, ο οποίος παρέχει αδιατάρακτο τµήµα του βυθού µε µορφή κύβου ή παραλληλεπιπέδου (Εικ. 14). Η εξόρυξη του δείγµατος συµπληρώθηκε στο σκάφος µε συλλογή µε τη βοήθεια πλαστικών σωλήνων, πυρήνων από το ολικό δείγµα που είχε συλλέξει ο box-corer. Στη συνέχεια από τον κάθε πυρήνα συλλέχθηκαν σε πλαστικά δοχεία δείγµατα από διαφορετικά βάθη. Με αυτό τον τρόπο συλλέχθηκαν συνολικά 19 δείγµατα (πίνακας 1.). 23

25 Εικ. 13. Χάρτης της περιοχής µελέτης µε τους σταθµούς δειγµατοληψίας. 24

26 Εικ. 14. ειγµατοληψία µε τη χρήση του δειγµατολήπτη τύπου box-corer. Πίνακας 1. Κατάλογος των δειγµάτων που λήφθηκαν από την περιοχή των Κυθήρων - Αντικυθήρων. Λίστα δειγµάτων Συντεταγµένες δειγµατοληψιών είγµα Σταθµός Γεωγραφικό πλάτος Γεωγραφικό µήκος Βάθος είγµατα από τον πυρήνα ADE m cm 1-3 cm 3-5 cm 5-7 cm 7-9 cm 9-10 cm 7 ADE m 8 ADE m 0-2 cm cm 5-8 cm 8-12 cm 12 ADE m 0-1 cm cm 5-8 cm cm 16 ADE m 0-2 cm cm cm cm Τα µακροσκοπικά γνωρίσµατα των ιζηµάτων από την περιγραφή στο χώρο της δειγµατοληψίας Ταυτόχρονα µε την δειγµατοληψία των ιζηµάτων, και πριν την αποθήκευση τους, έγινε και µακροσκοπική περιγραφή της υφής τους, του χρώµατος και διάφορων άλλων 25

27 χαρακτηριστικών που είναι άµεσα διακριτά. Η περιγραφή αυτή παρουσιάζεται στον παρακάτω πίνακα. Πίνακας 2. Μακροσκοπική περιγραφή των ιζηµάτων στα στενά Κύθηρα - Αντικύθηρα. Σταθµός είγµατα από τον Περιγραφή πυρήνα ADE cm Ιλυώδης λευκότεφρη άµµος (βιογενής άµµος)* ADE cm Τεφροπράσινη ιλυάργιλος ADE cm Πλαστική τεφροπράσινη ιλυάργιλος ADE 3-44 Επιφανειακές κρούστες ροδοφυκών ADE cm Μεγάλα τεµάχη ροδοφυκών ADE cm Λευκότεφρη ιλυάργιλος µε τεµάχη ροδοφυκών ADE cm Γκριζοπράσινη ιλυάργιλος πολύ συνεκτική ADE cm Τεµάχη ροδοφυκών "ογκοειδή" ADE cm Καφετίζουσα ιλυώδης άµµος ADE cm Γκριζοπράσινη αµµώδης ιλυάργιλος ADE cm Γκριζοπράσινη ιλυώδης άµµος ADE cm Μεγάλα τεµάχη ροδοφυκών ADE cm Καφετίζουσα ως γκριζοπράσινη ιλυώδης άµµος ADE cm Γκριζοπράσινη ιλυάργιλος * Ο όρος άµµος αναφέρεται σε θραύσµατα των βιογενών συστατικών (πιο αδροµερείς κόκκοι) και όχι στην άµµο χερσογενούς προέλευσης (πιο λεπτόκοκκο υλικό). Το γενικό µακροσκοπικό γνώρισµα των ιζηµάτων στα στενά Κύθηρα - Αντικύθηρα (πίνακας 2.) είναι η παρουσία βιογενούς υλικού και κυρίως η παρουσία ροδοφυκών ιδιαίτερα στα επιφανειακά στρώµατα (Εικ. 15, 16, 17, 18). Χαρακτηριστικό επίσης γνώρισµα είναι ότι το χρώµα του υλικού ποικίλει ανάλογα µε το βάθος. Στα επιφανειακά ιζήµατα φαίνεται να επικρατεί η λευκότεφρη και καφετίζουσα άµµος ενώ στα βαθύτερα στρώµατα επικρατεί το τεφροπράσινο και γκριζοπράσινο χρώµα. Εικ. 15. είγµα που συλλέχθηκε µε τη βοήθεια box-corer από το σταθµό ADE 3-44, διακρίνεται η επικράτηση των ροδοφυκών. Εικ. 16. είγµα που συλλέχθηκε µε τη βοήθεια box-corer από το σταθµό ADE 3-45, διακρίνεται η παρουσία των ροδοφυκών. 26

28 Εικ. 17. είγµα που συλλέχθηκε µε τη βοήθεια box-corer από το σταθµό ADE 3-46, διακρίνονται τα συσσωµατώµατα των ροδοφυκών. Εικ. 18. είγµα που συλλέχθηκε µε τη βοήθεια box-corer από το σταθµό ADE 3-47, διακρίνονται τα µεγάλα τεµάχη των ροδοφυκών Στρατηγική εργαστηριακών αναλύσεων Από τη µακροσκοπική περιγραφή των ιζηµάτων στο χώρο της δειγµατοληψίας προκύπτει ότι το στοιχείο που χαρακτηρίζει την κατανοµή των ιζηµάτων στην περιοχή µεταξύ Κυθήρων - Αντικυθήρων είναι η παρουσία του οργανικού κόσµου και γενικά η ανθρακική βιογενής ιζηµατογένεση. Με γνώµονα αυτή τη διαπίστωση καθορίστηκε η σειρά των εργαστηριακών αναλύσεων που ακολουθήθηκε. Εποµένως το πλαίσιο των µεθόδων που εφαρµόστηκε περιλαµβάνει τα εξής βασικά στάδια (Εικ. 19): α) Την κοκκοµετρική ανάλυση προκειµένου να περιγραφούν και να ταξινοµηθούν τα ιζήµατα β) Τον προσδιορισµό των ανθρακικών αλάτων προκειµένου να προσδιοριστεί το ποσοστό του ιζήµατος βιογενούς προέλευσης γ) Την παρατήρηση στο διοφθάλµιο στερεοσκόπιο µε σκοπό τη µικροσκοπική αναγνώριση των συστατικών των ιζηµάτων, την ταξινόµηση των σκελετικών στοιχείων σε βιολογικές οµάδες και τον ηµιποσοτικό προσδιορισµό της συµµετοχής κάθε βιολογικής οµάδας στην αδροµερή φάση του ιζήµατος δ) Την παρατήρηση της εσωτερικής δοµής ορισµένων σκελετικών στοιχείων στο ηλεκτρονικό µικροσκόπιο ε) Την ορυκτολογία µε χρήση περιθλασίµετρου ακτίνων-χ µε σκοπό την ορυκτολογική διαφοροποίηση των ανθρακικών ορυκτών των σκελετικών στοιχείων στ) Τον διαχωρισµό των ανθρακικών υλικών από τα χερσογενή και τον προσδιορισµό των αργιλικών ορυκτών στη λεπτόκοκκη φάση του ιζήµατος και τέλος ζ) Την κοκκοµετρική ανάλυση του χερσογενούς υλικού της λεπτόκοκκης φάσης µε τη χρήση της συσκευής SEDIGRAPH. 27