Η ΜΟΡΦΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΗΣ ΝΗΣΟΥ ΤΗΝΟΥ (ΚΥΚΛΑΔΕΣ) ΩΣ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗΣ ΤΩΝ ΑΚΤΩΝ ΤΗΣ 9 th Symposium on Oceanography & Fisheries, 2009 - Proceedings, Volume Ι Αναγνώστου, Β. 1, Κυριακίδου, Χ. 2, Δρακοπούλου, Π. 2 1 Πανεπιστήμιο Αιγαίου, Τμήμα Περιβάλλοντος, b.anagnostou@hotmail.com 2 Ινστιτούτο Ωκεανογραφίας, Ελληνικό Κέντρο Θαλάσσιων Ερευνών, hkyriakid@ath.hcmr.gr, vivi@ath.hcmr.gr Περίληψη Η παρούσα εργασία αφορά στην προσέγγιση των μηχανισμών της μορφοδυναμικής της νήσου Τήνου ως παράγοντας διαμόρφωσης του είδους των ακτών. Η γεωδυναμική ελέγχει τη μορφολογία της περιοχής, το σχηματισμό των λεκανών απορροής και του υδρογραφικού δικτύου. Όλες αυτές οι γεω και μορφοδυναμικές διαδικασίες έχουν ως αποτέλεσμα το σχηματισμό των ακτών. Έγινε λεπτομερής αποτύπωση του αριθμού και του είδους των ακτών σε αμμώδεις και βραχώδεις στο σύνολο της ακτογραμμής της Ν. Τήνου. Η αποτύπωση της γεωδυναμικής, της τοπογραφίας, των υδροκριτών, των λεκανών απορροής και του υδρογραφικού δικτύου καθώς και η συνολική παραγωγή των χαρτών πραγματοποιήθηκε με το εξειδικευμένο λογισμικό Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών και έγιναν επιτόπιες έρευνες και παρατηρήσεις στην περιοχή μελέτης. Λέξεις κλειδιά: νήσος Τήνος, υδρογραφικό δίκτυο, λεκάνη απορροής, ακτές. THE MORPHODYNAMICS OF TINOS ISLAND (CYCLADES) AS THE FACTOR CONTROLLING THE FORMATION OF THE COASTAL SYSTEMS. Anagnostou B. 1, Kyriakidou Ch. 2, Drakopoulou P. 2 1 Aegean University, Department of the Environment, b.anagnostou@hotmail.com 2 Institute of Oceanography, Hellenic Center for Marine Research, hkyriakid@ath.hcmr.gr, vivi@ath.hcmr.gr Abstract In the present paper we aim to approach the mechanisms of the morphodynamics of Tinos island, as the factor influencing the formation of coasts. The geodynamics controlled the morphology of the area, the formation of drainage basins and the hydrographic networks. All these geo- and morphodynamical processes resulted to the formation of the coasts. This research further aims to investigate the number and type (rocky or depositional) of the coasts. The survey and map production of the geodynamic, of topography, of drainage divides, drainage basins and channel network was accomplished using the specific software associated with Geographic Information Systems, ArcGIS Desktop/Workstation 9.2 plus Desktop Extensions. Keywords: Tinos Island, channel network, drainage basin, coasts. 1. Εισαγωγή Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη της μορφοδυναμικής της νήσου Τήνου (Κυκλάδες) ως μηχανισμός που συντελεί στην διαμόρφωση και διαφοροποίηση των ακτών της. Το είδος των πετρωμάτων και η κατανομή τους, η τεκτονική, η μορφολογία και το υδρογραφικό δίκτυο είναι παράγοντες που ρυθμίζουν α) το σχηματισμό ψαθυρών υλικών, β) την μεταφορά και γ) την απόθεσή τους. Για την αποτύπωση του ρόλου αυτών των παραγόντων, του μηχανισμού της μορφοδυναμικής της νήσου Τήνου χρησιμοποιήθηκαν σύγχρονες τεχνικές των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών (ΓΣΠ). 2. Περιοχή Μελέτης Η νήσος Τήνος ανήκει στο νησιωτικό σύμπλεγμα των Κυκλάδων, έχει ένα επίμηκες σχήμα και έναν προσανατολισμό ΒΔ-ΝΑ, μήκος περίπου 27 km και μέγιστο εύρος 12 km περίπου. Βρίσκεται στις βόρειες Κυκλάδες, είναι το τέταρτο σε μέγεθος νησί των Κυκλάδων με έκταση 194 km 2 μετά -190-
9 ο Πανελλήνιο Συμπόσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας 2009 - Πρακτικά, Τόμος Ι την Άνδρο, τη Νάξο και την Πάρο και βρίσκεται νοτιοανατολικά της Άνδρου και βορειοδυτικά της Μυκόνου (Εικ. 2). Το συνολικό μήκος της ακτογραμμής της υπολογίζεται, σε 114 km. 3. Μεθοδολογική Προσέγγιση Για την ανάλυση των μορφολογικών και υδρογραφικών χαρακτηριστικών της περιοχής της Τήνου χρησιμοποιήθηκε το εξειδικευμένο λογισμικό Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών και συγκεκριμένα το πρόγραμμα ArcGIS Desktop/Workstation 9.2 plus Desktop Extensions. Τα στοιχεία που αναλύθηκαν είναι: υψομετρία (υψομετρικές καμπύλες), υδροκρίτες (διαφοροποίηση υδροκριτών), υδρογραφικό δίκτυο, γεωλογικά χαρακτηριστικά. Για την ανάλυση των μορφολογικών, υδρογραφικών αλλά και γεωλογικών χαρακτηριστικών της νήσου Τήνου ψηφιοποιήθηκαν τοπογραφικοί χάρτες της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού (ΓΥΣ) και ο γεωλογικός χάρτης του Ινστιτούτου Γεωλογικών και Μεταλλευτικών Ερευνών (ΙΓΜΕ) κλίμακας 1:50.000 (ΓΥΣ, 1991, ΙΓΜΕ, 2003). Συγκεκριμένα έγινε γεωαναφορά του τοπογραφικού χάρτη, ψηφιοποιήθηκε η ακτογραμμή για να δοθούν τα χωρικά όρια της νήσου και στη συνέχεια ψηφιοποιήθηκαν οι ισοϋψείς με ισοδιάσταση 20 μέτρα. Ακολούθησε ψηφιοποίηση του υδρογραφικού δικτύου και αποτύπωση των υδροκριτών του νησιού με χάραξη κατ αρχήν της κορυφογραμμής του νησιού, η οποία ορίσθηκε ως μηδενικός υδροκρίτης. Με αφετηρία τον υδροκρίτη μηδενικής χαράχθηκαν και οι υδροκρίτες των λεκανών απορροής, οι οποίοι μάλιστα διακριτοποιήθηκαν σε τάξεις (1ης, 2ης, κλπ ). Όλα τα παραπάνω αναλύθηκαν στατιστικά με σκοπό την ποσοτική γεωμορφολογική ανάλυση μεταξύ κλάδων των ποταμών, των τάξεων των υδροκριτών και των λεκανών. Στην συνέχεια ψηφιοποιήθηκε ο γεωλογικός χάρτης. Τα δεδομένα που ενδιέφεραν απ το γεωλογικό χάρτη ήταν οι πετρογραφικές ενότητες και τα ρήγματα. Τέλος πραγματοποιήθηκαν παρατηρήσεις πεδίου για τη διαφοροποίηση των ακτών κυρίως σε βραχώδεις ακτές και σε προσχωσιγενείς ακτές. 4. Οι παράγοντες που ρυθμίζουν το σχηματισμό ιζηματογενών υλικών, τη μεταφορά και απόθεσή τους. Η διαφοροποίηση των ακτών 4.1. Η ΓΕΩΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΗΣ ΝΗΣΟΥ ΤΗΝΟΥ Τα γεωλογικά χαρακτηριστικά της ν. Τήνου αντλήθηκαν από το γεωλογικό χάρτη του ΙΓΜΕ (κλίμακας 1:50.000) (ΙΓΜΕ 2003). Η Ν. Τήνος, ως ένα νησί των Κυκλάδων ανήκει γεωτεκτονικά στην Αττικό-Κυκλαδική ζώνη, μια ζώνη της Αλπικής ορογένεσης, η οποία χαρακτηρίζεται από μεταμορφωμένα πετρώματα (μάρμαρα και σχιστόλιθους) και από την μεταγενέστερη διείσδυση γρανιτικών γρανοδιοριτικών σωμάτων που έχουν δημιουργήσει πετρώματα από μεταμόρφωση επαφής στην περιφέρεια τους. Μεταλπικά η περιοχή τεμαχίστηκε τεκτονικά και έχει υποστεί κατακόρυφες τεκτονικές κινήσεις, που έχουν δημιουργήσει τα νησιωτικά συμπλέγματα του Αιγαίου πελάγους (Lister & Raouzaios, 1996). Το νησί καλύπτεται από ανθρακικούς σχηματισμούς με εναλλαγές αμφιβολιτικών σχιστόλιθων, καθώς και από πυριγενή πετρώματα, τους μειοκαινικούς γρανίτες. Στην Τήνο συναντάμε σύγχρονα ιζήματα, αλλουβιακές αποθέσεις και περιορισμένης έκτασης πλευρικά κορήματα, τα οποία είναι προϊόντα της διάβρωσης και αποσάθρωσης των άλλων γεωλογικών σχηματισμών. Από το γεωλογικό χάρτη ψηφιοποιήθηκαν τα ρήγματα. Το νησί χαρακτηρίζεται από δυο κυρίαρχα συστήματα ρηγμάτων, το πρώτο με κατεύθυνση ΒΔ-ΝΑ και το δεύτερο με ΝΔ-ΒΑ κατεύθυνση. Και τα δυο συστήματα αλλά κυρίως το ΝΔ-ΒΑ επηρεάζουν τη μορφοδυναμική εξέλιξη της περιοχής. -191-
9 th Symposium on Oceanography & Fisheries, 2009 - Proceedings, Volume Ι Εικ. 1: Θέση της νήσου Τήνου στο Αιγαίο πέλαγος. Εικ. 2: Γεωλογικός χάρτης της νήσου Τήνου. 4.2. Η ΜΟΡΦΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΗΣ ΝΗΣΟΥ ΤΗΝΟΥ Η νήσος Τήνος εμφανίζει μια πολυσχιδή γεωμορφολογία. Γενικά, το έδαφος της είναι ορεινό, ξερό και βραχώδες. Το υψηλότερο σημείο του νησιού έιναι 720 μέτρα περίπου και βρίσκεται στο ΒΑ άκρο και ταυτίζεται με την εμφάνιση της ανώτερης τεκτονικής ενότητας. Το μεγαλύτερο μέρος του νησιού παρουσιάζει μορφολογική ασυμμετρία από το ΒΔ άκρο μέχρι την περιοχή που εμφανίζεται ο γρανίτης. Ένας ορεινός άξονας κατά μήκος της νήσου την διαχωρίζει σε ένα βορειοανατολικό τμήμα σχετικά ομαλότερο σε σύγκριση με το νοτιοδυτικό. Τα δυο αυτά τμήματα στα οποία χωρίζεται η νήσος από την κεντρική κορυφογραμμή είναι άνισα, με μεγαλύτερης έκτασης το ΒΑ τμήμα. Χαρακτηριστικός είναι ο εγκάρσιος προς τον άξονα γεωμορφολογικός διαμελισμός της νήσου σε μικρές λεκάνες απορροής. (Εικ. 2). Στην περιοχή που εμφανίζεται ο γρανίτης παρατηρείται σημαντικά μικρότερος αριθμός ποταμμοχειμαρων και αυτό οφείλεται στο σχετικά ομαλό ανάγλυφο που παρουσιάζει ο γρανίτης. Εικ. 3: Χάρτης μορφολογικών χαρακτηριστικών της νήσου Τήνου. Έχουν αποτυπωθεί οι ισοϋψείς ανά 40 μέτρα καθώς και οι υδροκρίτες. -192-
9 ο Πανελλήνιο Συμπόσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας 2009 - Πρακτικά, Τόμος Ι Οι υδροκρίτες: Ο υδροκρίτης είναι η γραμμή που διαχωρίζει δυο γειτονικές λεκάνες απορροής. Ο κεντρικός υδροκρίτης του νησιού, που διατρέχει το νησί από ΒΔ προς ΝΑ, ορίσθηκε ως υδροκρίτης μηδενικής. Κάθε άλλη υδροκριτική γραμμή που διακλαδώνεται από τον υδροκρίτη της μηδενικής, είναι ο υδροκρίτης 1 ης. Διακλάδωση του υδροκρίτη 1 ης δίνει υδροκρίτη 2 ης κοκ (Εικ. 2). Μετρήθηκαν ο αριθμός των τμημάτων των υδροκριτών και τα μήκη αυτών. Μετρήθηκαν 235 τμήματα υδροκριτών και ταξινομήθηκαν σε τάξεις (από 0 έως 13). Η κατανομή της συχνότητας τους, το μέσο μήκος των υδροκριτών για κάθε τάξη, και το συνολικό μήκος για κάθε τάξη φαίνονται στον Πίνακα 1. Μια αξιοσημείωτη παρατήρηση είναι ότι η διεύθυνση των υδροκριτών ακολουθεί την κατεύθυνση του συστήματος των ρηγμάτων. Πίνακας 1: Στατιστικά στοιχεία των τμημάτων των υδροκριτών και των τάξεών τους. Υδροκρίτης 0 1 ης 2 ης 3 ης 4 ης Υπόλοιπες τάξεις Συχνότητα % 1 18 19 17 17 28 Μέσο μήκος τμημάτων υδροκριτών ανά τάξη σε km 34 1-2 Συνολικό μήκος τμημάτων υδροκρίτη ανά τάξη σε km 0 1 ης 2 ης -193-3 ης 4 ης 5 ης, 6 ης και 7 ης 8 ης -13 ης 34 60 60 50 35 25 5-1 Οι λεκάνες απορροής: Μια λεκάνη απορροής στην περιοχή μελέτης είναι η έκταση που περικλείεται από τους υδροκρίτες και την ακτογραμμή. Στην περιοχή της Τήνου μετρήθηκαν 147 λεκάνες απορροής (Εικ. 2). Διακρίθηκαν 52 κύριες λεκάνες, με διακριτή απορροή ποταμοχείμαρρου ή χειμάρρου. Οι λεκάνες ταξινομήθηκαν σε τάξεις (από 1 έως 12). Ο αριθμός των λεκανών, το εμβαδόν τους και το μέσο εμβαδόν τους ανά τάξη αναλύθηκαν στατιστικά με σκοπό να κατανοηθεί καλύτερα η πολυπλοκότητα των φυσικών διεργασιών. Τα αποτελέσματα αυτής της ανάλυσης στον Πίνακα 2. Πίνακας 2: Στατιστικά στοιχεία των λεκανών απορροής και των τάξεών τους. Λεκάνες απορροής 1 ης 2 ης 3 ης 4 ης Υπόλοιπες Σ = 147 τάξεις Σύνολο Αριθμός λεκανών / τάξη 47 25 23 19 33 147 Μέσο εμβαδόν λεκανών ανά τάξη σε km 2 ~3 ~1-2 Ολικό εμβαδόν λεκανών ανά τάξη σε km 2 1 ης 2 ης 3 ης 4 ης Υπόλοιπες τάξεις 131 25 14 10 7-1 Οι 52 μεγαλύτερες λεκάνες μπορούν να ταξινομηθούν επίσης με βάση την μορφή τους. Οι επιμήκεις λεκάνες είναι οι πιο συνήθεις στην περιοχή μελέτης, επίσης οι μικρότερες λεκάνες έχουν τριγωνικό ή ρομβοειδές σχήμα. Το υδρογραφικό δίκτυο: Η θέση στο χώρο, το μέγεθος και το σχήμα ενός υδάτινου ρεύματος εξαρτάται από τα φυσιογραφικά γνωρίσματα (μορφολογικά, εδαφολογικά, φυτοκάλυψης) της λεκάνης απορροής του. Το υδρογραφικό δίκτυο της νήσου Τήνου είναι σύνθετο ως προς τη μορφή και αντανακλά τις γεωλογικές και τεκτονικές ιδιαιτερότητες των λεκανών που αποστραγγίζει. Αναλύθηκε το υδρογραφικό δίκτυο με τη μέθοδο του Strahler (1964). Σύμφωνα με αυτή, οι κλάδοι που δεν δέχονται ποσότητες νερού από μικρότερα ρεύματα ονομάζονται 1 ης. Όταν δυο κλάδοι
9 th Symposium on Oceanography & Fisheries, 2009 - Proceedings, Volume Ι πρώτης ενωθούν σχηματίζεται κλάδος 2 ης, όταν δυο κλάδοι δεύτερης ενωθούν σχηματίζεται κλάδος 3 ης κ.ο.κ. Στην Τήνο μετρήθηκαν 5 κλάδοι και αναλύθηκε στατιστικά η συχνότητα τους, το μέσο και συνολικό τους μήκος. Οι επικρατούσες κατευθύνσεις των τμημάτων του υδρογραφικού δικτύου είναι ΒΑ-ΝΔ (Εικ. 4). Εικ. 4: Υδρογραφικό δίκτυο και λεκάνες απορροής της ν. Τήνου. 5. Ταξινόμηση των ακτών της νήσου Τήνου Η υποθαλάσσια μορφολογία γύρω από τη νήσο Τήνο παρουσιάζει απότομες ακτές και απότομα πρανή. Αυτές οι παρατηρήσεις είναι σημαντικές γιατί σε συνδυασμό με όσα προαναφέρθηκαν εξηγούν την μορφολογία των ακτών της νήσου Τήνου. Το υδρογραφικό δίκτυο του νησιού, χειμαρρικής κυρίως συμπεριφοράς, διατρέχει μικρές κοιλάδες και καταλήγει στην θάλασσα μεταφέροντας φερτές ύλες, που σε αλληλεπίδραση με το κυματικό καθεστώς της περιοχής μπορεί να οδηγήσουν σε προσχωσιγενείς παραλίες μικρής έκτασης μεταξύ βραχωδών εξάρσεων (beach rocks). Το συνολικό μήκος της ακτογραμμής της ν. Τήνου φτάνει στα ~114 χλμ. Μετρήθηκαν περίπου 55 αμμώδεις ακτές στο σύνολο της ακτογραμμής του νησιού καθώς και το αντίστοιχο μήκος και μέσο πλάτος κάθε παραλίας. Τα υλικά των παραλίων περιέχουν χαλίκια και χοντρή άμμο. 6. Συμπεράσματα Στην προσπάθεια να βρεθεί μια σχέση ανάμεσα στη γεω και μορφοδυναμική διαδικασία από τη μια μεριά και τη μορφολογία των ακτών από την άλλη μπορεί να πει κανείς, ότι ο σχηματισμός των ακτών είναι αποτέλεσμα της γεωδυναμικής της περιοχής, του τεκτονικού τεμαχισμού, του σχηματισμού των λεκανών απορροής και της δυναμικής του υδρογραφικού δικτύου. Η πληροφορία αυτή, καθώς και η ταξινόμηση των ακτών βοηθούν στο σχεδιασμό για μια διαχείριση των προσχωσιγενών παραλίων της περιοχής, που βρίσκονται υπό ανθρωπογενή πίεση. Η γεωδυναμική της νήσου, οι μορφοδυναμικές διεργασίες και η λιθολογία, που αναλύθηκαν πιο πάνω είναι καθοριστικοί παράγοντες για την μορφολογική δομή του νησιού. Οι ανοδικές κινήσεις και ο έντονος τεκτονικός τεμαχισμός της Τήνου συνετέλεσαν στη δημιουργία έντονου ανάγλυφου -194-
9 ο Πανελλήνιο Συμπόσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας 2009 - Πρακτικά, Τόμος Ι σε σχεδόν ολόκληρο το νησί και στην επικράτηση απόκρημνων βραχωδών ακτών. Ο γρανίτης επηρεάζει τη μορφή του υδρογραφικού δικτύου. Η γεωλογικά ανώτερη τεκτονική ενότητα ταυτίζεται με το μεγαλύτερο υψόμετρο του νησιού. Η ασυμμετρία οφείλεται είτε στον προσανατολισμό των τεκτονικών ασυνεχειών (σχιστότητα) και των πτυχώσεων των μεταμορφωμένων πετρωμάτων, είτε είναι κληρονομημένη από τις μικρής κλίσης ρηξιγενείς ζώνες (low angle detatachment faults), οι οποίες διευκόλυναν την ανάδυση μεταμορφωμένων σχηματισμών της αττικοκυκλαδικής ενότητας. 7. Βιβλιογραφικές Αναφορές ΓΥΣ, 1991. Τοπογραφικός χάρτης ν. Τήνου Κλιμαξ 1:50.000. ΙΓΜΑ, 2003. Γεωλογικός χάρτης της ν. Τήνου Κλίμαξ 1:50.000. Lister, G. S, & Raouzaios, A.,1996. The tectonic significance of a porphyroblastic blueschist facies overprint during Alpine orogenesis: Sifnos, Aegean Sea, Greece. Jour. of Structural Geology, vol. 18, no 12, 1417-1435. Strahler, A. N.,1964. Quantitative geomorphology of drainage basins and channel networks. In Vent e Chow P.H.D. (ed) Handbook of applied hydrology. McGraw-Hill, N. York, pp 4-76. -195-