ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΕΚΘΕΣΗ ΕΡΓΑΣΙΩΝ AEX-7 Ω/Κ ΑΙΓΑΙΟ ΝΟΕΜΒΡΙΟΥ 2015

ΕΣΠΑ 2007-2013 ΓΕΩΦΥΣΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΤΟΜΟΓΡΑΦΙΑΣ ΑΣΤΙΚΗΣ-ΠΕΡΙΑΣΤΙΚΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΒΟΛΟΥ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ & ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΩΝ ΕΡΕΥΝΩΝ (Ι.Γ.Μ.Ε.) Ν.Π.Ι.Δ. ΕΠΟΠΤΕΥΟΜΕΝΟ ΑΠΟ ΤΟ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ (Ν. 272/76 και ΚΥΑ 12935-ΦΕΚ 1247/Β/24-6-2015) Σπ. Λούη 1, Ολυμπιακό Χωριό, Αχαρναί Τ.Κ. 13677, Τηλ. 213-1337000-3, Fax 213-1337015 ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΕΩΝ ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΕΚΘΕΣΗ ΕΡΓΑΣΙΩΝ AEX-7 Ω/Κ ΑΙΓΑΙΟ 10-29 ΝΟΕΜΒΡΙΟΥ 2015 από Δρ. Καραγιώργη, Α., Ωκεανογράφο και Δρ. Ρουσάκη Γ., Γεωλόγο ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε. Έργο : ΥΠΟΘΑΛΑΣΣΙΕΣ ΓΕΩΛΟΓΙΚΕΣ ΚΑΙ ΚΟΙΤΑ- ΣΜΑΤΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΡΕΥΝΕΣ ΣΤΗΝ ΑΚΤΟΓΡΑΜΜΗ ΜΕΤΑΞΥ ΤΩΝ ΠΕΡΙΟΧΩΝ ΧΑΛΚΙΔΙΚΗΣ ΚΑΙ ΚΑΒΑΛΑΣ ΚΑΘΩΣ ΚΑΙ ΣΤΗΝ ΚΑΛΔΕΡΑ ΤΗΣ ΣΑΝΤΟΡΙΝΗΣ Υπεύθυνη: Ιωακείμ Χρ., Δρ. Γεωλόγος Υποέργο : ΧΡΗΣΗ ΩΚΕΑΝΟΓΡΑΦΙΚΟΥ ΣΚΑΦΟΥΣ - ΥΠΟΒΡΥΧΙΩΝ ΟΧΗΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗΣ ΥΠΟΣΤΗΡΙΞΗΣ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ Υπεύθυνη: Ιωακείμ Χρ., Δρ. Γεωλόγος Κωδικός ΟΠΣ: 351008 ΕΘΝΙΚΟ ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΑΝΑΦΟΡΑΣ Ε.Σ.Π.Α.2007-2013 ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΑΝΤΑΓΩΝΙΣΤΙΚΟΤΗΤΑ & ΕΠΙΧΕΙΡΗΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ Αθήνα, Δεκέμβριος 2015

ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΩΝ ΕΡΕΥΝΩΝ (Ι.Γ.Μ.Ε.) Ν.Π.Ι.Δ. ΕΠΟΠΤΕΥΟΜΕΝΟ ΑΠΟ ΤΟ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ (Ν. 272/76 και ΚΥΑ 12935-ΦΕΚ 1247/Β/24-6-2015) Σπ. Λούη 1, Ολυμπιακό Χωριό, Αχαρναί Τ.Κ. 13677, Τηλ. 213-1337000-3, Fax 213-1337015 Ε.Π.Α.Ε. Επιχειρησιακό Πρόγραμμα «Ανταγωνιστικότητα & Επιχειρηματικότητα» ΕΥΡΩΠΑΪΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΕΥΡΩΠΑΪΚΟ ΤΑΜΕΙΟ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ Το Τομεακό Επιχειρησιακό Πρόγραμμα «Ανταγωνιστικότητα & Επιχειρηματικότητα» (Ε.Π.Α.Ε.) συγχρηματοδοτήθηκε από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ε.Σ.Π.Α. - Εθνικό Στρατηγικό Πλαίσιο Αναφοράς 2007 2013 ), στο πλαίσιο των παρεμβάσεων των Διαρθρωτικών Ταμείων για την κοινωνική και οικονομική συνοχή και στόχευε στη βελτίωση της ανταγωνιστικότητας και της εξωστρέφειας των επιχειρήσεων και του παραγωγικού συστήματος, με έμφαση στη διάσταση της καινοτομικότητας. Ο στόχος αυτός επιτεύχθηκε με δράσεις που υποστήριζαν : την επιτάχυνση της μετάβασης στην οικονομία της γνώσης, την ανάπτυξη της υγιούς, αειφόρου και εξωστρεφούς επιχειρηματικότητας, και την ενίσχυση της ελκυστικότητας της Ελλάδας ως τόπου ανάπτυξης επιχειρηματικής δραστηριότητας με σεβασμό στο περιβάλλον. Η Πράξη που περιγράφεται στην παρούσα έκθεση είχε ενταχθεί στο παραπάνω αναφερόμενο Επιχειρησιακό Πρόγραμμα. Οι Πράξεις των Δράσεων αυτού του Προγράμματος συγχρηματοδοτήθηκαν από το Ευρωπαϊκό Ταμείο Περιφερειακής Ανάπτυξης (Ε.Τ.Π.Α.), το οποίο συμβάλλει στην άμβλυνση των ανισοτήτων μεταξύ των περιφερειών της Ευρωπαϊκής Ένωσης και από το Ελληνικό Δημόσιο. Καραγιώργης, Α., Ρουσάκης, Γ., Σακελλαρίου, Δ., Κανελλόπουλος, Δ., Παναγιωτόπουλος, Ι., Μόρφης, Ι., Λιβανός, Ι., Γεωργίου, Π., Μαντόπουλος, Π., Ρενιέρης, Π., Καμπούρη, Γ., Σταυρακάκη, Ι., Παπαγεωργίου, Α., Κυριακίδου, Χ., Δρακοπούλου, Π., Παυλίδη-Πάλλα, Μ., Μαντά, Κ. και Καλογεράς, Α. (2015), «Ενδιάμεση έκθεση εργασιών AEX-7: Ω/Κ ΑΙΓΑΙΟ, 10-29 Νοεμβρίου 2015», Ι.Γ.Μ.Ε., ΕΣΠΑ 2007-2013/Επιχειρησιακό Πρόγραμμα «Ανταγωνιστικότητα και Επιχειρηματικότητα»/Έργο ΥΠΟΘΑΛΑΣΣΙΕΣ ΓΕΩΛΟΓΙΚΕΣ ΚΑΙ ΚΟΙΤΑΣΜΑΤΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΡΕΥΝΕΣ ΣΤΗΝ ΑΚΤΟΓΡΑΜΜΗ ΜΕΤΑΞΥ ΤΩΝ ΠΕΡΙΟΧΩΝ ΧΑΛΚΙΔΙΚΗΣ ΚΑΙ ΚΑΒΑΛΑΣ ΚΑΘΩΣ ΚΑΙ ΣΤΗΝ ΚΑΛΔΕΡΑ ΤΗΣ ΣΑΝΤΟΡΙΝΗΣ, Αθήνα, 53 σελ.

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΚΕΝΤΡΟ ΘΑΛΑΣΣΙΩΝ ΕΡΕΥΝΩΝ-ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΩΚΕΑΝΟΓΡΑΦΙΑΣ ΠΑΡΑΔΟΤΕΟ Δ2.2 [Δ2.2.1-Δ2.2.2-Δ2.2.3] ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΕΚΘΕΣΗ ΕΡΓΑΣΙΩΝ ΑΕΧ-7 Ω/Κ ΑΙΓΑΙΟ 10 29 ΝΟΕΜΒΡΊΟΥ 2015 ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ AEGEAN EXPLORATIONS ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: ΔΡ Α. ΚΑΡΑΓΕΩΡΓΗΣ & ΔΡ Γ. ΡΟΥΣΑΚΗΣ ΕΡΓΟ: ΥΠΟΘΕΡ "Υποθαλάσσιες γεωλογικές και κοιτασματολογικές έρευνες στην ακτογραμμή μεταξύ των περιοχών Χαλκιδικής και Καβάλας καθώς και στην Καλδέρα της Σαντορίνης" (ΑΝΑΔΟΧΟΣ ΕΡΓΟΥ: Ι.Γ.Μ.Ε.) ΥΠΟΕΡΓΟ 2 "Χρήση ωκεανογραφικού σκάφους-υποβρύχιων οχημάτων και επιστημονικής υποστήριξης έργου" (ΑΝΑΔΟΧΟΣ ΥΠΟΕΡΓΟΥ: ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε.) ΔΕΚΈΜΒΡΙΟΣ 2015

ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΕΚΘΕΣΗ ΕΡΓΑΣΙΩΝ ΑΕΧ-7 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1 Εισαγωγή... 1 2 Ομάδα εργασίας συγγραφής ενδιάμεσης έκθεσης... 6 3 Πολυδεσμική βαθυμετρία... 7 3.1 Περιγραφή του ηχοβολιστικού συστήματος... 7 3.2 Τεχνικά χαρακτηριστικά της βαθυμετρικής αποτύπωσης... 9 3.3 Επεξεργασία των βαθυμετρικών δεδομένων... 12 3.3.1 Ανατολικό τμήμα Τάφρου Β. Αιγαίου... 12 3.3.2 Πόρτο Λάγος-Φανάρι και Κόλπος Ιερισσού... 13 3.4 Αποτελέσματα βαθυμετρικών καταγραφών... 16 3.4.1 Ανατολικό τμήμα Τάφρου Β. Αιγαίου... 16 3.4.2 Πόρτο Λάγος-Φανάρι και Κόλπος Ιερισσού... 23 4 Διασκόπηση υποστρώματος πυθμένα... 25 4.1 Εισαγωγή... 25 4.2 Γεωμορφολογία, στρωματογραφία και τεκτονική της υφαλοκρηπίδας Θράκης... 26 4.3 Γεωμορφολογία, στρωματογραφία και τεκτονική του Κόλπου Ιερισσού... 32 4.4 Στρωματογραφία και τεκτονική της Τάφρου Β. Αιγαίου (Θάσος-Λήμνος-Αγ. Ορος) 35 4.5 Βιβλιογραφία... 38 5 Γεωχημεία επιφανειακών ιζημάτων... 39 5.1 Εισαγωγή... 39 5.2 Εργαστηριακές αναλύσεις... 41 5.3 Αποτελέσματα Συζήτηση... 42 5.4 Συμπεράσματα... 50 5.5 Βιβλιογραφία... 51 i

1 Εισαγωγή Στο πλαίσιο του προγράμματος 'Aegean Explorations' που εκπονείται από το Ελληνικό Κέντρο Θαλάσσιων Ερευνών-ΕΛΚΕΘΕ κατ' ανάθεση του Ινστιτούτου Γεωλογικών και Μεταλλευτικών Ερευνών-ΙΓΜΕ (τίτλος προγράμματος: Υποθαλάσσιες γεωλογικές και κοιτασματολογικές έρευνες στην ακτογραμμή μεταξύ των περιοχών Χαλκιδικής και Καβάλας καθώς και στην Καλδέρα της Σαντορίνης, ΥΠΟΘΕΡ-Υποέργο 2), πραγματοποιήθηκε το έβδομο ερευνητικό ταξίδι στο Αιγαίο με το ωκεανογραφικό σκάφος ΑΙΓΑΙΟ του ΕΛΚΕΘΕ και επιστήμονες από το ΕΛΚΕΘΕ και το ΙΓΜΕ. Το ταξίδι είχε δύο διακριτούς στόχους που περιγράφονται αναλυτικά στο Παράρτημα 1 του Τεχνικού Δελτίου Έργου και αφορούν: (1) στη μελέτη των υπολειμματικών άμμων στην περιοχή μεταξύ Θάσου και Αλεξανδρούπολης και (2) στην επικαιροποίηση του Φύλλου Χάρτου 1:200.000 ΘΡΑΚΗ, για την υλοποίηση των οποίων έγιναν οι παρακάτω εργασίες:(1) συλλογή δεδομένων βαθυμετρίας με τη χρήση πολυδεσμικού βυθομέτρου, (2) συλλογή συμπληρωματικών δεδομένων ηχοβολιστικών 3.5 khz και air-gun, και (3) συλλογή επιφανειακών ιζημάτων και πυρήνων. Η στρατηγική των μετρήσεων και δειγματοληψιών έγινε με βάση τα δημοσιευμένα και ιστορικά δεδομένα του ΙΓΜΕ που συλλέχθηκαν κυρίως τις δεκαετίες 1980-2000 από την τότε ομάδα υποθαλάσσιας Γεωλογία. Οι εργασίες πεδίου που υλοποιήθηκαν διακρίνονται στις παρακάτω κατηγορίες: 1. Βαθυμετρική αποτύπωση πυθμένα με πολυδεσμικό βυθόμετρο (multi-beam) 2. Διασκόπηση υποστρώματος πυθμένα με σύστημα 3.5 khz & air gun 3. Δειγματοληψίες επιφανειακών ιζημάτων και πυρήνων 4. Μετρήσεις θερμοκρασίας στα ιζήματα (sediment T) σε επιλεγμένες θέσεις Το πρώτο σκέλος του ταξιδιού (Leg-1) ξεκίνησε από το λιμένα του Πειραιά στις 10/11/2015, όπου έγινε προηγούμενα εγκατάσταση και συνδεσμολογία των ηχοβολιστικών, ώστε να είναι επιχειρησιακά έτοιμα με την άφιξη στην περιοχή εργασιών. Λόγω καθυστέρησης έκδοσης της γραπτής άδειας διεξαγωγής ερευνών από την Επιτροπή Χορήγησης Αδειών Εργασιών Θάλασσας (ΕΧΑΕΘ) προσεγγίστηκε ο λιμένας Καβάλας στις 11/11/2015, από όπου 1

απέπλευσε προς την περιοχή ερευνών το βράδυ της ίδιας ημέρας. Η περιοχή του Β. Αιγαίου είναι πάντα θαλάσσιος χώρος μεγάλης ευαισθησίας λόγω προβλημάτων με τη γείτονα χώρα και λαμβάνονται ιδιαίτερα μέτρα. Σε όλη τη διάρκεια του πλόα ο πλοίαρχος του Ω/Κ Αιγαίο βρισκόταν σε συνεχή επαφή με την Υδρογραφική Υπηρεσία και το ΓΕΝ και ενημέρωνε σχετικά με την εκάστοτε περιοχή έρευνας. Στις 12/11/2015το Αιγαίο προσεγγίστηκε από τουρκική φρεγάτα, χωρίς να δημιουργηθεί πρόβλημα. Οι καιρικές συνθήκες που επικράτησαν στην περιοχή μελέτης ήταν πολύ καλές με αποτέλεσμα να υλοποιηθούν όλες οι προγραμματισμένες εργασίες σε ότι αφορά τις δειγματοληψίες επιφανειακών ιζημάτων τις πυρηνοληψίες τις σεισμικές καταγραφές και τις βαθυμετρικές καταγραφές. Στις 15/11/2015 προσεγγίσαμε το λιμένα της Καβάλας όπου αποβιβάστηκαν και επιβιβάστηκαν επιστήμονες και τεχνικοί από το ΕΛΚΕΘΕ και το ΙΓΜΕ. Οι εργασίες του δεύτερου σκέλους του προγράμματος (Leg-2) συνεχίστηκαν κανονικά, με αρκετά καλές καιρικές συνθήκες, μέχρι την Παρασκευή 20/11 όπου ο καιρός άρχισε να χαλάει. Οι εργασίες διακόπηκαν λόγω ισχυρών νότιων ανέμων το Σάββατο 21/11 και το ΑΙΓΑΙΟ ελλιμενίσθηκε στην Αλεξανδρούπολη. Το πλήρωμα του Leg-3 έφτασε στην Αλεξανδρούπολη στις 22/11, αλλά το πλοίο παρέμεινε δεμένο λόγω κακοκαιρίας μέχρι το μεσημέρι της Τρίτης 24/11, οπότε απέπλευσε για τη συνέχιση των εργασιών. Το βράδυ της Τετάρτης 25/11 οι άνεμοι έφτασαν σταδιακά τα 7-8Β και το πλοίο παρέμεινε αγκυροβολημένο ΒΑ της Σαμοθράκης μέχρι το πρωί της επομένης. Ακολούθησαν εργασίες βαθυμετρίας και διασκόπησης πυθμένα με σύστημα 3.5 khz για την κάλυψη της παράκτιας περιοχής του Πόρτο Λάγος. Οι εργασίες αυτές είχαν προγραμματισθεί να γίνουν με το σκάφος ΑΛΚΥΩΝ, το οποίο όμως παρουσίασε σοβαρό πρόβλημα στον εξοπλισμό multi beam, οπότε έγιναν για να καλυφθεί το σχετικό παραδοτέο. Στη συνέχεια έγιναν τομές με air gun 40 in 3 στην περιοχή της τάφρου του Βορείου Αιγαίου (ΦΧ ΘΡΑΚΗ και ΦΧ ΛΗΜΝΟΣ). Λόγω κακοκαιρίας και αδυναμίας εργασίας στο ΦΧ ΘΡΑΚΗ, έγιναν συμπληρωματικές δειγματοληψίες ιζημάτων, καθώς επίσης βαθυμετρίας και διασκόπησης πυθμένα στον κόλπο της Ιερισσού (ΦΧ ΚΑΒΑΛΑ). Το μεσημέρι της 28/11/2015 ολοκληρώθηκαν οι εργασίες και ξεκίνησε το ταξίδι της επιστροφής, που ολοκληρώθηκε το μεσημέρι της 29/11/2015, σύμφωνα με το αρχικό πρόγραμμα. 2

Η παρούσα Ενδιάμεση Έκθεση Εργασιών του ωκεανογραφικού πλόα ΑΕΧ-7 αποτελεί βάσει της σχετικής σύμβασης μεταξύ ΙΓΜΕ και ΕΛΚΕΘΕ το Παραδοτέο Δ2.2 που περιλαμβάνει τα ακόλουθα επί μέρους Παραδοτέα: 1. Δ.2.2.1 Λεπτομερής μορφολογική-βαθυμετρική αποτύπωση του πυθμένα με τη χρήση πολυδεσμικών ηχοβολιστικού συστήματος (multibeam) έως 1500 ν.μ (ναυτικά μίλια) 2. Δ2.2.2 Σεισμική διασκόπηση του βυθού και των υποστρωμάτων του με σύστημα deep-tow ή με τη χρήση άλλων ηχοβολιστικών συσκευών υψηλής συχνότητας (3.5 khz ή chirp) για τη μελέτη των επιφανειακών υποστρωμάτων. Το επί μέρους Παραδοτέο Ημερολόγιο Εργασιών Πλοίου έχει ήδη παραδοθεί ως μέρος του Παραδοτέου Δ2.1. 3. Δ.2.2.3 Δειγματοληψίες επιφανειακών και υποεπιφανειακών ιζημάτων του πυθμένα με τη χρήση δειγματολήπτη τύπου box corer για τη συλλογή έως 180 αδιατάρακτων επιφανειακών-υποεπιφανειακών ιζημάτων και δειγματολήπτη πυρήνων βαρύτητας μήκους έως 3 μ. για τη συλλογή 25 πυρήνων Στον Πίνακα 1.1 που ακολουθεί παρουσιάζονται τα είδη και μεγέθη των μετρήσεων και δειγματοληψιών. Σε όλες τις κατηγορίες καλύφθηκαν τα προβλεπόμενα μεγέθη και ελήφθησαν και επιπλέον δείγματα. Πίνακας 1.1 Ερευνητικό ταξίδι AEX-7. Μετρήσεις και δειγματοληψίες. Work type Multi-beam 1380 nm Sub-bottom profiler 3.5 khz 300 nm Air gun 30 nm Surface sediments 138 Short cores 112 Gravity cores 19 CTD casts 1 Sediment T 36 3

Ο απαραίτητος αριθμός των πυρήνων βαρύτητας για την απόκτηση ασφαλών επιστημονικών πληροφοριών εκτιμήθηκε συνολικά σε 19 έναντι 25, διότι συλλέχθηκε αντ αυτών μεγάλος αριθμός (112) μικρών πυρήνων. Η επί μέρους στρατηγική των μετρήσεων και δειγματοληψιών διαμορφώθηκε από κοινού κατά τη διάρκεια επιστημονικών συναντήσεων και σύμφωνα με την εκάστοτε πορεία των εργασιών, έγιναν δε εν πλω και συμμετείχαν όλοι οι επιβαίνοντες επιστήμονες του ΕΛΚΕΘΕ και του ΙΓΜΕ. Δεδομένου ότι η παρούσα έκθεση αποτελεί και το τελευταίο Παραδοτέο του προγράμματος ΥΠΟΘΕΡ, παρουσιάζονται στον Πίνακα 1.2 και στην Εικόνα 1.1 τα συνολικά επιτεύγματα του προγράμματος, σε ότι αφορά τα μετρικά στοιχεία των ερευνητικών εργασιών, όπως είχαν προβλεφθεί αρχικά και όπως υλοποιήθηκαν τελικά. Σε όλες τις κατηγορίες υπερκαλύφθηκαν τα προβλεπόμενα. Ακολουθεί παρουσίαση αποτελεσμάτων όλων των εργασιών που εκτελέστηκαν κατά τη διάρκεια του ωκεανογραφικού πλόα AEX-7, συνοδευόμενη με αντιπροσωπευτικά γραφήματα και χάρτες. Πίνακας 1.2 Ερευνητικό πρόγραμμα ΥΠΟΘΕΡ. Συνολικές μετρήσεις και δειγματοληψίες. MB: multi beam, profilers: 3.5 khz, chirp, air gun, deep-tow MB+profilers Επιφανειακά Πυρήνες (nm) ζήματα θερμοκρασία ιζήματος αλατότητα δείγματα νερού Προβλεπόμενα 4400 450 139 60 Υλοποιημένα 6488 444 414 100 4

ΥΠΟΘΕΡ-Παραδοτέα 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 MB+profilers (nm) Επιφανειακά ζήματα Πυρήνες θερμοκρασία ιζήματος αλατότητα δείγματα νερού Προβλεπόμενα Υλοποιημένα Εικόνα 1.1 Συγκεντρωτικά αποτελέσματα μετρήσεων και δειγματοληψιών του προγράμματος ΥΠΟΘΕΡ. 5

2 Ομάδα εργασίας συγγραφής ενδιάμεσης έκθεσης 1. Δρ. Α. Καραγεώργης Γενικός συντονισμός 2. Δρ. Γ. Ρουσάκης Διασκόπηση πυθμένα-ιζηματολογία 3. Δρ. Δ. Σακελλαρίου Διασκόπηση πυθμένα 4. Δρ. Θ. Κανελλόπουλος Ιζηματολογία-Γεωχημεία 5. Δρ. Ι. Παναγιωτόπουλος Βαθυμετρία 6. Ι. Μόρφης Βαθυμετρία 7. Ι. Λιβανός Βαθυμετρία 8. Π. Γεωργίου Ιζηματολογία 9. Π. Μαντόπουλος Διασκόπηση πυθμένα 10. Π. Ρενιέρης Διασκόπηση πυθμένα 11. Γ. Καμπούρη Ιζηματολογία-Γεωχημεία 12. Ι. Σταυρακάκη Ιζηματολογία-Γεωχημεία 13. Α. Παπαγεωργίου Γεωχημεία 14. Χ. Κυριακίδου GIS 15. Π. Δρακοπούλου GIS 16. Μ. Παυλίδη-Πάλλα Διασκόπηση πυθμένα 17. Κ. Μαντά Διασκόπηση πυθμένα 18. Α. Καλογεράς Διασκόπηση πυθμένα 6

3 Πολυδεσμική βαθυμετρία Γ. Παναγιωτόπουλος, Γ. Μόρφης, Ι. Λιβανός 3.1 Περιγραφή του ηχοβολιστικού συστήματος Για την λεπτομερή βαθυμετρική αποτύπωση της περιοχής μελέτης χρησιμοποιήθηκε το πολυδεσμικό ηχοβολιστικό σύστημα L3 Nautic SeaBeam 2120. Σε αντίθεση με τα συμβατικά μονοδεσμικά βυθόμετρα, τα οποία καταγράφουν σημειακά βάθη μόνο επί της πορείας του πλοίου, τα πολυδεσμικά (πολυδιαυλικά) βαθυμετρικά συστήματα (MBES) σαρώνουν τον βυθό με συνεχή και υψηλής διακριτικότητας τρόπο κατά μήκος διαδρόμων των οποίων το εύρος μπορεί να φτάσει και σε χιλιόμετρα. Αυτό επιτυγχάνεται δια μέσου πολλαπλής οπισθοσκέδασης ηχητικών κυμάτων υπό την μορφή δεσμών (beams) προσανατολισμένων εγκάρσια και εκατέρωθεν της πορείας του πλοίου. Από τον υπολογισμό του χρόνου άφιξης των ηχητικών παλμών (pings) προσδιορίζεται το βάθος του πυθμένα, ένω από την επεξεργασία των ηχητικών σκεδάσεων παρέχεται η δυνατότητα να καταγράφεται παράλληλα και η ανακλαστική ικανότητα των υλικών του πυθμένα. Πιο ειδικά, το SeaBeam 2120 στέλνει ηχητικούς παλμούς από 14 πομπούς (projectors) διατεταγμένους ευθύγραμμα, σε μήκος περίπου 2.6 m, κάτω από την καρίνα του πλοίου. Οι ηχητικοί παλμοί ταξιδεύουν προς τον βυθό και αφού ανακλαστούν πάνω στον πυθμένα επιστρέφουν προς το πλοίο όπου ανιχνεύονται από μια συστοιχία 8 υδροφώνων (hydrophones), μήκους περίπου 2.8 m, τοποθετημένης κάθετα και εμπρός από την διάταξη των πομπών. Η τοποθέτηση των συστοιχιών των πομπών και των υδροφώνων (δεκτών) είναι βασισμένη στην τεχνική Mills Cross/T-shape και δίνει την δυνατότητα συλλογής πυκνών βαθυμετρικών δεδομένων ανεξάρτητα από την ταχύτητα του πλοίου. Το SeaBeam 2120 έχει τη δυνατότητα να μετράει ενα μέγιστο 149 σημειακών βαθών με μέγιστη γωνία ηχητικής σάρωσης τις 148, καλύπτοντας ζώνες του πυθμένα εύρους από 7.4 μέχρι 1.15 φορές το βάθος του πυθμένα για βάθη από 50 m έως 5600 m. Η μέγιστη χωρική κάλυψη που παρέχει το SeaBeam 2120 εκατέρωθεν του πλοίου μπορεί να φτάσει μέχρι και τα ~9000 m, ενώ μπορούν να πραγματοποιούνται ικανοποιητικές καταγραφές με ταχύτητες 7

πλοίου μέχρι και 11 κόμβους. Η Εικόνα 3.1 δείχνει παραστατικά την χωρική κάλυψη που παρέχει το ηχοβολιστικό σύστημα εκατέρωθεν του πλοίου σε συνάρτηση με το βάθος του πυθμένα και το γωνιακό εύρος της ηχητικής σάρωσης. Εικ. 3.1: Εύρος κάλυψης του βυθού, εκατέρωθεν του πλοίου, σε σχέση με το βάθος του πυθμένα και το γωνιακό εύρος της ηχητικής σάρωσης από το SeaBeam 2120. Συνοπτικά, τα κυριότερα τεχνικά χαρακτηριστικά του SeaBeam 2120, το οποίο υποστηρίζεται από την L3 ELAC NAUTIK (που εδρεύει στο Κίελο της Γερμανίας), είναι τα ακόλουθα: Συχνότητα εκπομπής στα 20 khz. Βέλτιστη απόδοση εντός βαθυμετρικού εύρους από 100 m ως 5000 m και όταν η ταχύτητα καταγραφής κυμαίνεται από 4 ως 7 κόμβους. 8

Ο μέγιστος αριθμός των εκπεμπόμενων ηχητικών δεσμών (beams) φθάνει τις 149, με το εύρος της κάθε δέσμης να είναι 2 ο τόσο κατά την εγκάρσια όσο και την κατά μήκος διεύθυνση του πλοίου. Το μέγιστο γωνιακό εύρος της ηχητικής σάρωσης φθάνει τις 148 ο, ενώ το συνολικό εύρος κάλυψης του πυθμένα εκατέρωθεν του πλοίου κυμαίνεται από ~350 m ως ~9000 m (εξαρτώμενο από το βάθος του πυθμένα). Το σφάλμα στα μετρούμενα βάθη είναι εντός του 0.5% των πραγματικών βαθών. Το σφάλμα στο προσδιορισμό της θέσης των μετρούμενων βαθών κυμαίνεται εντός ±5 m. Το σύστημα εκπληρώνει τα πρότυπα που έχει θέσει ο διεθνής οργανισμός IHO (International Hydrographic Organization). 3.2 Τεχνικά χαρακτηριστικά της βαθυμετρικής αποτύπωσης Πριν την έναρξη της βαθυμετρικής αποτύπωσης, σε θέση (όπου το βάθος ήταν περίπου 1250 m) πάνω από το νοτιοδυτικό πρανές της Λεκάνης της Λήμνου (βλέπε Εικ. 3.2 - Γ. Πλάτος: 40.19 ο, Γ. Μήκος: 25.11 ο ), μετρήθηκε η κατακόρυφη μεταβολή της αγωγιμότητας και θερμοκρασίας με πόντιση αυτογραφικού οργάνου CTD (Conductivity, Temperature, Depth) της SeaBird Electronics. Κατόπιν, υπολογίστηκε η διακύμανση της ταχύτητας του ήχου (U) σε συνάρτηση με το βάθος (Εικ. 3.3), μέσω της φόρμουλας Chen-Millero (βλέπε παρακάτω εξίσωση) με βάση τις προσδιοριζόμενες τιμές θερμοκρασίας (t), πίεσης (p) και αλατότητας (S) (εκτιμώμενη από την αγωγιμότητα), UU(SS, tt, pp) = CC ww (tt, pp) + AA(tt, pp)ss + BB(tt, pp)ss 3 2 + DD(tt, pp)ss 2 έτσι ώστε αυτή να εισαχθεί στο λογισμικό καταγραφής του πολυδεσμικού βυθομέτρου για να ελαχιστοποιηθούν τα σφάλματα κατά τον προσδιορισμό τόσο των τιμών των βαθών όσο και των θέσεων αυτών στον βαθυμετρικό κάνναβο. H μη εισαγωγή στο βυθομετρικό σύστημα του ορθού προφίλ ταχύτητας του ήχου στην υδάτινη στήλη πέρα από τις ανακρίβειες που μπορεί να προκαλέσει τόσο στις τιμές των μετρήσεων όσο και στην θέση αυτών στον πυθμένα δημιουργεί και εκτεταμένα artifacts στις επικαλύψεις των ζωνών εγγραφής (swaths). 9

Η μεταβολή της ταχύτητας του ήχου στην υδάτινη στήλη και ιδιαίτερα η δημιουργία τοπικών ελαχίστων και μεγίστων στην κατανομή της, έχει ως αποτέλεσμα πολύ σημαντικές τροποποιήσεις στη διάδοση των ηχητικών κυμάτων στη θάλασσα. Το γεγονός αυτό οφείλεται κυρίως στα φαινόμενα διάθλασης τα οποία είναι άμεσα συνδεδεμένα με τις διακυμάνσεις της ταχύτητας του ήχου. Όταν υφίστανται τοπικά ελάχιστα στη συνάρτηση της ταχύτητας του ήχου σε σχέση με το βάθος, τότε οι διαδιδόμενες ηχητικές ακτίνες θα διαθλώνται συνεχώς στρεφόμενες προς το νοητό άξονα της ελάχιστης ταχύτητας. Το συγκεκριμένο φαινόμενο σε συνδυασμό με τα φυσικά σύνορα της επιφάνειας της θάλασσας και του πυθμένα έχει σαν αποτέλεσμα να εμφανίζονται φαινόμενα κυματοδήγησης. Αντίστροφα, όταν υφίστανται τοπικά μέγιστα στο προφίλ της ταχύτητας (συνήθως κατά την καλοκαιρινή περίοδο) τότε εκδηλώνεται το αντίθετο φαινόμενο, οπότε δημιουργείται και η λεγόμενη ζώνη σκιάς. Η κατανομή της ταχύτητας του ήχου σε σχέση με το βάθος όπως αυτή παρουσιάζεται στην Εικόνα 3.3 υποδεικνύει την παρουσία 4 κομβικών επιπέδων στα βάθη των 35 m, 70 m, 250 m και 485 m αντίστοιχα. Το πρώτο επίπεδο (στα 35 m) καθορίζει το κάτω όριο της ζώνης ανάμιξης (mixed layer) και η δραματική ελάττωση της ταχύτητας του ήχου που παρατηρείται πάνω από αυτή είναι αποτέλεσμα της εισροής στο βορειοανατολικό Αιγαίο ελαφρύτερων υδάτινων μαζών (λόγω της πολύ μικρής τους αλατότητας: 17-21 PSU ) από την Μαύρη Θάλασσα, με τον όγκο τους ωστόσο μειωμένο σε σχέση με εκείνο της καλοκαιρινής περιόδου. Εντός του μόνιμου θερμοκλινούς, που οριοθετείται από τα βάθη των 35 m και 485 m αντίστοιχα, παρατηρούνται διάφορες τάσεις στην κατανομή της ταχύτητας διάδοσης του ήχου, ενώ βαθύτερα από τα 485 m, εντός της βαθιάς ισοθερμικης ζώνης, η ταχύτητα του ήχου ελέγχεται αποκλειστικά από τη πίεση των υπερκείμενων υδάτινων μαζών και αυξάνεται έντονα και γραμμικά (Εικ. 3.3). Η βαθυμετρική αποτύπωση έγινε αυτόνομα, αλλά και παράλληλα με τομογραφίες υποδομής πυθμένα με χρήση τομογράφου 3.5 khz. Το γωνιακό άνοιγμα της ηχητικής σάρωσης ορίστηκε μόνιμα στις 120 ο για να περιοριστούν τα artifacts στις άκρες των ζωνών καταγραφής (swaths). 10

Εικ. 3.2: Θέση πόντισης του αυτογραφικού οργάνου CTD. Εικ. 3.3: Μεταβολή της ταχύτητας διάδοσης του ήχου σε σχέση με το βάθος στην περιοχή του ανατολικού τμήματος της Τάφρου του Β. Αιγαίου (ΝΑΤ) τον Νοέμβριο 2015. 11

3.3 Επεξεργασία των βαθυμετρικών δεδομένων 3.3.1 Ανατολικό τμήμα Τάφρου Β. Αιγαίου Η επεξεργασία των συλλεχθέντων δεδομένων περιέλαβε τις φάσεις του data editing, navigation processing και gridding. Αυτές οι φάσεις περιγράφονται συνοπτικά παρακάτω με την σειρά που πραγματοποιήθηκαν: Data editing: Κατά την φάση αυτή έγινε ο κύριος ποιοτικός έλεγχος των βαθυμετρικών δεδομένων χρησιμοποιώντας δύο διαφορετικούς αλγόριθμους του λογισμικού MB- System οι οποίοι εξυπηρέτησαν τους εξής σκοπούς: (i) διαγραφή ακραίων και μη υπαρκτών τιμών βάθους και (ii) διαγραφή των artifacts (κυρίως στο ναδίρ και στα ακραία τμήματα των swaths) του βαθυμετρικού χάρτη που είχε παραχθεί με βάση τα πρωτογενή δεδομένα. Navigation processing: Προβλήματα στον προσδιορισμό του στίγματος υπήρξαν λίγα λόγω της χρήσης δορυφορικού συστήματος εντοπισμού θέσης (GPS) με πομπο-δέκτη TRIMBLE 4000, το οποίο παρείχε ακρίβεια της τάξης των ±10 m. Στις διακοπές λήψης του δορυφορικού σήματος οι συντεταγμένες των καταγραφέντων βαθών έδειχναν μηδενικές, έτσι αφού τα συγκεκριμένα βάθη δεν μπορούσαν να κατανεμηθούν στον χώρο διαγράφονταν από τις ascii ψηφιακές λίστες ΧΥΖ. Gridding: Κατά την φάση αυτή κατασκευάστηκε το ψηφιακό μοντέλο βαθυμετρίας (DΤM) που φαίνεται στην Εικόνα 3.4. Λαμβάνοντας υπόψη την διακριτική ικανότητα του ηχοβολιστικού συστήματος (across-track και along-track resolution) καθώς και την πυκνότητα του συνόλου των βαθυμετρικών μετρήσεων, η ισοδιαστάση (cell size) των 50 m επιλέχθηκε ως η πιο κατάλληλη για την παραγωγή του βαθυμετρικού καννάβου (DTM), κρίνοντας ότι οι κύριες γεωμορφολογικές δομές της περιοχής μελέτης χαρτογραφούνται ικανοποιητικά. Για την παραγωγή του DTM χρησιμοποιήθηκε το open-source λογισμικό MB-System και κατόπιν με το λογισμικό PDS2000 της εταιρείας Reson πραγματοποιήθηκε νέα διόρθωση των δεδομένων ανά τμήματα της περιοχής μελέτης (area base editing) χρησιμοποώντας τρεις διαφορετικές προσεγγίσεις: 12

1. Παρατήρηση από διαφορετικές οπτικές γωνίες των κελιών του βαθυμετρικού καννάβου. 2. Έλεγχο βαθυμετρικών μετρήσεων κατά μήκος οριζόντιων και κάθετων τομών ως προς τον κάνναβο. 3. Χρησιμοποίηση στατιστικών φίλτρων. Εικ. 3.4: Επεξεργασμένο ψηφιακό μοντέλο βαθυμετρίας από το ανατολικό τμήμα της Τάφρου του Β. Αιγαίου. 3.3.2 Πόρτο Λάγος-Φανάρι και Κόλπος Ιερισσού Η επεξεργασία των συλλεχθέντων δεδομένων στην παράκτια περιοχή ανατολικά του Πόρτο Λάγους-Φαναρίου καθώς και στον Κόλπο της Ιερισσού περιέλαβε τις φάσεις του data editing, navigation processing και gridding-spatial interpolation. Αυτές οι φάσεις περιγράφονται συνοπτικά παρακάτω με την σειρά που πραγματοποιήθηκαν: Data editing: Κατά την φάση αυτή έγινε ο κύριος ποιοτικός έλεγχος των βαθυμετρικών δεδομένων χρησιμοποιώντας δύο διαφορετικούς αλγόριθμους του λογισμικού MB- System οι οποίοι εξυπηρέτησαν τους εξής σκοπούς: (i) διαγραφή ακραίων και μη υπαρκτών τιμών βάθους και (ii) διαγραφή των artifacts στο ναδίρ των καταγραφικών ζωνών. 13

Navigation processing: Προβλήματα στον προσδιορισμό του στίγματος υπήρξαν λίγα λόγω της χρήσης δορυφορικού συστήματος εντοπισμού θέσης (GPS) με πομπο-δέκτη TRIMBLE 4000, το οποίο παρείχε ακρίβεια της τάξης των ±10 m. Στις διακοπές λήψης του δορυφορικού σήματος οι συντεταγμένες των καταγραφέντων βαθών έδειχναν μηδενικές, έτσι αφού τα συγκεκριμένα βάθη δεν μπορούσαν να κατανεμηθούν στον χώρο διαγράφονταν από τις ascii ψηφιακές λίστες ΧΥΖ. Gridding-spatial interpolation: Κατά την φάση αυτή κατασκευάστηκαν τα ψηφιακά μοντέλα βαθυμετρίας (DΤMs) που φαίνoνται στην Εικόνα 3.5, αφού όμως πρώτα χρησιμοποιήθηκε γεωστατιστική μέθοδος χωρικής παρεμβολής για να καλυφθούν τα μεγάλα κενά των βαθυμετρικών καταγραφών, καθώς αυτές πραγματοποιήθηκαν επικουρικά και ταυτόχρονα με τις τομoγραφίες υποδομής πυθμένα με τον ακουστικό τομογράφο των 3.5 khz και λόγω της μεγάλης μεταξύ τους απόστασης δεν μπορούσαν να δημιουργήσουν ένα βαθυμετρικό μωσαϊκό. Η γεωστατιστική χωρική παρεμβολή (spatial interpolation) πραγματοποιήθηκε με τη μέθοδο Topo to Raster σε περιβάλλον ArcGIS Desktop με την επέκταση του Spatial Analyst και με μέγεθος κελιού καθορισμένο στα 20 m. Το συγκεκριμένο module έχει αναπτυχθεί στο λογισμικό ArcGIS ειδικά για την δημιουργία ψηφιακών μοντέλων εδάφους (DTMs). Η διαδικασία της χωρικής παρεμβολής που υλοποιείται από την εν λόγω μέθοδο έχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορούν να ληφθούν υπόψη όλοι οι πιθανοί τύποι δεδομένων εισαγωγής που διαθέτει ο χρήστης (σημεία, γραμμές, πολύγωνα) αλλά και τα φυσιογραφικά χαρακτηριστικά εφόσον υπάρχουν. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί μια τεχνική παρεμβολής επαναλαμβανόμενων πεπερασμένων διαφορών και είναι βελτιστοποιημένη ώστε να έχει την υπολογιστική αποδοτικότητα μεθόδων χωρικής παρεμβολής όπως αυτή των Σταθμισμένων Αντιστρόφων Αποστάσεων (Inverse Distance Weighted), χωρίς όμως να χάνεται η επιφανειακή συνέχεια της παρεμβολής όπως για παράδειγμα στις μεθόδους Kriging και Spline. Πρόκειται ουσιαστικά για μια διακεκριμένη λεπτή τεχνική spline κατά την οποία η παράμετρος της τραχύτητας έχει τροποποιηθεί έτσι ώστε να καθίσταται δυνατό για το ψηφιακό μοντέλο να ακολουθεί απότομες αλλαγές του εδάφους όπως για παράδειγμα κοίτες ρεμάτων, κορυφογραμμές και απότομες κλιτύες. 14

Εικ. 3.5: Επεξεργασμένα ψηφιακά μοντέλα βαθυμετρίας από την παράκτια περιοχή ανατολικά του Πόρτο Λάγους-Φαναρίου (πάνω εικόνα) και από τον Κόλπο της Ιερισσού (κάτω εικόνα). 15

3.4 Αποτελέσματα βαθυμετρικών καταγραφών 3.4.1 Ανατολικό τμήμα Τάφρου Β. Αιγαίου Η Τάφρος του Β. Αιγαίου είναι υψηλής σεισμικότητας και αποτελεί προέκταση του μεγάλου ρήγματος της Βόρειας Ανατολίας. Είναι τυπική ρηξιγενής ζώνη δεξιάς οριζόντιας μετατόπισης ΒΑ-ΝΔ διεύθυνσης, όπως προκύπτει από τον μηχανισμό γένεσης της Αμερικανικής Γεωλογικής Εταιρείας. Η συσσώρευση τεκτονικών τάσεων στη Τάφρο είναι ιδιαίτερα υψηλή και γενικά η επίδραση αυτού του μεγάλου ρήγματος στη στη σεισμικότητα της Βόρειας και Κεντρικής Ελλάδος αλλά και της θάλασσας του Μαρμαρά, είναι σημαντική. Το δεξιάς οριζόντιας μετατόπισης σύστημα ρηγμάτων της Τάφρου ελέγχει την προς τα δυτικά τεκτονική κίνηση της Τουρκίας αλλά και την προς τα νοτοδυτικά μετατόπιση (37 mm/yr) της πλάκας του Αιγαίου σε σχέση με την πλάκα της Ευρασίας. Τα ρήγματα της Τάφρου αποτελούν συνέχεια του βόρειου σκέλους του μεγάλου ρήγματος μετασχηματισμού (intra-continental transform fault) της Βόρειας Ανατολίας στην Βόρεια Τουρκία και ελέγχουν την κίνηση της πλάκας της Ανατολίας προς τα δυτικά σε σχέση με την πλάκα της Ευρασίας, με το ρυθμό μετατόπισης να εκτιμάται στα 25 mm/yr. Στον βαθυμετρικό χάρτη της Εικόνας 3.6 οι κύριες γεωμορφολογικές δομές που απεικονίζονται είναι (i) η Λεκάνη της Λήμνου στα δυτικά και (ii) η κατωφέρεια του Πλατώ της Σαμοθράκης προς τα ανατολικά. Eντός της Λεκάνης της Λήμνου βρισκόταν το επίκεντρο του σεισμού (μεγέθους Μ=6.9) που συνέβη στις 24 Μαϊου 2014 ως αποτέλεσμα ενεργοποίησης ρήγματος είτε αριστερής οριζόντιας μετατόπισης με διεύθυνση ΝΝΑ-ΒΒΔ είτε δεξιάς οριζόντιας μετατόπισης με διεύθυνση ΔΝΔ-ΑΒΑ. Η θέση του επίκεντρου του σεισμού καθώς και ο προσανατολισμός της προς τα ΔΝΔ-ΑΒΑ ρηξιγενούς επιφάνειας ήταν σε συμφωνία με την γενική ρηξιγένεση δεξιάς οριζόντιας μετατόπισης (right-lateral strike-slip faulting) που χαρακτηρίζει όλη την Τάφρο του Β. Αιγαίου μέχρι και το ανατολικό άκρο της στον Κόλπο του Σάρου. Η Εικόνα 3.7 παρουσιάζει το προς Βορρά πρανές της Λεκάνης της Λήμνου έντονα κατακερματισμένο από πολλαπλά κανονικά ρήγματα (τα άλματα των οποίων δεν είναι γωστά στην βιβλιογραφία) με τις ρηξιγενείς επιφάνειες να κλίνουν κυρίως προς τα ΝΔ και ΝΑ. Θεωρείται μάλλον πολύ πιθανό να συμβαίνουν σε αυτό το πρανές εκτεταμένα και ισχυρά κατολισθητικά φαινόμενα. Επιπρόσθετα, δυτικά της λεκάνης είναι εμφανής η μεγάλη ρηξιγενής ζώνη που αποτελεί 16

τμήμα του βόρειου σκέλους του ρήγματος της Βόρειας Ανατολίας (NAF). H ζώνη αυτή καθώς εκτείνεται προς τα ανατολικά πιθανώς οριοθετεί τη βάση του βόρειου πρανούς της Λεκάνης της Λήμνου. Αντίθετα, το προς Νότο πρανές της λεκάνης φαίνεται ότι υφίστανται πολύ ηπιότερες τεκτονικές και γεωλογικές διεργασίες. Ο πυθμένας της λεκάνης εμφανίζει εξαιρετικά ανώμαλη τοπογραφία, η οποία είναι συνεπακόλουθη της γειτνίασης του πυθμένα με την ρηξιγενή ζώνη αλλά και αποτέλεσμα των πιθανολογούμενων ισχυρών και εκτεταμένων κατολισθήσεων στο βόρειο πρανές της λεκάνης. Η κατωφέρεια του Πλατώ της Σαμοθράκης βυθίζεται απότομα, με κλίσεις που υπερβαίνουν και τις 70 ο, και συναντά το αβυσσικό πεδίο σε βάθος περίπου 900-905 m. Χαρακτηρίζεται στο δυτικό της τμήμα από διαβρωσιγενείς αύλακες (erosional gullies), ενώ ανατολικότερα εμφανίζονται και φαράγγια (canyons) μεσαίου και μεγάλου βαθμού ωρίμανσης (Εικ. 3.8). Επιπρόσθετα, στην περιοχή του αβυσσικού πεδίου που γειτονεύει με τη κατωφέρεια εντοπίζονται ενδιαφέροντα γεωμορφολογικά στοιχεία όπως τουρβιδιτικές αποθέσεις (submarine fans) και συντρίμμια κατολισθήσεων (landslide lobe) (Εικ. 3.8), καθώς και δύο καταβυθίσεις, depressions 1 και 2, με μέγιστα βάθη περίπου 30 m και 40 m (σε σχέση με τον περιβάλλοντα πυθμένα) αντίστοιχα (Εικ. 3.9). Τέλος, όλα τα βαθυμετρικά δεδομένα που έχουν συλλεχθεί μέχρι τώρα από την περιοχή της Τάφρου του Β. Αιγαίου αλλά και βορειότερα αυτής, στα πλαίσια του Προγράμματος "Aegean Explorations/YPOTHER", παρουσιάζονται στον βαθυμετρικό χάρτη της Εικόνας 3.10. Ωστόσο, είναι σημαντικό να τονιστεί η συνεισφορά των δεδομένων που είχε συλλέξει το ΕΛΚΕΘΕ από το Β. Αιγαίο κατά το 2000 στην τελική ολοκλήρωση του βαθυμετρικού χάρτη που επιδεικνύεται στην Εικόνα 3.10. 17

Εικ. 3.6: Aνάγλυφος (shaded relief) βαθυμετρικός χάρτης του ανατολικού τμήματος της Τάφρου του Β. Αιγαίου στην Ελληνική επικράτεια, όπως προέκυψε από τα παρόντα δεδομένα (AEX-7) σε συνδυασμό με δεδομένα από το 2000, σε σύστημα συντεταγμένων WGS-84 (Grid interval: 50 m, Bathymetry datum: mean sea level). 18

Εικ. 3.7: Βαθυμετρική αποτύπωση της Λεκάνης της Λήμνου (Grid interval: 50 m, Bathymetry datum: mean sea level). 19

Εικ. 3.8: Βαθυμετρική απεικόνιση της ηπειρωτικής κατωφέρειας και του γειτονεύοντος αβυσσικού πεδίου νότια της Σαμοθράκης (Grid interval: 50 m, Bathymetry datum: mean sea level). 20

Εικ. 3.9: Βαθυμετρική απεικόνιση της ηπειρωτικής κατωφέρειας και του γειτονεύοντος αβυσσικού πεδίου νότια της Σαμοθράκης (Grid interval: 50 m, Bathymetry datum: mean sea level). 21

Εικ. 3.10: Συνολικός ανάγλυφος (shaded relief) βαθυμετρικός χάρτης του Β. Αιγαίου, όπως προέκυψε από τον συνδυασμό των παρόντων βαθυμετρικών μετρήσεων (ΑΕΧ-7), των μετρήσεων των ωκεανογραφικών αποστολών AEX-1, AEX-3, AEX-4, AEX-5, και AEX-6, καθώς και αυτών του 2000 στην ίδια περιοχή, σε σύστημα συντεταγμένων WGS-84 (Grid interval: 50 m, Bathymetry datum: mean sea level). 22

3.4.2 Πόρτο Λάγος-Φανάρι και Κόλπος Ιερισσού Η βαθυμετρική απεικόνιση του ρηχού τμήματος ανατολικά του Πόρτο Λάγους-Φαναρίου (Εικ. 3.11) δείχνει ότι νοτιοανατολικά, στα βαθύτερα νερά, μια υποθαλάσσια κοιλάδα αρχίζει να ξεπροβάλλει. Η βαθυμετρική αποτύπωση στον Κόλπο της Ιερισσού (Εικ. 3.12) υποδεικνύει ότι ο κόλπος είναι μια ασύμμετρη λεκάνη με μέγιστα βάθη που φθάνουν ή και υπερβαίνουν τα 80 m, με το μέσο βάθος στην είσοδο του κόλπου να μην υπερβαίνει τα 65-67 m. Οι τιμές των υφιστάμενων βαθών στον κόλπο καθώς και η κατανομή τους στον χώρο ενισχύουν την άποψη ότι κατά την τελευταία παγετώδη περίοδο (Last Glacial Maximum), πριν περίπου 19000-20000 χρόνια, ο Κόλπος της Ιερισσού ήταν ένα λιμναίο περιβάλλον. Εικ. 3.11: Βαθυμετρική αποτύπωση του παράκτιου τμήματος ανατολικά του Πόρτο Λάγους- Φαναρίου (Μέγεθος κελιού βαθυμετρικού καννάβου: 20 m, Χωρική παρεμβολή: Topo to Raster σε περιβάλλον ArcGIS Desktop ). 23

Εικ. 3.12: Βαθυμετρική αποτύπωση του Κόλπου της Ιερισσού (Μέγεθος κελιού βαθυμετρικού καννάβου: 20 m, Χωρική παρεμβολή: Topo to Raster σε περιβάλλον ArcGIS Desktop ). 24

4 Διασκόπηση υποστρώματος πυθμένα Γ. Ρουσάκης, Δ. Σακελλαρίου, Π. Γεωργίου, Π. Μαντόπουλος, Π. Ρενιέρης, Μ. Παυλίδη-Πάλλα, Κ. Μαντά, Μ. Χούντα και Α. Καλογεράς 4.1 Εισαγωγή Βασικός σκοπός της σεισμικής διασκόπησης σε αυτή την ερευνητική αποστολή ήταν να συμπληρωθεί και να επικαιροποιηθεί το ΦΧ Θράκη σε ότι αφορά στη στρωματογραφία και νεοτεκτονική δομή του ανώτερου Ολοκαινικού καλύμματος και στη γεωμορφολογική αποτύπωση των δομών που σχετίζονται με την τελευταία επίκλυση της θάλασσας στο Β. Αιγαίο, δηλ. τον εντοπισμό παλαιοκοιτών ποταμών, παλαιοακτών και των υπολειμματικών άμμων. Οι υπολειμματικές άμμοι είναι ως γνωστό πλούσιες σε βαρέα ορυκτά (αλλανίτης, μοναζίτης) με σημαντικό περιεχόμενο σε σπάνιες γαίες. Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκε η τεχνική της διασκόπησης υποστρώματος πυθμένα με σύστημα 3.5 khz για τις πλέον επιφανειακές ιζηματολογικές δομές ηλικίας του ανώτερου Πλειστόκαινου. Η σεισμική διασκόπηση του υποστρώματος επικεντρώθηκε κατά κύριο λόγο στην υφαλοκρηπίδα της Θράκης, μεταξύ Θάσου και Σαμοθράκης, ανατολικά και βόρεια της Σαμοθράκης και στην περιοχή του Πόρτο Λάγος. Σεισμική διερεύνηση του υποστρώματος με τομογράφο 3.5kHz πραγματοποιήθηκε επίσης στον Κόλπο της Ιερισσού. Η στρατηγική της έρευνας στις συγκεκριμένες περιοχές σχεδιάστηκε με βάση τα αποτελέσματα των ερευνών των Perissoratis & Mitropoulos (1989). Για την χαρτογράφηση χρησιμοποιήθηκε ο τομογράφος υποδομής πυθμένα 3.5kHz. Εκτός αυτού πραγματοποιήθηκαν σεισμικές τομές με σύστημα air gun στην περιοχή της Λεκάνης της Λήμνου με σκοπό να επεκταθεί η έρευνα της τεκτονικής δομής της Τάφρου του Βόρειου Αιγαίου προς τα ανατολικά. 25

4.2 Γεωμορφολογία, στρωματογραφία και τεκτονική της υφαλοκρηπίδας Θράκης Για τη σεισμική διασκόπηση του υποστρώματος στη περιοχή της υφαλοκρηπίδας της Θράκης χρησιμοποιήθηκε ο τομογράφος υποδομής πυθμένα 3.5kHz. Στο χάρτη της Εικ. 4.1 παρουσιάζονται οι τομές που καταγράφηκαν. Εικ. 4.2.1: Χάρτης με τις διαδρομές των τομογραφιών 3.5kHz που καταγράφηκαν κατά τη διάρκεια του πλόα ΑΕΧ-7 στο ΦΧ Θράκη, συνολικού μήκους 260 ναυτικών μιλίων. 26

Oι τομές της σεισμικής διασκόπησης πυθμένα με σύστημα 3,5KHz (Εικ. 4.2.1) σχεδιάστηκαν με σκοπό να καλυφθούν εκτός από το κύριο τμήμα της υφαλοκρηπίδας και περιοχές μικρού βάθους όπου υπήρχε πιθανότητα ύπαρξης παλαιο-κοιτών - παλαιο-καναλιών μέσω των οποίων διοχετεύονταν τα ιζήματα ποταμών προς το υφαλοπρανές. Καταρχήν έγιναν 4 κύριες τομές (1-2 έως και 7-8 Εικ. 4.1) σεισμικής διασκόπησης με διεύθυνση περίπου Β-Ν και από βάθος 50-60 μέτρα μέχρι και τα 400 μέτρα περίπου, ολόκληρο το εύρος της υφαλοκρηπίδας και μεγάλο μέρος του ανώτερου υφαλοπρανούς. Από τις τομογραφίες αυτές φαίνεται ότι ο πυθμένας της περιοχής της υφαλοκρηπίδας σε βάθη από 60 έως και το υφαλοόριο των 110-115 μέτρων καλύπτεται από αμμώδη χονδρόκοκκα ιζήματα, πάχους από 1 μέτρο έως και 5,5 μέτρα. Τα ιζήματα αυτά αντιπροσωπεύουν τόσο τα υπολειμματικά ιζήματα που παρέμειναν στην περιοχή μετά την θαλάσσια επίκληση όσο και παλίμψιστα αμμώδη ιζήματα τα οποία μετά την επαναιώρηση τους και την ανάμειξή τους με σύγχρονα ιζήματα επαναποτέθηκαν στην περιοχή. Η περιοχή αυτή της υφαλοκρηπίδας φαίνεται να καλύπτεται από ακόμη περισσότερο χονδρόκοκκκα ιζήματα (αδιαπέραστα από το ηχοβολιστικό) προς τα ανατολικά, οπότε δεν είναι δυνατή και η εκτίμηση του πάχους των. Εικ. 4.2.2: Τομογραφία πυθμένα (3-4, 1-2/8) όπου διακρίνονται τα χονδρόκοκκα ιζήματα μικρού πάχους, από βάθος 60μ. έως και το υφαλοόριο και η υποκείμενη διαβρωμένη επιφάνεια. 27

Κάτω από τα επιφανειακά ιζήματα διακρίνεται επιφάνεια ισχυρής ανάκλασης έντονα διαβρωμένη (Εικ.4.2.2) η οποία αντιπροσωπεύει την υποαέρια επιφάνεια της υφαλοκρηπίδας όταν αυτή είχε χερσεύσει κατά την περίοδο χαμηλής στάθμης της θάλασσας (-115μ, 18000χρ. πριν από σήμερα), η οποία διαβρωνόταν και την διέτρεχαν διάφοροι μικροί ποταμοχείμαρροι που μετέφεραν τα ιζήματα απευθείας στο υφαλοπρανές. Σε πολλές περιπτώσεις στις σεισμικές τομές διακρίνονται τοπικά μικρές παλαιο-κοίτες οι οποίες όμως δεν έχουν εμφανή συνέχεια σε όλο το μήκος της περιοχής ώστε να θεωρηθούν συνέχεια κάποιου μεγάλου ποτάμιου συστήματος (Εικ. 4.2.3). Εικ. 4.2.3: Εντοπισμένη μορφή παλαιο-κοίτης στην τομογραφία 7-8. 28

Εικ. 4.2.4: Αδρόκοκκα ιζήματα στον πυθμένα της περιοχής βόρεια της νήσου Θάσου στην τομογραφία 23-24. Στην περιοχή δυτικά της Θάσου όπου έγιναν οι σεισμικές τομογραφίες 20-21 έως και 25-26 (Εικ. 4.2.1) φαίνεται ότι ο πυθμένας καλύπτεται και εκεί από πολύ χονδρόκοκκα ιζήματα σε βάθη μικρότερα των 80 μέτρων, ενώ δεν εντοπίζονται ίχνη από παλαιότερες κοίτες ποταμοχειμάρων (Εικ. 4.2.4). Επειδή αυτές οι τομές αυτές έγιναν για να βρεθεί πιθανή συνέχεια της κοίτης κυρίως του ποταμού Νέστου, φαίνεται ότι πιστοποιείται το γεγονός ότι ο ποταμός κατά την περίοδο χαμηλής στάθμης της θάλασσας είχε κοίτη η οποία κατευθυνόταν μόνο δυτικά της νήσου Θάσου και δεν είχε κανένα παραπόταμο στην περιοχή ανατολικά της ίδιας νήσου. Το πάχος των ιζημάτων στην περιοχή είναι μικρό 1-5 μ. ενώ οι αποθέσεις φαίνεται να αυξάνονται βαθύτερα από τα 90 μέτρα όπου τα ιζήματα γίνονται περισσότερο λεπτόκοκκα. Στη περιοχή των πρανών της Θάσου ο πυθμένα γίνεται βραχώδης μετά τα 50 μέτρα βάθος και προς τα μικρότερα βάθη (Εικ. 4.2.4). Μετά το υφαλόριο και στα ανώτερα πρανή, ο πυθμένα μέχρι το βάθος των 150 μέτρων, καλύπτεται από λεπτόκοκκα ολοκαινικά ιζήματα τα οποία έχουν πάχος από 4 έως και 6 μέτρα. Κάτω από την επιφανειακή αυτή ενότητα διακρίνονται στις σεισμικές καταγραφές περισσότερο αδρόκοκκα ιζήματα που αποτέθηκαν κατά την μεταπαγετώδη και τελευταία παγετώδη περίοδο τα οποία μεταφέρθηκαν από τα ποτάμια απευθείας στα ανώτερα πρανή όταν η στάθμη της θάλασσας ήταν πολύ χαμηλή στα - 110 μέτρα περίπου. 29

Εικ. 4.2.5. Ολοκαινικές αποθέσεις στην σεισμική τομογραφία 3-4, που καλύπτουν τα ανώτερα πρανή νότια του πλατώ της Σαμοθράκης, οι υποκείμενες αποθέσεις της τελευταίας παγετώδους περιόδου και τα ρήγματα βαρύτητας τα οποία οριοθετούν ολόκληρα "μπλόκ" ιζημάτων τα οποία έχουν περιστραφεί με αρνητική κλίση ως προς τα πρανή. Μετά τα 150 μέτρα βάθος εντοπίζονται συνεχόμενα ρήγματα βαρύτητας (retrogression gravity faults) τα οποία οριοθετούν μεγάλες μάζες ιζημάτων οι οποίες έχουν περιστραφεί και εμφανίζονται με αντίστροφη κλίση ως προς τη κλίση του πρανούς (Εικ. 4.2.5). Το φαινόμενο αυτό συναντάται σε όλες τις τομογραφίες των πρανών και οφείλονται στην δομή ολόκληρης της περιοχή η οποία επηρεάζεται από μεγάλες πολλαπλές οπισθόδρομες (retrogressive slope failure) κατολισθήσεις μαζών ιζημάτων που προκαλούν την αποσταθεροποίηση όλου του βόρειου πρανούς της τάφρου του Βορείου Αιγαίου (βόρεια λεκάνη Λήμνου) στην περιοχή, όπως διαπιστώθηκε και από τις σεισμικές καταγραφές των τομών Airgun 40ci στην λεκάνη της Λήμνου (βλέπε επόμενη παράγραφο 4.4). Στην περιοχή Ανατολικά της Σαμοθράκης έγιναν οι σεισμικές τομογραφίες 15-16-17-18 και 27-28 έως και 35-36 (Εικ. 4.2.1) ώστε να διαπιστωθεί πιθανή ποτάμια διακλάδωση του ποταμού Έβρου. Στις τομογραφίες 15-16-17-18 δεν εντοπίστηκε καμιά παλαιο-κοίτη 30

μεγάλου μεγέθος ενώ τα ιζήματα που καλύπτουν τον πυθμένα είναι αδρόκοκκα και μικρού πάχους. Δυτικά της Σαμοθράκης στις σεισμικές τομογραφίες 27-28 έως και 31-32, εντοπίστηκε βύθισμα, βάθους που κυμαίνεται στα 7,5 μέτρα στα βόρεια έως και 20 μέτρα στα νότια, το οποίο έχει προσχωθεί με νεότερα ιζήματα (Εικ. 4.2.7) Εικ. 4.2.7. Όρια βυθίσματος (πιθανόν λίμνης) όπως αυτό εντοπίζεται στις σεισμικές καταγραφές ανατολικά της νήσου Σαμοθράκης. Τα όρια του βυθίσματος στα ανατολικά φαίνεται να είναι ρηξιγενή ενώ τα ιζήματα έχουν αυξημένο πάχος προς τα ανατολικά. Το βύθισμα προς τα βόρεια δεν εντοπίζεται στις σεισμικές καταγραφές, ούτε και προς τα νότια όπου οριοθετείται από την έξαρση με διεύθυνση Α-Δ της νησίδας Ζουράφας. Εξαιτίας της μη συνέχειας του βυθίσματος αυτού θεωρούμε ότι πρόκειται για μία απομονωμένη λίμνη και όχι για μια ευρεία παλαιο-κοίτη, παρότι ο υποκείμενος σκληρός ορίζοντας φαίνεται αρκετά διαβρωμένος. Η πιθανή λίμνη φαίνεται να έχει μικρότερο εύρος στο νότιο τμήμα της όπου όμως αυξάνεται η κλίση του πυθμένα της και αποτίθεται το μεγαλύτερο πάχος των ιζημάτων που την καλύπτουν (Εικ. 4.2.7). 31

4.3 Γεωμορφολογία, στρωματογραφία και τεκτονική του Κόλπου Ιερισσού Για τη σεισμική διασκόπηση του υποστρώματος του Κόλπου της Ιερισσού χρησιμοποιήθηκε ο τομογράφος υποδομής πυθμένα 3.5 khz. Στο χάρτη της Εικ. 4.3.1 παρουσιάζονται οι τομές που καταγράφηκαν. Εικ. 4.3.1: Χάρτης με τις διαδρομές των τομογραφιών 3.5kHz που καταγράφηκαν κατά τη διάρκεια του πλόα ΑΕΧ-7 στον Κόλπο Ιερισσού, συνολικού μήκους 40 ναυτικών μιλίων. Σκοπός της διερεύνησης του Κόλπου Ιερισσού με τομογράφο υποδομής πυθμένα 3,5 khz και πολυδιαυλικό σύστημα βυθομέτρησης ήταν η διερεύνηση της στρωματογραφικής δομής των ιζημάτων που έχουν αποτεθεί και η αναπαράσταση της παλαιο-γεωγραφικής εξέλιξης του, υπό το φως των πληροφοριών, δεδομένων και ερμηνειών των Perissoratis & Mitropoulos (1989). 32

Από την βυθομετρική διερεύνηση του Κόλπου προέκυψε ότι το βάθος στο εσωτερικό του Κόλπου φτάνει τα 75 μέτρα. Το στόμιο του Κόλπου χαρακτηρίζεται από ένα ύβωμα που ενώνει τα δύο άκρα του και έχει βάθη όχι μεγαλύτερα από 66-67 μέτρα. Η βυθομετρική αυτή διαμόρφωση δημιουργεί ένα βύθισμα στο εσωτερικό του Κόλπου Ιερισσού, το οποίο διαχωρίζεται με ένα ρηχό ύβωμα από τον Στρυμονικό Κόλπο. Στην Εικ. 4.3.2 παρουσιάζεται τομογραφία υποστρώματος 3,5 khz, τμήμα της τομής 1-2. Στην τομογραφία διακρίνεται το ακουστικά διαφανές υποεπιφανειακό στρώμα πάχους περίπου 10 miliseconds το οποίο έχει αποτεθεί σε θαλάσσιο περιβάλλον στη διάρκεια του Ολόκαινου. Κάτω από αυτό διακρίνεται ένα ακουστικό πακέτο με συνεχείς, παράλληλες ανακλάσεις και πάχος που μειώνεται προς το περιθώριο. Το πακέτο αυτό αντιπροσωπεύει τα ιζήματα που αποτέθηκαν στο εσωτερικό του Κόλπου σε λιμναίο περιβάλλον, στη διάρκεια της τελευταίας παγετώδους περιόδου, όταν η στάθμη της θάλασσας ήταν χαμηλότερα από 66-67 μέτρα. Εικ. 4.3.2: Τομογραφία υποστρώματος πυθμένα 3,5 khz, τμήμα της τομής 1-2. Στην τομή έχουν σημειωθεί τα όρια μεταξύ θαλάσσιων Ολοκαινικών ιζημάτων και των υποκείμενων λιμναίων ιζημάτων και η πιθανή στάθμη της παλαιο-λίμνης Ιερισσού Το ρηχότερο σημείο που εμφανίζεται ιζήματα αυτού του πακέτου παρατηρήθηκε σε βάθος 78-80 μέτρων στις περισσότερες τομές και θεωρούμε ότι αντιπροσωπεύει την στάθμη της 33

παλαιο-λίμνης Ιερισσού, η οποία υπήρχε στη διάρκεια της τελευταίας παγετώδους περιόδου. Από την ερμηνεία των ακουστικών δεδομένων προκύπτει ότι η παλαιο-λίμνη κάλυπτε το βόρειο τμήμα του Κόλπου Ιερισσού. Στην τομογραφία της Εικ. 4.3.3, από το βόρειο άκρο του Κόλπου Ιερισσού, διακρίνεται η ρηξιγενής επιφάνεια, η οποία οριοθετεί προς Βορρά τα λιμναία ιζήματα και το μεγάλου πάχους, διαφανές, θαλάσσιο, Ολοκαινικό κάλυμμα. Βόρεια από το ρήγμα το πάχος των Ολοκαινικών ιζημάτων είναι πολύ μικρότερο και αποτίθενται ασύμφωνα πάνω σε μια επιφάνεια μεγάλης ανακλαστικότητας, η οποία αντιπροσωπεύει το χερσαίο παλαιοανάγλυφο. Η υποθαλάσσια ρηξιγενής επιφάνεια ευρίσκεται στην προς ανατολάς πρόεκταση του ρήγματος Βαρβάρας-Στρατωνίου, το οποίο έχει χαρτογραφηθεί και μελετηθεί στη χέρσο (Pavlides et al., 2010; Caputto et al., 2012) και ενεργοποιήθηκε το 1932 κατά τον σεισμό της Ιερισσού, μεγέθους Mw=7.0. Εικ. 4.3.3: Τομογραφία υποστρώματος πυθμένα 3,5 khz, τμήμα της τομής 2-3. Στην τομή έχουν σημειωθεί τα όρια μεταξύ θαλάσσιων Ολοκαινικών ιζημάτων και των υποκείμενων λιμναίων ιζημάτων, η πιθανή στάθμη της παλαιο-λίμνης Ιερισσού, το ρήγμα Στρατωνίου και το παλαιοανάγλυφο της περιοχής. 34

4.4 Στρωματογραφία και τεκτονική της Τάφρου Β. Αιγαίου (Θάσος-Λήμνος-Αγ. Ορος) Ο σκοπός της καταγραφής σεισμικών τομών Airgun 40ci στην λεκάνη της Λήμνου ήταν να επεκταθεί κατά το δυνατόν και στα πλαίσια του διαθέσιμου χρόνου η σεισμική διασκόπηση του της Τάφρου του Β. Αιγαίου προς ανατολικά. Στην Εικ. 4.4.1 παρουσιάζονται οι σεισμικές τομές που καταγράφηκαν κατά τη διάρκεια του πλόα του Νοεμβρίου 2015. Εικ. 4.4.1: Χάρτης με τις διαδρομές των σεισμικών τομών air gun 40 in 3 που καταγράφηκαν κατά τη διάρκεια του διάρκεια του πλόα ΑΕΧ-7, συνολικού μήκους 32 ναυτικών μιλίων. 35

Εικ. 4.4.2: Σεισμικές τομές 22-23 και 25-26, Airgun 40ci. Η θέση των τομών φαίνεται στο χάρτη της Εικ. 4.10. 36

Στις δύο σεισμικές τομές της Εικ. 4.4.2 παρουσιάζεται η ερμηνεία της σεισμικής στρωματογραφίας και της τεκτονικής δομής σε διεύθυνση ΒΔ-ΝΑ. Οι δύο τομές παρουσιάζουν τις εξής κύριες δομές: 1) Την κύρια ρηξιγενή δομή του Ρήγματος της Τάφρου Βορείου Αιγαίου, η οποία εμφανίζεται με την μορφή πολλαπλών ρηγμάτων σε διαμόρφωση αρνητικής ανθοδομής (negative flower structure) στο βαθύτερο τμήμα της Λεκάνης της Λήμνου και έχει οδηγήσει στη δημιουργία και βύθιση της. 2) Το νότιο πρανές της Λεκάνης, το οποίο είναι ευθύγραμμο, με διεύθυνση Ν70Ε, καλύπτεται από σχετικά μικρό πάχος ιζημάτων χωρίς σαφή στρωματογραφική δομή. Τα ιζήματα υπέρκεινται του ακουστικού υποβάθρου των σεισμικών τομών, το οποίο πιθανότατα αντιπροσωπεύει το αλπικό υπόβαθρο της περιοχής. 3) Το βόρειο πρανές παρουσιάζει σύνθετη δομή. Μορφολογικά έχει αμφιθεατρική μορφή, με πολλαπλές ενδείξεις φαινομένων εκτεταμένης ολίσθησης μαζών. Στις δύο τομές της Εικ. 4.4.2 σημειώνεται η μάζα που έχει ολισθήσει και διακρίνεται από τον χαοτικό ακουστικό χαρακτήρα και την απουσία συνεχών εσωτερικών ανακλάσεων. Στις δύο τομές δεν διακρίνεται το δάπεδο της κατολίσθησης, ενώ σε αρκετές περιπτώσεις είναι δυνατόν διακρίνεται η οροφή της. Από την ερμηνεία των δύο σεισμικών τομών και του βυθομετρικού ανάγλυφου προκύπτει ότι το σύνολο του βόρειου πρανούς έχει καταρρεύσει με τη μορφή πολλαπλών κατολισθήσεων. Η μάζα που ολίσθησε εμφανίζεται στον πυθμένα σε περιοχές που έχουν μεγάλη κλίση. Σε περιοχές με μικρή κλίση καλύπτεται από νεότερα ιζήματα με σαφή στρωματογραφική δομή με εναλλαγές διαφανών σεισμικών πακέτων και πακέτων με έντονες, συνεχείς ανακλάσεις. Η στρωματογραφία αυτή είναι ενδεικτική της ιζηματογένεσης του Τεταρτογενούς με τις περιοδικές μεταβολές χαμηλής και υψηλής στάθμης θάλασσας. Το πάχος των ιζημάτων που καλύπτουν την μάζα της κατολίσθησης φτάνει κατά τόπους τα 300 miliseconds. 37

4.5 Βιβλιογραφία Caputo R., Chatzipetros A., Pavlides S., Sboras s., 2012. The Greek Database of Seismogenic Sources (GreDaSS): state-of-the-art for northern Greece. ANNALS OF GEOPHYSICS, 55, 5, 2012; doi: 10.4401/ag-5168 Pavlides S., Caputo R., Sboras S., Chatzipetros A., Papathanasiou G., Valkaniotis S., 2010. The Greek catalogue of active faults and database of seismogenic sources. Bulletin of the Geological Society of Greece, XLIII, No 1 486-494, Proceedings of the 12th International Congress, Patras, May, 2010 Perissoratis, C. & Mitropoulos, D. 1989. Late Quaternary Evolution of the Northern Aegean Shelf. Quaternary Research 32, 36 50. 38

5 Γεωχημεία επιφανειακών ιζημάτων Α.Π. Καραγεώργης, Θ.Δ. Κανελλόπουλος, Π. Γεωργίου, Ι. Σταυρακάκη, Γ. Καμπούρη, Α. Παπαγεωργίου, Γ. Ρουσάκης 5.1 Εισαγωγή Κατά τη διάρκεια του ωκεανογραφικού πλόα ΑΕΧ-7 στην περιοχή του βόρειου Αιγαίου και ειδικότερα ανατολικά της νήσου Θάσου μέχρι τη νήσο Σαμοθράκη και τα θαλάσσια σύνορα με την Τουρκία έγιναν δειγματοληψίες επιφανειακών ιζημάτων με δειγματολήπτη τύπου box corer, στις θέσεις που φαίνονται στο χάρτη της Εικ. 7.1. Οι γεωγραφικές συντεταγμένες και το βάθος φαίνονται στον Πίνακα 7.1. Τα δείγματα ανήκουν κυρίως στο φύλλο χάρτου κλίμακας 1:200.000 'Θράκη', ενώ συλλέχθηκαν μερικά δείγματα και από το ΦΧ 'Καβάλα'. Εικ. 7.1: Χάρτης σταθμών δειγματοληψίας επιφανειακών ιζημάτων ΑΕΧ-7. 39

Η γεωχημική ανάλυση περιλαμβάνει τον προσδιορισμό των συγκεντρώσεων των κύριων στοιχείων και των ιχνοστοιχείων των ιζημάτων και αποσκοπεί στην εκτίμηση της γεωχημικής συμπεριφοράς τους σε σχέση με το περιβάλλον απόθεσης. Επισημαίνεται ότι πλήρης απόδοση της γεωχημικής συμπεριφοράς των στοιχείων δεν μπορεί να γίνει δίχως τα δεδομένα της κοκκομετρικής σύστασης των ιζημάτων και του περιεχομένου τους σε οργανικό άνθρακα, που, κατά τη διάρκεια συγγραφής της παρούσας έκθεσης, βρίσκονται σε εξέλιξη στα εργαστήρια του ΙΓΜΕ. Πίνακας 7.1. Σταθμοί δειγματοληψίας στα ΦΧ Θράκη και Καβάλα. Map sheet Station/Sample Latitude [N} Longitude [E] depth (m) KAV KAV-77 40.83958 24.65638 24 THR THR-183 40.63871 24.87369 101 THR THR-184 40.53729 24.82531 129 THR THR-186 40.42175 24.81489 477 THR THR-187 40.36256 24.73417 531 THR THR-188 40.36442 24.87053 257 THR THR-189 40.46143 24.89787 421 THR THR-190 40.51757 24.96218 216 THR THR-191 40.56942 24.94583 156 THR THR-192 40.46302 25.02976 240 THR THR-193 40.56446 25.12454 139 THR THR-194 40.46453 25.19400 185 THR THR-195 40.39301 24.95827 319 THR THR-196 40.36147 25.03882 391 THR THR-197 40.36818 25.19230 607 THR THR-198 40.42466 25.11617 368 THR THR-199 40.42712 25.29102 103 THR THR-200 40.44599 25.44596 36 THR THR-201 40.39818 25.55259 36 THR THR-202 40.34791 25.43660 180 THR THR-203 40.35371 25.62221 857 THR THR-204 40.40638 25.65462 138 THR THR-205 40.38552 25.75207 781 THR THR-206 40.42569 25.83281 159 THR THR-207 40.45088 25.71828 40 THR THR-208 40.52514 25.83341 51 THR THR-209 40.63302 25.79970 30 THR THR-213 40.60107 25.56694 72 THR THR-214 40.76570 25.41240 67 THR THR-215 40.81716 25.32048 54 THR THR-216 40.77364 25.08606 56 40

Map sheet Station/Sample Latitude [N} Longitude [E] depth (m) THR THR-217 40.72729 24.91137 61 THR THR-218 40.68494 24.89771 73 THR THR-219 40.80188 24.80046 31 THR THR-220 40.85255 24.95129 30 THR THR-221 40.90108 25.07662 26 THR THR-222 40.84425 25.23883 42 THR THR-223 40.80800 25.46891 66 THR THR-224 40.76520 25.77239 70 THR THR-227 40.53870 25.57566 86 THR THR-228 40.62377 25.46189 104 THR THR-229 40.53460 25.37481 104 THR THR-230 40.63974 25.25064 104 THR THR-232 40.67605 25.04196 95 THR THR-233 40.77791 25.89462 28 THR THR-235 40.55027 24.71878 109 THR THR-236 40.71893 25.28602 73 THR THR-237 40.52027 25.66320 53 THR THR-238 40.52362 25.49967 68 THR THR-239 40.44147 25.77670 105 THR THR-240 40.48750 25.78895 48 THR THR-241 40.52799 25.70193 55 THR THR-242 40.59407 25.75359 49 THR THR-243 40.61583 25.71057 43 5.2 Εργαστηριακές αναλύσεις Οι γεωχημικές αναλύσεις έγιναν με τη μέθοδο φθορισμού ακτίνων-χ στο σύστημα Panalytical (τέως Philips) PW-2400 με δυνατότητα μέτρησης στοιχείων του περιοδικού συστήματος από το βόριο έως το ουράνιο. Το σύστημα λειτουργεί στο ΕΛΚΕΘΕ από το 1998 με άριστα αποτελέσματα. Η προετοιμασία των δειγμάτων περιλαμβάνει ξήρανση στους 60 C και στη συνέχεια λεπτομερή λειοτρίβηση σε αυτόματο μύλο από αχάτη. Για την ανάλυση των κυρίων στοιχείων κατασκευάζονται γυάλινα δισκία από 0.6 g κονιοποιημένου δείγματος, 5.5 g μίγματος 2:1 τετραβορικό λίθιο-μεταβορικό λίθιο (Li2B4O7-LiBO2), 0.5 g ανθρακικό λίθιο (LiCO3) και μερικές σταγόνες βρωμιούχου λιθίου (LiBr) σε συσκευή σύντηξης Claisse. Για την ανάλυση των ιχνοστοιχείων, 5 g κονιοποιημένου δείγματος και 1.25 g ειδικού κεριού χρησιμοποιούνται για την προετοιμασία δισκίου σε αυτόματη πρέσα Hertzog, σε πίεση 20 tn για χρονικό διάστημα 20 sec. Το μέσο λάθος στην ανάλυση όλων των στοιχείων είναι <10 % 41

και είναι ελεγμένο με σειρά δειγμάτων αναφοράς (reference samples) από την Αμερική, τον Καναδά, την Ιαπωνία και την Ευρώπη. Το σύστημα XRF του ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε. έχει αναλύσει στο παρελθόν δείγματα ιζημάτων σε διεργαστηριακές ασκήσεις όπως το QUASIMEME και πρόσφατα της International Atomic Energy Agency με εξαιρετικά αποτελέσματα ακρίβειας και επαναληψιμότητας. Επίσης, υπολογίσθηκε η απώλεια πύρωσης (Loss on ignition LOI) μετά από καύση 1 g ξηρού κονιοποιημένου δείγματος σε φούρνο υψηλών θερμοκρασιών, στους 1000 C για 1 ώρα. 5.3 Αποτελέσματα Συζήτηση Στον Πίνακα 7.2 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της γεωχημικής ανάλυσης των κύριων στοιχείων, στον Πίνακα 7.3 ορισμένες στατιστικές παράμετροι και στην Εικ. 7.2 παρουσιάζονται οι οριζόντιες κατανομές των κύριων στοιχείων. Το οξείδιο του Si είναι το στοιχείο με τη μεγαλύτερη αφθονία στην περιοχή μελέτης (μέση τιμή 41.6%), ακολουθούμενο από το CaO (15.4%) και το Al2O3 (10.13%). Η χημική σύσταση των επιφανειακών ιζημάτων είναι αντιπροσωπευτική για αργιλοπυριτικά ιζήματα (κυρίως αργιλικά ορυκτά και άστριοι) και χερσογενή χαλαζία (SiO2). Αυτό φαίνεται και από την κατανομή του λόγου Si/Al (Εικ. 7.3), ο οποίος κυμαίνεται από 2.6 έως 8.0. Ο λόγος Si/Al για το μέσο σχιστόλιθο είναι 3.41 (average shale, Turekian and Wedepohl, 1961), που σημαίνει ότι σε αρκετές περιοχές παρατηρείται περίσσια Si και αποδίδεται στην παρουσία χαλαζία. Οι περιοχές εμπλουτισμού εντοπίζονται ανατολικά/βορειοανατολικά της Θάσου, βόρεια της Σαμοθράκης και κατά μήκος του άξονα Β-Ν στο κεντρικό τμήμα της υφαλοκρηπίδας του βορείου Αιγαίου. Το ασβέστιο στα ιζήματα βρίσκεται κυρίως υπό τη μορφή ανθρακικού ασβεστίου (CaCO3) με βιογενή προέλευση (κελύφη θαλάσσιων οργανισμών και θραύσματά τους) ή και στους Caαστρίους. Η κατανομή του CaO εμφανίζει μια ζώνη υψηλών τιμών πέριξ της Σαμοθράκης όπως επίσης και ΒΑ της Θάσου. Η μέγιστη τιμή (47.3%, δείγμα THR-200) καταγράφθηκε δυτικά της Σαμοθράκης σε βάθος 36 μ. Σε ότι αφορά τα υπόλοιπα κύρια στοιχεία, παρατηρούμε, με βάση την κατανομή τους, ότι συνδέονται με το αργίλιο (Fe, Ti, K, Na, Si, P), που παραπέμπουν στη σχέση τους με τα 42

αργιλοπυριτικά ορυκτά, ενώ εμφανίζουν συντελεστές διακύμανσης σε μεγάλο εύρος από 28% (Na) έως 44% (Fe, Ti). Είναι επίσης χαρακτηριστική η αρνητική συσχέτιση μεταξύ του ασβεστίου βιογενούς προέλευσης με όλα τα στοιχεία που συνδέονται με τα χερσογενή αργιλοπυριτικά στοιχεία αναδεικνύοντας τη διαφορετική τους προέλευση. Η γεωγραφική κατανομή των κύριων στοιχείων χαρακτηρίζεται από πολυπλοκότητα, καθώς λειτουργούν ανταγωνιστικά τρεις διαφορετικοί παράγοντες, των χερσογενών αργιλοπυριτικών, των υπολειμματικών ιζημάτων και των αυτόχθονων βιογενών (Εικ. 7.2). Σε γενικές γραμμές τα στοιχεία που συνδέονται με τα αργιλοπυριτικά ορυκτά, παρουσιάζουν τις μέγιστες τιμές τους στην παράκτια ζώνη μεταξύ Πόρτο-Λάγος και Αλεξανδρούπολης, ενώ μια δεύτερη ζώνη υψηλών τιμών χαρακτηρίζει τα ιζήματα από τη νότια περιοχή μελέτης, όπου απαντώνται και τα μεγαλύτερα βάθη. Πίνακας 7.2. Αποτελέσματα γεωχημικού προσδιορισμού απώλειας πύρωσης (loss on ignition-loi) και κύριων στοιχείων (ποσοστά %) Sample LOI SiO 2 Al 2O 3 Fe 2O 3 TiO 2 K 2O Na 2O CaO MgO SO 3 P 2O 5 MnO % % % % % % % % % % % % KAV-77 35.90 16.3 2.6 1.18 0.072 0.72 1.56 38.74 2.17 0.490 0.074 0.039 THR-183 17.80 47.0 12.6 4.83 0.503 2.24 3.09 9.63 2.42 0.454 0.106 0.207 THR-184 21.35 38.9 7.9 3.27 0.254 1.97 2.12 20.99 1.90 0.324 0.084 0.121 THR-186 20.50 39.9 13.5 5.74 0.551 2.28 3.37 9.25 3.12 0.603 0.132 0.877 THR-187 20.95 39.4 13.3 5.65 0.558 2.22 3.34 9.95 3.05 0.586 0.130 0.463 THR-188 21.83 37.5 11.6 4.94 0.484 1.98 2.66 14.76 2.87 0.427 0.118 0.426 THR-189 20.32 40.5 13.5 5.81 0.558 2.27 3.44 9.35 3.10 0.633 0.131 0.848 THR-190 20.70 39.9 12.7 5.48 0.542 2.16 3.11 10.47 2.95 0.533 0.125 0.493 THR-191 20.55 40.0 13.2 5.66 0.537 2.21 3.24 11.18 3.00 0.551 0.127 0.316 THR-192 20.21 40.0 12.6 5.44 0.534 2.15 3.07 11.48 2.90 0.499 0.119 0.419 THR-193 17.70 48.1 8.8 2.82 0.284 1.94 2.09 15.52 1.66 0.273 0.105 0.145 THR-194 18.74 43.6 11.8 4.74 0.482 2.18 2.79 12.64 2.50 0.427 0.116 0.118 THR-195 21.37 39.7 12.6 5.42 0.527 2.16 3.05 11.69 2.98 0.524 0.122 0.355 THR-196 14.00 43.3 10.4 5.37 0.444 2.10 2.56 13.50 2.33 0.371 0.113 0.185 THR-197 19.25 41.9 13.6 5.78 0.548 2.33 3.66 7.17 3.13 0.620 0.135 1.797 THR-198 17.88 42.8 13.8 5.90 0.573 2.36 3.28 8.39 3.06 0.543 0.130 0.646 THR-199 24.04 35.7 5.8 2.56 0.202 1.32 1.77 26.32 1.71 0.308 0.078 0.101 THR-200 44.51 2.2 0.2 0.55 0.033 0.11 1.11 47.28 3.10 0.579 0.079 0.012 THR-201 21.83 36.0 8.3 3.37 0.338 1.84 2.19 22.32 2.33 0.306 0.167 0.067 THR-202 16.82 44.9 13.8 5.76 0.594 2.40 3.09 8.32 2.84 0.448 0.132 0.106 THR-203 16.52 46.0 14.3 5.91 0.581 2.52 3.57 5.65 2.98 0.570 0.142 0.889 THR-204 8.44 55.6 15.3 5.88 0.691 2.61 3.21 4.45 2.97 0.245 0.275 0.102 THR-205 16.50 45.6 14.8 6.17 0.601 2.49 3.38 5.52 3.07 0.574 0.128 0.310 THR-206 14.68 48.7 15.5 6.23 0.622 2.61 3.24 4.69 2.91 0.492 0.130 0.069 THR-207 38.60 11.1 2.8 1.37 0.132 0.55 1.48 38.71 3.48 0.712 0.077 0.044 THR-208 13.91 53.6 13.0 4.40 0.461 2.49 3.03 6.18 2.01 0.446 0.110 0.071 THR-209 34.16 8.5 1.7 0.78 0.066 0.42 1.31 39.62 4.47 0.684 0.060 0.017 43

Sample LOI SiO 2 Al 2O 3 Fe 2O 3 TiO 2 K 2O Na 2O CaO MgO SO 3 P 2O 5 MnO % % % % % % % % % % % % THR-213 16.82 47.0 12.9 4.97 0.521 2.32 3.14 8.77 2.42 0.448 0.116 0.093 THR-214 11.02 62.3 9.5 2.82 0.351 2.06 2.18 9.00 1.18 0.160 0.068 0.073 THR-215 15.93 51.2 8.5 3.23 0.360 1.68 2.23 14.86 1.47 0.240 0.078 0.061 THR-216 33.61 19.0 5.7 2.21 0.229 0.92 1.79 32.28 2.76 0.527 0.087 0.074 THR-217 11.58 60.9 8.6 1.86 0.245 2.13 1.98 11.18 0.99 0.160 0.051 0.038 THR-218 8.66 65.6 8.8 1.67 0.184 2.47 2.08 8.61 0.82 0.132 0.050 0.043 THR-219 18.00 48.5 8.8 2.41 0.248 2.14 1.91 16.00 1.46 0.271 0.087 0.035 THR-220 26.75 32.5 7.1 2.75 0.238 1.45 1.87 24.00 2.67 0.566 0.089 0.063 THR-221 20.70 42.2 13.7 5.72 0.526 2.02 3.54 6.62 3.22 1.008 0.134 0.063 THR-222 8.88 63.3 10.7 3.07 0.476 2.00 2.39 6.98 1.31 0.219 0.113 0.054 THR-223 17.13 46.0 14.4 5.70 0.560 2.46 3.62 6.10 2.72 0.601 0.124 0.114 THR-224 13.80 53.5 11.4 3.94 0.480 2.14 2.76 9.29 1.96 0.298 0.126 0.081 THR-227 15.88 47.8 13.9 5.49 0.557 2.51 3.19 7.14 2.66 0.480 0.118 0.077 THR-228 17.60 43.7 12.7 5.48 0.582 2.17 3.08 10.28 2.84 0.437 0.127 0.102 THR-229 14.76 54.1 8.9 3.12 0.345 1.88 2.19 12.65 1.46 0.211 0.084 0.095 THR-230 10.35 62.0 9.0 2.30 0.262 2.18 3.21 8.97 1.04 0.143 0.062 0.043 THR-232 13.11 54.7 11.4 3.56 0.425 2.13 2.84 8.95 1.79 0.281 0.097 0.120 THR-233 19.76 41.8 12.1 5.23 0.524 2.13 3.28 10.98 2.76 0.557 0.120 0.197 THR-235 19.81 41.6 11.8 5.00 0.459 2.11 2.92 12.69 2.66 0.441 0.103 0.130 THR-236 13.84 55.8 8.5 3.20 0.422 1.64 1.97 12.20 1.39 0.188 0.069 0.072 THR-237 19.10 44.9 8.0 1.56 0.171 2.29 1.99 19.32 1.36 0.266 0.102 0.036 THR-238 31.00 23.0 5.1 2.70 0.273 0.91 1.64 31.79 2.65 0.426 0.116 0.070 THR-239 16.10 47.0 15.4 6.22 0.600 2.59 3.58 4.22 2.92 0.605 0.135 0.095 THR-240 38.39 12.2 3.2 1.49 0.132 0.60 1.59 38.69 2.77 0.593 0.082 0.079 THR-241 22.83 39.6 7.5 2.73 0.274 1.57 2.05 20.80 1.53 0.293 0.083 0.056 THR-242 25.98 36.0 5.2 1.91 0.158 1.29 1.48 24.56 2.04 0.376 0.075 0.043 THR-243 31.70 23.7 4.4 1.78 0.148 0.98 1.45 31.95 2.52 0.509 0.074 0.043 Πίνακας 7.3. Στατιστικά στοιχεία αποτελεσμάτων απώλειας πύρωσης (loss on ignition-loi) και γεωχημικού προσδιορισμού κύριων στοιχείων (τιμές %): min-ελάχιστο, max-μέγιστο, st. dev.-τυπική απόκλιση, CV%-συντελεστής διακύμανσης [100 (st. dev / mean)] LOI SiO 2 Al 2O 3 Fe 2O 3 TiO 2 K 2O Na 2O CaO MgO SO 3 P 2O 5 MnO % min 8.4 2.2 0.25 0.55 0.033 0.11 1.11 4.2 0.8 0.132 0.050 0.012 max 44.5 65.6 15.55 6.23 0.691 2.61 3.66 47.3 4.5 1.008 0.275 1.797 mean 20.2 41.6 10.13 3.95 0.399 1.91 2.59 15.4 2.4 0.438 0.108 0.209 st. dev. 7.9 13.9 3.90 1.73 0.175 0.62 0.73 10.8 0.8 0.173 0.035 0.309 CV% 39 33 39 44 44 32 28 70 31 40 33 148 44

Εικ. 7.2: Κατανομή οξειδίων των κύριων στοιχείων (τιμές %) Εικ. 7.3: Οριζόντια κατανομή του λόγου Si/Al 45

Στον Πίνακα 7.4 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της γεωχημικής ανάλυσης των ιχνοστοιχείων, στον Πίνακα 7.5 ορισμένα στατιστικά στοιχεία και στην Εικ. 7.4 παρουσιάζονται οι οριζόντιες κατανομές τους. Τα ιχνοστοιχεία παρουσιάζουν μεγάλα εύρη τιμών και οι συντελεστές διακύμανσης είναι μεταξύ 28% (As) και 151% (Mn), ενώ οι οριζόντιες κατανομές τους είναι παρόμοιες με αυτή του αργιλίου (Co, Cr, Cu, Ni, Pb, Rb, V, Zn), που σημαίνει ότι έχουν κυρίως χερσογενή προέλευση και προέρχονται από αργιλοπυριτικά ορυκτά. Εξαίρεση αποτελεί το στρόντιο, το οποίο σχετίζεται ισχυρά με το ασβέστιο και παραπέμπει σε βιογενή προέλευση. Είναι γνωστό ότι το στρόντιο αντικαθιστά το ασβέστιο στο πλέγμα των βιογενών ανθρακικών ορυκτών λόγω παρόμοιας ιοντικής ακτίνας. Ο σίδηρος έχει παρόμοια κατανομή με το αργίλιο (Εικ. 7.2), που σημαίνει ότι βρίσκεται κυρίως στο πλέγμα των αργιλοπυριτικών ορυκτών. Ενδιαφέρον παρουσιάζει η κατανομή του μαγγανίου (Εικ. 7.4) με ιδιαίτερα μεγάλες τιμές (μέγιστο 16813 ppm, σταθμός THR- 197, βάθος 607 m) που ενδεχομένως να σχετίζεται με την παρουσία οξειδίων-υδροξειδίων του σιδήρου και του μαγγανίου, που αποτελούν μέσο προσρόφησης ιχνοστοιχείων (Stumm and Morgan, 1996). Η κατανομή του λόγου Mn/Al (Εικ. 7.5) δείχνει σαφή αύξηση με το βάθος, ειδικά στους βαθύτερους σταθμούς. Αντίστοιχα μεγάλες τιμές του λόγου βρέθηκαν στον πλόα ΑΕΧ-5 σε περιοχές όπως είναι οι κόλποι Τορωναίος, Σιγγιτικός και νότια της χερσονήσου του Αγίου Όρους, καθώς επίσης και στον πλόα ΑΕΧ-6 ΝΔ της Θάσου. Σε κάθε περίπτωση οι τιμές του λόγου είναι πολλαπλάσιες της τιμής που αντιστοιχεί στο μέσο σχιστόλιθο (106 10-4 ), που υποδηλώνει εμπλουτισμό του περιεχομένου των ιζημάτων σε Mn, αντίστοιχο με αυτόν που κατέγραψαν οι Karageorgis et al. (2005) στην ευρύτερη περιοχή. Η ιδιαίτερη συμπεριφορά του Mn αξίζει περαιτέρω διερεύνησης και σχεδιάζεται ανάλυση επιλεγμένων δειγμάτων με τεχνικές ηλεκτρονικής μικροσκοπίας και μικροανάλυσης, ώστε να προσδιοριστεί σε ποια μορφή βρίσκεται το μαγγάνιο. Στην ίδια περιοχή παρουσιάζουν υψηλές τιμές διάφορα ιχνοστοιχεία, με πιο χαρακτηριστικά το κοβάλτιο και το νικέλιο. Τα ιζήματα της συγκεκριμένης περιοχής είναι σαφώς πιο λεπτόκοκκα, οπότε δικαιολογείται η αύξηση των τιμών των ιχνοστοιχείων, που δεσμεύονται στο πλέγμα των αργιλικών ορυκτών, όμως η σχέση τους με το μαγγάνιο παραμένει αδιευκρίνιστη. Σε ότι αφορά τις οριζόντιες κατανομές των ιχνοστοιχείων, διαπιστώνουμε ότι επικρατούν γενικές τάσεις αντίστοιχες με αυτές των κυρίων στοιχείων. Συγκεκριμένα, μια ομάδα 46

ιχνοστοιχείων (Co, Cr, Cu, Ni, Pb, Rb, V, Zn) κατανομές αντίστοιχες με αυτή του αργιλίου και παραπέμπουν στη σύνδεσή τους στο πλέγμα των αργιλοπυριτικών ορυκτών. Πίνακας 7.4. Αποτελέσματα γεωχημικού προσδιορισμού ιχνοστοιχείων (ppm) Sample As Ba Co Cr Cu Mn Ni Pb Rb Sr V Zn ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm KAV-77 23 152 3 31 6 366 10 15 45 1789 26 24 THR-183 20 269 14 95 22 1804 57 38 105 418 81 81 THR-184 19 248 13 68 14 1290 37 29 81 774 58 49 THR-186 24 338 22 129 45 7845 100 50 112 419 111 107 THR-187 25 283 22 122 39 3830 88 47 103 418 95 94 THR-188 23 280 23 114 31 3553 83 36 94 544 93 78 THR-189 28 313 22 120 39 7293 93 47 108 399 104 99 THR-190 25 285 18 113 31 4234 82 45 105 422 98 92 THR-191 26 257 17 106 28 2507 76 43 107 428 95 90 THR-192 25 290 20 117 31 3617 84 40 104 454 101 89 THR-193 15 258 10 68 16 1563 41 26 75 690 58 50 THR-194 19 294 16 104 28 989 65 39 101 509 90 81 THR-195 22 296 23 121 39 3223 92 42 108 482 104 90 THR-196 17 258 17 101 27 1662 65 31 86 424 80 65 THR-197 31 367 22 132 43 16813 99 52 116 343 121 108 THR-198 26 316 20 124 39 5708 92 46 116 374 110 98 THR-199 17 209 9 82 12 918 25 21 58 890 42 36 THR-200 13 18 2 19 6 170 7 19 3149 7 15 THR-201 28 568 10 49 12 482 22 63 72 1325 57 80 THR-202 18 333 15 113 30 874 72 41 118 395 106 92 THR-203 27 366 18 126 41 6985 86 49 125 310 115 108 THR-204 14 447 18 120 51 883 51 61 122 491 124 95 THR-205 23 324 17 139 38 2819 95 46 128 282 114 127 THR-206 17 321 14 120 33 570 75 44 135 244 107 98 THR-207 15 139 6 45 12 403 16 13 38 2224 36 33 THR-208 16 343 10 94 24 631 46 41 117 344 86 82 THR-209 13 119 4 46 10 292 17 12 40 1644 32 30 THR-213 18 320 11 106 26 839 54 41 114 426 92 89 THR-214 13 251 7 76 10 651 24 24 72 391 47 38 THR-215 13 228 8 86 12 484 28 21 62 611 50 46 THR-216 11 136 4 50 10 661 22 17 49 1509 39 36 THR-217 16 357 4 60 6 271 16 22 73 611 32 26 THR-218 12 337 4 39 4 381 15 23 79 485 27 23 THR-219 16 297 8 65 13 384 29 30 91 793 57 54 THR-220 23 222 8 68 15 544 32 23 68 1347 60 52 THR-221 31 255 14 183 40 579 109 48 115 320 122 109 THR-222 14 284 7 117 12 410 28 26 73 362 61 45 THR-223 19 302 13 115 26 999 66 48 125 287 103 107 THR-224 15 398 11 103 18 698 39 34 92 503 68 61 THR-227 15 308 13 107 28 656 63 42 120 337 96 93 THR-228 15 318 15 110 28 867 64 38 104 470 100 87 THR-229 17 269 9 79 12 889 31 23 68 591 53 41 47

Sample As Ba Co Cr Cu Mn Ni Pb Rb Sr V Zn ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm THR-230 12 344 5 62 7 347 21 22 75 451 35 31 THR-232 14 316 10 87 13 1059 41 29 87 431 63 56 THR-233 19 288 15 109 28 1744 64 40 102 467 94 84 THR-235 16 283 15 98 23 1265 56 37 102 519 88 86 THR-236 15 243 8 86 11 578 27 22 62 513 54 40 THR-237 14 559 4 35 7 352 13 32 83 1234 24 26 THR-238 19 234 7 55 12 652 20 19 47 1933 54 38 THR-239 21 350 16 128 34 840 80 54 141 247 115 126 THR-240 16 100 4 38 11 714 15 12 37 1967 29 28 THR-241 14 281 7 76 15 531 25 24 68 831 51 55 THR-242 12 222 6 39 9 387 16 17 55 1240 31 33 THR-243 15 170 6 41 10 382 18 15 49 1757 36 35 Πίνακας 7.5. Στατιστικά στοιχεία αποτελεσμάτων γεωχημικού προσδιορισμού ιχνοστοιχείων (τιμές σε ppm): min-ελάχιστο, max-μέγιστο, st. dev.-τυπική απόκλιση, CV%-συντελεστής διακύμανσης [100 (st. dev / mean)] As Ba Co Cr Cu Mn Ni Pb Rb Sr V Zn ppm min 11 18 2.3 19 4 170 7 12 19 244 7 15 max 31 568 23 183 51 16813 109 63 141 3149 124 127 mean 18.5 284.4 11.9 89.5 21.9 1842 49.8 33.9 87.9 755.8 72.8 67.3 st. dev. 5.3 94.7 6.0 34.6 12.5 2775 29.8 13.1 29.0 609.5 32.1 30.9 CV% 28.5 33.3 50.4 38.7 57.0 150.6 59.7 38.8 33.0 80.6 44.1 45.9 48

Εικ. 7.4: Κατανομή ιχνοστοιχείων (τιμές σε ppm). 49

Εικ. 7.5: Οριζόντια κατανομή του λόγου Mn/Al (x10-4 ). 5.4 Συμπεράσματα Η γεωχημική σύσταση των επιφανειακών ιζημάτων στην περιοχή μελέτης παρουσιάζει μεγάλη διαφοροποίηση τόσο ως προς το εύρος των τιμών κυρίων στοιχείων και ιχνοστοιχείων, όσο και ως προς τη γεωγραφική κατανομή. Η προέλευση των ιζημάτων είναι εν μέρει χερσογενής, από τους ποταμούς Νέστο, Έβρο και μικρότερους, που εκβάλλουν στην περιοχή μελέτης και αποστραγγίζουν πετρώματα με έντονη διαφοροποίηση σε ότι αφορά τη λιθολογική τους σύσταση. Σε γενικές γραμμές τα ιζήματα έχουν σύσταση αργιλοπυριτική και αραιώνονται από τα αυτόχθονα βιογενή ανθρακικά. Τα ιζήματα σε βάθη <120 μ. έχουν αμμοϊλυώδη σύσταση και γίνονται σταδιακά πιο λεπτόκοκκα προς το υφαλοπρανές. Σε διάφορες, κυρίως παράκτιες, περιοχές καταγράφεται αυξημένο ποσοστό πυριτίου που συνδέεται με χερσογενή χαλαζία και ενδεχομένως αδρομερέστερη κοκκομετρία, που παραπέμπει σε ιζήματα υπολειμματικού τύπου, κυρίως σε βάθη <120 μ. Τα υπολειμματικά ιζήματα είναι συνήθως εμπλουτισμένα σε βαρέα ορυκτά και στη συγκεκριμένη περιοχή αναμένεται και εμπλουτισμός σε σπάνιες γαίες, που φιλοξενούνται στα ορυκτά αλλανίτης, 50

μοναζίτης, τιτανίτης, ουρανινίτης, ζιρκόνιο και απατίτης (Goodenough et al., 2016). Η περαιτέρω ορυκτολογική και γεωχημική ανάλυση επιλεγμένων ιζημάτων θα δώσει πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με το δυναμικό της περιοχής σε σπάνιες γαίες. Το βάθος φαίνεται επίσης να παίζει καθοριστικό ρόλο, καθώς ελέγχει το ποσοστό των λεπτόκοκκων ορυκτών και κατ επέκταση τη γεωχημεία των αργίλων. Η παρουσία οξειδίωνυδροξειδίων του σιδήρου και του μαγγανίου παίζει σημαντικό ρόλο στην κατανομή των ιχνοστοιχείων και ιδιαίτερα των μετάλλων, τα οποία προσροφώνται στα οξείδια. Ο ρόλος του οργανικού υλικού σε όλες αυτές τις διαδικασίες δεν είναι δυνατόν να εκτιμηθεί προτού γίνουν οι προγραμματισμένες αναλύσεις. Επίσης, σημαντική πληροφορία θα δώσουν και οι αναλύσεις κοκκομετρίας που είναι επίσης προγραμματισμένες. 5.5 Βιβλιογραφία Goodenough, K.M., J. Schilling, E. Jonsson, P. Kalvig, N. Charles, J. Tuduri, E.A. Deady, M. Sadeghi, H. Schiellerup, A. Müller, G. Bertrand, N. Arvanitidis, D.G. Eliopoulos, R.A. Shaw, K. Thrane, N. Keulen, 2016. Europe's rare earth element resource potential: An overview of REE metallogenetic provinces and their geodynamic setting Review Article. Ore Geology Reviews 72, 838-856. Karageorgis, A.P., Anagnostou, C.L. and Kaberi, H., 2005. Geochemistry and mineralogy of the NW Aegean Sea surface sediments: implications for river runoff and anthropogenic impact, Appl Geochem, 20(1), 69 88, doi:10.1016/j.apgeochem.2004.07.008. Stumm, W., Morgan, J.J., 1996. Aquatic Chemistry. Wiley Interscience, New York. Turekian, K.K. and Wedepohl, K.H., 1961. Distribution of the elements in some major units of the earth s crust, Bull. Geol. Soc. Am., 72, 175 192. 51