ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥ ΩΝ ΓΕΩΠΙΣΤΗΜΕΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ: ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΩΚΕΑΝΟΓΡΑΦΙΑ ιατριβή ειδίκευσης Παλαιογεωγραφική εξέλιξη της ευρύτερης περιοχής Μοδίου - Πόρου ΠΡΕΒΕΝΙΟΣ ΜΙΧΑΗΛ ΕΠΙΒΛΕΠΟΥΣΑ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΓΕΡΑΓΑ ΜΑΡΙΑ ΛΕΚΤΟΡΑΣ ΠΑΤΡΑ 2011
Ευχαριστίες Η παρούσα Εργασία ιατριβής Ειδίκευσης εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Θαλάσσιας Γεωλογίας και Φυσικής Ωκεανογραφίας (Ε.ΘΑ.ΓΕ.Φ.Ω) του Τµήµατος Γεωλογίας, του Πανεπιστηµίου Πατρών στα πλαίσια του Προγραµµατος Μεταπτυχιακών Σπουδών «Γεωεπιστήµες και Περιβάλλον» µε κατεύθυνση την «Περιβαλλοντική Ωκεανογραφία». Το χρονικό διάστηµα από Μάρτιο 2011 έως σήµερα χρηµατοδοτείται από το πρόγραµµα Κ. Καραθεοδωρή του Πανεπιστηµίου Πατρών. Εκφράζω τις πιο θερµές µου ευχαριστίες στην επιβλέπουσα Λέκτορα κ. Μαρία Γεραγά αφενός για την ανάθεση της µεταπτυχιακής διατριβής και για την ευκαιρία που µου έδωσε να ασχοληθώ µε ένα εξαιρετικά ενδιαφέρον θέµα, και αφετέρου για το ειλικρινές ενδιαφέρον της, τις πολύτιµες συµβουλές της, την έµπειρη καθοδήγηση αλλά και την κατανόηση και υποµονή κατά τη διάρκεια της εργασίας αυτής. Θα ήθελα να ευχαριστήσω θερµά τον αναπληρωτή καθηγητή κ. Γεώργιο Παπαθεοδώρου για την συµβολή του στην παρούσα εργασία, για τις σηµαντικές και κριτικές παρατηρήσεις του µε τις εξαιρετικές γνώσεις στο θέµα της παρούσας εργασίας. Ευχαριστώ πολύ τον επίκουρο καθηγητή κ. Σταµατόπουλο Λεωνίδα για την άψογη επικοινωνία και τις εύστοχες υποδείξεις του. Ακόµα εκφράζω βαθύτατη ευγνωµοσύνη στον οµότιµο Καθηγητή κ. Γ.Φερεντίνος για την ιδιαίτερη µέριµνά του. Επίσης, ευχαριστώ ειλικρινά τον διδάκτορα ηµήτρη Χριστοδούλου, τους υποψήφιους διδάκτορες Μαργαρίτα Ιατρού, Ηλία Φακίρη και Σταυρούλα Κορδέλα του εργαστηρίου για την βοήθεια στη συλλογή των δεδοµένων, για το χρόνο που αφιέρωσαν για να διαµορφωθεί όσο το δυνατό καλύτερα η παρούσα εργασία και την ευχάριστη ατµόσφαιρα που επικρατούσε στο εργαστήριο. Ευχαριστώ θερµά τον Αρχαιολόγο/δύτη Χρήστο Αγουρίδη και την οµάδα του για την άψογη συνεργασία που είχαµε στην έρευνα πεδίου στον ν.πόρο. Ευχαριστώ θερµά όλους τους φίλους, που µε στήριξαν ο καθένας µε το δικό του ξεχωριστό τρόπο, και κυρίως τον Γιώργο Γραονίδη για την πολύτιµη φιλοξενία που µου παρείχε ώστε να ξεκινήσω το µεταπτυχιακό χωρίς καµία καθυστέρηση. Τέλος, δεσπόζουσας σηµασίας θέση στις ευχαριστίες κατέχουν οι γονείς µου Γιάννης και Αλεξάνδρα, για την υποστήριξη και αγάπη που µου δείχνουν µέχρι τώρα. Η εµπιστοσύνη που µου έδειξαν όλα τα παραπάνω πρόσωπα ελπίζω να τους το ανταποδώσω µε τον καλύτερο δυνατό τρόπο. Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 1
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1...3 ΕΙΣΑΓΩΓΗ...3 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2...5 2.1.ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΤΗΣ ΣΤΑΘΜΗΣ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ...5 2.2 ΕΙΚΤΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΩΝ ΤΗΣ ΣΤΑΘΜΗΣ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ...9 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3...12 ΠΕΡΙΟΧΗ ΕΡΕΥΝΑΣ...12 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4...20 ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ...20 4.1.ΣΥΛΛΟΓΗ Ε ΟΜΕΝΩΝ...20 Τοµογράφος Υποδοµής Πυθµένα...22 Ηχοβολιστής πλευρικής σάρωσης...25 4.2 ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΙ ΑΝΑΛΥΣΗ ΨΗΦΙΑΚΩΝ Ε ΟΜΕΝΩΝ...29 4.2.1.ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΙ ΑΝΑΛΥΣΗ ΨΗΦΙΑΚΩΝ Ε ΟΜΕΝΩΝ ΑΚΟΥΣΤΙΚΗΣ ΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑΣ...29 4.2.2.ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΙ ΑΝΑΛΥΣΗ ΨΗΦΙΑΚΩΝ Ε ΟΜΕΝΩΝ ΗΧΟΒΟΛΙΣΤΗ ΠΛΕΥΡΙΚΗΣ ΣΑΡΩΣΗΣ...31 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5...33 ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ...33 5.1 ΠΕΡΙΟΧΗ Α...34 5.1.1.ΒΥΘΟΜΕΤΡΙΑ...34 5.1.2 ΑΚΟΥΣΤΙΚΗ ΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑ...39 5.1.3. ΓΕΩΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ ΠΥΘΜΕΝΑ...41 Ακουστικός τύπος 1 (Α.Τ.Α1)...41 Ακουστικός τύπος 2 (Α.Τ.Α2)...41 Ακουστικός τύπος 3 (Α.Τ.Α3)...43 Ακουστικός τύπος 4 (Α.Τ.Α4)...43 5.1.4.ΕΝΤΟΠΙΣΜΟΣ ΣΤΟΧΩΝ ΑΝΘΡΩΠΟΓΕΝΟΥΣ ΠΡΟΕΛΕΥΣΗΣ..46 5.2 ΠΕΡΙΟΧΗ Β...56 5.2.1.ΒΥΘΟΜΕΤΡΙΑ...56 5.2.2 ΑΚΟΥΣΤΙΚΗ ΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑ...58 Ακουστικός Τύπος 1α...59 Ακουστικός Τύπος 1β...60 Ακουστικός Τύπος 1γ...60 Το ακουστικό υπόβαθρο...61 Ακουστικός Τυπός 2...62 5.2.3. ΓΕΩΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ ΠΥΘΜΕΝΑ...67 Ακουστικός τύπος 1 (Α.Τ.Β1)...67 Ακουστικός τύπος 2 (Α.Τ.Β2)...67 Ακουστικός τύπος 3 (Α.Τ.Β3)...67 Ακουστικός τύπος 4 (Α.Τ.Β4)...67 5.2.4.ΕΝΤΟΠΙΣΜΟΣ ΣΤΟΧΩΝ ΑΝΘΡΩΠΟΓΕΝΟΥΣ ΠΡΟΕΛΕΥΣΗΣ..75 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6...81 Παλαιογεωγραφική ανάπλαση της περιοχής Α...81 Παλαιογεωγραφική ανάπλαση της περιοχής Β...87 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ...105 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ...107 Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 2
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Οι κλιµατικές αλλαγές τα τελευταία 18000 χρόνια µεταξύ άλλων προκάλεσαν σηµαντικές µεταβολές στη στάθµη της θάλασσας και συνεπώς µεταβολές στην παράκτια παλαιογεωγραφία (Fairbanks 1989). Στα 18000χρ. πριν από σήµερα, κατά τη διάρκεια του τελευταίου παγετώδους µεγίστου η στάθµη της θάλασσας ήταν περίπου 120 µέτρα χαµηλότερα της σηµερινής µε αποτέλεσµα µεγάλες περιοχές του σηµερινού πυθµένα να ήταν τότε χέρσος. Η τήξη των παγετώνων που ακολούθησε προκάλεσε άνοδο της στάθµης της θάλασσας µε αποτέλεσµα την επίκληση της θάλασσας στη χέρσο. Άµεση συνέπεια της επίκλησης αυτής ήταν η καταβύθιση αρχαίων πόλεων, οικισµών και λιµενικών εγκαταστάσεων (Franco, 1996, Papatheodorou and Ferentinos, 1997, Marriner et al., 2008) καθώς και µετακίνηση ανθρώπων προς άλλες παράκτιες περιοχές. Η άνοδος ήταν µεν γρήγορη αλλά χαρακτηριζόταν από σύντοµα χρονικά διαστήµατα στασιµότητας, πιθανώς λόγω επικράτησης σύντοµων ψυχρών κλιµατικών γεγονότων. Κατα την διάρκεια των διαστηµάτων στασιµότητας, η στάθµη της θάλασσας αφήνει χαρακτηριστικά αποτυπώµατα στις ακτές ώστε να αναγνωρίζονται σήµερα ως παλαιοακτές καθώς και γεωµορφές σχετιζόµενες µε αυτές (Van Andel and Lianos, 1984). Η αναγνώριση αυτών µας επιτρέπει να αναπαραστήσουµε την παλαιογεωγραφία της περιοχής σε βάθος χρόνου µερικών χιλιάδων χρόνων πριν από σήµερα. Ο εντοπισµός των παλαιοακτών πραγµατοποιείται µε θαλάσσιες γεωφυσικές µεθόδους διασκόπησης. Τα όργανα γεωφυσικής διασκόπησης είναι το µονοδεσµικό/πολυδεσµικό βυθόµετρο, o τοµογράφος υποδοµής πυθµένα υψηλής διακριτικής ικανότητας, ο ηχοβολιστής πλευρικής σάρωσης και το θαλάσσιο µαγνητόµετρο. Τις τελευταίες δύο δεκαετίες οι θαλάσσιες γεωφυσικές µέθοδοι έχουν αναδειχθεί σε εξαιρετικά αποτελεσµατικό µέσο στη µελέτη τέτοιων περιοχών καθώς είναι εφικτό: (α) να εντοπίζουν και να χαρτογραφούν µε ακρίβεια και σε σύντοµο χρονικό διάστηµα µεγάλης έκτασης περιοχών αρχαιολογικής σηµασίας, (β) να εντοπίζουν και να χαρτογραφούν γεωµορφές σχετιζόµενες µε το περιβάλλον ανάπτυξης των αρχαιολογικών θέσεων έτσι ώστε να αναπαριστούν την εξέλιξη της παράκτιας παλαιογεωγραφίας. Επιπλέον, οι γεωφυσικές µέθοδοι χρησιµοποιούνται πλέον συστηµατικά για τον εντοπισµό και τη µελέτη κινητών µαρτυριών (ναυάγια) της ανθρώπινης δραστηριότητας στον πυθµένα (Throckmorton et al., 1972, Bass et al., 1989, Ballard et al., 2000, Kahanov and Royal, 2001, Sakellariou et al., 2007, Papatheodorou et al., 2005, 2008). Τα αποτελέσµατα της γεωφυσικής διασκόπησης επιβεβαιώνονται µε µεθόδους οπτικής παρατήρησης του πυθµένα (δύτες, υποβρύχια οχήµατα) σε συνεργασία µε αρχαιολόγους. Ο κλάδος που ασχολείται µε τα παραπάνω είναι πρόσφατος και ονοµάζεται θαλάσσια γεωαρχαιολογία. Η θαλάσσια γεωαρχαιολογία είναι αρκετά ανεπτυγµένη σε παγκόσµιο επίπεδο τόσο µε τον εντοπισµό και µελέτη ναυαγίων όσο και µε την αναπαράσταση και εξέλιξη παράκτιων παλαιοπεριβαλλόντων, σε αντίθεση µε τον ελληνικό χώρο που είναι ακόµη περιορισµένη. Παραδείγµατα αναπαράστασης της παλαιογεωγραφίας και κατασκευή καµπύλων µεταβολής στάθµης της θάλασσας στον ελληνικό χώρο αποτελούν επτά περιοχές στην δυτική Ελλάδα (Μπούκκα, Πάλαιρος Μύτικας Αστακός, Τρίκαρδο, Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 3
Αιτωλικό, Ηλεία, Vott, 2007), η ευρύτερη περιοχή στο Ιόνιο και Αιγαίο πέλαγος (Perissoratis et al. 2003), οι Κυκλάδες (Poulos et al. 2009, Desruelles et al. 2009) κ.α. Οι Van Andel and Lianos (1984) έχουν αποδώσει την γενική εξέλιξη της ακτογραµµής τα τελευταία 20000χρόνια χρησιµοποιώντας και µεθόδους γεωφυσικής διασκόπησης στην προσπάθεια να συνδέσουν την εξέλιξη του περιβάλλοντος µε την παλαιολιθική θέση στο σπήλαιο Φράνγχθη στον Αργολικό κόλπο. Οι Papatheodorou et al (2008) επίσης µε χρήση γεωφυσικών µεθόδων έχουν εκτιµήσει την εξέλιξη της ακτογραµµής στο κοντινό νησί οκός. Τέλος, σε εξέλιξη βρίσκεται η έρευνα στο κόλπο της Νεάπολης Λακωνίας, για την παλαιογεωγραφική ανάπλαση της περιοχής για τα τελευταία 20000χρ. Στην παρούσα εργασία παρουσιάζονται τα αποτελέσµατα γεωφυσικών ερευνών που πραγµατοποιήθηκαν στον ευρύτερο χώρο ενός αρχαίου ναυαγίου. Το ναυάγιο εντοπίστηκε από το Ινστιτούτο Ενάλιων Αρχαιολογικών Ερευνών (ΙΕΝΑΕ) στη βραχονησίδα Μόδι, νοτιοανατολικά του Πόρου και χρονολογείται τον 12ο αιώνα π.χ. Η περιοχή αποτελεί µεγάλο αρχαιολογικό ενδιαφέρον για τον Ελληνικό θαλάσσιο χώρο διότι αποτελούσε σηµαντικό εφαλτήριο και βρίσκονταν σε ενδιάµεσους πολυσύχναστους θαλάσσιους πλόες του Αργοσαρωνικού κόλπου. Στα πλαίσια της αρχαιολογικής µελέτης που διεξάγεται στο χώρο του ναυαγίου από το ΙΕΝΑΕ, από το 2003, το Εργαστήριο Θαλάσσιας Γεωλογίας και Φυσικής Ωκεανογραφίας (ΕΘΑΓΕΦΩ), τµήµατος Γεωλογίας, Πανεπιστηµίου Πατρών ξεκίνησε συστηµατικές θαλάσσιες γεωφυσικές έρευνες το 2009. Οι έρευνες συνεχίζονται µέχρι σήµερα και µεγάλος αριθµός γεωφυσικών δεδοµένων έχουν συλλεχθεί κατά τη διάρκεια δύο ερευνητικών αποστολών, το Νοέµβριο του 2009 και του 2010. Στην παρούσα εργασία θα παρουσιαστούν τα αποτελέσµατα των γεωαρχαιολογικών ερευνών της ερευνητικής περιόδου 2009. Σκοπός της Μεταπτυχιακής εργασίας ειδίκευσης είναι: O εντοπισµός καταβυθισµένων παλαιοακτών και η ανάπλαση της παλαιογεωγραφικής εξέλιξης της περιοχής τα τελευταία 18.000 χρόνια στην περιοχή του Πόρου - Μοδίου Ο εντοπισµός των κινητών µαρτυριών της ανθρώπινης δραστηριότητας στον πυθµένα µε έµφαση στον εντοπισµό στόχων πιθανής αρχαιολογικής και ιστορικής σηµασίας στην ευρύτερη περιοχή έρευνας. Πέρα των δύο κύριων στόχων της διατριβής, η ερµηνεία των συλλεχθέντων γεωφυσικών δεδοµένων οδήγησε στον εντοπισµό και στην αποτύπωση εκτεταµένων σχηµατισµών ασβεστιτικών ροδοφυκών (τραγάνα) στην περιοχή έρευνας. Οι σχηµατισµοί ασβεστιτικών ροδοφυκών (corallegene formations) είναι ιδιαίτερα σηµαντικά ενδιαιτήµατα της Μεσογείου Θάλασσας και προστατεύονται πλέον από οδηγία της Ευρωπαϊκής Ένωσης (European Union 1967/2006 Regulation, European Commission, 2006). Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 4
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 2.1.ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΤΗΣ ΣΤΑΘΜΗΣ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ Μεταβολές της στάθµης της θάλασσας (ανοδικές ή καθοδικές κινήσεις σε σχέση µε τη στεριά) έχουν συµβεί αρκετές φορές στο πλανήτη µας. Οι µεταβολές αυτές εξαρτώνται από : (i) τις διαθέσιµες ποσότητες θαλασσινού νερού στους ωκεανούς και (ii) τις κατακόρυφες κινήσεις του στερεού φλοιού της γης, αλλά και τις οριζόντιες µετατοπίσεις των τεκτονικών πλακών. Οι µεταβολές της στάθµης της θάλασσας που οφείλονται στη µεταβολή των διαθέσιµων ποσοτήτων του νερού στους ωκεανούς και εξαρτώνται από τη δηµιουργία και την τήξη των παγετώνων ονοµάζονται ευστατικές µεταβολές (Lambeck, 1996). Ισοστατικές µεταβολές ονοµάζονται οι µεταβολές της στάθµης της θάλασσας που έχουν σχέση µε τις κατακόρυφες κινήσεις του στερεού φλοιού και σχετίζονται µε την ανύψωση ή βύθιση του στερεού φλοιού. Οφείλονται στην απόκριση του στερεού φλοιού να βρίσκεται σε βαρυτική ισορροπία σε σχέση µε τα φορτία που εξασκούνται στην επιφάνεια του και τα οποία συνεχώς µεταβάλλονται. Οι µεταβολές της στάθµης της θάλασσας που έχουν σχέση µε τις οριζόντιες µετακινήσεις του στερεού φλοιού είναι τεκτονικής προέλευσης και οδηγούν σε κατακόρυφες µετατοπίσεις. Επιπλέον, τα τελευταία 80 χρόνια, η χέρσος υφίσταται τοπικής κλίµακας συνήθως καθοδικές µετατοπίσεις η οποίες είναι ανθρωπογενούς προέλευσης. Επειδή συγκοινωνούν µεταξύ τους οι ωκεανοί, οι ευστατικές µεταβολές της στάθµης της θάλασσας είναι παγκόσµιας κλίµακας. Η άνοδος ή κάθοδος της στάθµης είναι ισόποση σε όλο το µήκος της παγκόσµιας ακτογραµµής ενώ οι ισοστατικές και τεκτονικές µεταβολές της στάθµης της θάλασσας είναι τοπικής ή ηπειρωτικής κλίµακας µε συνέπεια να µην έχουν οµοιόµορφη χωρική κατανοµή. Πάντως οι µεταβολές της στάθµης της θάλασσας είτε έχουν συµβεί στο παρελθόν είτε λαµβάνουν χώρα στο παρόν είναι σχετικές διότι η επιφάνεια της γης και της θάλασσας υφίσταται ταυτόχρονα κατακόρυφες µετακινήσεις (Εικ. 2.1). Εικ. 2.1: ιαγραµµατική απεικόνιση της σχετικής µεταβολής της στάθµης της θάλασσας: (Α) Η ακτή παραµένει σταθερή όταν η ευστατική και η ισοστατική κίνηση είναι µηδενικές. (Β) Η ακτή βυθίζεται όταν η ευστατική (ανοδική) > από την ισοστατική. (Γ) Η ακτή αναδύεται όταν η ισοστατική (ανοδική) κίνηση > από την ευστατική. Επίσης η ακτή φαίνεται να παραµένει σταθερή (Α) αν τυχόν η ευστατική και ισοστατική κίνηση (ανοδική ή καθοδική) είναι ίσες Τα τελευταία 600.000 χρόνια η στάθµη της θάλασσας έχει ανέλθει και κατέλθει (ευστατικά) συνολικά τέσσερις φορές (Εικ. 2.2). Το εύρος των διακυµάνσεων αυτών κυµαίνεται από 80 120m. Οι µεταβολές αυτές της στάθµης της θάλασσας οφείλονται σε κλιµατικές µεταβολές και αντιστοιχούν στις µεσοπαγετώδεις και παγετώδεις περιόδους. Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 5
Η απόλυτη µεταβολή της στάθµης της θάλασσας µε σχετικά µεγάλη ακρίβεια έχει προσδιοριστεί µόνο για τα τελευταία 120.000 χρόνια (Εικ. 2.3). Μεταξύ 21.000 και 17.000 χρόνια ΒΡ κατά το Μέγιστο της Τελευταίας Παγετώδης περιόδου, η στάθµη της θάλασσας ήταν 115 έως 120m πιο χαµηλά από σήµερα µε την ακτή να εκτείνεται έως την υφαλοκρηπίδα. οι πάγοι της Αρκτικής και Ανταρκτικής λιώσουν πλήρως. Εικ. 2.2. Η µεταβολή της στάθµης της θάλασσας τα τελευταία 600,000 χρόνια σε σχέση µε τη σηµερινή. Η διακεκοµµένη γραµµή δηλώνει τη στάθµη της θάλασσας αν Εικ. 2.3: Η απόλυτη µεταβολή της στάθµης της θάλασσας τα τελευταία 150000χρόνια. Η: Ολόκαινο, L.G.M. : Μέγιστο Τελευταίας Παγετώδους Περιόδου, L.Ig.: Τελευταία Μεσοπαγετώδη Περίοδο, W: Παγετώδης Περίοδος Τα τελευταία 18000 χρόνια οι πάγοι στους πόλους λιώνουν µε αποτέλεσµα η στάθµη της θάλασσας να ανέρχεται. Η ανύψωση αυτή ήταν στην αρχή σχετικά αργή, επιταχύνθηκε µεταξύ 12000 και 6000 χρόνια ΒΡ, οπότε και έφτασε στο σηµερινό περίπου επίπεδο (Εικ. 2.4). Η ανύψωση αυτή οφείλεται κατά κύριο λόγο στην τήξη των πάγων στους πόλους, αλλά και στην αύξηση του όγκου του θαλασσινού νερού, λόγω διαστολής καθώς η θερµοκρασία του θαλασσινού νερού, στα επιφανειακά στρώµατα ανήλθε κατά 5 ο C. Εικ. 2.4. Ο ρυθµός ανύψωσης της στάθµης της θάλασσας τα τελευταία 18,000 χρόνια στα νησιά Barbados της Καραϊβικής θάλασσας, όπως προκύπτει από τη ραδιοχρονολόγηση του κοραλλιού Acropora palmata. Από: R.G. Fairbanks, 1989. Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 6
Τα τελευταία 6000 χρόνια η στάθµη της θάλασσας έχει µάλλον µια ελαφρά τάση προς άνοδο λόγω τήξης των πάγων (Εικ. 2.5). Η τάση αυτή είναι δύσκολο να προσδιοριστεί µε ακρίβεια γιατί αλλοιώνεται από τις ισοστατικές και τεκτονικές κινήσεις της χέρσου. Εικ. 2.5. Οι µεταβολές της στάθµης της θάλασσας τα τελευταία 6000 χρόνια σε διάφορα µέρη του κόσµου. Η ανοµοιοµορφία που παρατηρείται στις καµπύλες από τα διάφορα µέρη οφείλεται στην ταυτόχρονη επίδραση των ισοστατικών κινήσεων. Η στάθµη της θάλασσας κατά τη Μέση-Παλαιολιθική εποχή (100000-30000 χρόνια ΒΡ) κυµαινόταν από 20 έως 80m (Εικ. 3) σε σχέση µε τη σηµερινή. Κατά την Ανώτερη Παλαιολιθική η στάθµη κυµαινόταν από 60 έως 120m (Εικ. 3) ενώ κατά την Μεσολιθική η στάθµη κυµαινόταν από 40 έως -60m (Εικ. 2.3). Η επίκλιση της θάλασσας επέφερε δραµατικές αλλαγές στην παράκτια ζώνη όπως τη διαµόρφωση νησιών, τη διαµόρφωση κόλπων σε περιοχές που κατείχαν λίµνες (π.χ. στον Ελληνικό χώρο, ο Κορινθιακός κόλπος; Lykousis et al., 2007) και τη καταβύθιση παλαιότερων ακτών µαζί µε όλες τις ανθρώπινες εγκαταστάσεις και υποδοµές που πιθανόν να βρίσκονταν εκεί. Κατά τους προϊστορικούς χρόνους οι µεταβολές αυτές συνέβαλαν στις µετακινήσεις των ανθρώπων και στην εποίκιση νησιών και ολοκλήρων ηπείρων, ενώ κατά τους ιστορικούς χρόνους οι µεταβολές αυτές θεωρούνται υπαίτιες για την παρακµή και την εγκατάλειψη πολλών παράκτιων οικισµών και πόλεων, που είχαν ακµάσει στο παρελθόν. Η µελέτη της παράκτιας ζώνης και της υφαλοκρηπίδας µε σκοπό την αναπαράσταση των παλαιοπεριβαλλόντων και τον εντοπισµό ιχνών ανθρώπινης δραστηριότητας στοχεύει να κατανοήσει σηµαντικά θέµατα (Flemming, 2004) όπως: την εξάπλωση του πρωτόγονου ανθρώπινου είδους σε αποµονωµένες περιοχές (π.χ. Αυστραλία) και τις δεξιότητες του στη ναυσιπλοΐα, τη συµπεριφορά, συνεισφορά και αντίδραση του ανθρώπου στη νησιωτική οικολογία, την αντίληψη του για τη θάλασσα, τον εντοπισµό και εξερεύνηση των θαλάσσιων δρόµων, τους λόγους ίδρυσης λιµανιών σε συγκεκριµένες θέσεις, τις κατασκευαστικές δυνατότητες λιµενικών εγκαταστάσεων και τη διαχείριση των λιµανιών και των παράκτιων πόλεων. Η παγκόσµια αυτή µεταβολή στη στάθµη της θάλασσας επηρέασε όπως ήταν αναµενόµενο και τον Ελληνικό χώρο (Εικ. 2.6), µειώνοντας σηµαντικά την έκταση της χέρσου και µεταµορφώνοντας τη γεωµορφολογία της ακτής (Van Andel and Lianos, 1984) όπως π.χ. µε τη διαµόρφωση των νησιών Κυκλάδων (Perissoratis and Conispoliatis, 2003) ή τη διαµόρφωση κόλπων σε περιοχές που κατείχαν λίµνες (π.χ. Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 7
Κορινθιακός κόλπος, Lykousis et al., 2007). Στις µεταβολές αυτές συνέβαλαν και τοπικοί παράγοντες όπως τεκτονικές µετακινήσεις και διαβρώσεις ή προσχώσεις της ακτής. Το αποτέλεσµα αυτών των διεργασιών είναι της τάξης των µερικών µέτρων και συνεπώς η σηµασία και ο ρόλος τους είναι ιδιαίτερα σηµαντικός σε αρχαιολογικές µελέτες θέσεων πρόσφατης ηλικίας (π.χ. Νεολιθικής και άνω ηλικίας) αλλά εξασθενεί σε θέσεις παλαιότερης ηλικίας (π.χ. Μεσο και Παλαιολιθικής ηλικίας). Εικ. 2.6. Χάρτες, στους οποίους παρουσιάζεται η έκταση της Ελλάδας, έτσι όπως αυτή διαµορφώθηκε Α.: µε την πτώση της στάθµης της θάλασσας, πριν 18 χιλιάδες χρόνια και Β.: µε την ανύψωση της στάθµης της θάλασσας στα αρχικά στάδια της τελευταίας µεσοπαγετώδους περιόδου, πριν 9 χιλιάδες χρόνια (Van Andel and Lianos, 1984). Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 8
2.2 ΕΙΚΤΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΩΝ ΤΗΣ ΣΤΑΘΜΗΣ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ Η επιφάνεια της θάλασσας αφήνει τα αποτυπώµατα της πάνω στις ακτές επιτρέποντας τον προσδιορισµό της σχετικής της στάθµης στο παρελθόν. Η µελέτη των µεταβολών της στάθµης της θάλασσας βασίζεται στον εντοπισµό αυτών των αποτυπωµάτων που είναι χαρακτηριστικά της παράκτιας γεωµορφολογίας. Οι δείκτες παλαιοακτών είναι κυρίως διαβρωσιγενούς, βιογενούς, ανθρωπογενούς προέλευσης και έχουν τη δυνατότητα χρονολόγησης. ιαβρωσιγενείς δείκτες είναι οι θαλάσσιες αναβαθµίδες (terraces) και οι εγκοπές (notches, scarp) (Εικ. 2.7 Α, Β). ηµιουργούνται από τη µηχανική δράση των κυµάτων στις απόκρηµνες ακτές που συνίστανται απο σκληρά πετρώµατα όπως οι ασβεστόλιθοι και τα µάρµαρα. Εικ. 2.7 Α, Β, εγκοπές (notches, scarp) Α:τοµογραφία, Β:επεξηγηµατικό σκίτσο. B Ετσι οι Van Andel and Lianos (1984) εντόπισαν σε καταγραφές τοµογραφιών µια σειρά από αναβαθµίδες στην περιοχή του Αργολικού κόλπου. Στη συνέχεια οµαδοποίησαν τις αναβαθµίδες ανάλογα το βάθος εµφάνισης και σύγκριναν τα αποτελέσµατα µε παγκόσµια αποδεκτές καµπύλες µεταβολές της στάθµης της θάλασσας. Με τον τρόπο αυτό εκτίµησαν την ηλικία των παλαιοακτών που είχαν εντοπίσει και ακολούθως ανάπλασαν την εξέλιξη της παράκτιας γεωµορφολογίας στην περιοχή µελέτης. Αργότερα οι Papatheodorou et al (2008) χρησιµοποίησαν την προηγούµενη µεθοδολογία καθώς και τα αποτελέσµατα της και σε συνδυασµό µε ηχογραφίες ηχοβολιστή πλευρικής σάρωσης ανάπλασαν τη παράκτια παλαιογεωγραφία στη νήσο οκό. Εκεί είχε εντοπιστεί αρχαίο ναυάγιο ηλικίας 5000 ετών που είχε µελετηθεί από το ΙΕΝΑΕ. Ως βιογενείς δείκτες στην ανάπλαση παλαιοακτών χρησιµοποιούνται συνήθως οι κοραλλιογενείς σχηµατισµοί καθώς και µίκρο-µάκρο απολιθώµατα. Πολλά είδη κοραλλιών όπως τα Αcropora himilis κ.α., κατά την ανάπτυξη τους πρώτα επεκτείνονται προς τα πάνω µέχρι να φτάσουν την στάθµη της θάλασσας και στη συνέχεια πλευρικά, προς τα έξω. Το ανώτερο βάθος ανάπτυξης τους δηλώνει την παρουσία παλαιοακτής. Η µελέτη και η χρονολόγηση κοραλλιογενών δοµών αποτελούν θεµελιώδη δεδοµένα για την κατασκευή, παγκόσµιως αποδεκτών, καµπυλών των µεταβολών της στάθµης της θάλασσας (π.χ. Fairbanks, 1989) Ελασµατοβράγχια και γαστερόποδα (Lithophagus, Balanus) χρησιµοποιούνται ως βιογενείς δείκτες παλαιοακτών γιατί σχηµατίζουν αποικίες και αναπτύσσονται εκεί που θραύεται το κύµα. Επιπλέον µικρο απολιθώµατα όπως τρηµατοφόρα και οστρακώδη µπορεί να χρησιµοποιηθούν στην ανάπλαση της παράκτιας παλαιογεωγραφίας καθώς συγκεκριµένα είδη είναι ενδεικτικά της απόστασης από την ακτή ή της αλατότητας του νερού (θαλασσιο- λιµνοθαλάσσιο- λιµναίο περιβάλλον). Ετσι οι Roberts (1992) χρησιµοποιώντας τη διακύµανση της αφθονίας κυρίως Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 9
οστρακωδών και ιζηµατολογικών δεδοµένων σε συνδυασµό µε τα αποτελέσµατα των Van Andel and Lianos (1984) και Shackleton and van Andel (1980) ανάπλασαν το παράκτιο περιβάλλον του σπηλαίου Φραγχθι στην Αργολίδα από την Παλαιολιθική έως την Νεολιθική Περίοδο. Επιπλέον, οι Marriner et al. (2008) µε βάση την αφθονία των µικρο και µακρο απολιθωµάτων που εντόπισαν στα ιζήµατα πυρήνων καθώς και των αρχαιολογικών ευρυµάτων ανάπλασαν την παράκτια γεωµορφολογία της αρχαίας Τύρου και των λιµανιών της. Τα τελευταία χρόνια ο εντοπισµός και η χρονολόγηση ακτόλιθων (beachrocks) έχουν βοηθήσει σηµαντικά στον προσδιορισµό παλαιοακτών. Οι ακτόλιθοι (beach-rocks) είναι λιθοποιηµένοι (συµπαγοποιηµένοι) αδροµερείς σχηµατισµοί ακτής όπως βότσαλα, ψηφίδες και άµµοι, που σχηµατίζονται στη ζώνη διαβροχής του κύµατος, Ετσι οι Desruelles et al (2009) αφού εντόπισαν και χρονολόγησαν ακτολίθους στην περιοχή των Κυκλάδων και παράλιων Τουρκίας µπόρεσαν να προσδιορίσουν την µεταβολή της στάθµης της θάλασσας στο µέσο-ολόκαινο.τέλος, πολύ καλοί δείκτες που υποδηλώνουν τη θέση της θάλασσας ιδιαίτερα στα τελευταία 6000 χρόνια είναι οι ανθρώπινες κατασκευές, όπως οικισµοί, λιµενικές εγκαταστάσεις κ.α. (Εικ. 2.7). Ο Αιγαιακός χώρος είναι διάσπαρτος από βυθισµένες λιµενικές εγκαταστάσεις ή βυθισµένα τµήµατα παράκτιων πόλεων που όµως δεν έχουν αποσαφηνιστεί σε όλες τις περιπτώσεις τα αίτια που προκάλεσαν τις καταβυθίσεις αυτές (Flemming, 1998). Για παράδειγµα αναφέρονται (α) οι λιµενικές εγκαταστάσεις (αρχαϊκής, ύστερης κλασσικής και πρώιµης χριστιανικής περιόδου) της Θάσου, που βρίσκονται κάτω από το σύγχρονο λιµάνι (Σίµοσι, 1995), (β) οι λιµενικές εγκαταστάσεις της κλασσικής και Ελληνιστικής πόλης της Σαλαµίνας, που βρίσκεται στον όρµο Αµπελάκια (Λώλος, 1991), (γ) η αρχαία πόλη των «Αλιείων» στην Αργολίδα (Jameson, 1969; Frost, 1985), (δ) ο µυκηναϊκός οικισµός της Γρόττας στη Νάξο (Βλαχόπουλος, 1999) και το αρχαίο λιµάνι Λέχαιου Κορινθίας από τον 6 ο αι. π.χ. (Πάλλας 1963) (Εικ.2.8). Οι µετατοπίσεις και καταστροφές του λιµανιού της αρχαίας Φαλάσαιρνας στην Κρήτη αποδίδεται σε σεισµούς και παλιροιακά κύµατα (Pirazzoli, 1995). Στις περιπτώσεις καταβύθισης της ακτής και µάλιστα όταν αυτή εµπεριέχει θέσεις αρχαιολογικής σηµασίας είναι σχεδόν επιβεβληµένη η χρήση µεθόδων θαλάσσιας γεωφυσικής διασκόπησης. Με τη µέθοδο αυτό χαρτογραφώνται µεγάλης έκτασης περιοχές σε σχετικά σύντοµο διάστηµα και σε συνδυασµό µε τις παράπανω µεθόδους (ανάλυση ιζηµάτων, χρονολογήσεις, αρχαιολογικά δεδοµένα) αποδίδουν µε ακρίβεια την ανάπλαση του παλαιοπεριβάλλοντος. Οι τεχνικές γεωφυσικής διασκόπησης περιλαµβάνουν: (α) χρήση βυθοµέτρου προκειµένου για την ακριβή αποτύπωση της παρούσας βυθοµετρίας της περιοχής, (β) χρήση ηχοβολιστή πλευρικής σάρωσης για την χαρτογράφηση της γεωµορφολογίας του πυθµένα και τον εντοπισµό και χαρτογράφηση στόχων αρχαιολογικής σηµασίας (γ) χρήση τοµογράφου για την εκτεταµένη αποτύπωση της στρωµατογραφικής υποδοµής της περιοχής µελέτης και τον εντοπισµό γεωλογικών δοµών (δ) χρήση µαγνητοµέτρου για τον εντοπισµό και χαρτογράφηση στόχων αρχαιολογικής σηµασίας και γεωλογικών δοµών ευαίσθητων στις µαγνητικές ιδιότητες. Ετσι οι Chalari et al. (2009) χρησιµοποίησαν τις παραπάνω τεχνικές και σε συνδυασµό µε αρχαιολογικά ευρήµατα και παλιροιακά δεδοµένα ανάπλασαν την παράκτια ζώνη της Αλεξάνδρειας για τη χρονική περίοδο από το 3300 π.χ. έως το 331π.Χ., το έτος ίδρυσης της αρχαίας πόλης από το Μέγα Αλέξανδρο. Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 10
Εικ. 2.8. Αρχαίο λιµάνι Λέχαιου Κορινθίας. Στην ελληνική ακτογραµµή τα στοιχεία της µεταβολής της στάθµης της θάλασσας συµπεραίνεται από γεωλογικούς και αρχαιολογικούς δείκτες. Οι αρχαιολογικοί δείκτες είναι αφθονότεροι τα τελευταία 4000χρ. Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 11
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΠΕΡΙΟΧΗ ΕΡΕΥΝΑΣ Η περιοχή µελέτης της παρούσας εργασίας είναι η ευρύτερη περιοχή της νησίδας Μόδι και της νοτιο ανατολικής περιοχής του νησιού Πόρου (Εικ. 3.1). Εικ. 3.1. Χάρτης της περιοχής έρευνας Το νησί του Πόρου βρίσκεται στο Ν άκρο του Σαρωνικού Κόλπου, σε απόσταση 32 ναυτικών µιλίων από το λιµάνι του Πειραιά και έχει έκταση 31 τ.χλµ. Η λέξη Πόρος είναι γεωγραφικός όρος που σηµαίνει πέρασµα από µικρή λουρίδα θάλασσας που ενώνει δύο µικρούς κόλπους. ιαχωρίζεται από την ακτή της Τροιζηνίας µε ένα στενό δίαυλο, του οποίου το στενότερο σηµείο έχει πλάτος µόνο 200 µέτρα. Η στενή αυτή θάλασσα προς την πλευρά της Πελοποννήσου έχει πολύ µικρό βάθος και το πέρασµα των πλοίων γίνεται µόνο καµπυλωτά προς την παραλία του Πόρου. Ο Πόρος αναφέρθηκε αρχικά από τους αρχαίους συγγραφείς µε το όνοµα Ειρήνη ίσως από την ειρήνη που περιήλθε στην περιοχή µετά την κάθοδο των ωριέων και µετά την κατάλυση του µυκηναϊκού κράτους. Ο Πόρος αποτελείται από δύο νησιά που προέρχονται από διαφορετικές γεωλογικές περιόδους τη Σφαιρία και την Καλαυρεία. Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 12
Η Σφαιρία όφειλε το όνοµα της στον Σφαίρο (ηνίοχο του Πέλοπα) που τάφηκε στο νησί. Η Σφαιρία καλύπτεται σήµερα από την πόλη του Πόρου. Μια µικρή διώρυγα χωρίζει τη Σφαιρία από το άλλο πολύ µεγαλύτερο νησί, την Καλαυρεία 1. Η Σφαιρία είναι ηφαιστειογενούς προελεύσεως (η πόλη του πόρου είναι κτισµένη ακριβώς επάνω στον θολωτό κρατήρα). Σε έρευνες που έγιναν τα τελευταία χρόνια διαπιστώθηκε ότι τα πετρώµατα κάτω από την επιφάνεια της θάλασσας, γύρω στο νησί, είναι τραχειτικά, όµοια µε τα πετρώµατα της χερσονήσου των Μεθάνων. Το δεύτερο νησί ονοµάστηκε Σκελερδία και Καλαυρεία όταν η πόλη χτίστηκε γύρω από το ιερό. Καλαυρεία σηµαίνει καλή αύρα. Ίσως επίσης να πήρε αυτή την ονοµασία από τον καλαύροπα Απόλλωνα ο οποίος λατρευόταν παλιότερα στο νησί. Τα πετρώµατα της Καλαυρίας είναι κυρίως ασβεστόλιθοι (παχυστρωµατώδεις έως άστρωτοι), καρστικοί µε σπάνιες ενστρώσεις σχιστοψαµµιτών και είναι της ίδιας σύστασης µε τα πετρώµατα της απέναντι Τροιζηνίας. Επίσης επικρατεί φλύσχη, ενστρώσεις ασβεστολίθων µικρού πάχους. Στα ανώτερα στρώµατα του εδάφους επικρατούν ψαµµίτες. Οι ιζηµατογενείς δοµές είναι συνήθως κατεστραµµένες από τον τεκτονισµό και τοπικά επίσης από ανακρυσταλλώσεις (Εικ. 3.2). Σχηµατισµοί του φλύσχη κυρίως αργιλικοί σχιστόλιθοι, ιλυολιθοι, ψαµµίτες, κροκαλοπαγή και τοπικά ενστρώσεις ασβεστολίθων µικρού πάχους: Σχηµατισµοί συνήθως έντονα πτυχωµένοι και διερρηγµένοι, ιδιαίτερα στην Κεντρική και Ανατολική Ελλάδα. Μηχανική αντοχή χαµηλή στην αργιλική φάση, αντίθετα, υψηλή στους χαµµίτες. Οι σχηµατισµοί αυτοί χαρακτηρίζονται στο σύνολό τους από µεγάλη ετεργένεια και ανοµοιόµορφη µηχανική συµποεριφορά. Πάχος κυµαινόµενο από 100-1500µ. Σχηµατισµοί της Πελαγονικής Ζώνης: ασβεστόλιθοι και δολοµίτες αυτόχθονες ή επωθηµένοι, παχυστρωµατώδεις έως άστρωτοι, καρστικοί µε σπάνιες ενστρώσεις σχιστοψαµµιτών. Το συνολικό πάχος συχνά υπερβαίνει τα 1000µ. Εικ. 3.2 Γεωλογικός χάρτης της περιοχής µελέτης 1 Στην αρχαιότητα η Καλαυρία και η Σφαιρία χωρίζονταν µεταξύ τους µε θάλασσα, που ήταν αρκετά βαθειά και αποτελούσαν δύο χωριστά νησιά. Για τον λόγο αυτό η Σφαιρία δεν ανήκε στους Καλαυρίους, αλλά στους Τροιζηνίους γιατί ήταν πιο κοντά σε αυτούς. Ο Παυσανίας που επισκέφτηκε την περιοχή τον 2ο µ.χ. αιώνα αναφέρει πως µεταξύ των δύο νησιών υπήρχε θάλασσα. Ο χείµαρρος όµως που κατεβαίνει από τη βρυσούλα και το βουνό του Προφήτη Ηλία κατεβάζοντας µπάζα, χώµατα, χαλίκια και άµµο, µπάζωσε τη θάλασσα που υπήρχε µεταξύ των δύο νησιών, ένωσε τα δύο νησιά και µετέβαλε τον πορθµό που τα χώριζε σε ισθµό που τα ενώνει. Έτσι δηµιουργήθηκε ο χώρος όπου σήµερα είναι κτισµένη η συνοικία του «Συνοικισµού». Αυτό διαπιστώνεται εύκολα γιατί το έδαφος του Συνοικισµού αποτελείται από χώµα και χαλίκια της ίδιας συστάσεως µε αυτά της Καλαυρίας και είναι τελείως διαφορετικά από τα πετρώµατα της Σφαιρίας. Το 1877 ανοίχτηκε στον ισθµό αυτό ένας µικρός πορθµός, µια µικρή διώρυγα, µήκους 125 µέτρων, πλάτους 4.80 µ. και βάθους 1-2 µέτρων. Από τη διώρυγα αυτή µπορούν να περνούν οι βάρκες από τον όρµο του Προγυµναστηρίου που είναι προς το Ασκέλι για το λιµάνι του Πόρου ή το Νεώριο. Για να επικοινωνούν τα δύο µέρη του νησιού έχει κατασκευαστεί ένα γεφυράκι, που έχει το πλάτος όσο ο υπάρχων δρόµος, το γνωστό γεφυράκι του Προγυµναστηρίου. Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 13
Η νησίδα Μόδι ή Λιοντάρι, βρίσκεται νοτιοανατολικά του Πόρου σε καίρια θέση για τη ναυσιπλοΐα και διοικητικά ανήκει στον δήµο Πόρου (Εικ. 3.3). Το νησί ονοµάζεται και λιοντάρι λόγω του σχήµατός του που θυµίζει ξαπλωµένο λιοντάρι. Αλλωστε Μόδιον, κατά την αρχαιότητα, λεγόταν µέτρο χωρητικότητας 650 κιλών ελαιών. η Καλαυρία είχε από την αρχαιότητα µεγάλους ελαιώνες, γεγονός που δικαιολογεί την ύπαρξη διαµετακοµιστικού κέντρου ελαιών στο Μοδι. Εικ. 3.3. Η νησίδα Μόδι ή λιοντάρι. Το επιβλητικό του σχήµα το καθιστούν εµφανέστατο σηµάδι για τους ναυτικούς. Μαζί µε τον Άγιο Γεώργιο, τα Τσελεβίνια και τη Ζούρβα (ΒΑ άκρο της Ύδρας), αποτελούν τα σηµαντικότερα σηµεία αναφοράς για τα πλοία που θέλουν, πλησιάζοντας από τον Σαρωνικό ή τον Νότιο Ευβοϊκό, να εισέλθουν στο στενό της Ύδρας και να κατευθυνθούν προς τον Αργολικό. Η ανασκαφική έρευνα επί της νησίδας που διεξάγει τα τελευταία χρόνια η αρχαιολόγος Ελένη Κονσολάκη, έχει αποκαλύψει ένα σηµαντικότατο ναυτικό σταθµό της Μυκηναϊκής περιόδου (περί το 1200 π.χ.). Πάνω στο Μόδι βρέθηκε πυκνότατος οικισµός της Υστερης Εποχής του Χαλκού (ανασκαφή από την αρχαιολόγο Ελένη Κονσολάκη), µε περιορισµένη διάρκεια ζωής 100-150 ετών, που διακόπτεται ξαφνικά. Αυτή η διακοπή συνδέεται µε την κατάρρευση της οικονοµίας και την πτώση των µυκηναϊκών ανακτόρων. Οι εχθροπραξίες, που κυριαρχούσαν εκείνη την εποχή στις ακτές της Συρίας και της Παλαιστίνης, οδήγησαν σε οικονοµικό κραχ τις µεγάλες αγορές της Μεσογείου, οι οποίες απορροφούσαν τα προϊόντα που παρήγαγαν οι εξειδικευµένοι τεχνίτες γύρω από τα µυκηναϊκά ανάκτορα. Οταν πλέον τα Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 14
εργαστήρια δεν είχαν αντικείµενο εργασίας, οι άνθρωποι αναγκάστηκαν να µετακινηθούν αναζητώντας καλύτερη τύχη. Η υποβρύχια έρευνα που πραγµατοποιεί το Ι.ΕΝ.Α.Ε. από το 2003 στο θαλάσσιο χώρο γύρω από τη νησίδα, έχει φέρει στο φώς πολλά ενάλια ευρήµατα (κεραµική και λίθινες άγκυρες), κυρίως της Ύστερης Εποχής του Χαλκού που επιβεβαιώνουν την ιδιαίτερη σηµασία που είχε για τη ναυσιπλοΐα η θέση αυτή κατά την διάρκεια των αιώνων (Εικ. 3.4). Εικ. 3.4. Φωτογραφίες από την αρχαιολογική έρευνα που πραγµατοποιεί το Ι.ΕΝ.Α.Ε. στην περιοχή µελέτης Εύρηµα µείζονος σηµασίας θεωρείται το φορτίο ναυαγίου της µυκηναϊκής εποχής που εντοπίστηκε στην βόρεια πλευρά του Μοδιού. Το ναυάγιο τοποθετείται στο πλαίσιο των ριζικών ανακατατάξεων στη δοµή του µυκηναϊκού κόσµου, που λαµβάνουν χώρα κατά την κρίσιµη περίοδο που ακολουθεί την παρακµή και εγκατάλειψη των µυκηναϊκών ανακτόρων της ηπειρωτικής χώρας. Κατά τις έρευνες του 2005 και 2006 ολοκληρώθηκε η λεπτοµερής αποτύπωση των επιφανειακών ευρηµάτων, µε τεχνικές µεθόδους που έχουν εξελίξει µέλη του Ι.ΕΝ.Α.Ε. Τα αρχαιολογικά αυτά ευρύµατα συγκροτούν φορτίο ναυαγίου διότι εντοπίστηκαν συγκεντρωµένα σε ορισµένο χώρο και η διασπορά τους ακολουθούσε το έντονο ανάγλυφο του βυθού. Παρουσιάζουν αξιοσηµείωτη τυπολογική και χρονολογική οµοιογένεια. Μεταξύ τους δεν υπάρχουν ευρήµατα άλλων εποχών. Το φορτίο του ναυαγίου αποτελείτο κυρίως από µεγάλα µεταφορικά αγγεία (πίθους, πιθαµφορείς κα αµφορείς, ακέραια ή αποσπασµατικά σωζόµενα) και χρονολογείται στον 12ο αιώνα π.χ. Η πλειονότητα των µέχρι στιγµής εντοπισθέντων ευρηµάτων είναι µεγάλα µεταφορικά αγγεία (Εικ. 3.5, 3.6). Ο τύπος που κυριαρχεί είναι ο µεγάλος ακόσµητος πίθος, µε σφαιρικό-ωοειδές και στιβαρό σώµα, επίπεδη Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 15
βάση, ψηλό λαιµό, έξω νεύον χείλος και δύο οριζόντιεςς κυλινδρικές λαβές στο σώµα. Ο τύπος αυτός είναι γνωστός από το ναυάγιο του Ακρωτηρίου των Ιρίων (Lolos 1999) και άλλα µεγάλα κέντρα της Πελοποννήσου, όπως είναι η Πρόσυµνα (Blegen 1937) και το ανάκτορο του Νέστορος στην Πύλο (Blegen and Rawson 1966). Εικ. 3.5. Κάτοψη του οριοθετηµένου χώρου του φορτίου του µυκηναϊκού ναυαγίου. Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 16
Εικ. 3.6. Φωτοµωσαϊκό του χώρου του προϊστορικού ναυαγίου Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 17
Ενδείξεις υπάρχουν και για µία άλλη κατηγορία που περιλαµβάνει µεγάλους µεταφορικούς πίθους, µε τα ίδια περίπου χαρακτηριστικά και διαστάσεις, χωρίς όµως τις λαβές. Ένας εξ αυτών (Μ14) εικ16, δεν φαίνεται να φέρει λαβές (Εικ. 3.7). Εικ. 3.7 Σχεδόν ακέραιος πίθος. Θραύσµα πιθαµφορέα (Μ11) εν γνωρίζουµε τι προϊόντα µετέφερε το πλοίο, καθώς σπάνια εντοπίζονται οργανικά κατάλοιπα στις ελληνικές θάλασσες. Αν κρίνουµε όµως από τον τύπο και το µέγεθος των αγγείων- υδρίες και πυθαµφορείς- είναι πιθανόν να περιείχαν τόσο υγρά (λάδι και κρασί) όσο και στερεά, όπως καρπούς (Εικ. 3.8). Ίχνη του ίδιου του πλοίου ωστόσο δεν έχουν εντοπιστεί, ωστόσο έχει γίνει η αναπαράστασή του σε σχέδιο, σύµφωνα µε την τυπολογία της εποχής, αλλά οι αρχαιολόγοι εικάζουν βάσει των πηγών πως το σκαρί θα είχε µήκος περίπου 10 µ. και θα µπορούσε να διανύσει µε ασφάλεια µεγάλες αποστάσεις. Εικ. 3.8 Σκαρίφηµα του πλοίου Άκόµα εντοπίστηκαν αρκετές λίθινες άγκυρες που εξαρτήθηκαν στην στεριά. Ενδεικτικά είναι η λίθινη άγκυρα Μ21 και Μ22 και ανήκουν στον ίδιο τύπο. Συγκεκριµένα είναι πλακοειδείς, τριγωνικές και φέρουν τρεις οπές, µία στην κορυφή και δύο στην βάση (Εικ. 3.9). Είναι κατασκευασµένες από σκούρο γκρίζο ηφαιστειακό πέτρωµα. Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 18
Α Β Εικ. 3.9. Λίθινες άγκυρες Μ21 (Α) και Μ22 (Β). Φωτογραφία και σχέδιο. Tο ναυάγιο στο Μόδι θεωρείται ιδιαιτέρως σηµαντικό τόσο της σπανιότητάς του, δεδοµένου ότι συνολικά έχουν εντοπιστεί µόλις τέσσερα ναυάγια αυτής της εποχής (δύο στην Ελλάδα και δύο στην Τουρκία), όσο για το λόγο ότι το συγκεκριµένο ναυάγιο χρονολογείται λίγο πριν ή λίγο µετά την κατάρρευση του µυκηναϊκού κόσµου, µια εποχή µεγάλων ανακατατάξεων στην Ανατολική Μεσόγειο. Την εποχή εκείνη οι κατέχοντες τη ναυτική δύναµη βρίσκουν καταφύγιο σε νησιά και συνεχίζουν την εµπορική τους δράση. Πιστεύουµε ότι το ναυάγιο στο Μόδι θα µας διαφωτίσει επ αυτού, δεδοµένου ότι το Μόδι φιλοξενεί ναυτικό σταθµό της εποχής. Η θέση της είναι σηµαντική για τη ναυσιπλοΐα, καθώς αποτελεί θαλάσσιο πέρασµα από την Αττική προς την Αργολίδα και προς τις Κυκλάδες. Συµπεραίνουµε λοιπόν πως οι άνθρωποι οχυρώθηκαν στη βραχονησίδα, που αξιοποιήθηκε όχι µόνο ως σταθµός διαµετακοµιστικού εµπορίου και ανεφοδιασµού, αλλά και ως τόπος αποθησαύρισης. Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 19
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ 4.1.ΣΥΛΛΟΓΗ Ε ΟΜΕΝΩΝ Το Εργαστήριο Θαλάσσιας Γεωλογίας και Φυσικής Ωκεανογραφίας οργάνωσε και εκτέλεσε θαλάσσια γεωλογική έρευνα στην ευρύτερη περιοχή της νησίδας Μόδι, νότια του νησιού Πόρου και στην περιοχή µεταξύ Γαλατά και Πόρου το Νοέµβριου του 2009. Η έρευνα διεξήχθη µε το σκάφος Ε/Γ-Α/Ψ «Αγ. Νικόλαος» Ν.Χ. 290, το οποίο είχε κατάλληλα τροποποιηθεί για να ικανοποιήσει τις συγκεκριµένες ανάγκες της έρευνας (Εικ. 4.1.). Εικ. 4.1. Το σκάφος Ε/Γ-Α/Ψ «Αγ. Νικόλαος» Ν.Χ. 290 που χρησιµοποιήθηκε στην παρούσα έρευνα. Η έρευνα πραγµατοποιήθηκε µε τη χρήση τοµογράφου υποδοµής πυθµένα τύπου 3.5 khz Geopulse και µε ηχοβολιστή πλευρικής σάρωσης τύπου E.G&G. Για τον προσδιορισµό της θέσης και της πλοήγησης του σκάφους χρησιµοποιήθηκε το δορυφορικό σύστηµα προσδιορισµού θέσης (GPS) Hemisphere V100 (Εικ. 4.2). Αναλυτικώτερα (βλ. ιάγραµµα ροής 1): Ο προσδιορισµός θέσης και η ναυσιπλοΐα καθόλη τη διάρκεια των εργασιών πεδίου αποδόθηκε µε τη χρήση δορυφορικό συστήµατος προσδιορισµού θέσης (GPS) Hemisphere V100 (Εικ. 4.2), το οποίο αποτελείται από δύο κεραίες GPS µε απόσταση 0.5 µέτρων και έχει τη δυνατότητα λήψης σήµατος από γεωστατικούς δορυφόρους της EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) βελτιώνοντας τον προσδιορισµό στίγµατος ( 2 m). Για την πλοήγηση του σκάφους Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 20
ιάγραµµα ροής 1, όπου παρουσιάζονται συνοπτικά η ροή των εργασιών πεδίου για την συλλογή δεδοµένων. Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 21
θα χρησιµοποιηθεί το λογισµικό TritonMap (Triton Elics), το οποίο έχει τις ακόλουθες δυνατότητες: Αποθήκευση και απεικόνιση της πορείας πλοήγησης από προσχεδιασµένες πορείες ερευνών. Συνεχή γραφική παρουσίαση της µετακίνησης του πλοίου Παράθυρο παρουσίασης : α) θέσης σκάφους β) γεωγραφικού µήκους και πλάτους γ) πορείας πάνω από την επιφάνεια του πυθµένα δ) µαγνητικής απόκλισης Καταχώρηση δεδοµένων βάθους και γεωγραφικών συντεταγµένων της πορείας του σκάφους Εικ. 4.2 Το δορυφορικό σύστηµα (GPS) Hemisphere V100 Τοµογράφος Υποδοµής Πυθµένα Η έρευνα της στρωµατογραφικής υποδοµής του πυθµένα στη νησίδα Μόδι καθώς και στην θαλάσσια περιοχή δυτικά του νησιού Πόρου και της Αργολικής χερσονήσου πραγµατοποιήθηκε µε τη χρήση τοµογράφου υποδοµής πυθµένα 3.5 khz Geopulse. Οι τοµογράφοι υποδοµής πυθµένα εκπέµπουν κατακόρυφη δέσµη ηχητικών κυµάτων (Εικ.4.3) η οποία αφού ανακλαστεί από τον πυθµένα και από επιφάνειες ασυνέχειας (µεταβολής της πυκνότητας) κάτω από αυτόν, επιστρέφει στην επιφάνεια της θάλασσας και προσλαµβάνεται από το δέκτη. Με τον τρόπο αυτό στοιχειοθετείται µια ακουστική τοµογραφία της υποδοµης του πυθµένα η οποία καλείται γεωακουστική τοµογραφία (tomographs). Οι επιφάνειες µεταβολής της πυκνότητας που εντοπίζονται κάτω από την επιφάνεια του πυθµένα καταγράφονται στην γεωακουστική τοµογραφία µε τη µορφή ακουστικών ή σεισµικών ανακλάσεων. Η δυνατότητα διείσδυσης και διακριτικής ικανότητας (resolution) του οργάνου εξαρτάται από τις ακουστικές γεωλογικές συνθήκες κάθε περιοχής και από τον τύπο της ακουστικής πηγής. Ο τοµογράφος που επιλέχθηκε για τη συγκεκριµένη έρευνα χαρακτηρίζεται από µικρή διεισδυτικότητα και υψηλή διακριτική ικανότητα 2 και επιτρέπει την αναγνώριση και χαρτογράφηση βυθισµένων παλαιοακτών, οι οποίες είναι θαµµένες 2 ιακριτική ικανότητα ορίζεται ως η ελάχιστη απόσταση µεταξύ δύο στόχων προκειµένου να αναγνωριστούν και να καταγραφούν ως δύο διακριτοί στόχοι από τον τοµογράφο. Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 22
κάτω από χαλαρά θαλάσσια ιζήµατα, και µορφολογικών στοιχείων που σχετίζονται µε καταβυθισµένες αρχαιολογικές θέσεις. Εικόνα. 4.3: Η διαδικασία εκποµπής ανάκλασης λήψης του ακουστικού παλµού Το σύστηµα 3.5 khz που χρησιµοποιήθηκε στην έρευνα του Μοδίου αποτελείται από: Ποµπό GeoPulse Model 5430A (Εικ. 4.4), έκτη-ενισχυτή GeoPulse Model 5210A (Εικ. 4.4), Ηµιπλωτή συστοιχία 4 ποµποδεκτών O.R.E. Model 132A/132B (over-theside Transducer Mounting) (Εικ. 4.5). Ψηφιακό σύστηµα καταγραφής και επεξεργασίας ακουστικών κυµάτων Triton Elics (Εικ. 4.4) Τα δεδοµένα υψηλής διακριτικότητας συλλέχθηκαν µε το Ψηφιακό σύστηµα καταγραφής και επεξεργασίας ακουστικών κυµάτων TRITON Elics µε το λογισµικό SB-logger. Η ψηφιακή καταγραφική µονάδα Triton Elics πραγµατοποιεί υψηλής συχνότητας δειγµατοληψία του ηλεκτρικού σήµατος που έρχεται από τον ακουστικό ποµποδέκτη και καταχωρεί την προκύπτουσα πληροφορία σε αρχεία. Τα αρχεία αυτά (*.segy) περιέχουν 1) την ακουστική ανακλαστικότητα (σε db µε ύψος πληροφορίας 32 Bits) του κάθε ακουστικού παλµού συναρτήσει του βάθους από την επιφάνεια της θάλασσας, και 2) τις γεωγραφικές συντεταγµένες του κάθε παλµού από το GPS. Στην παρούσα έρευνα οι παράµετροι του τοµογράφου υποδοµής πυθµένα που εφαρµόσθηκαν ήταν χρονική διάρκεια παλµού 1 ms και Χρονική Βάση (Time Base) 0.20 s. Η διακριτική ικανότητα του συστήµατος ήταν καλύτερη από 0.5 m. Πενήντα τέσσερις (54) πορείες εκτελέστηκαν µε τον τοµογράφο υποδοµής πυθµένα συνολικού µήκους 86.49 km (Εικ. 4.7). Οι πορείες ήταν παράλληλες µε τις ακτές του Γαλατά, στο µικρό κόλπο Πόρος-Γαλατάς, παράλληλες µε το νησί Πόρο µε διεύθυνση Ν -ΒΑ, και τέλος κάθετες και παράλληλες γύρω από τη νησίδα Μόδι. Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 23
1 2 3 4 Εικ. 4.4 Ποµπός GeoPulse (1) και έκτης (2) καθώς και η ψηφιακή καταγραφική µονάδα Triton Elics (3). Λογισµικό πλοήγισης TritonMap (4). Εικ. 4.5 Ηµιπλωτή συστοιχία 4 ποµποδεκτών O.R.E. Model 132A/132B over-the-side Transducer Mounting. Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 24
Ηχοβολιστής πλευρικής σάρωσης 3 Η µορφολογική αποτύπωση της επιφάνειας του πυθµένα επιτεύχθηκε µε τη χρήση του ηχοβολιστή πλευρικής σάρωσης (side scan sonar). Το κύριο πλεονέκτηµα του ηχοβολιστικού συστήµατος είναι η ικανότητα να ερευνά µεγάλες περιοχές του πυθµένα σε σύντοµο χρονικό διάστηµα και κάτω από οποιεσδήποτε περιβαλλοντικές συνθήκες της υδάτινης στήλης. Η έρευνα µε ηχοβολιστή πλευρικής σάρωσης είχε στόχο: (i) να αποτυπωθούν τα γεωµορφολογικά και ιστολογικά (textural) χαρακτηριστικά της επιφάνειας του πυθµένα και (ii) να εντοπισθεί η θέση πιθανών στόχων στον πυθµένα που δηλώνουν ανθρωπογενή δραστηριότητα αρχαιολογικής σηµασίας (π.χ. ναυάγια, έρµατα κτλ). Ο ηχοβολιστής πλευρικής σάρωσης (ΗΠΣ) αποτυπώνει µε ηχητικά κριτήρια τη µορφολογία του πυθµένα. Ο ΗΠΣ αποτελείται από ένα ποµπό και ένα δέκτη, οι οποίοι είναι εγκαταστηµένοι σε µια ηµιπλωτή συσκευή σε σχήµα τορπίλης (fish). Ο ΗΠΣ ρυµουλκείται από το σκάφος µε ένα καλώδιο σύρσης όπου είναι και καλώδιο µεταφοράς του σήµατος στην καταγραφική µονάδα. Ο ΗΠΣ εκπέµπει ηχητικά κύµατα αποδίδοντας δισδιάστατες απεικονίσεις της επιφάνειας του πυθµένα που καλούνται ηχογραφίες (sonographs). Οι ηχογραφίες στοιχειοθετούνται µε βάση την ηχητική ανακλαστικότητα που παρουσιάζει τοπικά ο πυθµένας, η οποία εξαρτάται κυρίως από τη γωνία πρόσπτωσης των ηχητικών κυµάτων και τη λιθολογία του πυθµένα. Η λειτουργία του συστήµατος δίνει τη δυνατότητα στην πρώτη περίπτωση για τον εντοπισµό περιοχών µε διαφορετικό µικροανάγλυφο (εξάρσεις - υβώµατα) σε σχέση µε τις περιβάλλουσες και στη δεύτερη πληροφορίες για τη σύσταση του υλικού, ανάλογα την ένταση επιστροφής των ηχητικών κυµάτων, (χοντρόκοκκο-λεπτόκοκκο, µαλακής- σκληρής υφής). Στη συγκεκριµένη έρευνα χρησιµοποιήθηκε το σύστηµα ηχοβολιστή πλευρικής σάρωσης E.G&G 272TD (Εικ. 4.6) που είναι ισοµετρικής καταγραφής και συνδυάζει ψηφιακό σύστηµα καταγραφής και επεξεργασίας σήµατος (Edgetech 4100 P). Η εκποµπή και η λήψη του ηχητικού σήµατος ήταν ψηφιακές. Παράλληλα το σύστηµα ήταν συνδεδεµένο µε GPS ώστε ο γεωγραφικός προσδιορισµός των ηχογραφιών γινόταν σε πραγµατικό χρόνο (on line) σε όλη τη διάρκεια της µελέτης. Αποτελείται από: Ηχοβολιστική τορπίλη 272TD διπλής συχνότητας (100 and 500 khz) (Εικ. 4.6) καλώδια έλξης ελαφρού τύπου (kevlar) 50, 150 και 200 m. ψηφιακό σύστηµα καταγραφής και επεξεργασίας σήµατος Edgetech 4100P topside (Εικ. 4.7). 3 Η ονοµασία «ηχοβολιστής πλευρικής σάρωσης» καθώς και «ηχογραφία» αποδόθηκε στην ελληνική βιβλιογραφία από τον κ. Γ.ΦΕΡΕΝΤΙΝΟΣ το 1985. Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 25
Εικ. 4.6 Ηχοβολιστική τορπίλη 272TD διπλής συχνότητας (100 and 500 khz) και καλώδια έλξης ελαφρού τύπου (kevlar). Εικ. 4.7. Ψηφιακό σύστηµα καταγραφής και επεξεργασίας σήµατος Edgetech 4100P. Πενήντα τέσσερις (54) πορείες εκτελέστηκαν µε τον ηχοβολιστή συνολικού µήκους 86.49 km και καλύπτοντας µια συνολική έκταση 15.316 km 2 (Εικ. 4.8) Οι πορείες µε τον ηχοβολιστή έγιναν: (i) παράλληλα και κάθετα της βορειοδυτικής ακτογραµµής της νησίδος Μόδι και τις απέναντι νοτιοδυτικές ακτογραµµές του νησιού του Πόρου (ii) παράλληλες στη ακτογραµµή του βόρειου κόλπου του Πόρου (Εικ. 4.8). Για τις προαναφερθείσες περιοχές χρησιµοποιήθηκε εύρος σάρωσης εκατέρωθεν της ηχοβολιστικής τορπίλης από 50m έως και 300m µε συχνότητα 100 khz (ΠΙΝΑΚΑΣ Ι, ΙΙ). Κατά την εκτέλεση των πορειών η ταχύτητα του σκάφους ήταν σχεδόν σταθερή (3.5knots) Η απόσταση µεταξύ των πορειών ήταν τέτοια ώστε να επιτυγχάνεται επικάλυψη µε την επάλληλή της κατά 50%. Όλα τα παραπάνω συστήµατα αποτελούν εξοπλισµό του Εργαστήριου Θαλάσσιας Γεωλογίας και Φυσικής Ωκεανογραφίας (ΕΘΑΓΕΦΩ), του Τµήµατος Γεωλογίας του Πανεπιστηµίου Πατρών. Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 26
ΗΜΕΡΑ 1 Αριθµός πορειών Εύρος σάρωσης ΗΠΣ m Μήκος πορειών km 1_2, 1 έως 16 200 22,6 17 100 0,9 18-22 200 6 23 50 1,5 23 100 0,18 23 150 0,38 23 200 6,53 Σύνολο: 24 38,09 ΗΜΕΡΑ 2 Αριθµός πορειών Εύρος σάρωσης ΗΠΣ m Μήκος πορειών km 1, 1_2 100 2,2 2 200 5 3 150 1,2 4-8 100 4,4 9-10 75 2,4 12 100 1,2 13 300 3,4 14-18 200 9,4 Σύνολο: 18 29,2 ΗΜΕΡΑ 3 Αριθµός πορειών Εύρος σάρωσης ΗΠΣ m Μήκος πορειών km 1-9 50 16,3 10-12 100 2,9 Σύνολο: 12 19,2 Συνολικά: 54 86,49 ΠΙΝΑΚΑΣ Ι, αναλυτικός πίνακας των πορειών του σκάφους για κάθε ηµέρα έρευνας, µε το εύρος σάρωσης του ΗΠΣ (σε m) και το µήκος (σε Km) για κάθε πορεία. Εύρος σάρωσης ΗΠΣ m Αριθµός πορειών µε εύρος σάρωσης Μήκος πορειών km 50 10 17,8 75 2 2,4 100 13 11,78 150 2 1,58 200 30 49,53 300 1 3,4 86,49 ΠΙΝΑΚΑΣ ΙΙ, συνοπτικός πίνακας του εύρους σάρωσης του ΗΠΣ µε τον αντίστοιχο αριθµό και µήκος πορειών του σκάφους. Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 27
Εικ. 4.8 Χάρτες µε τις πορείες και την έκταση της επιφάνειας του πυθµένα που πραγµατοποιήθηκε µε τον τοµογράφο και τον ηχοβολιστή πλευρικής σάρωσης, την ερευνητική περίοδο 2009 στην περιοχή µελέτης. Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 28
4.2 ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΙ ΑΝΑΛΥΣΗ ΨΗΦΙΑΚΩΝ Ε ΟΜΕΝΩΝ 4.2.1.ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΙ ΑΝΑΛΥΣΗ ΨΗΦΙΑΚΩΝ Ε ΟΜΕΝΩΝ ΑΚΟΥΣΤΙΚΗΣ ΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑΣ Τα ψηφιακά δεδοµένα του τοµογράφου συλλέχθηκαν µε την ψηφιακή καταγραφική µονάδα Triton Elics. Τα ψηφιακά αρχεία φιλτράρονται κατάλληλα µε το λογισµικό Triton Isis και παράγονται γεωαναφερµένες bitmap εικόνες (γεωακουστικές τοµογραφίες) των 256 αποχρώσεων (8 bits)[ ιάγραµµα ροής 2]. Η ερµηνεία και ο προσδιορισµός της στρωµατογραφίας στις γεωακουστικές τοµογραφίες βασίσθηκε στον καθορισµό του ακουστικού ή σεισµικού χαρακτήρα των σεισµικών ανακλάσεων. Ο ακουστικός ή σεισµικός χαρακτήρας (acoustic character) των σεισµικών ανακλάσεων καθορίσθηκε µε βάση τη σαφήνεια (distinct - indistinct), συνέχεια (continuous discontinuous) και το εύρος (prolonged - semiprolonged) τους (Damouth, 1980, Badley 1985). Ο καθορισµός του ακουστικού χαρακτήρα (acoustic character) των επιφανειακών και υποεπιφανειακών ακουστικών ανακλάσεων και η διάκριση τους σε επιµέρους στρωµατογραφικές ενότητες είναι ένα ιδιαίτερα αποτελεσµατικό µέσο για την αξιόπιστη εκτίµηση των λιθολογικών ιδιοτήτων των ανώτερων 10-20m των χαλαρών ιζηµάτων του πυθµένα. Μετά την ερµηνεία αυτών των γεωακουστικών τοµογραφιών ακολουθεί η ψηφιοποίηση τους ώστε να προκύψουν X,Y,Z αρχεία (γεωγραφικό πλάτος, γεωγραφικό µήκος και βάθη σεισµικών ανακλάσεων). Τα X,Y,Z αρχεία εισάγονται σε λογισµικό επεξεργασίας γεωγραφικών βάσεων δεδοµένων (GIS), αφού πρώτα διορθωθούν όσο αφορά στην απόσταση της κεραίας GPS από τον ακουστικό ποµποδέκτη και έπειτα πραγµατοποιείται παρεµβολή µεταξύ των ψηφιοποιηµένων σηµείων. Έτσι προκύπτουν τιµές βάθους του πυθµένα και των υποεπιφανειακών σεισµικών ανακλάσεων για έναν πολύ πυκνό κάναβο (grid), από τον οποίο έπειτα δηµιουργούνται ισοβαθείς καµπύλες. Η γεωλογική ερµηνεία ακολουθεί δύο στάδια: το πρώτο στάδιο είναι η αναγνώριση των σεισµικών σειρών (seismic sequences) και το δεύτερο η αναγνώριση των σεισµικών φάσεων (seismic facies). Μία σεισµική σειρά συνίσταται από διαδοχικές παράλληλες ή σχεδόν παράλληλες σεισµικές ανακλάσεις που σχετίζονται µε τα διαδοχικά στρώµατα µιας ιζηµατογενούς σειράς και τις ανακλάσεις που σχετίζονται µε τις ασυµφωνίες που την περιβάλλουν. Ενώ µία σεισµική φάση, συνήθως, περιέχει σεισµικές ανακλάσεις µίας ή περισσοτέρων µορφών. (Φερεντίνος Γ. 1998). Η ερµηνεία των τοµογραφιών 3.5kHz αναπτύσσεται σε δύο στάδια: i) στον καθορισµό του ακουστικού χαρακτήρα (acoustic character) (συνέχεια, σαφήνεια και εύρος) της επιφανειακής ακουστικής ή «σεισµικής» ανάκλασης και των υποεπιφανειακών σεισµικών ανακλάσεων και ii) στη σύνθεση των ακουστικών χαρακτήρων όλων των σεισµικών ανακλάσεων που οδηγεί στον καθορισµό των Ακουστικών Τύπων (Α.Τ.) (acoustic types) (Damuth 1980). Ο κάθε Α.Τ. αντιπροσωπεύει θαλάσσια ιζήµατα µε παρόµοια λιθολογικά χαρακτηριστικά και γεωτεχνικές ιδιότητες. Η ερµηνεία του ακουστικού τύπου οδηγεί σε µία ποιοτική εκτίµηση αυτών των χαρακτηριστικών και ιδιοτήτων των ιζηµάτων, για την επιβεβαίωση των οποίων απαιτείται η εκτέλεση γεώτρησης. Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 29
ιάγραµµα ροής 2, όπου παρουσιάζονται οι διαδικασίες επεξεργασίας και ανάλυσης δεδοµένων. Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 30
4.2.2.ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΙ ΑΝΑΛΥΣΗ ΨΗΦΙΑΚΩΝ Ε ΟΜΕΝΩΝ ΗΧΟΒΟΛΙΣΤΗ ΠΛΕΥΡΙΚΗΣ ΣΑΡΩΣΗΣ Η επεξεργασία των ψηφιακών δεδοµένων του Ηχοβολιστή Πλευρικής Σάρρωσης (Η.Π.Σ.) για τις ανάγκες της παρούσας µελέτης περιλαµβάνει την διόρθωση των ηχογραφιών της απόστασης του ποµποδέκτη (τορπίλη) από την κεραία GPS επεξεργασία µε ειδικά φίλτρα ενίσχυσης σήµατος και αποµάκρυνσης του ανεπιθύµητου θορύβου και τη δηµιουργία µωσαϊκών από τις ηχογραφίες για τη δηµιουργία χαρτών ακουστικής αποτύπωσης του πυθµένα. Στα πλαίσια της διόρθωσης των ηχογραφιών χρησιµοποιήθηκε το λογισµικό ISIS Sonar της Triton Imaging Inc. και ακολουθήθηκαν τα εξής βήµατα:. Εφαρµογή χρονοµεταβλητής ενίσχυσης του ακουστικού σήµατος (TVG: Time Varied Gain). Η συνάρτηση που διαπιστώθηκε πως παρέχει τα καλύτερα αποτελέσµατα είναι η: -κανάλι 1: TVG = 3 log(r)+0.070 R-2, -κανάλι 2: TVG = 3 log(r)+0.40 R-14 όπου R είναι η χρονική διάρκεια σε ms µεταξύ της εκποµπής και της λήψης του ακουστικού σήµατος από τον ποµποδέκτη του οργάνου. Πρέπει να σηµειώσουµε πως ο Η.Π.Σ. «E.G. & G 272 TD» παρέχει αυτόµατα χρονοµεταβλητή ενίσχυση και η παραπάνω χρησιµοποιήθηκε για την περαιτέρω βελτιστοποίηση των ηχογραφιών. Περιοχές του πυθµένα µε υψηλή ανακλαστικότητα αποτυπώνονται µε ανοικτόχρωµους τόνους καταγραφής ενώ περιοχές του πυθµένα µε χαµηλή ανακλαστικότητα µε σκοτεινόχρωµους τόνους καταγραφής.. Ζωνοδιαβατό φίλτρο (bandwidth FFT filter) διατάσεων 3x3 για την αφαίρεση θορύβου και άλλων τυχαίων ακουστικών σφαλµάτων.. Εντοπισµός του πυθµένα (bottom tracking) µε την µέθοδο Amplitude και όπου χρειάστηκε, λόγω µεγάλης διαταραχής της υδάτινης στήλης, χειροκίνητος εντοπισµός. Το στάδιο αυτό είναι απαραίτητο για την ορθή χωρική αναφορά των ηχογραφιών, κάθετα στην πορεία της τορπίλης (Slant Range Correction).. ιόρθωση του εύρους της ζώνης σάρωσης (slant range correction) για την αφαίρεση της υδάτινης στήλης από την ηχογραφία και µετατροπή της χρονικής κλίµακας σε χωρική (ms εκποµπής-επιστροφής του ακουστικού παλµού πλάτος του πυθµένα εκατέρωθεν της τορπίλης). Η διόρθωση γίνεται θεωρώντας την ταχύτητα του ήχου στο νερό ίση µε 1500 m/sec. Η δηµιουργία των µωσαϊκών πραγµατοποιήθηκε µε το λογισµικό DelphMap της Triton Elics. Η ανάλυση (resolution) των µωσαϊκών ορίστηκε στα 0,07 µέτρα ώστε να γίνεται δυνατός ο εντοπισµός στόχων ακόµα και πολύ µικρού µεγέθους. H αξιοπιστία της γεωαναφοράς διαπιστώθηκε από την επιτυχή επικάλυψη όµοιων στόχων που είχαν αποτυπωθεί από διαδοχικές πορείες του ερευνητικού σκάφους, στη ζώνη επικάλυψής τους. Τα µωσαϊκά αποθηκεύτηκαν ως αρχεία γεωαναφερµένων εικόνων (GEO-TIFF image file) υψηλής ανάλυσης. Ώστε να εισαχθούν σε λογισµικό γεωγραφικών συστηµάτων πληροφοριών και συγκεκριµένα στο «ArcMap, της ESRI» για την παράθεσή τους µε τα υπόλοιπα διαθέσιµα χωρικά δοδοµένα (βυθοµετρία κ.α). Πρεβενιός Μιχαήλ Πάτρα 2011 31