Μαρία Αθανασίου Α.Μ. 2921

Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών Σχολή Θετικών Επιστημών, ΠΜΣ Τμήματος Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος Ειδίκευση: Παλαιοντολογία-Στρωματογραφία s ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΣΤΟ ΑΝΩΤΕΡΟ ΟΛΟΚΑΙΝΟ: ΠΑΛΑΙΟΩΚΕΑΝΟΓΡΑΦΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΚΟΚΚΟΛΙΘΟΦΟΡΩΝ ΣΕ ΙΖΗΜΑΤΑ ΤΟΥ ΑΙΓΑΙΟΥ ΠΕΛΑΓΟΥΣ Μαρία Αθανασίου Α.Μ. 2921 Μεταπτυχιακή Διατριβή Τριμελής Επιτροπή: Αναπλ. Καθηγήτρια Μ. Β. Τριανταφύλλου (επιβλέπουσα) Καθηγητής Β. Καρακίτσιος (μέλος) Καθηγητής Γ. Αναστασάκης (μέλος) Αθήνα 2012

"Δε μπορείς να ανακαλύψεις νέους ωκεανούς αν δεν έχεις το κουράγιο να χάσεις την ακτή από τα μάτια σου" Πλάτωνας

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1 ΠΡΟΛΟΓΟΣ 3 ΣΚΟΠΟΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 5 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 6 2. ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ 11 2.1. Γεωλογικό Καθεστώς 12 2.1.1 Η λεκάνη της Ανατολικής Μεσογείου 12 2.1.2 Το Αιγαίο 12 2.2. Ωκεανογραφικά Δεδομένα 15 3 ΠΑΛΑΙΟΚΛΙΜΑΤΙΚΑ ΓΕΓΟΝΟΤΑ ΤΟΥ ΑΝΩΤΕΡΟΥ ΤΕΤΑΡΤΟΓΕΝΟΥΣ 20 3.1 Το Ολόκαινο 21 3.2 Παλαιοκλιματικές και παλαιοωκεανογραφικές διακυμάνσεις του Ανώτερου 22 Τεταρτογενούς- Ολοκαίνου στην Ανατολική Μεσόγειο 4. ΤΑ ΚΟΚΚΟΛΙΘΟΦΟΡΑ 30 4.1 Γενικά χαρακτηριστικά και συμβολή στα θαλάσσια οικοσυστήματα 31 4.2 Οικολογικά παλαιοοικολογικά χαρακτηριστικά των κυριότερων αντιπροσώπων 32 των κοκκολιθοφόρων για την περιοχή του Αιγαίου/Ανατολικής Μεσογείου 5. ΥΛΙΚΟ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ ΑΝΑΛΥΣΗΣ 37 5.1 Υλικό 38 5.2 Εργασίες Πεδίου 39 5.3 Υψηλής Ανάλυσης Δειγματοληψία 39 5.4 Μέθοδοι ανάλυσης Δειγμάτων 40 6. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΠΥΡΗΝΩΝ 44 6.1. Πυρήνας Βαρύτητας HCMR 2-22 45 6.2. Πυρήνας Βαρύτητας SL152 47 1

6.3. Μικρού μήκους Πυρήνας (multi core) M2 48 7. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ 49 7.1.Πυρήνας Βαρύτητας SL152 50 7.1.2 Πυρήνας Βαρύτητας HCM2/22 57 7.1.3 Μικρού μήκους Πυρήνας (multi core) M2 66 8. ΣΥΖΗΤΗΣΗ 71 9. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 93 10. ΣΥΣΤΗΜΑΤΙΚΗ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΚΥΡΙΟΤΕΡΩΝ ΑΝΤΙΠΡΟΣΩΠΩΝ ΤΩΝ ΚΟΚΚΟΛΙΘΟΦΟΡΩΝ ΠΟΥ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΗΚΑΝ ΣΤΗΝ ΠΑΡΟΥΣΑ ΕΡΓΑΣΙΑ 100 11. ΠΕΡΙΛΗΨΗ 115 12. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 120 2

ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή σχετικά με τη μελέτη των κλιματικών μεταβολών του Ανωτέρου Ολοκαίνου με βάση τις παλαιοωκεανογραφικές αναλύσεις στην περιοχή του Αιγαίου πελάγους πραγματοποιήθηκε στον Τομέα Ιστορικής Γεωλογίας και Παλαιοντολογίας, στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας του μεταπτυχιακού προγράμματος σπουδών του Τμήματος Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος του Πανεπιστημίου Αθηνών, ειδίκευση «Στρωματογραφία- Παλαιοντολογία». Η μεταπτυχιακή διατριβή εκπονήθηκε με την υποστήριξη του ερευνητικού προγράμματος EraNet/MarinERA, MedEcos (Decadal scale variability of the Mediterranean Ecosystem) και την υποτροφία Erasmus Placements (μετάβαση στο Πανεπιστήμιο Milano-Bicocca, εκπαίδευση σε νέες τεχνικές επεξεργασίας υλικού υπό την επίβλεψη της Δρ. Elisa Malinverno). Οι ραγδαίες κλιματικές αλλαγές που βιώνει ο πλανήτης μας τις τελευταίες δεκαετίες έχουν κεντρίσει το ενδιαφέρον πολλών επιστημόνων απ όλους του επιστημονικούς χώρους έναν από τους οποίους αποτελεί και ο κλάδος της παλαιοωκεανογραφίας. Ως εκ τούτου η μελέτη των «παλαιών» και εξαφανισμένων ωκεανών και κατ επέκταση των κλιματικών αλλαγών του παρελθόντος αποτελεί μοναδικό εργαλείο στην κατανόηση των ακραίων καιρικών φαινομένων και των κλιματικών αλλαγών που καταγράφονται σήμερα σε κάθε γωνία του πλανήτη. Η χρήση των κοκκολθοφόρων αποτελεί μοναδικό εργαλείο στην προσπάθεια της κατανόησης των κλιματικών αλλαγών που καταγράφονται στους ωκεανούς. Καθ όλη τη διάρκεια εκπόνησης της συγκεκριμένης εργασίας πολλοί ήταν εκείνοι που βοήθησαν ο καθένας με το δικό του τρόπο, γι αυτό και θα ήθελα να εκφράσω τις ευχαριστίες μου στον καθένα ξεχωριστά για την πολύτιμη βοήθειά του. Πριν από οποιονδήποτε θα ήθελα να εκφράσω θερμές ευχαριστίες στην επιβλέπουσα Αναπληρώτρια Καθηγήτρια κ. Μ. Β. Τριανταφύλλου για την ανάθεση της μεταπτυχιακής διατριβής καθώς και για την εισαγωγή μου στο γνωστικό αντικείμενο του ασβεστολιθικού ναννοπλαγκτού και της έρευνάς του. Η ηθική και υλική συμπαράσταση που έδειξε έως και την ολοκλήρωση της συγγραφής του κειμένου υπήρξε καταλυτική ενώ οι παρατηρήσεις και οι πρωτοποριακές της ιδέες, αλλά και ο ενθουσιασμός και η εμπιστοσύνη που μου έδειξε ήταν πολύτιμες για την ολοκλήρωση της μεταπτυχιακής αυτής εργασίας. Την ευχαριστώ θερμά που πίστεψε σε μένα και με ενθάρρυνε συνεχώς, καθ όλη τη διάρκεια της προσπάθειας μου αυτής. Θερμές ευχαριστίες θέλω να απευθύνω επίσης προς τον Διευθυντή του τομέα Ιστορικής Γεωλογίας και Παλαιοντολογίας, Καθηγητή κ Β. Καρακίτσιο και μέλος της τριμελούς επιτροπής, για το συνεχές ενδιαφέρον του και τη σωστή καθοδήγηση 3

καθ όλη τη διάρκεια της συνεργασίας μας. Τον Καθηγητή κ. Γ. Αναστασακη μέλος της τριμελούς επιτροπής ευχαριστώ για τις εύστοχες παρεμβάσεις του το συνεχές ενδιαφέρον του. Οι επισημάνσεις και οι παρατηρήσεις του ήταν ιδιαίτερα πολύτιμες. Τις θερμές ευχαριστίες και την ευγνωμοσύνη μου θα ήθελα να εκφράσω και στη Λέκτορα του τμήματος Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος Μ. Δ. Δήμιζα, για τη συνεχή βοήθεια που απλόχερα μου προσέφερε, καθώς και για όλη τη συνεχή και ανειδιοτελή βοήθεια, τις χρήσιμες συμβουλές της, καθώς και για τις ατελείωτες συζητήσεις που κάναμε όλο αυτό τον καιρό. Ευχαριστώ επίσης τη Δρ. Κ. Κούλη ευχαριστώ θερμά για τις εποικοδομητικές συζητήσεις και το ενδιαφέρον που έδειξε κατά τη διάρκεια της έρευνας. Θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά τους ερευνητές Δρ. Γρηγόρη Ρουσάκη, Δρ. Αλεξάνδρα Γώγου και Δρ. Βασίλη Λυκούση του Ελληνικού Κέντρου Θαλάσσιων Ερευνών (ΕΛΚΕΘΕ) για την πολύτιμη συμβολή τους στην παροχή υλικού και τις υποδείξεις τους, χωρίς τις οποίες η ολοκλήρωση της εργασία αυτής δεν θα ήταν εφικτή. Ειδικότερα για τον πυρήνα SL152 του Βόρειου Αιγαίου το υλικό παραχωρήθηκε από τον Καθηγ. K.-C. Emeis (Hamburg Univeristat), τον οοίο και ευχαριστώ θερμά. Κλείνοντας, επιθυμώ να εκφράσω τις ευχαριστίες μου και στη φίλη και συμφοιτήτρια μου Σ. Κωστοπούλου για την ένθερμη και ειλικρινή συμπαράσταση που έδειξε στο πρόσωπο μου σε όλα τα στάδια της εργασίας. Η ηθική της συμπαράσταση ήταν πολύτιμη. Τέλος, θα ήθελα να ευχαριστήσω τα θερμά τους γονείς μου καθώς και την αδελφή μου Ανθή για όλη την ψυχολογική και συναισθηματική τους υποστήριξη και ενθάρρυνση από το ξεκίνημα μέχρι και την ολοκλήρωση της εργασίας αυτής. Χωρίς τη δική τους συμβολή τίποτα από αυτά δεν θα είχε επιτευχθεί. Για όλη αυτή τους την αδιάκοπη προσπάθεια τους ευχαριστώ από την καρδιά μου και τους αφιερώνω τη δουλειά αυτή. 4

ΣΚΟΠΟΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Η παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή αφορά στη μελέτη των κλιματικών μεταβολών του Ανωτέρου Ολοκαίνου με βάση τις παλαιοωκεανογραφικές αναλύσεις στην περιοχή του Αιγαίου πελάγους και πραγματοποιήθηκε στον Τομέα Ιστορικής Γεωλογίας και Παλαιοντολογίας, στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας του μεταπτυχιακού προγράμματος σπουδών του Τμήματος Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος του Πανεπιστημίου Αθηνών, ειδίκευση «Στρωματογραφία-Παλαιοντολογία». Από τη δημιουργία της γης μέχρι και το πρόσφατο παρελθόν πολλά καταστροφικά φαινόμενα έχουν οδηγήσει σε μαζικές εξαφανίσεις οργανισμών, ολική αναδιοργάνωση στη σύσταση της ατμόσφαιρας και γενικά στην αλλαγή των εκάστοτε κλιματικών συνθηκών. Σήμερα, καταστροφικές πλημμύρες, πανίσχυροι σεισμοί, γιγαντιαία κύματα τσουνάμι, ραγδαία αύξηση των αερίων του θερμοκηπίου είναι μόνο μερικοί τρόποι με τους οποίους η φύση προσπαθεί να μας προειδοποιήσει για την αλλαγή του κλίματος που πλέον θεωρείται ότι ήδη συντελείται. Η μελέτη του παλαιοκλίματος αποτελεί σημαντικό εργαλείο στην κατανόηση των κλιματικών αλλαγών που βιώνει ο πλανήτης σήμερα. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η ανασύσταση των κλιματικών μεταβολών κατά το Ολόκαινο με βάση τη μελέτη κοκκολιθοφόρων στα θαλάσσια ιζήματα πυρήνων γεωτρήσεων από τον ευρύτερο χώρο του Αιγαίου πελάγους, στην Βορειοανατολική Μεσόγειο. Πιο συγκεκριμένα πραγματοποιείται λεπτομερής ανάλυση χρονικών διαστημάτων του πλέον πρόσφατου παρελθόντος, συνδεόμενων σε αρκετές περιπτώσεις και με την ύπαρξη σαπροπηλικών οριζόντων, ο σχηματισμός των οποίων συνδέεται με έντονες παλαιοωκεανογραφικές και κλιματικές μεταβολές που έλαβαν χώρα στη λεκάνη της Ανατολικής Μεσογείου. Η μελέτη επικεντρώνεται στις κλιματικές και περιβαλλοντικές αλλαγές που συνέβησαν κατά την περίοδο του τελευταίου κλιματικού κύκλου με κύριο στόχο την αποκρυπτογράφηση της ευαισθησίας του κλιματικού συστήματος, της σχέσης βιόσφαιρας/ γεώσφαιρας/ θαλάσσιου περιβάλλοντος καθώς και του τρόπου/ ρυθμού με τους οποίους οι κλιματικές μεταβολές μπορεί να λάβουν χώρα στο μέλλον. 5

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 6

Τον τελευταίο αιώνα, η μελέτη του παλαιοκλίματος καθώς και η προσπάθεια πρόβλεψης της εξέλιξης αυτού στο κοντινό μέλλον έχουν αποτελέσει βασικό αντικείμενο έρευνας πολλών επιστημόνων. Σήμερα έχει γίνει ευρέως αποδεκτό ότι η ανθρώπινη δραστηριότητα, κυρίως με την παραγωγή αερίων του θερμοκηπίου, συντελεί καθοριστικά στη διαμόρφωση του κλίματος με αποτέλεσμα να καθιστά αναγκαία την πρόβλεψη της εξέλιξής του. Οι βασικότεροι παράγοντες οι οποίοι επιδρούν στη διαμόρφωση του κλίματος είναι: (α) οι τροχιακές μεταβολές του συστήματος Γη- Ήλιος, (β) οι μεταβολές και ανατροφοδοτούμενες διεργασίες (feedback processes) του συστήματος λιθόσφαιρα-υδρόσφαιρα-ατμόσφαιρα, (γ) οι μεταβολές του ρυθμού και του τρόπου κυκλοφορίας των υδάτινων μαζών και θαλάσσιων ρευμάτων, (δ) ποιοτικές και ποσοτικές μεταβολές της εισερχόμενης και εξερχόμενης ακτινοβολίας στο διάστημα, (ε) οι μεταβολές της ηφαιστειακής δραστηριότητας καθώς και οι μεταβολές της δημιουργίας των παγετικών καλυμμάτων στη λιθόσφαιρα, (στ) διακυμάνσεις της συγκέντρωσης του CO 2 και άλλων αερίων στην ατμόσφαιρα, και τέλος (ζ) η επίδραση της ανθρώπινης δραστηριότητας. Επιπρόσθετοι παράγοντες που επηρεάζουν σήμερα το κλιματικό καθεστώς σε επίπεδο υπερδεκαετούς κλίμακας, αποτελούν φαινόμενα όπως το El Nino καθώς και η κυκλικότητα της έντασης της ηλιακής ακτινοβολίας. Αξίζει να σημειωθεί ότι παγκόσμιας σημασίας γεγονότα ψύχρανσης των υδάτων, όπως τα συμβάντα Dansgaard-Oeschger και Heinrich, έχει αποδειχθεί ότι έχουν συμβεί με συχνότητα 1-15 χιλιάδες έτη στο γεωλογικό αρχείο. Μεγαλύτερης κλίμακας κυκλικότητα, οι επονομαζόμενοι κύκλοι Milankovitch (Εικόνα 1) κυριαρχούν στο παλαιοκλιματικό και παλαοωκεανογραφικό αρχείο κατά τη διάρκεια του γεωλογικού χρόνου. Πιο συγκεκριμένα: (1) Μεταβολές στην εκκεντρότητα της γήινης τροχιάς (eccentricity): Αφορούν στην μορφή της τροχιάς γύρω από τον ήλιο με το σχήμα της τροχιάς της Γης να μεταβάλλεται από ελλειπτικό (υψηλή εκκεντρότητα) έως κυκλικό (χαμηλή εκκεντρότητα). Η τροχιά της Γης γύρω από τον Ήλιο περιγράφεται από την εκκεντρότητά της, η οποία έχει μια περίοδο περίπου 100.000 ετών. Αλλαγές στην εισερχόμενη ακτινοβολία του ήλιου εξ αιτίας του κύκλου εκκεντρότητας είναι μηδαμινές, το πολύ 2%. (2) Αλλαγές στη λόξωση της εκλειπτικής (οbliquity): Αφορούν στις αλλαγές στη γωνία που σχηματίζει ο γήινος άξονας με το επίπεδο της γήινης τροχιάς. Η λόξωση της Γης μεταβάλλεται κυκλικά με μια περίοδο 41.000 ετών. Αλλαγές στη λόξωση ενισχύουν ή ελαττώνουν το φαινόμενο της εποχικότητας. Έτσι, μια μεγαλύτερη κλίση σημαίνει ότι το θερινό ημισφαίριο λαμβάνει περισσότερη ηλιακή ακτινοβολία, 7

ενώ το χειμερινό ημισφαίριο λιγότερη. Επομένως, καθώς η κλίση του άξονα αυξάνεται, αυξάνονται και οι εποχικές διαφορές. (3) Μετάπτωση των ισημεριών (precession index): Πραγματεύεται την μεταβολή στην κατεύθυνση του γήινου άξονα της περιστροφής, ο οποίος χαρακτηρίζεται από μια μέση περιοδικότητα 21.700 ετών. Ως εκ τούτου, ο κύκλος μετάπτωσης καθορίζει τη θέση των ισημεριών και των ηλιοστασίων, επηρεάζοντας έτσι τον εποχικό κύκλο. Αύξηση των εποχιακών διαφορών στο ένα ημισφαίριο συνεπάγεται μείωση αυτών στο άλλο ημισφαίριο. Εικόνα 1: Οι κύκλοι του Milankovitch. Α. Μεταβολές στην εκκεντρότητα της γήινης τροχιάς. Β. Αλλαγές στη λόξωση της εκλειπτικής -αλλαγές στη γωνία που σχηματίζει ο γήινος άξονας με το επίπεδο της γήινης τροχιάς. Γ. Μετάπτωση των ισημεριών. Οι πρώτες προσπάθειες να αναπτυχθούν ποσοτικά εργαλεία χρήσιμα στην μελέτη του παλαιοκλίματος ξεκίνησαν μόλις στα μέσα του εικοστού αιώνα. Όπως διαπιστώθηκε, τα ισότοπα του οξυγόνου καταγράφουν τις μεταβολές τόσο της θερμοκρασίας, όσο και της αύξησης των παγετωδών καλυμάτων και γι αυτό συνοψίζονται στα αρχεία SPECMAP (Imbrie et al., 1984), τα οποία αφορούν στα τελευταία 800 χιλιάδες χρόνια. Η κλίμακα SPECMAP αναφέρεται στις βαθμίδες των ισοτόπων του οξυγόνου (Oxygen Isotope Stages -OIS) σε σχέση με τις περιοδικές αλλαγές της τροχιάς της Γης. Οι μετρήσεις των ισοτόπων του οξυγόνου στα κελύφη των τρηματοφόρων αποτελούν το θεμέλιο λίθο της στρωματογραφίας του Τεταρτογενούς και στηρίζονται στον 8

προσδιορισμό του λόγου των ισοτόπων 18 Ο και 16 Ο (δ 18 Ο), καθώς οι θαλάσσιοι οργανισμοί έχουν την ικανότητα να αποθηκεύουν στο ανθρακικό κέλυφός τους ασβεστίτη, σε ισοτοπική αναλογία με το θαλασσινό νερό στο οποίο διαβιούν. Οι διακυμάνσεις των τιμών του δ 18 Ο δείχνουν την ανάπτυξη θερμών ή ψυχρών περιόδων. Η ισοτοπική σύσταση του Ο 2 του ωκεάνιου νερού διαφέρει από θέση σε θέση. Η εξάτμιση στα χαμηλά γεωγραφικά πλάτη παράγει υδρατμούς με χαμηλή αναλογία σε 18 Ο, οι οποίοι με την κυκλοφορία των αέριων μαζών μεταφέρονται προς τους πόλους με αποτέλεσμα τη συσσώρευση ελαφρών ισοτόπων 16 Ο στους πολικούς πάγους. Την ίδια χρονική περίοδο που οι μετρήσεις των σταθερών ισοτόπων άρχισαν να χρησιμοποιούνται στην παλαιοκλιματολογία, άλλο ένα εργαλείο άρχισε να αναπτύσσεται, αυτό της παλαιοωκεανογραφίας. Η παλαιοωκεανογραφία αποτελεί έναν σχετικά νέο επιστημονικό κλάδο, ο οποίος έχει ως αντικείμενο την μελέτη των ωκεανογραφικών συνθηκών του παρελθόντος, με βάση τη συλλογή θαλάσσιων ιζημάτων του πυθμένα στα οποία αναλύονται οι φυσικές, χημικές και βιολογικές παράμετροι με σκοπό την ανασύσταση του παλαιοπεριβάλλοντος μέσα στο οποίο είχαν σχηματισθεί. Οι ωκεανογραφικές δυνατότητες διάτρησης του θαλάσσιου πυθμένα και ανάσυρσης πυρήνων ιζημάτων (piston cores, gravity cores) επέτρεψαν την λεπτομερή μελέτη τους σε ιδανικές στρωματογραφικές συνθήκες. Παλαιοωκεανογραφικές αναλύσεις γίνονται με τη χρήση των συγκεντρώσεων διαφόρων γεωχημικών (σταθερά ισότοπα, οργανικός άνθρακας, ιχνοστοιχεία), ιζηματογενών αλλά και βιογενών δεικτών (ασβεστολιθικό ναννοπλαγκτόν/κοκκολιθοφόρα, πλαγκτονικά-βενθονικά τρηματοφόρα, διάτομα, ακτινόζωα, παλυνόμορφα κλπ.) με απώτερο σκοπό την εξαγωγή συμπερασμάτων που αφορούν στην παλαιοθερμοκρασία, παλαιοπαραγωγικότητα, παλαιοκυκλοφορία και κατ επέκταση στην παλαιοκλιματική ερμηνεία. Επιπλέον μας προσφέρουν εναλλακτικές και ποικίλες πληροφορίες σε σχέση με το σύγχρονο περιβάλλον, όπου η ανθρώπινη παρέμβαση με κύρια έκφραση το παγκόσμιο φαινόμενο του θερμοκηπίου, έχει ως αποτέλεσμα την διαρκή αύξηση της θερμοκρασίας, (IPCC, 2007). Σύγχρονες μελέτες που επικεντρώνονται στην περιοχή της Ανατολικής Μεσογείου έχουν δείξει ότι το σύστημά αυτής επηρεάζεται τόσο από τις παγκόσμιες κλιματικές μεταβολές, όπως είναι το σύστημα του Βορείου Ατλαντικού (North Atlantic Oscillation/ NAO), όσο και από τοπικά κλιματικά φαινόμενα όπως είναι οι Μουσώνες της Αφρικής και της Ασίας (Lionello & Galati, 2008). Το ΝΑΟ επηρεάζει σημαντικά τις ατμοσφαιρικές και ποτάμιες εισροές ύδατος στη Μεσόγειο και διαδραματίζει πρωτεύοντα ρόλο στην θερμόαλη κυκλοφορία της (Hurrell, 1995; Tsimplis et al., 2006). Αρνητικός δείκτης ΝΑΟ συσχετίζεται με υγρές (χαμηλής πίεσης ανωμαλίες) και συνήθως ψυχρές συνθήκες στη Μεσόγειο, ενώ αντίθετα θετικός δείκτης ΝΑΟ συσχετίζεται με έντονους 9

δυτικούς ανέμους στα υψηλά-μέσα γεωγραφικά πλάτη και ξηρές (αντικυκλωνικές) και συνήθως θερμές συνθήκες στη Μεσόγειο. Οι Αφρικανικοί και Ασιατικοί μουσώνες με έντονες βροχοπτώσεις και εισροές γλυκού νερού μέσω του Νείλου και άλλων σημαντικών ποτάμιων συστημάτων επηρεάζουν περισσότερο την Ανατολική Μεσόγειο (Rohling et al., 2002; Scrivner et al., 2004; Eang et al., 2005). Tα παραπάνω στοιχεία αντικατοπτρίζουν τις σημερινές τηλε-συνδέσεις ανάμεσα στη λεκάνη της Μεσογείου, τα μεσαία και υψηλά γεωγραφικά πλάτη και την τροπική ζώνη, υπογραμμίζοντας έτσι την αναγκαιότητα της ανάλυσης των κλιματικών συνθηκών του τελευταίου κλιματικού κύκλου κάτω από το πρίσμα της παγκόσμιας κλιματικής διακύμανσης του παρελθόντος. 10

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ 11

2.1 ΓΕΩΛΟΓΙΚΟ ΚΑΘΕΣΤΩΣ 2.1.1.Η Λεκάνη της Ανατολικής Μεσόγειου και το Αιγαίο Η Μεσόγειος αποτελεί μία θαλάσσια περιοχή ιδιαίτερου ενδιαφέροντος. Ο Margalef το 1985 την περιέγραψε λέγοντας ότι «πρόκειται για ένα εξαιρετικά σύνθετο υπόλειμμα ενός πολύ δυναμικού παρελθόντος, το οποίο θα παραμείνει ενεργό για πολύ χρόνο, τόσο γεωλογικά, όσο και από την άποψη των ανθρώπων που την απαρτίζουν». Η Μεσόγειος θάλασσα αποτελεί μια κλειστή λεκάνη, που βρίσκεται σε μεσαία γεωγραφικά πλάτη και συνδέεται με τον Βόρειο Ατλαντικό μέσω του στενού του Γιβραλτάρ, το οποίο έχει 13 Km ελάχιστο εύρος και 300 m βάθος στο ρηχότερο σημείο του. Επιπλέον, χωρίζεται σε δύο επιμέρους λεκάνες, τη δυτική και την ανατολική, οι οποίες συνδέονται με το σχετικά ρηχό στενό της Σικελίας. Ειδικότερα, η Ανατολική Μεσόγειος περιλαμβάνει τις λεκάνες της Αδριατικής, της Ιονίου, της Λεβαντίνης και του Αιγαίου. Σήμερα, η λεκάνη της Ανατολικής Μεσογείου θεωρείται ως το τελευταίο υπόλειμμα του εξαφανισμένου -Μεσοζωικής ηλικίας- ωκεανού της Τηθύος (π.χ. Dercourt et al., 1986; Le Pichon et al., 1988; Stampfli et al., 2001) και χαρακτηρίζεται από ιζήματα πάχους 6-12 km τα οποία υπέρκεινται ωκεάνιου φλοιού πάχους 10 Κm (Makris et al., 1983; De Voogd et al., 1992; Ben-Avraham et al., 2002; Kopf et al., 2003; Garfunkel, 2004; Royden. & Papanikolaou, 2011). Η γεωτεκτονική θέση της Ελλάδας στο γεωλογικό παρελθόν, όπως άλλωστε και σήμερα, βρίσκονταν στον ευρύτερο χώρο όπου λάμβαναν χώρα οι τεκτονικές διεργασίες στα όρια των λιθοσφαιρικών πλακών Λαυρασίας και Γκοντβάνας, η σύγκρουση των οποίων προκάλεσε την πτύχωση των ιζημάτων που αποτέθηκαν στον ωκεανό της Τηθύος, ο οποίος χώριζε τις δύο ηπείρους. 2.1.2. Το Αιγαίο Το Αιγαίο αποτελεί μια ημί-κλειστή, λεκάνη, που συνδέεται με την Ιόνια λεκάνη και τη λεκάνη του Λεβαντίνου διαμέσου των ανατολικών και δυτικών στενών του Κρητικού τόξου και θεωρείται ως το βορειοανατολικό τμήμα της Ανατολικής Μεσογείου, καθώς βρίσκεται μεταξύ της ηπειρωτικής Ελλάδας και των μικρασιατικών ακτών. Προς τα βορειοανατολικά, συνδέεται με τη θάλασσα του Μαρμαρά και τη Μαύρη Θάλασσα, μέσω των Στενών των Δαρδανελίων και των Στενών του Βοσπόρου αντίστοιχα, ενώ στα Νότια επικοινωνεί με την ανατολική Μεσόγειο διαμέσου αρκετών βαθιών λεκανών, που αναπτύσσονται μεταξύ της Πελοποννήσου, της Κρήτης και της Ρόδου. Η έκταση της λεκάνης του Αιγαίου αγγίζει τα 1,8x10 11 m 2, ενώ η χωρητικότητα αυτής υπολογίζεται στα 8,1x10 13 m 3. Η περιοχή χαρακτηρίζεται από σύνθετη τοπογραφική δομή, ακανόνιστη 12

βαθυμετρία, μια ποικιλομορφία ακτογραμμών και εκατοντάδες μικρά και μεγάλα νησιά (περισσότερα των 2000), με το Κυκλαδικό αρχιπέλαγος να διαχωρίζει το Βόρειο από το Νότιο Αιγαίο. Το τμήμα αυτό με βάθη τα οποία δεν ξεπερνούν τα 400 m αποτελεί το σύνδεσμο μεταξύ των δύο περιοχών ενώ διαδραματίζει σημαντικό ρόλο και στη δημιουργία των υδάτινων μαζών που χαρακτηρίζουν τις δυο αυτές υπολεκάνες. Εικόνα 2: Κύρια γεωτεκτονικά και μορφολογικά χαρακτηριστικά του Αιγαίου (πηγή Unesco/IOC). Το σημερινό γεωτεκτονικό καθεστώς του Αιγαίου (Εικόνα 2) και του Ελληνικού τόξου άρχισε να διαμορφώνεται ήδη από το Μέσο Μειόκαινο. Οι κύριες τεκτονικές δυνάμεις που επικρατούν στην περιοχή του Αιγαίου σχετίζονται με το τελικό στάδιο της Αλπικής ορογένεσης κατά το οποίο πραγματοποιείται η υποβύθιση της Αφρικανικής πλάκας κάτω από τη λιθόσφαιρα του Αιγαίου με ταυτόχρονη οπισθοχώρηση της ζώνης υποβύθισης (Le Pichon & Angelier, 1979), σε συνδυασμό με την ΝΔ τεκτονική διαφυγή του τεμάχους της Ανατολίας κατά μήκος του βόρειου ρήγματος αυτής 13

(Mc Kenzie, 1978; Mascle & Martin 1990;Tayamaz et al., 1991; Jackson et al., 1994). Οι παραπάνω διεργασίες έχουν σαν αποτέλεσμα την επέκταση λόγω βαρύτητας της περιοχής του Αιγαίου, με γενική διεύθυνση Β-Ν η οποία εκδηλώνεται με την παρουσία πυκνού δικτύου οριζόντιων ρηγμάτων ολίσθησης και κανονικών ρηγμάτων, που έχουν ως αποτέλεσμα τη δημιουργία λεκανών και τεκτονικών τάφρων (Mc Kenzie, 1972; Mc Kenzie, 1978; Le Pichon & Angelier, 1979; Peters, 1985; Anastasakis & Dermitzakis, 1986; Papanikolaou & Royden 2007). Η προς τα δυτικά μετατόπιση της ρηξιγενούς ζώνης της Βόρειας Ανατολίας, παραμόρφωσε τεκτονικά το χώρου του Αιγαίου, κατά μήκος μιας ζώνης παράλληλης με το ίχνος του ρήγματος της Βόρειας Ανατολίας, δημιουργώντας τη σημερινή μορφή της Τάφρου του Βορείου Αιγαίου (North Aegean Trough, NAT), η οποία αποτελεί την κύρια μορφολογική και σεισμοτεκτονική (Papazachos et al., 1998; Papanikolaou et al., 2002, 2006, 2007; Sengor et al., 2005; Reilinger et al., 2006) δομή (διεύθυνσης ΑΒΑ-ΔΝΔ) και περιλαμβάνει μία σειρά από επιμήκεις ξεχωριστές λεκάνες (καταβυθίσεις), αποτελούμενες από μεγάλα βάθη και απότομα πρανή, οι οποίες έχουν δημιουργηθεί κατά μήκος ενεργών ρηγμάτων. Πολλές μελέτες κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών αποδεικνύουν ότι η μικροπλάκα του Αιγαίου υφίσταται σημαντικές λιθοσφαιρικές παραμορφώσεις σε B-BA-N-NΔ κατεύθυνση. Πιο συγκεκριμένα, εκτιμάται ότι η Κρήτη, που αποτελεί την αιχμή της επεκτεινόμενης μικροπλάκας του Αιγαίου, κινείται Ν-ΝΔ πάνω από την υποβυθιζόμενη πλάκα της ανατολικής Μεσογείου, με ταχύτητα περίπου ~4±2 mm/έτος (Hollenstein et al., 2006; Vassilakis et al., 2011). Η κινηματική κατάσταση του Αιγαίου χαρακτηρίζεται από τη σταδιακή αύξηση των ταχυτήτων παραμόρφωσης, σε σχέση με την Ευρώπη, από 10 mm/yr στη Τάφρο του Β. Αιγαίου, μέχρι 35-40 mm/yr στο Νότιο Ελληνικό Τόξο (Kahle et al., 2000; McClusky et al., 2000; Nyst & Thatcher, 2004; Vassilakis et al., 2011; Royden & Papanikolaou 2011). Σύμφωνα με τους Lykousis et al., (2002) κύρια πηγή συγκεντρώσεως ιζημάτων στην περιοχή του Αιγαίου αποτελούν οι ποτάμιες αποθέσεις. Το Βόρειο Αιγαίο δέχεται υψηλές ποσότητες, γλυκού ύδατος και αιωρούμενων χερσαίων ιζημάτων μέσω τις πληθώρας των ποτάμιων συστημάτων της περιοχής σε αντίθεση με το Κεντρικό και Νότιο Αιγαίο όπου οι εκφορτίσεις υλικού γίνονται μόνο από εφήμερα ποτάμια (~6mg/l). Χαρακτηριστικά, τα Ολοκαινικά ιζήματα στην περιοχή του Αιγαίου χαρακτηρίζονται από ένα μίγμα αποσαθρωμένου κλαστικού υλικού, βιολογικών υπολειμμάτων και ανθρακικών κλαστών (Poulos, 2009) με τα πιο πρόσφατα ιζήματα των βαθύτερων λεκανών να συνίστανται κυρίως από τουρβιδίτες κλάσματος αργίλου μέχρι ιλύος. Παρά τον ολιγοτροφικό χαρακτήρα που παρουσιάζει το Αιγαίο, σημαντική είναι και η παρουσία βιογενούς υλικού ειδικότερα σε περιοχές πέρα από την προφανή επίδραση των ποτάμιων εκφορτίσεων. Έτσι, το 65-72% του αιωρούμενου υλικού μέσα στη λεκάνη της Ανατολικής Μεσογείου είναι οργανικής προελεύσεως, με 14

τη μέση ετήσια παραγωγικότητα συμπεριλαμβανομένου και του Αιγαίου να κυμαίνεται εποχικά και χωροταξικά μεταξύ 15-60g C/m 2 /a (Karageorgis et al., 2008). Η παραγωγή του βιολογικού αυτού υλικού περιλαμβάνει πολλές και περίπλοκες βιοχημικές διεργασίες (Aksu et al., 1995a; Lykousis et al., 2002) όπως είναι (α) η παραγωγή ανθρακικού ασβεστίου από πλαγκτονικούς οργανισμούς (κοκκολιθοφόρα, τρηματοφόρα, πτερόποδα κλπ) και (β) η παραγωγή βιογενούς πυριτίου κυρίως από τα διάτομα, τα ακτινόζωα και τα πυριτιομαστιγοφόρα. 2.2 ΩΚΕΑΝΟΓΡΑΦΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ Η Μεσόγειος θάλασσα είναι µια "σταγόνα" στον παγκόσμιο ωκεανό με τον όγκο των νερών της να αντιπροσωπεύει μόλις το 0,7% της μάζας νερών του Πλανήτη (UNEP, 2004). Το Αιγαίο πέλαγος χαρακτηρίζεται σαν μια επιηπειρωτική (Stanley & Perissoratis, 1977), μικροπαλιρροιακή (Tsimplis, 1994) θαλάσσια λεκάνη, η υφαλοκρηπίδα της οποίας εκτείνεται (25 έως 95 km) κατά μήκος των βορείων και ανατολικών ακτών της Ελλάδας, με μια μάλλον ομαλή μορφολογία και σαφές υφαλοόριο, που βρίσκεται σε βάθος 120 έως 140 m (Perissoratis & Conispoliatis, 2003). Με βάση τη βαθυμετρία, η θάλασσα του Αιγαίου χωρίζεται σε τρεις περιοχές: (α) το Βόρειο Αιγαίο, με σχετικά βαθιά βυθίσματα (β) το κεντρικό Αιγαίο, μια εκτεταμένη, ρηχή ασεισμική περιοχή και (γ) το Νότιο Αιγαίο, που συνίσταται από μια σειρά μεμονωμένων τάφρων. Γενικά, το μοντέλο της φυσικής ωκεανογραφίας της λεκάνης είναι πολύπλοκο, χωρίς κανονικότητα και με έντονες εποχικές διακυμάνσεις. Η συμπεριφορά της ελέγχεται από μια ποικιλία παραγόντων όπως είναι η γεωγραφική διασπορά των νησιών, η ιδιότυπη τοπογραφία του πυθμένα, η εισροή θαλάσσιων μαζών χαμηλής θερμοκρασίας και αλατότητας από τη Μαύρη Θάλασσα, οι εκροές των ποτάμιων συστημάτων των ηπειρωτικών περιοχών, καθώς και οι εποχικές τοπικές κλιματικές συνθήκες (Poulos et al., 1997). Η ετήσια μέγιστη θερμοκρασία (>24ºC) των επιφανειακών θαλάσσιων υδάτων (Sea Surface Temperature, SST) απαντάται τον μήνα Αύγουστο, ενώ οι ελάχιστές τιμές που παρατηρούνται το χειμώνα είναι μικρότερες, της τάξεως των 13ºC (Poulos et al., 1997). Επιπρόσθετα, οι τιμές της επιφανειακής αλατότητας (Sea Surface Salinity- SSS) ποικίλουν εποχικά και κυμαίνονται από μεταξύ 31.0 και 39.0. Τόσο η θερμοκρασία όσο και η αλατότητα παρουσιάζουν μια αυξητική διαβάθμιση από βορά προς νότο. Η ανταλλαγή υδάτων στην περιοχή της Μεσογείου γίνεται διαμέσου των Στενών του Γιβραλτάρ με το επιφανειακό χαμηλής αλατότητας ύδωρ του Ατλαντικού 15

Ωκεανού να εισέρχεται στη Μεσόγειο, ενώ το βαθύτερο και υψηλότερης αλατότητας νερό εγκαταλείπει τη Μεσόγειο θάλασσα. Η θάλασσα του Αιγαίου αποτελεί σημαντική πηγή βαθέων υδάτων για ολόκληρη την Ανατολική Μεσόγειο (Roether et al., 1996). Το ανώτερο στρώμα 50-100m του Αιγαίου, αποτελείται από τις ακόλουθες υδάτινες μάζες (Theocharis et al., 1993; Malanotte-Rizzoli et al., 1999;, Georgopoulos et al., 2000; Ζervakis et al., 2000; Lykousis et al., 2002): (i) τα ύδατα που εισέρχονται από τη Μαύρη Θάλασσα (BSW: Black Sea Waters), μέσω του στενού των Δαρδανελίων (ii) τα Επιφανειακά Ύδατα Λεβαντίνης (LSW: Levantine Surface Waters), που σχηματίζονται στην λεκάνη της Λεβαντίνης και εισέρχονται στο Αιγαίο ανατολικά, από τα στενά της Κρήτης (iii) τα Τροποποιημένα Ύδατα του Ατλαντικού (MAW: Mοdified Atlantic Waters), που προέρχονται από το παρακείμενο Ιόνιο Πέλαγος και εισέρχονται στο νότιο Αιγαίο, μέσω του δυτικού στενού της Κρήτης και (iv) τα Επιφανειακά Κρητικά Ύδατα (CSW: Cretan Surface Waters), στα βόρεια του νησιού της Κρήτης, που είναι ψυχρότερα και ελαφρώς χαμηλότερης αλατότητας από αυτά της Λεβαντίνης (Theocharis et al., 1993; Malanotte-Rizzoli et al., 1999; Georgopoulos et al., 2000; Ζervakis et al., 2000; Lykousis et al., 2002; Poulos, 2009). Η μεγάλης κλίμακας κυκλοφορία των επιφανειακών υδάτινων μαζών του Αιγαίου προσδιορίζεται σε υψηλό βαθμό από την εισροή θερμών (16-25 ºC) και μεγάλης αλατότητας (39,2-39,5 ) μεσογειακών υδάτων, που κινούνται προς βορρά κατά μήκος των μικρασιατικών ακτών (Zervakis et al., 2000). Ωστόσο, αυτές οι υδάτινες μάζες εκτοπίζονται προς τα νοτιοδυτικά στο Στενό των Δαρδανελίων από ψυχρά (9-22 ºC) και χαμηλής αλατότητας (22-23 ) επιφανειακά ύδατα που εκρέουν από τη Μαύρη θάλασσα. Οι σχετικά ψυχρότερες και χαμηλότερης αλατότητας μάζες κινούνται προς τα δυτικά κατά μήκος των βορείων ακτών του Αιγαίου και εκρέουν προς νότο, ενισχύοντας κατά συνέπεια την παραγωγικότητα της υδάτινης στήλης. Η κυκλοφορία των επιφανειακών υδάτινων μαζών περικλείεται από μεσαίας κλίμακας κυκλωνικούς και αντικυκλωνικούς στροβίλους με εντονότερη την επίδραση αυτών στην περιοχή του Νότιου Αιγαίου. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το Νότιο Αιγαίο επηρεάζεται από ένα εποχικό θερμοκλινές, με ευδιάκριτες περιόδους στρωμάτωσης των υδάτων κατά το θέρος και έντονης ανάμιξης κατά τους χειμερινούς μήνες. Το μοντέλο των υδρολογικών διαδικασιών της λεκάνης έχει την ανάλογη επίδραση και στην παραγωγικότητα του οικοσυστήματος τονίζοντας τον ολιγοτροφικό χαρακτήρα του Αιγαίου. Η ποσότητα των θρεπτικών συστατικών (αναλογία N/P) των υδάτων τόσο του Βόρειου όσο και του Νότιου Αιγαίου είναι περίπου ίδια (Lykousis et al., 2002). Παρ όλα αυτά υπάρχουν σημαντικές διαφορές σε σχέση με τα βαθύτερα στρώματα του Βορείου Αιγαίου ως προς την 16

κατανομή των θρεπτικών συστατικών λόγω των παρατηρούμενων υψηλών ποσοστών του οξυγόνου. Οι υψηλότερες τιμές TOC (Total Organic Carbon-TOC) που καταγράφονται στο Βόρειο Αιγαίο επιβεβαιώνουν την επίδραση που δέχεται το σύστημαμε τηνεισροή ύδατος από τη Μαύρη Θάλασσα, το οποίο διοχετεύει μεγάλα ποσοστά διαλυμένου άνθρακα μέσω ετεροτροφικών βακτηριδίων (Sempéré et al., 2002). Αξίζει να σημειωθεί ότι, η διαλυτότητα του οξυγόνου καθώς και το συνολικό ποσοστό θρεπτικών συστατικών επηρεάζεται επίσης από την ανταλλαγή των υδάτινων μαζών μέσω των στενών του Κρητικού τόξου με το ενδιάμεσο στρώμα του TMW (Transition Mediterranean Water) να χαρακτηρίζεται από χαμηλά ποσοστά οξυγόνου και υψηλές περιεκτικότητες σε θρεπτικά συστατικά. Κύριο χαρακτηριστικό της περιοχής του Βόρειου Αιγαίου είναι η περίπλοκη τοπογραφία του θαλάσσιου πυθμένα, η οποία περιλαμβάνει μια σειρά από βαθιές τάφρους ΝΔ-ΒΑ διεύθυνσης, με βάθη που φτάνουν μέχρι και τα 1500m μεταξύ των οποίων σχηματίζονται ρηχές υφαλώδεις περιοχές (Lykousis et al., 2002). Το Βόρειο Αιγαίο χαρακτηρίζεται από μια γενικά κυκλωνικού τύπου κυκλοφορία υδάτων (Εικόνα 3) και αυξημένο ευτροφισμό στα ανώτερα τμήματα της υδάτινης στήλης (0-500m) σε σχέση με το Νότιο Αιγαίο (Lykousis et al., 2002). Η αύξηση αυτή οφείλεται στην εγγύτητα της εισροής των βαλκανικών ποταμών μέσα στο Βόρειο Αιγαίο, στην εισροή υδάτων από τη Μαύρη Θάλασσα (Black Sea Water, BSW), αλλά και στους κυκλωνικούς και αντικυκλωνικούς στροβίλους. Η κυκλοφορία των επιφανειακών υδάτων του Βορείου Αιγαίου επηρεάζεται από την είσοδο νερών, προερχόμενων από την Μαύρη Θάλασσα, δια μέσου των στενών του Βοσπόρου, της Θάλασσας του Μαρμαρά, αλλά και των Στενών των Δαρδανελίων. Αυτά τα χαμηλής αλατότητας ύδατα εισερχόμενα στο Αιγαίο από τη Μαύρη Θάλασσα αναμειγνύονται με τα νερά που προέρχονται από την Λεβαντίνη, τα οποία στην συνέχεια βυθίζονται σε κατώτερα στρώματα δημιουργώντας ένα λεπτό, επιφανειακό στρώμα νερού (περίπου 20m), χαμηλής αλατότητας, που καλύπτει το μεγαλύτερο μέρος του Βορείου Αιγαίου (Zodiatis, 1994; Georgopoulos, 2002). Ως εκ τούτου η υδάτινη στήλη της περιοχής του Βορείου Αιγαίου συνίσταται κυρίως από τρία στρώματα: (α) Το επιφανειακό στρώμα χαμηλής αλατότητας ύδατος (BSC) πάχους 20-70m που προέρχεται από την περιοχή της Μαύρης θάλασσας (β) το ενδιάμεσο στρώμα υψηλής αλατότητας (38 ) και θερμοκρασίας (LIW: Levantine Intermediate Water) με προέλευση από τη λεκάνη του Λεβαντίνου μεταξύ των 100m-400m βάθους και τέλος (γ) το βαθύτερο πολύ υψηλής πυκνότητας ύδωρ του Βορείου Αιγαίου ( NAeDW North Aegean Deep Water), το οποίο αποτελεί και το υψηλότερης πυκνότητας ύδωρ σε ολόκληρη τη λεκάνη της Ανατολικής Μεσογείου (Zervakis et al., 2000; Lykousis et al., 2002). 17

Εικόνα 3: Κυκλοφορία των επιφανειακών υδάτων στην περιοχή του Αιγαίου σύμφωνα με τους Lykousis et al. (2002) και Zervakis et al. (2005b). Η λεκάνη του Νοτίου Αιγαίου αποτελεί τη μεγαλύτερη και βαθύτερη λεκάνη σε ολόκληρη την περιοχή του Αιγαίου η οποία επικοινωνεί με τη λεκάνη του Λεβαντίνου και την Ιόνια λεκάνη μέσω των ανατολικών και δυτικών στενών του Κρητικού τόξου (Lykousis et al., 2002). Εδώ, η κυκλοφορία χαρακτηρίζεται από έντονη μεσόαλη διακύμανση ενώ οι μεταβατικοί και επαναλαμβανόμενοι κυκλωνικοί- αντικυκλωνικοί στρόβιλοι είναι αυτοί που ουσιαστικά καθορίζουν την κατανομή των ωκεάνιων μαζών. Το επιφανειακό στρώμα της περιοχής του Νοτίου Αιγαίου αποτελείται από ένα κράμα διαφορετικών υδάτινων μαζών, όπως είναι τα υψηλής αλατότητας ύδατα από την λεκάνη του Λεβαντίνου (LSW), τα χαμηλής αλατότητας ύδατα προερχόμενα από τον Ατλαντικό ωκεανό (MAW) και τέλος ύδατα από τη Μαύρη Θάλασσα (BSW). Κάτω ακριβώς από το επιφανειακό στρώμα στα 50m-300m λαμβάνει χώρα ο σχηματισμός της ισχυρά οξυγονωμένης μάζας ενδιάμεσου Κρητικού ύδατος (Cretan Intermediate Water, CIW), και ακολουθεί το ενδιάμεσο Λεβαντίνιο ύδωρ (LIW) με ελαφρώς υψηλότερη αλατότητα και κατ επέκταση μεγαλύτερη πυκνότητα. Του ενδιάμεσου αυτού στρώματος CIW/LIW υπόκειται στα 600-700m περίπου η υδάτινη μάζα TMW (Transition Mediterranean Water) που εισέρχεται στο Νότιο Αιγαίο μέσω των στενών του Κρητικού τόξου. Πρόκειται για ένα μίγμα των υδάτινων μαζών LIW και EMDW (Eastern Mediterranean Deep Water) προερχόμενων τόσο από τη Λεκάνη του Λεβαντίνου, όσο και 18

την Ιόνια λεκάνη (Basilopoulos et al., 1999; Theocharis et al., 1999a). Τέλος το κατώτερο και βαθύτερο στρώμα που εκτείνεται από 800-2500m βάθους συνίσταται από το πυκνό Κρητικό ύδωρ CDW (Cretan Deep Water). Η επιφανειακή κυκλοφορία των υδάτων στην περιοχή που εκτείνεται νότια της Κρήτης (νότιο Κρητικό περιθώριο), διαμορφώνεται από την επίδραση ενός κυκλωνικού στροβίλου, του Κρητικού πελάγους (Karageorgis et al., 2008). Η περιοχή αυτή της Ανατολικής Μεσογείου επηρεάζεται από τις ξηρές συνθήκες της Βόρειας Αφρικής, της Αραβικής χερσονήσου και της Εγγύς Ανατολής. Στο νότιο τμήμα της περιοχής, οι διακυμάνσεις της Μεσοτροπικής Ζώνης Σύγκλισης και του μουσώνα/enso/διπολικό σύστημα του Ινδικού Ωκεανού ασκούν σημαντική επιρροή (Saji & Yamagata, 2003) μέσω των εισροών του Νείλου. 19

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. ΠΑΛΑΙΟΚΛΙΜΑΤΙΚΑ ΓΕΓΟΝΟΤΑ ΤΟΥ ΑΝΩΤΕΡΟΥ ΤΕΤΑΡΤΟΓΕΝΟΥΣ ΟΛΟΚΑΙΝΟΥ 20

3.1. Το Ολόκαινο Το Ανώτερο Τεταρτογενές χαρακτηρίζεται από περιόδους με έντονες εναλλαγές μεταξύ ψυχρών /ξηρών και θερμών /υγρών κλιματικών συνθηκών, η διάρκεια των οποίων κυμαίνεται από χιλιάδες μέχρι και μερικές δεκάδες χρόνια που σχετίζονται με εξαπλώσεις και υποχωρήσεις των παγετωδών πολικών καλυμμάτων αντίστοιχα. Οι διακυμάνσεις αυτές στις κλιματικές συνθήκες προκάλεσαν σε παγκόσμια κλίμακα μεγάλες μεταβολές στη θαλάσσια στάθμη (Chappell & Shackleton, 1986; Van Andel et al., 1989; Perissoratis & Conispoliatis 2003) με σημαντικές επιπτώσεις μεταξύ άλλων και στην ωκεάνια παραγωγικότητα (Haq et al., 1987). Η πιο πρόσφατη μεταβολή της στάθμης της θάλασσας, ακολούθησε τη Βούρμιο παγετώδη περίοδο. Η περίοδος αυτή, η έναρξη της οποίας τοποθετείται 75 Ka BP πριν από σήμερα και η τελική ανάπτυξη της στα 25 Ka BP, χαρακτηρίζεται ως η ψυχρότερη όλων των παγετωδών περιόδων που καταγράφηκαν μέχρι σήμερα, ενώ κατά τη διάρκεια αυτής υπήρξαν αρκετές διακυμάνσεις στην υγρασία αλλά και στη θερμοκρασία (Mayewski et al., 1997; Rohling et al., 2003). Κατά την περίοδο της μέγιστης εξάπλωσης των παγετώνων (24-18 Ka BP), η στάθμη της θάλασσας στο χώρο του Αιγαίου, έφτασε 120 m κάτω από τη σημερινή της θέση (Van Andel & Lianos, 1984; Lykousis et al., 2005; Perissoratis and Conispoliatis, 2003; Vouvalidis et al., 2005). Μετά τα 18 Ka BP οι κλιματικές συνθήκες σε συνδυασμό με την τήξη των παγετώνων, συντέλεσαν σε μία σταδιακή άνοδο της στάθμης της θάλασσας που συνεχίστηκε και κατά τη διάρκεια του Ολοκαίνου, για να φθάσει στα 5m περίπου κάτω από το σημερινό της επίπεδο στα 5.5 Ka BP (Lambeck, 1996). Η περίοδος αυτή είναι γνωστή ως Φλάνδρια (Flandrian interglacial) και χαρακτηρίζεται από σχετικά θερμό κλίμα, πιο σταθερό από εκείνο της προηγούμενης Πλειστοκαινικής παγετώδους περιόδου (Dansgaard et al., 1993; Grootes & Stuiver, 1997, Mayewski et al., 2004). Η βάση της Ολοκαινικής περιόδου τοποθετείται στα 11.5 Ka BP, στη βάση του τελευταίου μεσοπαγετώδους. Διαίρεση σε τυπικά στάδια για την περίοδο του Ολοκαίνου δεν υπάρχει (Bowen, 1978; Lourens et al., 2004), ωστόσο κλιματικά γεγονότα που παρατηρούνται την περίοδο αυτή, και που δεν εμφανίζονται απαραίτητα ως μοναδικά, παγκόσμια ή/και συγχρονισμένα, παρέχουν τη δυνατότητα παρακολούθησης των κλιματικών διακυμάνσεων της περιόδου. Ως εκ τούτου, με βάση τις σημαντικές διακυμάνσεις στη θερμοκρασία και την υγρασία (Dean, 1997; Stager & Mayewski, 1997), το Ολόκαινο ανεπίσημα υποδιαιρείται στο Κατώτερο (11-8 Ka BP), στο Μέσο (8-4 Ka BP) και στο Ανώτερο (4 Ka BP-σήμερα). 21

Μελέτες που επικεντρώνονται σε στοιχεία της μεταβλητότητας του κλίματος κατά το Ολόκαινο, σε εκατονταετή-δεκαετή κλίμακα χρόνου, υποδεικνύουν ότι η Κατώτερη και Μέση Ολοκαινική εποχή δεν ήταν μια παγκοσμίως ομοιογενής θερμοκρασιακά περίοδος. Μάλιστα, μια από τις πιο εκτενείς έρευνες του κλίματος της Κατώτερης και Μέσης Ολοκαινικής περιόδου (COHMAP Cooperative Holocene Mapping Project, 1988), υποστηρίζει ότι η τροχιακά προκληθείσα αύξηση της ηλιακής ακτινοβολίας, πιθανόν να προκάλεσε μια σημαντική διαταραχή στο κλίμα του κατωτέρου Ολοκαίνου. Σημαντικά στοιχεία για την αναπαράσταση της θερμοκρασίας των επιφανειακών υδάτων (δείκτης Uk 37 ) κατά το Ολόκαινο, προέρχονται και από τη μελέτη μακράς αλυσίδας οργανικών ενώσεων που ονομάζονται αλκενόνες και παράγονται από το κοκκολιθοφόρο Emiliania huxleyi που ευδοκιμεί την περίοδο της άνοιξης (Marchal et al., 2002; Rimbu et al., 2003). Σύμφωνα με τους Rimbu et al., (2003), η Δυτική Μεσόγειος παρουσιάζει τάση μείωσης της επιφανειακής θερμοκρασίας κατά το Ολόκαινο, ενώ αντίθετα η Ανατολική Μεσόγειος και η Ερυθρά Θάλασσα παρουσιάζουν αυξητική τάση. Το φαινόμενο αυτό ερμηνεύεται με βάση μια συνεχή αποδυνάμωση του NAO, από το κατώτερο προς το ανώτερο τμήμα του Ολοκαίνου, που αποδίδεται στην αύξηση της επιφανειακής θαλάσσιας θερμοκρασίας στις τροπικές περιοχές κατά τη διάρκεια των χειμερινών περιόδων, εξαιτίας της αυξανόμενης έντασης της ηλιακής ακτινοβολίας, ως απόκριση στον κύκλο της μετάπτωσης των ισημερινών. Οι απότομες κλιματικές αλλαγές κατά τη διάρκεια του Ολοκαίνου (πιο συχνές από το Μέσο Ολόκαινο μέχρι σήμερα) δεν παρατηρούνται ταυτόχρονα και με την ίδια ένταση σε όλες τις περιοχές της γης, αφού ουσιαστικά συνιστούν το αποτέλεσμα της επίδρασης συνδυασμού ποικίλων μηχανισμών (Mayewski et al., 2004). 3.2. Παλαιοκλιματικές και παλαιοωκεανογραφικές διακυμάνσεις του Ανώτερου Τεταρτογενούς- Ολοκαίνου στην Ανατολική Μεσόγειο Οι κλιματικές διακυμάνσεις του Ανώτερου Τεταρτογενούς καταγράφονται με μεγάλη λεπτομέρεια στις θαλάσσιες αποθέσεις της Ανατολικής Μεσογείου, που αντιπροσωπεύει ένα πολύπλοκο υδρογραφικό σύστημα (Bethoux et al., 1989), και παρουσιάζει μεγάλη ευαισθησία, τόσο στις σύγχρονες (Theocharis, 1989; Roether et al., 1996) όσο και στις παρελθούσες κλιματικές διακυμάνσεις (Cacho et al., 2001; Casford et al., 2001; Rholing et al., 2002). Εκτός από τη γεωγραφική της θέση, η υψηλής ανάλυσης καταγραφή των παλαιοκλιματικών διακυμάνσεων της Ανατολικής Μεσογείου, οφείλεται επίσης στους υψηλούς ρυθμούς ιζηματογένεσης καθώς και στις επαναλαμβανόμενες φάσεις υψηλής παραγωγικότητας και επανοξυγόνωσης των βαθιών υδάτων 22

(Rohling et al., 2002b, 2003). Πρώτος ο Kullenberg το (1952) ξεκίνησε τη συστηματική έρευνα του Ανωτέρου Τεταρτογενούς στην περιοχή της Μεσόγειου. Έκτοτε ακολούθησε μια σειρά παλαιοκλιματικών και παλαιοωκεανογραφικών ερευνών οι περισσότερες από τις οποίες εστιάζουν στη μετάβαση από την παγετώδη στη μεσοπαγετώδη περίοδο καθώς και στο διάστημα απόθεσης του τελευταίου σαπροπηλικού ορίζοντα S1 (π.χ. Rossignol-Strick, 1985; Anastasakis & Stanley, 1986; Rohling et al., 1991, 1994; Rossignol-Strick, 1992; Aksu et al., 1995; Rohling et al., 1997; Kyllel et al., 1997; De Rijk et al., 1999; Geraga et al., 2002; Negri & Giunta, 2001; Schilman et al., 2001; Casford et al., 2003). Κατά τον τελευταίο κλιματικό κύκλο (τελευταία παγετώδης/μεσοπαγετώδης περίοδος) έρευνες που έχουν πραγματοποιηθεί με βάση συνδυαστικές μελέτες σε πλαγκτονικά τρηματοφόρα, σταθερά ισότοπα οξυγόνου (Jorissen et al., 1993; Capotondi et al., 1999; Rohling et al., 2002), αλκενόνες, κοκκολιθοφόρα και πτερόποδα (Sbaffi et al., 2001;2004, Principato et al., 2003; Giunta et al., 2003; Gogou et al., 2007; Triantaphyllou et al. 2009 a,b), βενθονικά τρηματοφόρα, κόκκους γύρεως και δινομαστιγωτά (Sangiorgi et al., 2003; Geraga et al., 2000, 2005; Kuhnt et al., 2007; Abu-Zied et al., 2008; Triantaphyllou et al. 2007, 2009 a,b; Kouli et al., 2012) έχουν δείξει μια σειρά από μεγάλης κλίμακας κλιματικά γεγονότα που έλαβαν χώρα τα τελευταία 20 Ka BP. Επιπροσθέτως μια σειρά από μικρής κλίμακας κλιματικά γεγονότα υποδηλώνουν την κλιματική αστάθεια που χαρακτηρίζει την περίοδο αυτή. Πιο ειδικά, κατά την τελευταία παγετώδη περίοδο κλιματικές μεταβολές που έχουν σημειωθεί στη Μεσόγειο αντιστοιχούν στα Dansgaard-Oeschger και Heinrich ψυχρά συμβάντα τα οποία αναγνωρίστηκαν στα θαλάσσια ιζήματα της Δυτικής Μεσογείου (Cacho et al., 1999, 2001; Perez- Folgado et al., 2003) στην Τυρρήνια Θάλασσα (Sbaffi et al., 2001; Sanchez Goni et al., 2002), στη θάλασσα του Αιγαίου (Geraga et al., 2000, 2005; Ιoakim et al., 2009), αλλά και στα χερσαία ιζήματα της Ιταλίας και της Ελλάδας (Watta et al., 1996; Tzedakis et al., 2002), καθώς και σε σπήλαια στο Ισραήλ και στην Ελλάδα (Bar-Matthews et al., 1999; Karkanas, 2001). Μετά από την κορύφωση της τελευταίας παγετώδους περιόδου (Last Glacial Maximum LGM, 20 Ka BP), έως την έναρξη του Ολοκαίνου στην περιοχή της Μεσογείου, λαμβάνει χώρα η τελευταία αποπαγοποίηση (deglaciation). Ιδιαίτερης σημασίας, στο διάστημα αυτό αποτελεί ένα μικρό επεισόδιο σχετικά υψηλής θερμοκρασίας επιφανειακών υδάτων που σημειώνεται μεταξύ ~ 15-13 Ka cal. BP και αντιστοιχεί στο θερμό συμβάν Bølling-Allerød (Bar- Matthews et al.,1997; Geraga et al., 2000; Sbaffi et al., 2001; Carboni et al., 2005; Kotthoff et al., 2008a). Το μικρό επεισόδιο σχετικά υψηλής θερμοκρασίας των επιφανειακών υδάτων, στην περιοχή του Βόρειου Αιγαίου εκδηλώθηκε μέσω μιας αύξησης της θερμοκρασίας των επιφανειακών υδάτων της τάξεως των 22.9 ºC (Gogou et al., 2007). Ακολούθως, λίγο πριν από την έναρξη του Ολοκαίνου κατά τα ~ 12-13 Ka cal. BP, άλλο ένα επεισόδιο με 23

σημαντικές περιβαλλοντικές μεταβολές αντιστοιχεί στο ψυχρό και ξηρό συμβάν του Younger Dryas. Το επεισόδιο αυτό έχει καταγραφεί σε θαλάσσια ιζήματα της λεκάνης του Αιγαίου (Aksu et al., 1995; Zachariasse et al., 1997; De Rijk et al., 1999; Geraga et al., 2000), του Ιονίου, της Αδριατικής και του Τυρρηνίου πελάγους (Jorissen et al., 1993; Carboni et al., 2005). Η απότομη έναρξη και το τέλος αυτού αποτελεί το αντικείμενο έρευνας πολλών επιστημόνων τόσο σε μελέτες πυρήνων πάγου όσο και θαλάσσιων αλλά και χερσαίων αποθέσεων (Björck et al., 1996; Hughen et al., 1996). Λεπτομερείς μελέτες από πυρήνες πάγου της Γροιλανδίας έδειξαν ότι η μετάβαση τους ψυχρού γεγονότος του Younger Dryas προς την θερμή περίοδο του Ολοκαίνου στην Αρκτική, διήρκησε μερικές δεκαετίες, σημαδεύτηκε όμως από την ύπαρξη σύντομων θερμών επεισοδίων τα οποία δεν διαρκούσαν πάνω από 5 χρόνια. Η μετάβαση αυτή στα ~11.5 Ka cal. BP στην περιοχή του Αιγαίου πιθανότατα αντιστοιχεί στο σύντομο χαμηλής θερμοκρασίας συμβάν του Preboreal Oscillation (PBO) (Bjorck et al., 1997; Magny et al., 2001; Triantaphyllou et al., 2009 a,b; Kouli. et al., 2012). Η έναρξη του Ολοκαίνου χαρακτηρίζεται από ένα θερμό διάστημα (κλιματικό βέλτιστο climatic optimum, 10.5-9.5 Ka cal. BP), κατά το οποίο παρατηρήθηκε αύξηση στη θερμοκρασία των επιφανειακών υδάτων και γενική βελτίωση των περιβαλλοντικών συνθηκών. Η ενίσχυση της έντασης της ηλιακής ακτινοβολίας στον εποχικό κύκλο του Βορείου ημισφαιρίου προκάλεσε την μετατόπιση των μουσσώνων προς τις βορειότερες περιοχές (Jolly et al., 1998), με αποτέλεσμα την περιοδική κορύφωση του Αφρικανικού θερινού μουσώνα και την προσωρινή επέκταση του θερινού μουσσώνα του Ινδικού ωκεανού προς τα ΒΔ μέσα στη λεκάνη της Μεσογείου, την αύξηση των κατακρημνισμάτων πάνω από την ισημερινή Αφρική και πιθανή αύξηση της εκροής του ποταμού Νείλου (Rossignol- Strick,1995; Rohling et al., 1997). Εκτός από τις εκφορτίσεις μέσω του Νείλου, αυξημένα φαίνεται να είναι και τα ποσοστά των εκφορτίσεων από τα ποτάμια της Μικράς Ασίας και του Ελλαδικού χώρου (Rohling, 1994; Shaw & Evans, 1984; Cramp et al.,1988; Rohling & Gieskes, 1989; Wijmstra et al., 1990). Ενδεχομένως, υπήρχε μία ταυτόχρονη αύξηση των κατακρημνισμάτων στο βόρειο τμήμα της Μεσογείου, ως συνέπεια αυξημένης δραστηριότητας των ατμοσφαιρικών πιέσεων πάνω από την περιοχή (Duplessy et al., 2005). Το φαινόμενο αυτό είχε ως αποτέλεσμα τις τοπικές μεταβολές στα αποθέματα γλυκού ύδατος στη λεκάνη της Ανατολικής Μεσογείου, με συνέπειες στη θαλάσσια κυκλοφορία και κατ επέκταση στην απόθεση των πλέον πρόσφατων ιζημάτων του σαπροπηλικού ορίζοντα S1 (Rohling & Hilgen, 1991; Rohling, 1994). Προηγούμενες μελέτες έχουν αποδείξει, ότι η ακολουθία πελαγικών ιζημάτων και σαπροπηλών αντικατοπτρίζει διαδοχικές εναλλαγές κανονικών συνθηκών ιζηματαπόθεσης βαθιάς θάλασσας με συνθήκες ανοξίας (McCoy & Stanley, 1984; Anastasakis & Stanley, 1984,1986; Anastasakis 1986; Nolet & Corliss, 1990; Cramp & Sullivan, 1999) και η ύπαρξη τους στην περιοχή της Ανατολικής Μεσογείου, έχει 24

συνδεθεί με κλιματικές αλλαγές (Rossignol-Strick, 1983; Bouloubasi et al., 1999; Murat & Got, 2000). Aνοξικά συμβάντα παγκόσμιας εμβέλειας έχουν καταγραφεί αρκετές φορές στο γεωλογικό παρελθόν (Jenkyns Clayton, 1997; Kafousia et al., 2011; Karakitsios et al., 2011). H πρώτη θεωρία που δόθηκε σχετικά με τον σχηματισμό των σαπροπηλών υποστήριξε ότι η αυξημένη εισροή γλυκών νερών (βροχοπτώσεις κλπ) προκάλεσε στρωμάτωση της θαλάσσιας υδάτινης στήλης και την ανάπτυξη δυσοξικών/ανοξικών συνθηκών, γεγονός που ευνόησαν την διατήρηση του οργανικού υλικού στο ίζημα (Olausson 1961; Cita et al., 1977). Μια νεώτερη θεωρία απέδωσε την απόθεση των σαπροπηλών στην απότομη αύξηση της πρωτογενούς βιολογικής παραγωγικότητας, η οποία προκάλεσε αύξηση της ροής του οργανικού υλικού προς τα βαθύτερα στρώματα (Calvert 1983; Calvert et al., 1992). O συνδυασμός των δύο παραπάνω θεωριών οδήγησε στην πλέον αποδεκτή θεωρία σύμφωνα με την οποία η δημιουργία του σαπροπηλού οφείλεται σε μια ευαίσθητη ισορροπία μεταξύ της μείωσης της οξυγόνωσης των βαθιών υδάτων και της αύξησης της πρωτογενούς παραγωγικότητας (De Lange & Ten Haven, 1983; Rohling & Gieskes, 1989). Σύμφωνα με τους Casford et al. (2002), η αύξηση της παραγωγικότητας θα μπορούσε να προκληθεί από την αυξημένη εισροή θρεπτικών μέσω των ποταμών για περισσότερο από 1000 χρόνια πριν την απόθεση του σαπροπηλού. Η αυξημένη ροή θρεπτικών είχε ως αποτέλεσμα τη δημιουργία ενός βαθέος στρώματος μέγιστης συγκέντρωσης χλωροφύλλης (Deep Chlorophyll Maximum-DCM), αποτέλεσμα της στρωμάτωσης της υδάτινης στήλης που ευνόησε την ανάπτυξη δυσοξικών/ανοξικών συνθηκών σε ένα βαθύ στρώμα κοντά στην επιφάνεια του πυθμένα. Η έναρξη απόθεσης του σαπροπηλικού ορίζοντα S1 στην περιοχή του Αιγαίου καταγράφεται στα 9.6-10 Ka cal. BP (Perissoratis & Piper, 1992; Aksu et al., 1995; Zacchariasse et al., 1997; De Rijk et al., 1999, De Lange et al., 2008). Ως σαπροπηλικούς ορίζοντες χαρακτηρίζουμε σκουρόχρωμα στρώματα με ασυνήθιστα υψηλή συγκέντρωση οργανικού άνθρακα (>2%) στα θαλάσσια ιζήματα (Κidd et al., 1978; De Lange et al., 1999), ο σχηματισμός των οποίων σχετίζεται με την αυξημένη πρωτογενή παραγωγικότητα, την στρωμάτωση της ευφωτικής ζώνης και την επικράτηση ανοξικών συνθηκών. Πολλές φορές μέσα στους σαπροπηλούς έχουν παρατηρηθεί διακοπές των σαπροπηλικών συνθηκών, γνωστές με τον όρο interruption, οι οποίες υποδηλώνουν σύντομες κλιματικές μεταβολές που συνδέονται με την αυξημένη οξυγόνωση της λεκάνης της Μεσογείου (Myers & Rohling, 2000; Krishnamurthy et al., 2000; Arnaboldi & Meyers, 2003; Casford et al., 2003; Meyers & Arnaboldi, 2005; Meyers & Bernasconi, 2005; De Lange et al., 1999, 2008). Το ανώτερο τμήμα του σαπροπηλού S1 έχει αποδειχθεί ότι αποτέθηκε σε συνθήκες καλύτερης οξυγόνωσης (Geraga et al., 2005; Triantaphyllou et al., 2009b). Ωστόσο, η τελική αποκατάσταση της κυκλοφορίας των υδάτων στη Μεσόγειο, στο Βόρειο Αιγαίο καταγράφεται στα 6.7-6.4 Ka cal. BP (Perissoratis & Piper, 1992; 25

Roussakis et al., 2004; Gogou et al., 2007; Triantaphyllou et al., 2009a, b; Katsouras et al., 2010). Κατά το διάστημα των 8-7Ka cal BP στην περιοχή της Ανατολικής Μεσογείου, πιστοποιήθηκαν περιβαλλοντικές μεταβολές και ελαφριά μείωση στης θερμοκρασία των επιφανειακών υδάτων, οι οποίες οδήγησαν στην πρόσκαιρη διακοπή του σαπροπηλού S1 (De Rijk et al., 1999; Rohling et al., 2002; Sangiorgi et al., 2003), που συσχετίζεται με το παγκόσμιο ψυχρό συμβάν 8.2 Ka BP (Rohling et al., 2002; Gogou et al., 2007; Geraga et al., 2008; Triantaphyllou et al., 2009a,b; Katsouras et al., 2010; Kouli et al., 2012). Οι κλιματικές αυτές μεταβολές συνοδεύονται από μεταβολές της θαλάσσιας επιφανειακής θερμοκρασίας της τάξεως των 2 6 C στην Ανατολική Μεσόγειο (Emeis et al., 2000, 2003; Triantaphyllou et al., 2009), έως 8 C στο Βόρειο Αιγαίο (Gogou et al., 2007), 4 12 C στην νότια Ανατολική Μεσόγειο, (Castañeda et al., 2010), 4 C στη Δυτική Μεσόγειο (Cacho et al., 2001) και περίπου 5 C στο Τυρρήνιο (Sbaffi et al., 2001). Το ψυχρό και ξηρό αυτό γεγονός αποτυπώνεται και σε αρχαιολογικές θέσεις, όπως είναι η περιοχή της Κρήτης, όπου ενώ κεραμικά της Νεολιθικής Περιόδου στην Κνωσσό δηλώνουν εποικισμό της περιοχής κατά τα 9.8-8 Ka cal. BP, ενώ για το χρονικό διάστημα μεταξύ 9-7.5 Ka cal. BP υπάρχουν ενδείξεις ότι ο οικισμός είχε μερικώς εγκαταλειφθεί (Efstratiou et al., 2004). Επιπλέον, απώλεια ανθρώπινων υλικών καταλοίπων γι αυτό το χρονικό διάστημα έχει παρατηρηθεί και σε μια σειρά άλλων θέσεων, όπως στη σπηλιά του Κύκλωπα στις Σποράδες, στη σπηλιά της Θεόπετρας και στο Σιδάρι Κέρκυρας (Berger & Guilaine, 2009). Μεγάλος αριθμός δεδομένων που σχετίζονται με το διάστημα του Μέσου Ολοκαίνου καταγράφουν την εγκαθίδρυση υγρών συνθηκών στην περιοχή της Άπω και Μέσης Ανατολής καθώς και στην Αραβική Θάλασσα κατά το διάστημα αυτό (Parker et al., 2006; Jung et al., 2004; Migowski et al., 2006). Επιπρόσθετα αποδεικτικά στοιχεία από την παράκτια πεδιάδα του Μαραθώνα (Pavlopoulos et al., 2006) επισημαίνουν την ύπαρξη έντονα εποχικού κλίματος μεταξύ 5.8 και 3.5 Ka BP. Τέλος, μελέτη του πυρήνα NS-14 από το ΝΑ Αιγαίο κατέδειξε την ύπαρξη θερμών και υγρών συνθηκών μεταξύ 5.4-4.3 Ka cal. BP (Triantaphyllou et al, 2009), υποστηρίζοντας τη δημιουργία αυξημένης στρωμάτωσης και υπο-οξικών συνθηκών τουλάχιστον σε ημί-κλειστές λεκάνες, με αποτέλεσμα την εναπόθεση ενός σαπροπηλικού ορίζοντα του Μέσου Ολοκαίνου (Sapropel Mid Holocene/SMH). Το ανώτερο Ολόκαινο (4-0 Ka cal. BP) παρουσιάζει μία γενική, ελαφρά τάση ψύχρανσης με προοδευτική ξήρανση (Cacho et al., 2001; Sbaffi et al., 2001; Marchal et al., 2002; Rohling et al., 2002). Κατά την διάρκεια της τελευταίας χιλιετίας καταγράφονται επίσης χαρακτηριστικές κλιματικές περίοδοι στην Μεσόγειο (Πίνακας 1) όπως είναι η Ρωμαϊκή Υγρή περίοδος (Roman Humid Period) 26

που τελειώνει στα 1.1 Ka BP, η θερμή περίοδος του Μεσαίωνα (Medieval Climate Anomaly) στα 1.1-650 Ka BP, η ψυχρή περίοδος της Μικρής Παγετώδους Εποχής (Little Ice Age) στα 650-150 Ka BP όπως και τα μικρής διάρκειας ψυχρά γεγονότα Late Maunder Minimum (LMM, ca. 1700 AD) και Spoorer (SM ca. 1450 AD) τα οποία πιθανότατα, αν και με έντονο σκεπτικισμό (Jansen et al., 2007), σχετίζονται με ελάχιστα της ηλιακής δραστηριότητας, ενώ το LMM συσχετίζεται περαιτέρω με ηφαιστειακή δραστηριότητα και τις μεταβολές του ΝΑΟ (Luterbacher et al., 2001; Luterbacher & Xoplaki, 2003). Πρέπει να σημειωθεί ότι μεταξύ του 1500-1900 AD καταγράφηκε μια φάση έντονης ηφαιστειακής δραστηριότητας τόσο στη Μεσόγειο αλλά και στην Ευρώπη γενικότερα. Τους τελευταίους αιώνες δεν υπάρχουν διαθέσιμα δεδομένα SST υψηλής ανάλυσης (ετήσια, εποχικά) για την περιοχή της Μεσογείου εξαιτίας της έλλειψης κατάλληλων δεικτών, όπως π.χ. των τροπικώνυποτροπικών κοραλλίων, γεγονός που οδηγεί στην αναζήτηση νέων ευαίσθητων κλιματικών δεικτών, μεταξύ των οποίων και τα κοκκολιθοφόρα (Antonioli et al., 2001). Πίνακας 1: Σύνοψη των κυριότερων παλαιοκλιματικών γεγονότων έδρασαν στον χώρο της Ανατολικής Μεσογείου τα τελευταία 40.000 χρόνια και ενδεικτικές βιβλιογραφικές αναφορές. ΚΛΙΜΑΤΙΚΑ ΓΕΓΟΝΟΤΑ ΤΑ ΚΥΡΙΟΤΕΡΑ ΤΟΥΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΠΟΛΙΤΙΣΜΙΚΕΣ ΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ ΣΤΟΝ ΧΩΡΟ ΤΟΥ ΑΙΓΑΙΟΥ I. Η ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΦΑΣΗ ΤΗΣ ΤΕΛΕΥΤΑΙΑΣ ΠΑΓΕΤΩΔΟΥΣ ΠΕΡΙΟΔΟΥ 40-25 Ka BP (MIS3) Ψυχρές και ξηρές συνθήκες Κύριο χαρακτηριστικό η ασταθής κλιματική κατάσταση που επικρατούσε, ιδίως στην περιοχή της Ευρώπης με επεισόδια των οποίων η διάρκεια κυμαίνεται σε μερικές χιλιάδες χρόνια. Σύντομες κλιματικές διακυμάνσεις, αντίστοιχες με αυτές που καταγράφηκαν στην Ευρώπη, παρατηρήθηκαν όμως στην περιοχή της Γροιλανδίας (πυρήνες GISP2, GRIP). Σημαντικό στοιχείο του σταδίου αυτού στο χώρο της Μεσογείου αποτελέι η αναγνώριση του σύντομου ψυχρού επεισοδίου H3 (31-32 Ka BP ) Ioakim et al., (2009), Triantaphyllou, et al., (2010). II. Η ΤΕΛΙΚΗ ΦΑΣΗ ΤΗΣ ΤΕΛΕΥΤΑΙΑΣ ΠΑΓΕΤΩΔΟΥΣ ΠΕΡΙΟΔΟΥ 25-10 Ka BP Ψυχρές και ξηρές συνθήκες Παρόμοιο καθεστώς ψυχρών συνθηκών με υψηλής στρωμάτωσης και χαμηλής παραγωγικότητας ύδατα παρατηρείται και στο ισοτοπικό διάστημα του MIS 2. Σημαντικό στοιχείο του ισοτοπικού σταδίου MIS 2 αποτελεί το διάστημα 20-18 Kas BP που αντιστοιχεί στο Μέγιστο της τελευταίας παγετώδους περιόδου (LGM). Κύριο χαρακτηριστικό του LGM ήταν οι πολύ ψυχρές και ξηρές κλιματικές συνθήκες ενώ σχεδόν ολόκληρη η περιοχή της Βόρειας Ευρώπης ήταν καλυμμένη από ένα μεγάλο στρώμα πάγου που εκτεινόταν μέχρι τις Άλπεις και τα Πυρηναία Όρη. Ioakim, C., et al., (2009), Triantaphyllouet al., (2010). 1.BØLLING- ALLEROD 14.7-12.8 Ka BP Θερμό και Υγρό συμβάν: Φαινόμενο με μεγαλύτερη επίδραση στην περιοχή της Βόρειας Ευρώπης και το Βόρειο Ατλαντικό το οποίο ωστόσο συσχετίζεται με τις αυξημένες τιμές της θερμοκρασίας των επιφανειακών θαλάσσιων υδάτων (SST) και την αλλαγή των βενθικών πανίδων που παρατηρήθηκε στην περιοχή της Ανατολικής Μεσογείου κατά την περίοδο αυτή. Επιπλέον η καταγραφή του θερμού αυτού συμβάντος στην περιοχή συνδέεται και με την έναρξη της Αφρικανικής Υγρής Περιόδου μέσα στη λεκάνη της Ανατολικής Μεσογείου. Εξάπλωση των παλαιολιθικών κοινοτήτων στην Ευρώπη. Ehrmann et al., (2007), Geraga, M, et al., (2010), Gogou et al., (2007), Kotthoff et al., (2008), Kuhnt et al., (2007), Sbaffi et al., (2001), Triantaphyllou et al., (2009) 27

ΚΛΙΜΑΤΙΚΑ ΓΕΓΟΝΟΤΑ ΤΑ ΚΥΡΙΟΤΕΡΑ ΤΟΥΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΠΟΛΙΤΙΣΜΙΚΕΣ ΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ ΣΤΟΝ ΧΩΡΟ ΤΟΥ ΑΙΓΑΙΟΥ 2.YOUNGER DRYAS 12.8-11.6 Ka BP 3.PBO: Preboreal oscillation 11.5-11.0 Ka BP Ψυχρό και ξηρό συμβάν Φαινόμενο ιδιαίτερα έντονο στα υψηλά γεωγραφικά πλάτη του Βορείου Ημισφαιρίου. Ταυτόχρονη έναρξη παρουσιάζει το ψυχρό αυτό συμβάν στη Δυτική Ευρώπη και τη Γροιλανδία ενώ απουσιάζει από Ανταρκτική, Ωκεανία και Νέα Ζηλανδία. Πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι η έναρξη αυτού στο Νότιου Ημισφαίριο καταγράφεται νεότερη κατά 1.000 χρόνια Στην περιοχή της Ανατολικής Μεσογείου το ψυχρό αυτό συμβάν συσχετίζεται με την πτώση της θερμοκρασίας των επιφανειακών υδάτων ενώ συνδέεται επίσης με τη διακοπή της Αφρικανικής Υγρής Περιόδου. Παλυνολογικά δεδομένα από την περιοχή της Βόρειας Ελλάδας και της Κωπαΐδας συνδέονται με το φαινόμενο αυτό. Ψυχρό και ξηρό συμβάν Μετρήσεις του δ 18 O σε πυρήνες από την περιοχή του Αιγαίου καταγράφουν την μετάβαση από τις παγετώδεις συνθήκες προς πιο θερμές χαρακτηριστικές μιας μεσοπαγετώδους περιόδου. Οι ψυχρές και ξηρές συνθήκες που καταγράφονται κατά την περίοδο αυτή αντικατοπτρίζονται και στις αυξημένες τιμές της αλατότητας καθώς και τη μείωση της θερμοκρασίας των βαθέων υδάτων, γεγονός που συνδέεται με την αύξηση της έντασης των Αφρικανικών μουσώνων στην Ανατολική Μεσόγειο και την επανεκκίνηση της Αφρικανικής Υγρής Περιόδου. Παλυνολογικά δεδομένα από την περιοχή του Νοτίου Αιγαίου επιβεβαιώνουν την επικράτηση των ξηρών αυτών συνθηκών και την ταυτόχρονη αύξηση των βροχοπτώσεων. Έναρξη της γεωργίας στην Ανατολή- Συροπαλαιστίνη. Καλλιέργεια δημητριακών και τα πρώτα βήματα για την Νεολιθική επανάσταση. Κατά την περίοδο αυτή καταγράφεται και η εμφάνιση των πρώτων Μεσολιθικών οικισμών στην Ελλάδα κυρίως σε παράκτιες θέσεις. Ευρύματα του μεσολιθικού οικισμού στο Φράγχθι της Ερμιόνης επιβεβαιώνουν επίσης την ανάπτυξη της ναυτιλίας κατά την ίδια περίοδο. Ehrmann et al., (2007), Geraga, M, et al., (2010), Gogou et al., (2007). Kotthoff et al., (2008), Kuhnt et al., (2007), Rossignol-Strick (1995) Triantaphyllou et al., (2009) Kotthoff et al., (2011), Kouli et al., (2012), Kuhnt et al., (2008) Triantaphyllou et al., 2007, 2009, Rohling et al., (1999). ΙΙΙ.ΚΛΙΜΑΤΙΚΟ ΒΕΛΤΙΣΤΟ ΤΟΥ ΟΛΟΚΑΙΝΟΥ: 1. ( 10.0-6.0 Ka BP) 5.ALLEY EVENT (8.2 Ka BP) Θερμή και Υγρή περίοδος Κατά το διάστημα αυτό παρατηρήθηκε αύξηση στη θερμοκρασία των επιφανειακών υδάτων και γενική βελτίωση των περιβαλλοντικών συνθηκών. Επιπλέον, παρατηρήθηκε μετατόπιση των μουσσώνων προς τις βορειότερες περιοχές γεγονός που είχε σαν αποτέλεσμα την περιοδική κορύφωση του Αφρικανικού θερινού μουσώνα στη Μεσόγειο, με φανερή αύξηση των κατακρημνισμάτων πάνω από την ισημερινή Αφρική και πιθανή αύξηση της εκροής του ποταμού Νείλου. Το φαινόμενο αυτό είχε σαν αποτέλεσμα τις τοπικές μεταβολές στα αποθέματα γλυκού ύδατος στη λεκάνη της Ανατολικής Μεσογείου, και κατ επέκταση στην απόθεση του σαπροπηλικού ορίζοντα S1. Την ίδια περίοδο παρατηρήθηκε επίσης η εξάπλωση των δασών προς τα Βόρεια στο Βόρειο Ημισφαίριο ενώ κατά το ίδιο διάστημα σημειώνεται και η ανάπτυξη της δασώδους και Μεσογειακής βλάστησης στης ανάλογες ζώνες Η θερμοκρασία κατά την περίοδο αυτή είναι υψηλότερη τουλάχιστον κατά 2 C σε σχέση με τη σημερινή και η υγρασία αισθητά αυξημένη γεγονός που συμβάλει και στην αύξηση της βλάστησης. Περίπου στα 6.5 Ka BP σηματοδοτείται και το τέλος της απόθεσης του σαπροπηλού S1. Ψυχρό και ξηρό συμβάν Κατά το διάστημα αυτό παρατηρήθηκε πτώση στης θερμοκρασία των επιφανειακών υδάτων (SST), οι οποίες οδήγησαν στην πρόσκαιρη διακοπή της απόθεσης του σαπροπηλού S1. Επιπλέον παρατηρήθηκε μια παγκόσμια πτώση των επιπέδων του CO 2 περίπου 25 ppm για μια περίοδο περίπου 300 ετών. Το διάστημα αυτό έχουμε την εμφάνιση των πρώτων νεολιθικών οικισμών στην Ελλάδα και την ανάπτυξη τους σε περιοχές που ευνοούσαν την γεωργία (οικισμοί κοντά σε ποτάμια, λίμνες κλπ.) Επικράτηση ευνοϊκών συνθηκών για την εξάπλωση και ανάπτυξη Νεολιθικών οικισμών Κατά τη διάρκεια της ψυχρής αυτής περιόδου σημειώθηκε εγκατάλειψη των Νεολιθικών θέσεων στην περιοχή της Ανατολικής Μεσογείου (πχ.catal Huyuk kai Hacilar στην Τουρκία, Χοιροκοιτία-Καλαβασσός Τέντα στην Κύπρο κλπ. Ταυτόχρονα, παρατηρήθηκε ανάπτυξη οργανωμένων νεολιθικών οικισμών στην Ελλάδα (Αχίλλειο,Νέα Νικομήδεια, Άργισσα) Το ίδιο διάστημα παρατηρήθηκε και το μεταναστευτικό κίνημα των αγροτικών πληθυσμών της Μέσης Ανατολής προς τις πεδιάδες της Θεσσαλίας και της Μακεδονίας στον Ελλαδικό χώρο. Κεραμικά της Νεολιθικής Περιόδου στην Κνωσσό δηλώνουν εποικισμό της περιοχής κατά τα 9.8-8 Ky BP ενώ για το χρονικό διάστημα μεταξύ 9-7.5 Ky BP υπάρχουν ενδείξεις ότι ο οικισμός είχε μερικώς εγκαταλειφθεί. Επιπλέον, απώλεια ανθρώπινων υλικών καταλοίπων γι αυτό το χρονικό διάστημα έχει παρατηρηθεί και σε μια σειρά άλλων θέσεων, όπως στη σπηλιά του Κύκλωπα στις Σποράδες, στη σπηλιά της Θεοπέτρας, στα κεραμικά ευρήματα στο Σιδάρι Κέρκυρας και σε άλλες θέσεις της Μεσογείου. Ehrmann et al., (2007), Geraga, et al., (2010), Gogou et al., (2007). Katsouras et al., (2010), Kotthoff et al., (2011), Kontakiotis et al., 2011, Kouli et al., (2012), Kuhnt et al., (2007), Rohling et al., (2002), Triantaphyllou et al., 2007, 2009, Κούλη Κ. (2002). Drinia & Anastasakis (2011) Ehrmann, et al., (2007), Geraga, et al., (2010), Gogou et al., (2007). Katsouras et al., (2010), Kotthoff, U, et al., (2011), Kontakiotis et al., 2011 Kouli et al., (2012), Kuhnt et al., (2007), Rohling et al., (2002). Triantaphyllou et al., 2007, 2009), Weninger et al., (2006). 28

ΚΛΙΜΑΤΙΚΑ ΓΕΓΟΝΟΤΑ ΤΑ ΚΥΡΙΟΤΕΡΑ ΤΟΥΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΠΟΛΙΤΙΣΜΙΚΕΣ ΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ ΣΤΟΝ ΧΩΡΟ ΤΟΥ ΑΙΓΑΙΟΥ 6.4-5.2 Ka BP 5.2-4.2 Ka BP Ψυχρό και ξηρό Μικρή πτώση της θερμοκρασίας και των βροχοπτώσεων καθώς επίσης και της θερμοκρασίας των επιφανειακών υδάτων. Μελέτες γυρεοκόκκων κατέδειξαν επίσης την εξάπλωση των κωνοφόρων δασών σε χαμηλότερα υψόμετρα και των ειδών στεππικής βλάστησης που σχετίζεται με την πτώση της θερμοκρασίας και την ενίσχυση των βροχοπτώσεων. Θερμή και Υγρή Περίοδος Περίοδος που χαρακτηρίζεται από ιδιαίτερα υψηλές θερμοκρασίες και υψηλά ποσοστά υγρασίας. Στην περιοχή του ΝΑ Αιγαίου έχει πιστοποιηθεί η παρουσία ενός ευδιάκριτου σαπροπηλικού στρώματος, νεώτερου από του ήδη γνωστού και μέχρι σήμερα πλέον πρόσφατου σαπροπηλού S1 Η ύπαρξη θερμών και υγρών συνθηκών κατά το διάστημα αυτό έχει πιστοποιηθεί και σε άλλες περιοχές τόσο στην περιοχή του Αιγαίου όσο και της Μεσογείου γενικότερα. Έναρξη της Πρώιμης εποχής του Χαλκού στην Ελλάδα. Geraga et al., (2005), Kouli et al., (2012), Triantaphyllou et al., 2007,, 2009). Geraga et al., (2000), Geraga et al., (2005), Kouli et al., (2012), Kuhnt, T, et al., (2007), Triantaphyllou et al., 2007, 2009). 4.2. Ka BP Ψυχρό και ξηρό συμβάν Κατά το διάστημα αυτό σημειώνεται μια αιφνίδια κλιματική μεταβολή σε ολόκληρο το Βόρειο ημισφαίριο. Ξηρασία επικρατεί σε πολλές περιοχές της Β. Αφρικής, της Ελλάδας και της Μ. Ασίας ενώ ταυτόχρονα παρατηρείται περιορισμός της βλάστησης και σημαντική ενίσχυση των ανέμων. Έντονη ξηρασία στην Β. Αφρική και ΝΔ Ασία οδήγησε στη πτώση του αρχαίου Βασιλείου της Αιγύπτου και των Ακκαδαίων στην Μεσοποταμία. Αρκετές φάσεις καταστροφής και οπισθοδρόμηση παρατηρήθηκαν σε διάφορες θέσεις στην ηπειρωτική Ελλάδα. Weiss (1997), Bintliff, 1977 Russell Drysdale et al., 2006, Triantaphyllou et al., 2007, 2009). 4.2-2.5 Ka BP ΡΩΜΑΪΚΗ ΥΓΡΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ (ROMAN HUMID PERIOD) 2.2-1.55 Ka BP Dark Ages Cold Event (Bond 1) 1.55-1 Ka BP ΘΕΡΜΗ ΜΕΣΑΙΩΝΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ (MEDIEVAL CLIMATE ANOMALY) 1000-600 Ka BP ΜΙΚΡΗ ΠΑΓΕΤΩΔΗΣ ΕΠΟΧΗ (LITTLE ICE AGE) 600-100 Ka BP Ψυχρή και ξηρή περίοδος Το διάστημα αυτό παρατηρήθηκε πτώση της θερμοκρασίας και επικράτηση ανοικτού τύπου βλάστησης. Το διάστημα 3.6-2.6 Kas BP Είναι γνωστό σαν Late Bronze Age-Iron Age Cold Epoch και αντιστοιχεί στο Bond Event 2 του Βορείου Ατλαντικού Θερμή και Υγρή Περίοδος Την περίοδο αυτή σημειώνεται η ύπαρξη μιας υγρής περιόδου και αυξημένων βροχοπτώσεων Πολύ ψυχρή Περίοδος Αντιστοιχεί στο διάστημα μεταξύ της Υγρής Ρωμαϊκής Περιόδου και της Θερμής Μεσαιωνικής Περιόδου το οποίο χαρακτηρίζεται που από δραματική αλλαγή των κλιματικών συνθηκών Θερμή και Ξηρή Περίοδος Η περίοδος αυτή χαρακτηρίζεται από θερμές και ξηρές συνθήκες ενώ ταυτόχρονα θετικές τιμές στο σύστημα ανάδρασης μεταξύ ηλιακής ακτινοβολίας και μουσώνων που καταγράφονται στο σύστημα των Ανατολικών Αφρικανικών μουσώνων Ψυχρή και Υγρή Περίοδος Το πιο πρόσφατο αυτό ψυχρό γεγονός καταγράφεται 600 χρόνια πριν από σήμερα, όπου οι χαμηλές θερμοκρασίες των μεγάλων γεωγραφικών πλατών συνδυάζονται με αυξημένη υγρασία στα μικρά γεωγραφικά πλάτη. Κατά τη διάρκεια αυτής της απότομης αλλαγής παρατηρείται μείωση του CO2 και αύξηση του CH4, κάτι το οποίο καταδεικνύει συνθήκες αυξημένης υγρασίας. Υψηλές συγκεντρώσεις ηφαιστειακών αερίων κατά την έναρξη του γεγονότος πιθανόν να συνέβαλαν θετικά στην έναρξη της ψύχρανσης Την περίοδο αυτή παρατηρήθηκε εκτεταμένη ξηρασία στην περιοχή της Ανατολικής Μεσογείου και της Ελλάδας. Το γεγονός αυτό πιθανόν να συνδέεται και με τη πτώση του Μυκηναϊκού πολιτισμού. Συμπίπτει με την πτώση της Ρωμαϊκής αυτοκρατορίας Αποίκιση των Βίκινγκς στην Γροιλανδία Κατά το διάστημα αυτό παρατηρήθηκε μείωση που πληθυσμού στης Ευρώπη καθώς επίσης και φαινόμενα αφανισμού αυτού από λοιμούς και υψηλή θνησιμότητα. Carpenter, (1966), Lamb, (1977), Bond et al., (1997), Gribbin J., & Lamb (1978), Nieto-Moreno et al., (2011). Triantaphyllou et al., 2007, 2009). Bond G, et al., (1997), Nieto- Moreno et al., (2011). Bond G, et al., (1997), Nieto- Moreno et al., (2011). Lamb H., (1977), Nieto- Moreno et al., (2011). Broecker & Wallace (2000), Incarbona et al. 2010, Nieto- Moreno et al., (2011). 29

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4. ΤΑ ΚΟΚΟΛΙΘΟΦΟΡΑ 30

4.1. Γενικά χαρακτηριστικά και συμβολή στα θαλάσσια οικοσυστήματα Τα κοκκολιθοφόρα / ασβεστολιθικό ναννοπλαγκτόν είναι θαλάσσιοι μονοκύτταροι (μικρότεροι των 50μm), φωτοσυνθετικοί, μαστιγοφόροι οργανισμοί και αποτελούν την κλάση Prymnesiophyceae της διαίρεσης Haptophyta. Πρόκειται για μια από τις μεγαλύτερες ομάδες φυτοπλαγκτού και χαρακτηρίζονται από την παρουσία κοκκόλιθων (μικρές, λεπτές, και ασβεστιτικές πλάκες), κατά τη διάρκεια μιας ή περισσοτέρων φάσεων του κύκλου ζωής τους. Τα κύτταρα των κοκκολιθοφόρων μπορούν να παράγουν δύο τύπους κοκκολίθων: τους ετεροκοκκόλιθους και τους ολοκοκκόλιθους, που διακρίνονται μεταξύ τους από τη μορφολογία, τον τρόπο κατασκευής αλλά και από το στάδιο του κύκλου ζωής κατά το οποίο δημιουργούνται. Ετεροκοκκόλιθοι: Είναι κυκλικοί έως ελλειπτικοί δίσκοι, σπάνια και πολυγωνικοί, που σχηματίζονται από έναν ή περισσότερους κύκλους περίπλοκων και ποικίλων σχημάτων κρυσταλλικών στοιχείων. Οι κατασκευές που παρατηρούνται στην κεντρική περιοχή ενίοτε μοιάζουν με πλέγματα ή ελάσματα και άλλοτε με γέφυρες ή βελόνες. Ολοκοκκόλιθοι: Εργαστηριακές καλλιέργειες έχουν αποδείξει ότι δεν έχουν παρατηρηθεί ολοκοκκόλιθοι μέσα στο κύτταρο, κατά συνέπεια θεωρείται ότι η ασβεστοποίηση τους γίνεται εξωκυτταρικά. Οι ολοκοκκόλιθοι δεν παρουσιάζουν διαδοχικά στάδια κοκκολιθογένεσης, οπότε το πιθανότερο είναι ότι, η ασβεστοποίηση πραγματοποιείται σε όλη την επιφάνειά τους ταυτόχρονα. Ναννόλιθοι: Οι ναννόλιθοι αποτελούν ένα ετερόκλητο σύνολο μορφών που αν και δείχνουν να έχουν κάποια από τα στοιχεία των ετεροκοκκολίθων, διαφέρουν τόσο από αυτούς, που πιθανή σχέση μαζί τους θεωρείται αβέβαιη (Bown & Young, 1998). Οι υψηλοί ρυθμοί αναπαραγωγής των κοκκολιθοφόρων τα αναδεικνύουν ως μια από της κύριες ομάδες παραγωγής ανθρακικών ιζημάτων (Bard, 1981; Westbroek et al., 1993). Άλλωστε εδώ και 150 εκατομμύρια χρόνια, συμβάλλουν κατά πολύ στην παραγωγή των πελαγικών ανθρακικών ιζημάτων (Roth, 1986), τα οποία είναι τα πιο διαδεδομένα ιζήματα, αφού αποτελούν το ήμισυ της επιφάνειας του πυθμένα των ωκεανών και το ένα τρίτο της επιφάνειας της Γης (Berger, 1976; Archer et al., 1994; Sigman et al., 1998, 2000). Η ευρεία γεωγραφική κατανομή που παρουσιάζουν καθώς και οι ταχείες εξελικτικές τους τάσεις στο γεωλογικό παρελθόν, τα καθιστούν ένα εξαιρετικό εργαλείο σε βιοστρωματογραφικές και παλαιοωκεανογραφικές μελέτες (πχ. Dermitzakis & Theodoridis, 1978; Rio et al., 1990; Τριανταφυλλου, 1993; Triantaphyllou, et al., 1997; Flores et al., 1997; Triantaphyllou, 1998; Bown 1998; Nergi et al., 1999; Sbaffi et al., 2001; Sprovieri et al., 31

2001). Τα τελευταία χρόνια γίνεται όλο και πιο έντονη προσπάθεια μελέτης των κοκκολιθοφόρων τόσο από άποψη βιοστρωματογραφικής εξάπλωσης, όσο και συστηματικής ταξινόμησης (Klejne, 1993; Jordan & Green, 1994; Siesser & Winter, 1994; Jordan et al., 1995; Cortes, 2000; Cros et al., 2000; Cros & Fortuno, 2002; Geisen et al., 2002; Young et al., 2003; Jordan et al., 2004; Triantaphyllou et al., 2007; Dimiza et al., 2008; Triantaphyllou et al., 2009a, b) δεδομένου του σημαντικού ρόλου που διαδραματίζει η ομάδα στη διαμόρφωση του κλίματος (π.χ. Flores et al., 2003). Τα κοκκολιθοφόρα αποτελούν μια από τις σημαντικότερες ομάδες σε ολιγοτροφικά περιβάλλοντα, ενώ τείνουν να επικρατούν σε χαμηλής παραγωγικότητας ύδατα, επιδεικνύοντας μια υψηλή ποικιλότητα ειδών (Winter et al., 1994). Επιστάμενες έρευνες έχουν αποδείξει την παρουσία έντονων εποχικών συγκεντρώσεων ειδών όπως είναι αυτές που αφορούν στο είδος Emiliania huxleyi (Brown &Yoder, 1993; Tyrrell & Taylor, 1995) αλλά και αυτές του είδους Gephyrocapsa oceanica (Blackburn & Gresswell, 1993; Rhodes et al., 1995). Σήμερα το ασβεστολιθικό ναννοπλαγτόν αποτελεί μια από τις κυριότερες φυτοπλαγκτονικές ομάδες που συνεισφέρουν στην πρωτογενή παραγωγικότητα της Ανατολικής Μεσογείου (Ziveri et al., 2000; Triantaphyllou et al., 2004; Malinverno et al., 2009). Ενδεχομένως να υπάρχουν κάποιοι περιορισμοί στην χρήση των κοκκολιθοφόρων που αφορούν θέματα συστηματικής ταξινόμησης των ειδών, ενώ και οι ιζηματολογικές και διαγενετικές διεργασίες επηρεάζουν επίσης την εικόνα της ζωντανής κοινότητας στο γεωλογικό αρχείο, μειώνοντας τις εύθραυστες μορφές όπως για παράδειγμα αυτές των ολοκοκολιθοφόρων και διατηρώντας μόνο τις πιο ανθεκτικές (Roth & Coulbroun, 1982). Παρά τους προαναφερόμενους περιορισμούς, τα κοκκολιθοφόρα παρουσιάζουν υψηλότερη ικανότητα διατήρησης από πολλούς άλλους βιοδείκτες γεγονός που καθιστά την ποιοτική και ποσοτική τους ανάλυση εξαιρετικό εργαλείο για τις παλαιοπεριβαλλοντικές αναπαραστάσεις. Έτσι, οι διακυμάνσεις της αφθονίας των επιμέρους ταξινομικών ομάδων, αντανακλούν στην παλαιοπαραγωγικοτητα και κατ επέκταση στις φυσικοχημικές ωκεανογραφικές συνθήκες της ευφωτικής ζώνης. 4.2 Οικολογικά-παλαιοοικολογικά χαρακτηριστικά των κυριότερων αντιπροσώπων των κοκκολιθοφόρων για την περιοχή του Αιγαίου/Ανατολικής Μεσογείου Στις παλαιοπεριβαλλοντικές εφαρμογές των κοκκολιθοφόρων σημαντικό ρόλο διαδραματίζει η αντιπαράθεση των οικολογικών τους προτιμήσεων, όπως επίσης και οι οικολογικές/παλαιοοικολογικές σχέσεις των διαφόρων ταξινομικών ομάδων μεταξύ τους. Ακολουθεί 32

περιγραφή των οικολογικών/παλαιοοικολογικών στοιχείων που αφορά τα σημαντικότερα είδη και γένη των Ανω-Τεταρτογενών ιζημάτων τα οποία είναι και το κυριότερο εργαλείο μελέτης της παρούσας εργασίας. Emiliania huxleyi (ΠΙΝ. II, εικ. 1α, 1β): Η έντονη παρουσία του είδους στα θαλάσσια οικοσυστήματα του Αιγαίου επισημαίνεται κυρίως κατά τη χειμερινή-αρχές εαρινής περιόδου (Triantaphyllou et al., 2004; Δημιζα 2006; Dimiza et al., 2008). Παρόλα αυτά, το είδος αυτό αναφέρεται ως το πλέον ευκαιριακό είδος ανάμεσα στα κοκκολιθοφόρα αφού έχει την ιδιότητα να ευημερεί τόσο σε ευτροφικές, όσο και σε ολιγοτροφικές συνθήκες (Bard, 1994). Πρόκειται για ένα είδος που είναι ανθεκτικό σε μεγάλο εύρος θερμοκρασιών και αλατότητας (Okada & McIntyre, 1979; Bukry1974; Roth & Colbourn,1982; Okada & Wells, 1997). Ωστόσο, υψηλές συχνότητες του είδους έχουν διαπιστωθεί κατά το ψυχρό συμβάν Younger Dryas (Sprovieri et al., 2003; Di Stefano & Incarbona, 2004) υποστηρίζοντας την άμεση απόκρισή του σε επεισόδια απότομης ψύχρανσης. Emiliania huxleyi Moderately Calcified (EHMC) (ΠΙΝ. I, εικ. 3): Πρόσφατες μελέτες των Crudeli et al. (2004) σε Ανω-πλειστοκαινικά- Ολοκαινικά ιζήματα στην λεκάνη της Μεσογείου πιστοποίησαν την ύπαρξη υπερασβεστοποιημέων μορφότυπων του είδους Emiliania huxleyi. Οι συγγραφείς θεωρούν την συχνή παρουσία του συγκεκριμένου μορφότυπου ως δείκτη ψυχρών υδάτων. Η άποψη αυτή ενισχύεται και από τους Triantaphyllou et al., (2010) για την περιοχή του Αιγαίου που ταυτόχρονα επισημάνουν την επικράτηση των μορφότυπων αυτών στις σύγχρονες χειμερινές συγκεντρώσεις. Rhabdosphaera clavigera (ΠΙΝ. III, εικ. 2α, 2β, 2γ): Σημαντική είναι η παρουσία των αντιπροσώπων της οικογένειας Rhabdopshaeracea στα θαλάσσια οικοσυστήματα του Αιγαίου (Triantaphyllou et al., 2004; Δημιζα, 2006; Dimiza et al., 2008). Από τη οικογένεια αυτή ξεχωρίζει για τα υψηλά ποσοστά του το είδος Rhabdosphaera clavigera,οι μεγαλύτερες περιεκτικότητες του οποίου παρατηρούνται κατά τη θερινή περίοδο (Dimiza et al., 2008). Στα σύγχρονα περιβάλλοντα το είδος αυτό αναφέρεται σαν είδος της ανώτερης ευφωτικής ζώνης (Honjo &,1974; Winter et al., 1994; Tayhashi & Okada, 2000) ενώ μεγάλες συγκεντρώσεις του είδους χαρακτηρίζουν θερμά ολιγοτροφικά ύδατα (Roth & Colbourn, 1982; Flores et al., 1997; Sprovieri et al., 2003). Gephyrocapsa oceanica (ΠΙΝ. II, εικ. 2): Το είδος θεωρείται σημαντικό στοιχείο στις συγκεντρώσεις των κοκκολιθοφόρων σε θερμά με υψηλή έως μέτρια παραγωγικότητα ύδατα (Roth & Colbourn, 1982). Γενικά, το είδος αυτό υποδηλώνει την παρουσία υψηλών θερμοκρασιών και χαμηλής αλατότητας υδάτων (Triantaphyllou et al. 2009a,b, 2010). 33

Helicosphaera spp. (κυρίως H. carteri) (ΠΙΝ. III, εικ. 1α, 1β, 1γ): Το γένος αυτό χαρακτηρίζει υψηλής παραγωγικότητας ύδατα (Ziveri et al., 2004) ενώ παρατηρείται επίσης σε θερμά ύδατα με μικρή παρουσία θρεπτικών υλικών (Haidar & Thierstein, 1997). Παράλληλά μελέτες των Triantaphyllou et al. (2009 a, b) από την περιοχή του ΝΑ Αιγαίου, συνδέουν την ύπαρξη υψηλών συχνοτήτων του γένους αυτού με την εισροή γλυκών υδάτων στην περιοχή. Florisphaera profunda (ΠΙΝ. I, εικ. 2α, 2β): Σημαντικό στοιχείο στα σύγχρονα θαλάσσια οικοσυστήματα της Μεσογείου αποτελεί το είδος F. profunda ιδιαίτερα κατά τη θερινή περίοδο, ενώ πρόκειται για ένα είδος χαρακτηριστικό της κατώτερης ευφωτικής ζώνης των τροπικών-υποτροπικών υδάτων (Castradori, 1993; Young, 1994; Triantaphyllou et al., 2004; Dimiza et al., 2008; Ziveri et al., 2000; Andruleit & Rogalla, 2002; Triantaphyllou et al., 2009a, b, 2010) γεγονός που αντικατοπτρίζεται στον περιορισμό του στα κατώτερα επίπεδα της υδάτινής στήλης (Triantaphyllou et al., 2004; Δημιζα 2006; Dimiza et al., 2008). Συνήθως αναφέρεται κάτω από τη ζώνη τους βαθέως μεγίστου της χλωροφύλλης (Deep Chlorophyll Maximum DCM ), καθώς επιθυμεί όχι μόνο χαμηλή θερμοκρασία με χαμηλά επίπεδα φωτός αλλά και υψηλά επίπεδα θρεπτικών στοιχείων (Young, 1994; Cortes et al., 1997; Negri et al., 1999; Andruleit & Rogalla, 2002; Giunta et al., 2003; Triantaphyllou et al., 2004; Dimiza et al., 2008). Σχετικά υψηλές σχετικές συχνότητες του είδους αυτού πιστοποιούν την παρουσία στρωμάτωσης της υδάτινής στήλης σε συνδυασμό με τη ανάπτυξη του θρεπτοκλινούς στην κατώτερη ευφωτική ζώνη (Molfino & McIntyre, 1990; Sbaffi et al., 2001; Colmenero-Hidalgo et al., 2004; Triantaphyllou et al., 2004; Dimiza et al., 2008). Επιπλέον, οι Barcena et al., (2004) αναφέρουν μεγάλες σχετικές συχνότητες του είδους αυτού σε υψηλής παραγωγικότητας ύδατα, ενώ μειωμένες συχνότητες του είδους συνδέονται με την ενίσχυση του φαινομένου της ανόδου των ψυχρών βαθέων υδάτων προς τα ανώτερα στρώματα της υδάτινης στήλης (Ziveri & Thunell, 2000). Braarudosphaera bigelowii (ΠΙΝ. I, εικ. 1α, 1β): Ναννόλιθος που προσμετράται στις συγκεντρώσεις των κοκκολιθοφόρων λόγω μεγάλων οικολογικών ομοιοτήτων. Μεγάλες συγκεντρώσεις του είδους παρατηρούνται σε χαμηλής αλατότητας, παράκτια ύδατα (Barky, 1971; Amore et al., 2004). Η παρουσία του είδους στην περιοχή της Μεσογείου σχετίζεται με χαμηλής αλατότητας επιφανειακά ύδατα τα οποία αποδίδονται σε τοπική αύξηση των βροχοπτώσεων (Müller 1979; Negri & Giunta, 2001; Principato et al., 2003; Giunta et al., 2003), γεγονός που κατέγραψαν και οι Triantaphyllou et al. (2009a, b, 2010) στην περιοχή του ΝΑ Αιγαίου. Syracosphaera spp. (ΠΙΝ. IV, εικ. 1α, 1β): Πρόκειται για μια σύνθετη ομάδα ειδών η οποία δεν φαίνεται να παρουσιάζει συγκεκριμένη βιογεωγραφική κατανομή (Okada & Mc Intyre, 1979). 34

Παρόλο που οι αντιπρόσωποι του γένους θεωρείται ότι προτιμούν περιβάλλοντα με ενδιάμεσες/κανονικές συνθήκες (Young, 1994), ωστόσο σε πολλές περιπτώσεις (Giraudeau, 1992; Andruleit & Rogalla 2002) ευνοούνται από τις υψηλές συγκεντρώσεις θρεπτικών συστατικών των παράκτιων περιοχών. Πολλές αναφορές (π.χ. Giunta et al., 2003; Principato et al., 2003) συνδέουν τις μεγάλες συγκεντρώσεις της ομάδας αυτής με θερμά ύδατα, ενώ σημαντικό παράγοντα για την αύξηση της αφθονίας της εκτιμάται ότι αποτελεί η χαμηλή αλατότητα (Flores et al., 1997; Colmenero-Hidalco et al., 2004). Η αφθονία του γένους και κυρίως του είδους Syracosphaera pulchra χαρακτηρίζει τροπικές-υποτροπικές περιοχές με ολιγοτροφικά-μεσοτροφικά ύδατα (Ziveri et al., 2004; Crudeli et al., 2006; Principato et al., 2006), ενώ σύμφωνα με τους Flores et al. (1999) πρόκειται για δείκτη θερμών υδάτων που παρουσιάζει τις μέγιστες εμφανίσεις του κατά τη διάρκεια των μεσοπαγετωδών περιόδων με τις σημαντικότερες εξάρσεις κατά τη διάρκεια της αποπαγοποίησης. Calcidiscus spp. (ΠΙΝ. II, εικ. 3α, 3β, 3γ): Γενικά, το γένος αυτό θεωρείται ως ευρύθερμο (Okada & Mcintyre, 1979) ωστόσο πολλές αναφορές (Winter et al., 1994; Wells & Okada, 1997) συνδέουν την παρουσία του με θερμά-υποτροπικά ύδατα. Την πιστοποίηση του γένους αυτού σε θερμά ύδατα στην περιοχή του ΝΑ Αιγαίου σημειώνουν και οι Triantaphyllou et al. (2009a). Αντίθετα, οι Jordan et al. (1997) αναφέρουν την αρνητική συσχέτιση αυτού με τη θερμοκρασία. Αξίζει να σημειωθεί ότι οι Flores et al. (1999) παρατήρησαν υψηλές συχνότητες του είδους κατά την έναρξη της αποπαγοποίησης. Umbilicosphaera spp. (κυρίως U. sibogae) (ΠΙΝ. IV, εικ. 3α, 3β): Το γένος αυτό θεωρείται δείκτης τροπικών και θερμών υδάτων (Wells & Okada, 1997; Flores et al., 1999; Tayhashi & Okada, 2000) με ιδιαίτερη προτίμηση σε ύδατα με σχετικά αυξημένα θρεπτικά στοιχεία (Andruleit & Rogalla 2002). Οι Shipe et al. (2002) αναφέρουν επίσης τη θετική συσχέτιση του γένους αυτού με τη μείωση της αλατότητας, ενώ αξίζει να σημειωθεί ότι οι Flores et al. (1999) παρατήρησαν τις μέγιστες συγκεντρώσεις του συγκεκριμένου γένους κατά το τελικό στάδιο της αποπαγοποίησης. Umbellosphaera tenuis (ΠΙΝ. IV, εικ. 2α, 2β): Υψηλές σχετικές συχνότητες του είδους αυτού χαρακτηρίζουν τροπικές-υποτροπικές περιοχές με ολιγοτροφικά θερμά ύδατα (Cortes et al., 2001; Andruleit et al.; 2003; Giunta et al., 2003) ενώ την αφθονία του σε θερμά ύδατα στην περιοχή του ΝΑ Αιγαίου πιστοποιούν και οι Triantaphyllou et al. (2009a). Ολοκοκκόλιθοι (ΠΙΝ. I, εικ. 4): Πρόκειται για μια ομάδα που προτιμά κυρίως την ανώτερη ευφωτική ζώνη (Haidar &Thierstein, 2001) και κατά τη θερινή περίοδο παρουσιάζει ιδιαίτερη 35

αφθονία στα ολιγοτροφικά θαλάσσια περιβάλλοντα της Μεσογείου (Kleijne et al., 1989; Kleijne et al 1991; Cros, 2001; Triantaphyllou et al., 2002; Dimiza et al., 2008) ενώ την αφθονία των ολοκοκκολίθων σε θερμά ολιγοτροφικά ύδατα σημειώνουν και οι Dimiza et al. (2008), στην περιοχή του Κεντρικού Αιγαίου. Επανεπεξεργασμένα (μεταφερμένα) είδη: Παρέχουν χρήσιμες παλαιοωκεανογραφικές πληροφορίες ενώ κύρια πηγή τους θεωρείται η αυξημένη παροχή χερσογενούς υλικού (Flores et al., 1997; Colmenero-Hidalgo et al., 2004). Η υψηλή παρουσία των επανεπεξεργασμέων ειδών μέσα στα σαπροπηλικά ιζήματα υποδηλώνει αυξημένες ποταμιές εκροές και συνεπώς χαμηλής αλατότητας ευτροφικά ύδατα (Negri et al., 1999). 36

ΚΕΦΑΛΙΑΟ 5. ΥΛΙΚΟ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ ΑΝΑΛΥΣΗΣ 37

5.1 Υλικό Για τους σκοπούς της παρούσας εργασίας αναλύθηκαν οι πυρήνες SL152, HCM 2/22 και M2 (Εικόνα 4). Ο πυρήνας βαρύτητας HCM 2/22 προέρχεται από τη θαλάσσια περιοχή του νότιου Κρητικού περιθωρίου (Εικόνα 4, Πίνακας 2). Η συλλογή του πυρήνα έγινε σε βάθος 2211m, με το Ω/Κ «Αιγαίο» (2005). Ο πυρήνας βαρύτητας SL 152 προέρχεται από τη θαλάσσια περιοχή του βόρειου Αιγαίου πελάγους, συγκεκριμένα νοτίως της χερσονήσου του Άθω (Εικόνα 4, Πίνακας 2). Η συλλογή του πυρήνα έγινε σε βάθος 995m, με το R/V Meteor M51/3 (2001). Από τη θαλάσσια περιοχή του Βορείου Αιγαίου (Εικόνα 4, Πίνακας 2) προέρχεται και ο πυρήνας M2. Η συλλογή του πυρήνα έγινε σε βάθος 1018m, με το Ω/Κ «Αιγαίο» (2009). Εικόνα 4: Χάρτης της περιοχής δειγματοληψίας των πυρήνων HCM 2/22, SL 152 και Μ2. 38

Πίνακας 2: Γεωγραφικές συντεταγμένες και βάθος δειγματοληψίας των πυρήνων βαρύτητας που εξετάζονται στην παρούσα εργασία. ΠΥΡΗΝΑΣ ΠΕΡΙΟΧΗ ΒΑΘΟΣ (m) ΑΠΟΣΤΟΛΗ Γ.Π. ( ) Γ.Μ. ( ) SL152 Βόρειο Αιγαίο 978 HCM 2/22 Νότιο Κρητικό περιθώριο 2,211 Μ2 Βόρειο Αιγαίο 1018 R/V Meteor/2001 R/V Aegeo/2005 R/V Aegeo/2009 40º05.19 24º36.65 34º33.968 24º53.770 Α 40º 05.154 24º 32.684 5.2. Εργασίες Πεδίου Για την συλλογή μικρού μήκους πυρήνων (multi-cores) από το πεδίο, μεταξύ των οποίων και ο Μ2 που μελετάται στην εργασία αυτή, πραγματοποιήθηκε ερευνητικός πλόας με το ωκεανογραφικό σκάφος Αιγαίο (Ιανουάριος 2009), με την υποστήριξη του Ευρωπαϊκού ερευνητικού προγράμματος EraNet/MarinERA, MedEcos (Decadal scale variability of the Mediterranean Ecosystem). Η συλλογή των πυρήνων έγινε με τη χρήση του Bowers & Connelly Multiple-Corer με 8 πυρηνολήπτες εσωτερικής διαμέτρου 9 cm. 5.3. Υψηλής Ανάλυσης Δειγματοληψία Η δειγματοληψία και η περιγραφή του πυρήνα βαρύτητας HCM 2/22 πραγματοποιήθηκε στο Γεωλογικό Εργαστήριο του Ινστιτούτου Ωκεανογραφίας του ΕΛ.ΚΕ.ΘΕ. Η δειγματοληψία και η περιγραφή του του πυρήνα βαρύτητας SL 152 πραγματοποιήθηκε στο Institute fűr Biogeochemie und Meereschemie του Πανεπιστημίου του Αμβούργου. Και στους δύο πυρήνες, η λήψη δειγμάτων για τη μελέτη κοκκολιθοφόρων πραγματοποιήθηκε με υψηλό βήμα ανάλυσης (0.5-1 cm για τα σαπροπηλικά τμήματα και 1-2 cm για τα τμήματα εκτός σαπροπηλού), με τη χρήση αποστειρωμένης σπάτουλας και τριβλίων μέσα στα οποία τοποθετούνται τα δείγματα. Στον μικρού μήκους πυρήνα M2 η δειγματοληψία πραγματοποιήθηκε επί τόπου, πάνω στο ωκεανογραφικό σκάφος, με βήμα ανάλυσης 0.5 cm. 39

5.4. Μέθοδοι ανάλυσης Δειγμάτων 5.4.1. Χρονικό πλαίσιο Το χρονικό πλαίσιο των ιζηματογενών αρχείων των υπό μελέτη πυρήνων βασίστηκε σε ραδιοχρονολογήσεις AMS C 14, που πραγματοποιήθηκαν στα εργαστήρια της Beta Analytics, USA. Για την δημιουργία του χρονικού πλαισίου των αρχείων των πυρήνων χρησιμοποιήθηκε μη βαθμονομημένη κλίμακα (uncalibrated years), έτσι ώστε να είναι δυνατός ο άμεσος συσχετισμός των δεδομένων: 1) με αρχεία προερχόμενα από διαφορετικές περιοχές, 2) με αρχεία που έχουν προκύψει από διαφορετικές μεθόδους βαθμονόμησης (ποικίλη τοπική επίδραση στην αποθήκευση του άνθρακα / reservoir effect). 5.4.2. Κοκκολιθοφόρα Τεχνική της επιχρίσεως (smear- slide technique) Κατά τη συγκεκριμένη αυτή τεχνική, μικρή ποσότητα ιζήματος (περίπου 1mm 3 ) από καθαρή επιφάνεια δείγματος επιχρίεται σε αντικειμενοφόρο πλάκα, με τη βοήθεια μιας σταγόνας απεσταγμένου νερού και πλατιάς οδοντογλυφίδας. Μόλις η αντικειμενοφόρος πλάκα στεγνώσει επικολλάται η καλυπτρίδα με τη βοήθεια ανυψωτικού μέσου (Entellan) (Schmidt, 1978; Τριανταφύλλου, 1996.) Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Επιπλέον, για τις ανάγκες της συστηματικής ταξινόμησης και τη μελέτη των ειδικών χαρακτηριστικών και των λεπτομερειών των κοκκόλιθων πραγματοποιήθηκε παρατήρηση επιλεγμένων δειγμάτων σε ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σαρώσεως. Η επιλογή των δειγμάτων αυτών βασίστηκε στην υψηλή αφθονία ατόμων και ειδών. Για κάθε δείγμα, μικρή ποσότητα ιζήματος (περίπου 0,01gr) διαλύθηκε με τη βοήθεια απεσταγμένου νερού. Το διάλυμα φιλτραρίστηκε με τη χρήση αντλίας κενού αέρος. Τα φίλτρα που χρησιμοποιήθηκαν ήταν τύπου Millipore cellulose nitrate με διάμετρο 47mm και μέγεθος πόρων 0,45μm. Στη συνέχεια, τα φίλτρα διατηρήθηκαν σε συνθήκες δωματίου ένα 24ωρο για να στεγνώσουν και κατόπιν τοποθετήθηκαν σε πλαστικά τριβλία. Ένα μικρό κομμάτι φίλτρου τοποθετήθηκε σε ειδικό χάλκινο δειγματοφορέα ηλεκτρονικού μικροσκοπίου με τη βοήθεια αυτοκόλλητης ταινίας, διπλής όψεως. Ακολούθησε επιμετάλλωση χρυσού με τη χρήση ενός Auto Sputter Coater, Agar. Τα παρασκευάσματα μελετήθηκαν σε ηλεκτρονικό μικροσκόπιο - 40

Scanning Electron Microscope (SEM) τύπου Jeol JSM 6360 του τμήματος Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος του Πανεπιστημίου Αθηνών. Η μεγέθυνση εργασίας καθορίστηκε στα x3000. Ποιοτική και ποσοτική ανάλυση Η ποιοτική και ποσοτική ανάλυση των κοκκολίθων στα συλλεχθέντα δείγματα των πυρήνων, πραγματοποιήθηκε σε πολωτικό μικροσκόπιο (LM) LEICA DMLSP υπό μεγέθυνση 1250x. Οι μετρήσεις των ατόμων των κοκκολιθοφόρων έγιναν με τη χρήση χειροκίνητου μετρητή. Η μελέτη αφορούσε σε τόσα οπτικά πεδία ώστε να καλυφθεί ο αριθμός τουλάχιστον 300 συνολικά κοκκόλιθων ανά δείγμα παρατήρησης. Στη συνέχεια μετρήθηκαν είδη που δεν χαρακτηρίζονται από αφθονία κοκκόλιθων (Syracosphaera spp., Rhabdosphaera spp., Helicosphaera spp. κλπ.) στα 15 οπτικά πεδία, ενώ για το είδος B. bigelowii ελέγχθησαν επιπλέον 150 οπτικά πεδία (Negri et al., 2001; Triantaphyllou et al., 2009a, b). Ο υπολογισμός της αφθονίας των κοκκόλιθων ανά μονάδα επιφάνειας (mm 2 ) υπολογίστηκε με βάση τον τύπο των (Negri & Giunta, 2001): Ν= Να/( Νοπ *α), όπου: Ν είναι η περιεκτικότητα των κοκκόλιθων ανά επιφάνεια (mm 2 ), Να είναι ο συνολικός αριθμός των κοκκόλιθων που μετρήθηκαν στο δείγμα, Νοπ είναι ο αριθμός των οπτικών πεδίων που μετρήθηκαν οι κοκκόλιθοι, και α=0,02 (mm 2 ), είναι το εμβαδόν του κάθε οπτικού πεδίου. Η στατιστική επεξεργασία των δεδομένων που απαιτήθηκε πραγματοποιήθηκε με τη χρήση των στατιστικών προγραμμάτων Excel και Grapher. Οι σχετικές αφθονίες των ειδών F. profunda (F) και E. huxleyi (E) επέτρεψαν επίσης την εφαρμογή του δείκτη στρωμάτωσης S=F/F+E (Triantaphyllou et al., 2009a, b) και πρωτογενούς παραγωγικότητας των επιφανειακών υδάτων NPP (Incarbona et al., 2008; Triantaphyllou et al., 2009 a,b) στις συγκεντρώσεις των κοκκολιθοφόρων. Αυξημένες τιμές του δείκτη S καταδεικνύουν (α) την ενδυνάμωση των συνθηκών στρωμάτωσης στην υδάτινη στήλη, γεγονός που σχετίζεται με θερμές και υγρές κλιματικές συνθήκες, και (β) αύξηση των θρεπτικών συστατικών στη βαθιά ευφωτική ζώνη. Για την εκτίμηση της καθαρής πρωτογενούς επιφανειακής παραγωγικότητας (NPP- net primary production) χρησιμοποιήθηκε η εξίσωση που προτείνεται από τους Incarbona et al., (2008) με βάση συγκρίσεις δορυφορικής παρακολούθησης, [NPP=885.864+ ( 138.963*ln (F. profunda %)]. Υψηλές τιμές του δείκτη NPP σχετίζονται με την αυξημένη παραγωγικότητα στην ανώτερη ευφωτική ζώνη και κατ επέκταση τη διακοπή της στρωμάτωσης της υδάτινης στήλης των επιφανειακών υδάτων, καθώς και τη μείωση του βάθους ανάπτυξης του θρεπτοκλινούς, γεγονός που συνδέεται με την εγκαθίδρυση ψυχρότερων κλιματικών συνθηκών. 41

5.4.3. Εκτίμηση άλλων παλαιοωκεανογραφικών δεικτών Για την εκτίμηση των παλαιοκλιματικών παλαιοωκεανογρφικών συνθηκών στην παρούσα μελέτη, εκτος από τους δείκτες στρωμάτωσης S και καθαρής πρωτογενούς παραγωγικότητας NPP, χρησιμοποιήθηκαν και δεδομένα εκτίμησης της παλαιοθερμοκρασίας των επιφανειακών υδάτων (SST), όπως επίσης του συνολικού ποσοστού του οργανικού άνθρακα (TOC), ο λόγος Ba/Al, ισότοπα 18 O καθώς επίσης και του βιοδείκτη χερσαίας προέλευση HPA (Higher Plant Alcohol Index). Ο υπολογισμός των θερμοκρασίων των επιφανειακών υδάτων επιτυγχάνεται μέσα από δεδομένα μακράς αλυσίδας οργανικών ενώσεων που ονομάζονται αλκενόνες (δείκτης Uκ/ 37) και παράγονται από ένα είδος κοκκολιθοφόρου (Emiliania huxleyi) που ευδοκιμεί την άνοιξη. Υψηλές τιμές θερμοκρασίας των θαλάσσιων επιφανειακών υδάτων παρατηρήθηκαν κατά την περίοδο απόθεσης του σαπροπηλού S1, ενώ κατά την περίδο της σύντομης διακοπής αυτού οι τιμές των SST υπήρξαν αισθητά μειωμένες. Τα δεδομένα του συνολικού ποσοστού του οργανικού άνθρακα TOC που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα εργασία προσδιορίστηκαν από τους Katsouras (2009), Katsouras et al. (2010), με τη χρήση αυτόματου αναλυτή τύπου NA-1500 Nitrogen Analyzer. Ο οργανικός άνθρακας TOC παράγεται τόσο από θαλάσσιους, όσο και από χερσαίους οργανισμούς και χρησιμοποιείται στην παλαιοωκενογραφία κυρίως για την ταυτοποίηση των σαπροπηλικών ορίζόντων (TOC >2%), καθώς αύξηση του TOC μπορεί να ερμηνευτεί ως αύξηση της παραγωγικότητας. Κατά την περίοδο απόθεσης του σαπροπηλού S1 παρατηρήθηκαν υψηλές τιμές TOC ενώ κατά την περίοδο της σύντομης διακοπής αυτού οι τιμές των αυτού υπήρξαν αισθητά μειωμένες. Οι σύνολικές συγκεντρώσεις του Al (% Al O) και Ba (ppm), που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα εργασία υπολογίστηκαν από τους Ioakim et al (2009) με ακτίνες Χ φασματοσκοπίας φθορισμού (XRF). Υψηλή αναλογία του δείκτη Ba / Al καταδεικνύει υψηλή πρωτογενή παραγωγικότητα των υδάτων, ενώ οι συγκεντρώσεις κατά τη διάρκεια της απόθεσης του σαπροπηλικού ορίζοντα S1 παρατηρήθηκαν υψηλότερες σε σχέση με αυτές που σημειώνονται κατά τη διάρκεια της σύντομης διακοπής αυτού. Τα δεδομένα σταθερών ισοτόπων (δ 18 Ο), από τρηματοφόρα χρησιμοποιούνται για τον καθορισμό ενός ακριβούς χρονολογικού πλαισίου με βάση την στρωματογραφία των ισοτόπων οξυγόνου. Για τις μελέτες των παλαιοκλιματικών και παλαιοωκεανογραφικών δεδομένων, οι συγκεντρώσεις των 42

ισοτόπων δ 18 Ο αποδίδονται σε κλίμακα PDB, όπου ως standard δείγματα χρησιμοποιήθηκαν δείγματα από τον οργανισμό Belemnitela americana, από τη νότια Καλιφόρνια. Η αναλυτική ακρίβεια των μετρήσεων καθορίζεται με βάση τις ισοτοπικές μετρήσεις ειδικών standards όπως αυτά έχουν καθιερωθεί για την περιοχή της Μεσογείου. Όλες οι μετρήσεις εκφράζονται. Οι διακυμάνσεις των τιμών των ισοτόπων δ 18 Ο είναι παγκόσμιες και σχετίζονται με περιόδους ανάπτυξης (θετικές τιμές) και ύφεσης (αρνητικές τιμές) των παγετώνων και με μεταβολέςτης αλατότητας. Επομένως κατά την περίοδο απόθεσης του σαπροπηλικού ορίζοντα S1 οι τιμές των ισοτόπων δ 18 Ο παρατηρούνται αισθητά μειωμένες, ενώ κατά την περίοδο της σύντομης διακοπής αυτού σημειώνεται ελαφρά αυξηση αυτών. Ο βιοδείκτης χερσαίας προέλευσης ΗΡΑ εκφράζεται μέσα από τον λόγο των συγκεντρώσεων των χερσαίων κ-αλκανολών προς το άθροισμα αυτών και των χερσαίων κ-αλκανίων (Poynter et al., 1989). Οι Ten Haven et al., (1987) απέδειξαν ότι η μείωση του δείκτη ΗΡΑ αποτελεί ένδειξη αυξημένου ρυθμού αποικοδόμησης των πιο εύκολα αποδομούμενων κ-αλκανολών υπο συνθήκες πρώιμης διαγένεσης γεγονός που οδήγει στη μείωση της διατήρησής τους και επομένως παρέχει πληροφορίες για τον τρόπο μεταφοράς της χερσαίας ύλης στη θάλασσα (ποτάμιες ή / και ατμοσφαιρικές εισροές). Κατ επέκταση, υψηλές τιμές του δείκτη ΗΡΑ, καταδεικνύουν αύξηση στην εισροή οργανικού υλικού από τη χέρσο μέσω των ποταμών, αλλά και μέσω της ατμόσφαιρας (κατακρημνήσεις). 43

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΠΥΡΗΝΩΝ 44

6.1. Πυρήνας Βαρύτητας HCM 2/22 6.1.1. Μακροσκοπική περιγραφή Ο πυρήνας έχει συνολικό μήκος 174 cm, και συνίσταται από ημιπελαγικές αργίλους με ενδιαστρώσεις ιλυώδους ιζήματος, τέφρας και σαπροπηλικών αποθέσεων (διπλού στρώματος S 1 a και S 1 b). Στο ανώτερο τμήμα του πυρήνα και μέχρι τα 17 cm παρατηρούνται ανοιχτόχρωμα κιτρινωπά καφέ ιζήματα (dull yellowish brown- 10YR 5/3, 5/4, 4/3), ενώ στη συνέχεια από τα 17 cm μέχρι και τα 28.5 cm σκούρο ελαιώδες γκρι στρώμα (2,5 YR 4/1 εως 2,5 Y4/1 και 2.5 Y 3/1) που αντιπροσωπεύει την απόθεση του σαπροπηλού S1. Ο σαπροπηλικός ορίζοντας S1 εμφανίζεται σε δύο τμήματα: στο κατώτερο τμήμα (S1a), πάχους 5.5 cm (28.5-23 cm βάθος πυρήνα) και στο ανώτερο τμήμα (S1b), πάχους 5 cm (22-17 cm βάθος πυρήνα). Στη συνέχεια κατά το διάστημα 28,5-97 cm βάθος πυρήνα παρατηρήθηκε ημιπελαγική ιλυάργιλος γκρι χρώματος, ενώ στα 97-100cm παρατηρήθηκε ένας μικρός ορίζοντας τέφρας (Y5) πάχους 3cm ηφαιστειογενούς υλικού. Από τα 100 cm μέχρι την βάση του πυρήνα τα ιζήματα αποτελούνται από ιλυάργιλο πρασινωπού- γκρι χρώματος με τουρβιδιτικές ενδιαστρώσεις ιλύος. Ο ορίζοντας πάχους 4 cm (171-174 cm) που εντοπίζεται στη βάση του πυρήνα HCM 2/22 αποτελεί την οροφή ενός δεύτερου παλαιότερου σαπροπηλικού ορίζοντα S2 (Εικόνα 5). Εικόνα 5: Περιγραφή των πυρήνων βαρύτητας HCM 2/22, SL 152 και Μ2. 45

6.1.2. Χρονικό Πλαίσιο Το χρονικό πλαίσιο του εν λόγω πυρήνα (Εικόνα 6) βασίζεται στις ραδιοχρονολογήσεις που πραγματοποιήθηκαν σε τρία επιλεγμένα δείγματα (AMS 14 C) (Ioakim et al., 2009), στον ορίζοντα της τέφρας Υ5 Campanian Ignimbrite, πάχους 3 cm με ηλικία 39 Ka ΒP (De Vivo et al., 2001; Ioakim et al., 2009), και στον βιοστρωματογραφικό προσδιορισμό της βιοζώνης MNN 21a (<50 Ka BP) που προκύπτει από τα υψηλά ποσοστά (>50%) του πλακόλιθου E. huxleyi. Το χρονικό πλαίσιο του πυρήνα (Πίνακας 3) προέκυψε από τη γραμμική συσχέτιση των ηλικιών με το βάθος. Εικόνα 6:Χρονικό πλαίσιο που πυρήνα HCM 2/22 με τη σκιαγραφημένη περιοχή να αντιπροσωπεύει την περίοδο απόθεσης του σαπροπηλού S1. Πίνακας 3: Συμβάντα και ραδιοχρονολογήσεις στον πυρήνα βαρύτητας HCM 2/22. Βάθος (cm) Συμβάν Αναφορά Μη βαθμονομημένη ηλικία (yr uncal. BP) 0 Γραμμική συσχέτιση 2.044 10.5 AMS 14 C 4.730 ± 40 12 Μείωση των τιμών του Ba/Al De Lange et al. (2008) 5.700 16,5 Μείωση των τιμών του TOC Γραμμική συσχέτιση 6,655 22.5 Διακοπή σαπροπηλικού ορίζοντα S1i AMS 14 C 7.800 ± 40 28.5 Βάση S1a De Lange et al. (2008) 9.800 67.5 AMS 14 C 25.200 ± 180 100-97 Ορίζοντας της τέφρας Υ5 De Vivo et al. (2001) 39280 ± 110 46

6.2. Πυρήνας Βαρύτητας SL152 6.2.1. Μακροσκοπική περιγραφή Η κύρια λιθολογία που παρατηρείται κατά μήκος του πυρήνα αυτού αντιπροσωπεύεται από γκρι έως πολύ σκούρες ιλυάργιλους (grey to dark grey mad) με ίχνη μικροαπολιθωμάτων, πτερόποδων και τρηματοφόρων (Kotthoff et al., 2008). Το διάστημα των 272-345 cm βάθους, συνολικού πάχους 73 cm αντιπροσωπεύει το σαπροπηλικό ορίζοντα S1 (Εικόνα 5), με χαρακτηριστικό σκούρο ελαιώδες γκρι χρώμα. Ο σαπροπηλικός ορίζοντας S1 εμφανίζεται σε δύο τμήματα: στο κατώτερο τμήμα (S1a), πάχους 43 cm (345-302 cm) και στο ανώτερο τμήμα (S1b), πάχους 23 cm (293-272 cm). Η διακοπή του σαπροπηλικού ορίζοντα (S1i) χαρακτηρίζεται από ημιπελαγικές αποθέσεις, πάχους 9 cm. Μετά την βάση του σαπροπηλού ακολουθούν αποθέσεις ημιπελαγικής αργίλου μέχρι και τα τελευταία εκατοστά του πυρήνα. 6.2.2. Χρονικό Πλαίσιο Το χρονικό πλαίσιο του πυρήνα SL152 (Εικόνα 7) βασίζεται στις ραδιοχρονολογήσεις που πραγματοποιήθηκαν σε οκτώ επιλεγμένα δείγματα (AMS 14 C) (Kotthoff et al., 2008). Το χρονικό πλαίσιο του πυρήνα (Πίνακας 4) προέκυψε από τη γραμμική συσχέτιση των ηλικιών με το βάθος. Εικόνα 7: Χρονικό πλαίσιο που πυρήνα SL 152 με τη σκιαγραφημένη περιοχή να αντιπροσωπεύει την περίοδο απόθεσης του σαπροπηλού S1. 47

Πίνακας 4: Συμβάντα και ραδιοχρονολογήσεις στον πυρήνα βαρύτητας SL 152. Βάθος (cm) Συμβάν Αναφορά Μη βαθμονομημένη ηλικία (yr uncal. BP) 0 Γραμμική συσχέτιση 1.558 161 AMS 14 C 4.400 ± 30 210 AMS 14 C 5.265 ± 35 270 Κορυφή S1b AMS 14 C 6.570 ± 45 300 Διακοπή σαπροπηλικού ορίζοντα S1i AMS 14 C 7.805 ± 40 345 Βάση S1a Γραμμική συσχέτιση 8.900 356 AMS 14 C 9.205 ± 55 400 AMS 14 C 10.410 ± 50 505 AMS 14 C 12.430 ± 60 645 AMS 14 C 16.990 ± 90 6.3. Μικρού μήκους Πυρήνας (multi core) M2 6.3.1. Μακροσκοπική περιγραφή Ο πυρήνας έχει συνολικό μήκος 48 cm (Εικόνα 5). Στο ανώτερο τμήμα και μέχρι τα 10.5-11 cm παρατηρούνται ανοιχτόχρωμα καφέ ιζήματα. Το υπόλοιπο του πυρήνα αποτελείται από γκρι ημιπελαγικές ιλυώδεις αργίλους. 6.3.2. Χρονικό Πλαίσιο Το χρονικό πλαίσιο του πυρήνα M2 (Εικόνα 8) βασίζεται σε ραδιοχρονολογήση (AMS 14 C) που πραγματοποιήθηκε στη βάση του μελετώμενου πυρήνα στα 46-48 cm (παρούσα εργασία). Το χρονικό πλαίσιο του πυρήνα έχει προκύψει από τη γραμμική συσχέτιση των ηλικιών με το βάθος σύμφωνα με το οποίο τα 46-48 cm αντιστοιχούν σε ηλικία 1900 ±30 Ka BP. Εικόνα 8: Χρονικό πλαίσιο που πυρήνα M2. 48

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ 49

7.1. Πυρήνας Βαρύτητας HCM2/22 Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας αναλύεται το διάστημα των 2.5-40 Ka BP (1-100cm) του υπό μελέτη πυρήνα HCM2/22. Η ανάλυση των ποσοτικών μετρήσεων, καθώς και η μελέτη των διαγραμμάτων (Εικόνες 9,10,11) έχει ως αποτέλεσμα τις ακόλουθες παρατηρήσεις: Χρονικό διάστημα 40-20 Ka BP (55-100cm βάθος πυρήνα) Οι κοκκόλιθοι του είδους E. huxleyi παρουσιάζουν συγκεντρώσεις της τάξεως του 20%, ενώ εξαίρεση αποτελεί το διάστημα 32-38 Ka BP όπου παρατηρείται αύξηση των τιμών αυτού με ποσοστά που φτάνουν 65% (Εικόνα 9). Σχεδόν συνεχής είναι και η εμφάνιση του είδους EHMC με αρκετά υψηλές συγκεντρώσεις ιδιαίτερα κατά το διάστημα 35-37 Ka BP. Εντελώς αντιδιαμετρική εικόνα παρουσιάζουν οι κοκκόλιθοι του είδους F. profunda (Εικόνα 9) που χαρακτηρίζονται γενικά από πολύ υψηλές συγκεντρώσεις, μεγαλύτερες του 80%, ενώ κατά το διάστημα 32-38 Ka BP παρουσιάζουν μικρή μείωση αντίστοιχη των αυξημένων ποσοστών του είδους E. huxleyi. Η κατανομή του γένους Rhabdosphaera χαρακτηρίζεται από συνεχή παρουσία με μικρά ποσοστά της τάξεως του 0.2-0.6%, ενώ οι κοκκόλιθοι του είδους Discosphaera tubifera αντιπροσωπεύονται από μικρές σποραδικές εμφανίσεις (Εικόνα 9). Αίσθηση προκαλεί η αύξηση των αντιπροσώπων του γένους Rhabdopshaera κατά τα 35-40 Ka BP με τις συχνότητες αυτού να ανυψώνονται στο ~5%. Η κατανομή του γένους Helicosphaera (Εικόνα 9) χαρακτηρίζεται από συνεχή κατανομή. Μάλιστα στο συγκεκριμένο διάστημα, οι κοκκόλιθοι του γένους παρουσιάζουν τα υψηλότερα ποσοστά συμμετοχήςμε τιμές που αγγίζουν το 4%. Χαρακτηριστική είναι όμως και η παντελής απουσία των ειδών B. bigelowii και Gephyrocapsa spp. Εξαίρεση αποτελεί το διάστημα των 29 Ka BP όπου το γένος Gephyrocapsa παρουσιάζει μια μοναδική εμφάνιση με ποσοστό της τάξεως του 1%. Από ελάχιστες και σποραδικές εμφανίσεις χαρακτηρίζεται επίσης η κατανομή του είδους U. tenuis ενώ αισθητά αυξημένα παρουσιάζονται τα ποσοστά αυτού στα τελευταία εκατοστά του πυρήνα, οι συγκεντρώσεις του οποίου αγγίζουν το 0.5%. Συνεχής αφθονία χαρακτηρίζει την κατανομή των γενών Syracosphaera και Calcidiscus με ελαφρώς αυξημένα τα ποσοστά του τελευταίου στο κατώτερο τμήμα του πυρήνα κατά το διάστημα 37-40 Ka BP. Από μικρές σποραδικές εμφανίσεις χαρακτηρίζεται και η κατανομή των κοκκολίθων των γενών Umbilicosphaera, Calciosolenia, Pontosphaera, Ceratolithus, καθώς επίσης και τα επανεπεξεργασμένα είδη (reworked) μεταφερμένα λόγω αποσάθρωσης, αλλά και τα ολοκοκκολιθοφόρα. Χαρακτηριστική υπήρξε η μικρή αύξηση που παρατηρείται στην κατανομή αυτών κατά το διάστημα 32-38 Ka BP. 50

Ο δείκτης στρωμάτωσης S χαρακτηρίζεται από προοδευτική αύξηση των τιμών του με εξαίρεση το διάστημα 33-37 Ka BP, όπου οι τιμές παρουσιάζουν μικρή πτωτική τάση. Εντελώς αντιδιαμετρική εικόνα με προοδευτική μείωση των τιμών παρουσιάζει ο δείκτης NPP, με μικρή τάση αύξησης στο διάστημα 33-37 Ka BP. 20-10 Ka BP (55-31 cm βάθος πυρήνα) Κατά το διάστημα 20-15 Ka BP το είδος E. huxleyi χαρακτηρίζεται από μικρά ποσοστά (έως και 7%), ελαφρώς αυξημένα σε σχέση με αυτά που παρατηρούνται μεταξύ 40-20 Ka BP. Οι τιμές του συγκεκριμένου είδους αυξάνονται αισθητά, ιδιαίτερα κατά το διάστημα 15-10 Ka BP, με τις συχνότητες αυτού να φτάνουν ακόμα και το 55%. Αίσθηση προκαλούν και τα πολύ αυξημένα ποσοστά της τάξεως του 0.3-12% του μορφότυπου EHMC με τα μέγιστα ποσοστά να φτάνουν το 16.8%. Αντίθετα, η κατανομή των κοκκόλιθων του είδους F. profunda, χαρακτηρίζεται από ποσοστά ~38-82%, δηλαδή ελαφρώς μικρότερα σε σχέση με αυτά που σημειώθηκαν κατά τα 40-20 Ka BP ενώ κατά τα διάστημα 13-10 Ka BP και 18-20 Ka BP οι κοκκόλιθοι του είδους F. profunda παρουσιάζουν περαιτέρω μείωση με ποσοστά που φτάνουν μόλις το 50%. Από πολύ μικρές τιμές σε όλο το διάστημα των 20-10 Ka BP χαρακτηρίζονται οι αντιπρόσωποι του γένους Rhabdosphaera ενώ συνεχή κατανομή παρουσιάζει και το γένος Helicosphaera, οι συγκεντρώσεις του οποίου κυμαίνονται μεταξύ ~0.2 και 1.7%. Χαρακτηριστική είναι και η παντελής απουσία των ειδών B. bigelowii, Gephyrocapsa spp. και U. tenuis κατά το εν λόγω διάστημα. Οι κοκκόλιθοι του γένους Syracosphaera χαρακτηρίζονται από συνεχή παρουσία με το μέγιστο ποσοστό να φτάνει το ~1.3%, ενώ παρόμοια εικόνα παρουσιάζει και η κατανομή των κοκκολίθων του γένους Calcidiscus το οποίο μάλιστα κατά το διάστημα αυτό παρουσιάζει τις μέγιστες συγκεντρώσεις του με ποσοστό της τάξεως του ~0.9%. Με πολύ μικρά ποσοστά παρουσιάζονται οι αντιπρόσωποι των γενών Umbilicosphaera, Calciosolenia, Scyphosphaera, Ceratolithus, καθώς και των ολοκοκκόλιθων ενώ αισθητά μειωμένες παρατηρούνται και οι συγκεντρώσεις του γένους Pontosphaera (Εικόνα 10). Η κατανομή του επανεπεξεργασμένου υλικού (Εικόνα 10) χαρακτηρίζεται από πολύ μικρές σποραδικές εμφανίσεις. Τέλος ο δείκτης στρωμάτωσης S παρουσιάζει γενικά αρκετά υψηλές τιμές (~0.8), ενώ χαρακτηριστική είναι η μείωση αυτών κατά τα διαστήματα 10-13 Ka BP και 18-20 Ka BP. Ο δείκτης NPP εμφανίζει σχετικά χαμηλές τιμές με αυξητικές τάσεις στα χρονικά διαστήματα 10-13 Ka BP και 18-20 Ka BP (Εικόνα 9). 51

Εικόνα 9: Κατανομή των σημαντικότερων αντιπροσώπων κοκκολιθοφόρων στον πυρήνα HCM 2/22. 52

Εικόνα 10: Κατανομή των δευτερευόντων αντιπροσώπων κοκκολιθοφόρων στον πυρήνα HCM 2/22. 53

Χρονικό Διάστημα 0-10 Ka BP Σχετικά χαμηλά ποσοστά της τάξεως του 12.3-50% παρουσιάζουν οι κοκκόλιθοι του είδους E.huxleyi κατά το διάστημα 6.6-9.8 Ka BP, ενώ από τα 6 Ka BP και μέχρι την κορυφή του πυρήνα καταγράφεται χαρακτηριστική αύξηση με σχετικές συχνότητες που φτάνουν ακόμα και το 70% (Εικόνα 11). Τα μικρότερα ποσοστά που παρατηρούνται κατά το διάστημα 6.6-9.8 Ka BP συμπίπτουν με το διάστημα απόθεσης του σαπροπηλού S1 με έντονες ωστόσο διακυμάνσεις κατά τα διαστήματα απόθεσης των σαπροπηλικών οριζόντων S1a (9.8-8.1 Ka BP) και S1b (7.6-6.6 Ka BP). Αισθητή είναι η μείωση των συγκεντρώσεων του είδους αυτού με σχετικές συχνότητες της τάξεως του ~11-35%,, κατά το διάστημα 8.1-7.6 Ka BP που χρονικά συμπίπτει με την σύντομη διακοπή της απόθεσης του σαπροπηλού. Ταυτόχρονα, με μικρές συγκεντρώσεις εμφανίζονται και οι υπερασβεστωμένοι μορφότυποι του είδους E. huxleyi (EHMC), που παρουσιάζουν τιμές από 0.22% έως 10.9%. Αντίθετη εικόνα με πολύ υψηλά ποσοστά που ξεπερνούν ακόμα και το 80% παρουσιάζουν οι αντιπρόσωποι του είδους του είδους F. profunda κατά το διάστημα 6.6-9.8 Ka BP που συμπίπτει με το διάστημα απόθεσης του σαπροπηλού S1 (Εικόνα 11). Αξίζει να σημειωθεί ότι, κατά το διάστημα απόθεσης του κατώτερου σαπροπηλικού ορίζοντα S1a (9.8-8.1Ka BP), το είδος αντιπροσωπεύεται με ελαφρώς μεγαλύτερες συχνότητες κατανομής σε σχέση με αυτές που σημειώνονται στον ανώτερο σαπροπηλικό ορίζοντα S1b (7.6-6.6 Ka BP). Μικρή τάση μείωσης των συγκεντρώσεων του είδους με τιμές της τάξεως του ~60% παρατηρείται κατά το διάστημα 8.1-7.6 Ka BP που χρονικά συμπίπτει με την σύντομη διακοπή της απόθεσης του σαπροπηλού. Τέλος, αισθητά μικρότερες τιμές χαρακτηρίζουν την κατανομή του είδους F. profunda κατά το διάστημα των τελευταίων 5 Ka BP. Από ιδιαίτερα υψηλά ποσοστά χαρακτηρίζονται οι συγκεντρώσεις του γένους Rhabdopshaera στο διάστημα αυτό με ποσοστά που φτάνουν το 3.7% (Εικόνα 11). Αντίθετα, κατά το διάστημα 5-8 Ka BP οι κοκκόλιθοι του είδους D. tubifera απουσιάζουν ενώ πάνω και κάτω από το διάστημα αυτό εμφανίζονται με πολύ μικρά ποσοστά της τάξεως του 0.25%. Παρόμοιο μοντέλο κατανομής με αυτό του γένους Rhabdosphaera παρουσιάζει το γένος Helicosphaera με πολύ ψηλές σχετικές συχνότητες που φτάνουν ακόμα και το 1.8% κατά τα διαστήματα 9.8-6.6 Ka BP. Αξίζει να σημειωθεί ότι μέσα στο σαπροπηλό, υψηλότερες συγκεντρώσεις του γένους Helicopshaera παρατηρήθηκαν κυρίως κατά τη διάρκεια απόθεσης του ανώτερου σαπροπηλικού ορίζοντα S1b (Εικόνα 11). 54

Αξιοσημείωτη είναι η σχεδόν παντελής απουσία του είδους B. bigelowii, με εξαίρεση τα χρονικά διαστήματα 9.1-2.2 Ka BP, ενώ η υψηλότερη συγκέντρωση αυτού με ποσοστά της τάξεως του 0.045% σημειώνεται κατά το διάστημα διακοπής της απόθεσης του σαπροπηλού στα 8.3-7.8 Ka BP (Εικόνα 11). Έτσι οι μοναδικές εμφανίσεις του είδους συμπίπτουν με τις μέγιστες εμφανίσεις των γενών Helicosphaera και Rhabdosphaera. Παντελής είναι και η απουσία των κοκκόλιθων Gephyrocapsa spp. και U. tenuis κατά το διάστημα αυτό. Κατά το συγκεκριμένο διάστημα το γένος Syracosphaera εμφανίζεται με ποσοστά που φτάνουν μέχρι το 1.35% Οι μικρότερες συγκεντρώσεις του γένουςσημειώνονται μέσα στο σαπροπηλό S1 (6.5 9.5 Ka BP). Παρόμοια εικόνα παρουσιάζει και η κατανομή των συγκεντρώσεων του γένους Calcidiscus με τις μεγαλύτερες συγκεντρώσεις των αντιπροσώπων αυτού - η μέγιστη τιμή της συχνότητας του είναι της τάξεως του 1.2%- να παρατηρούνται κατά το διάστημα 2.8-4.7 Ka BP, δηλαδή πάνω από το διάστημα απόθεσης του σαπροπηλού S1. Παράλληλα, οι ελάχιστες συγκεντρώσεις του γένους (~0.02-0.14%) που παρατηρούνται κατά το χρονικό διάστημα 6.5 9.5 Ka BP, συμπίπτουν με την απόθεση του σαπροπηλού S1, διάστημα κατά το οποίο παρατηρούνται επίσης και οι ελάχιστες τιμές του γένους Syracosphaera. Στο συγκεκριμένο χρονικό διάστημα, με πολύ μικρά ποσοστά της τάξεως του ~0.02-0.1% παρουσιάζονται και οι αντιπρόσωποι του γένους Umbilicosphaera. Εξαίρεση αποτελεί το διάστημα 2.8-5.2 Ka BP κατά το οποίο οι τιμές του γένους αυτού παρουσιάζονται αισθητά μεγαλύτερες με το μέγιστο ποσοστό του να είναι της τάξεως του 0.8%. Από υψηλές συγκεντρώσεις κατά το εν λόγω διάστημα χαρακτηρίζεται και το γένος Calciosolenia. Παρόμοια εικόνα με τις μέγιστες συγκεντρώσεις του να παρατηρούνται κατά το διάστημα αυτό παρουσιάζει και η κατανομή του γένους Pontosphaera. Πολύ μικρές συγκεντρώσεις, μηδενικές σε πολλά σημεία παρουσιάζουν και οι κοκκόλιθοι του γένους Ceratolithu., Μικρες συγκεντρώσεις και σποραδικές εμφανίσεις κατα το διάστημα αυτό καταγράφονται και στην κατανομή του γένους Scyphosphaera. Οι ολοκοκκόλιθοι (Εικόνα 11) παρουσιάζουν τις μέγιστες συγκεντρώσεις με ποσοστά συμμετοχής που φτάνουν το 0.5%, ενώ το επανεπεξεργασμένο υλικό δεν παρουσιάζει παρά μονό κάποιες σποραδικές εμφανίσεις. Από υψηλές τιμές της τάξεως του 0.8 αντιπροσωπεύεται ο δείκτης στρωμάτωσης S, με το διάστημα της διακοπής του σαπροπηλού να χαρακτηρίζεται από ελαφρώς μικρότερες τιμές από αυτές που παρατηρούνται μέσα στους σαπροπηλικούς ορίζοντες S1a και S1b (Εικόνα 11). 55

Εικόνα 11: Κατανομή των κυριότερων κοκκολιθοφόρων στον πυρήνα HCM 2/22 κατά το διάστημα απόθεσης του σαπροπηλού S1. 56

Ακριβώς αντίθετη εικόνα παρουσιάζει ο δείκτης NPP (Εικόνα 11) αφού κατά τα διαστήματα απόθεσης του σαπροπηλού S1a και S1b παρουσιάζει τιμές ελαφρώς μειωμένες σε σχέση με αυτές που παρατηρούνται κατά το διάστημα διακοπής της απόθεσης του σαπροπηλού. Γενικά υψηλές παρουσιάζονται οι τιμές του δείκτη καθαρής πρωτογενούς παραγωγικότητας NPP στον πυρήνα HCM2/22 με την ελάχιστη τιμή αυτού να είναι της τάξεως του 250 και τη μέγιστη της τάξεως του 450. 7.2 Πυρήνας Βαρύτητας SL152 Σαπροπηλός S1 (8.9-6.5 Ka. BP) Η ανάλυση των ποσοτικών μετρήσεων καθώς και η μελέτη των διαγραμμάτων (Εικόνες 12,13) που αφορούν στον πυρήνα SL152 και πιο συγκεκριμένα το τμήμα του σαπροπηλού S1 πραγματεύεται τα δείγματα που καλύπτουν το διάστημα των 271cm-350cm και αντιστοιχούν στο χρονικό διάστημα των 6.6-9.0 Ka BP. Η λεπτομερής παρατήρηση των πινάκων και των διαγραμμάτων είχε ως αποτέλεσμα τις ακόλουθες παρατηρήσεις: Συνεχής είναι η παρουσία των κοκκόλιθων του είδους E.huxleyi με ποσοστά αρκετά υψηλά που φτάνουν μέχρι και το 42.7% (Εικόνα 12). Επιπλέον, η προσεκτική παρατήρηση των διαγραμμάτων που αφορούν το διάστημα απόθεσης του σαπροπηλού επέτρεψε την αναγνώριση μιας εναλλαγής διαδοχικών διαστημάτων ελαττωμένων και αυξημένων ποσοστών του συγκεκριμένου είδους. Έτσι, κατά το διάστημα απόθεσης του κατώτερου σαπροπηλικού ορίζοντα S1a στα 8.9-7.8 Ka BP (302-345 cm), τα ποσοστά του είδους E. huxleyi παρατηρούνται εμφανώς μειωμένα με τιμές που δεν υπερβαίνουν το 32%. Αυξημένες παρατηρούνται οι συγκεντρώσεις του είδους E. huxleyi κατά το διάστημα 7.8-7.5 Ka BP (293-302 cm), ενώ καθοριστική είναι και η εμφάνιση των ψυχρών μορφότυπων EHMC με ποσοστά της τάξεως του 0.3-0.7%, η παρουσία των οποίων πριν και μετά από το διάστημα αυτό παρουσιάζει μηδενικές τιμές σε ολόκληρη την ακολουθία του σαπροπηλού S1. Τέλος, κατά το χρονικό διάστημα των 7.5-6.5 Ka BP (272-293 cm) ακολουθεί εκ νέου μείωση των ποσοστών του είδους E. huxleyi γεγονός που αντιστοιχεί στην απόθεση του ανώτερου σαπροπηλικού ορίζοντα S1b. 57

Εικόνα 12: Κατανομή των σημαντικότερων αντιπροσώπων κοκκολιθοφόρων στον σαπροπηλικό ορίζοντα S1 του πυρήνα SL152. 58

Εικόνα 13: Κατανομή των δευτερευόντων αντιπροσώπων των κοκκολιθοφόρων στον σαπροπηλικό ορίζοντα S1 του πυρήνα SL152. 59

Παράλληλα, από πολύ υψηλές συγκεντρώσεις της τάξεως του 60-90% χαρακτηρίζεται η κατανομή του είδους F. profunda σε ολόκληρο το τμήμα του πυρήνα, ενώ πρέπει επίσης να σημειωθεί πως οι συχνότητες εμφάνισης κατά το διάστημα απόθεσης του κατώτερου σαπροπηλικού ορίζοντα S1a στα 8.9-7.8 Ka BP (302-345 cm) παρουσιάζονται ελαφρώς υψηλότερες σε σχέση με τον ανώτερο σαπροπηλικό ορίζοντα S1b που καταγράφηκε στα 7.5-6.5 Ka BP (Εικόνα 12). Αίσθηση προκαλούν οι μειωμένες συγκεντρώσεις του είδους αυτού κατά το διάστημα 7.8-7.5 Ka BP (293-302 cm) με τις σχετικές συχνότητες να κυμαίνονται από ~67 έως 72%. Χαρακτηριστική για την απόθεση του σαπροπηλού υπήρξε και η εμφάνιση των κοκκολίθων του γένους Rhabdosphaera spp., παρόλο που η παρουσία τους δεν είναι συνεχής και τα ποσοστά με τα οποία παρατηρούνται είναι πολύ μικρά μόλις 0.02-0.34% (Εικόνα 12). Ωστόσο, αξίζει να σημειωθεί ότι οι μέγιστες συγκεντρώσεις παρατηρήθηκαν κατά το διάστημα απόθεσης του ανώτερου σαπροπηλικού ορίζοντα S1b στα 7.5-6.5 Ka BP. Στην ίδια οικογένεια των Rhabdosphaeraceae ανήκουν και οι κοκκόλιθοι του είδους D. tubifera, η παρουσία των οποίων είναι πιο σπάνια εξ ου και η σχεδόν παντελής απουσία του από τα δείγματα μας με εξαίρεση το διάστημα απόθεσης του S1b στα 7.5-6.5 Ka BP του πυρήνα όπου εμφανίζεται με πολύ μικρά ποσοστά της τάξεως του 0.04-0.2% (Εικόνα 13). Σημαντικό στοιχείο της αναγνώρισης του σαπροπηλικού ορίζοντα είναι και η αφθονία του γένους Helicosphaera (Εικόνα 12) που χαρακτηρίζεται από συνεχή παρουσία με τα υψηλότερα ποσοστά να αγγίζουν το 2.5%, και καταγράφονται στο ανώτερο τμήμα του σαπροπηλού S1 b (7.5-6.5 Ka BP). Εξέχουσας σημασίας για την αναγνώριση του σαπροπηλού είναι και η εμφάνιση του είδους B. bigelowii (Εικόνα 12). Το είδος αυτό είναι ιδιαίτερα σπάνιο, αλλά η παρουσία του στα ιζήματα έστω και σε ελάχιστα ποσοστά είναι υψίστης σημασίας. Έπειτα από τη λεπτομερή παρατήρηση των διαγραμμάτων γίνεται αντιληπτό πως οι τιμές του είδους αυτού εμφανίζονται αρκετά υψηλές καθ όλο το μήκος του σαπροπηλού S1 με το μέγιστο ποσοστό να αγγίζει το 0.9%, το οποίο παρατηρείται κατά το χρονικό διάστημα 7.8-7.5 Ka BP (293-302 cm), διάστημα δηλαδή που συμπίπτει με το διάστημα διακοπής της απόθεση του σαπροπηλού S1i. Με μικρά ποσοστά εμφανίζονται και οι κοκκόλιθοι των μικρού μεγέθους αντιπροσώπων Gephyrocapsa spp. (<3 μm) που παρατηρούνται με τιμές έως 0.5% καθώς και του είδους G. oceanica, οι συγκεντρώσεις του οποίου χαρακτηρίζονται από τιμές της τάξεως του 0.02-0.15% (Εικόνα 12). Συγκεκριμένα, οι αντιπρόσωποι των Gephyrocapsa spp. (<3 μm) παρουσιάζουν μια τάση αύξησης από τον κατώτερο προς τον ανώτερο σαπροπηλικό ορίζοντα με την πρώτη εμφάνιση 60

τους να παρατηρείται στα 8.5 Ka BP (328-329cm) και τις μεγαλύτερες συγκεντρώσεις τους να σημειώνονται στα ανώτερα τμήματα του σαπροπηλικού ορίζοντα S1b. Εντελώς αντίδιαμετρική εικόνα παρατηρείται στους αντιπρόσωπους τους είδους G. oceanica η παρουσία των οποίων περιορίζεται στο διάστημα 9.0 Ka BP με 8.0 Ka BP στο κατώτερο τμήμα του σαπροπηλικού ορίζοντα S1a. Όπως παρατηρήθηκε τόσο στον ποσοστιαίο πίνακα όσο στα διαγράμματα κατανομής της ναννοχλωρίδας κατά το διάστημα απόθεσης του ανώτερου σαπροπηλικού ορίζοντα S1a και ειδικά κατά τα 8.1 Ka BP εμφανίζονται για πρώτη φορά και οι αντιπρόσωποι του είδους U. tenuis οι οποίοι συνεχίζουν να είναι παρόντες μέχρι το τέλος της απόθεσης του σαπροπηλού S1b με μικρά ωστόσο ποσοστά μόλις του 0.02-0.3% (Εικόνα 13). Αξιοσημείωτο είναι το γεγονός ότι η μέγιστη τιμή εμφάνισης του είδους που είναι της τάξεως του 0.4% παρουσιάζεται γύρω στα 7.0 Ka. BP, λίγο δηλαδή πριν την διακοπή του σαπροπηλού. Αισθητά μειωμένες μέσα στο διάστημα διακοπής του σαπροπηλού (7.8-7.5Ka. BP) παρατηρούνται και οι τιμές των γενών Calciosolenia, και Syracosphaera ενώ κατά το διάστημα αυτό απουσιάζουν οι κοκκόλιθοι των γενών Umbilicosphaera, Calcidiscus και Pontosphaera που σε όλο το υπόλοιπο μήκος του πυρήνα εμφανίζονται με μικρά ωστόσο ποσοστά (Εικόνα 13). Απουσία παρουσιάζει σχεδόν σε όλο το μήκος του πυρήνα το γένος Ceratolithus με εξαίρεση δυο μικρές εξάρσεις στα 7.4 Ka BP και στα 8.9-9.0 Ka BP. Παρομοίως, απουσία παρουσιάζουν και οι ολοκοκκόλιθοι με εξαίρεση το διάστημα της διακοπής απόθεσης του σαπροπηλού S1i όπου εμφανίζονται με μικρές ωστόσο τιμές της τάξεως του 0.02-0.03%. Τέλος, σχετικά μικρά ποσοστά εμφανίζει και το επανεπεξεργασμένο υλικό (reworked) με τη μέγιστη τιμή να είναι της τάξεως του 0.2% η οποία σημειώθηκε στα 6.9 Ka BP ενώ η ελάχιστη είναι της τάξεως του 0.02% και σημειώθηκε στα 7.1 Ka BP (Εικόνα 13). Από τιμές 0.57 μέχρι 1 κυμαίνεται ο δείκτης στρωμάτωσης S με το διάστημα της διακοπής του σαπροπηλού να χαρακτηρίζεται από ελαφρώς μικρότερες τιμές (Εικόνα 12). Αντίθετα ο δείκτης καθαρής πρωτογενούς παραγωγικότητας NPP κατά τα διαστήματα απόθεσης των σαπροπηλικών οριζόντων S1a και S1b παρουσιάζει τιμές ελαφρώς μειωμένες σε σχέση με αυτές που παρατηρούνται κατά το διάστημα διακοπής της απόθεσης του σαπροπηλού με τιμές που κυμαίνονται από 260 έως 310 (Εικόνα 12). 61

Διάστημα 4.8-3.3 Ka BP (100-180 cm) Το τμήμα αυτό του πυρήνα SL152 καλύπτει τα 100-180cm και αντιστοιχεί στο χρονικό διάστημα των 4.8-3.3 Ka BP, με τα διαγράμματα κατανομής των συναθροίσεων της ναννοχλωρίδας (Εικόνες 14,15) να οδηγούν στην παρατήρηση των πιο κάτω αποτελεσμάτων: Από υψηλές τιμές χαρακτηρίζονται οι κοκκόλιθοι του είδους E. huxleyi (Εικόνα 14) σε όλο το μελετώμενο διάστημα με τα μεγαλύτερα ποσοστά (τιμές έως και 59%) να παρατηρούνται κατά το διάστημα των 4.1-3.3 Ka BP (147-100cm). Το κατώτερο τμήμα του διαστήματος αυτού παρουσιάζει δε, μικρότερη αφθονία από το ανώτερο, η οποία χαρακτηρίζεται από μια καθαρή αυξητική τάση. Παράλληλα, από μικρές συχνότητες της τάξεως του 1.2% αντιπροσωπεύεται η κατανομή των ψυχρών μορφοτύπων του είδους E. huxleyi (EHMC) με εξαίρεση το διάστημα των 4.6-4.7 Ka BP κατά το οποίο παρουσιάζουν αισθητή αύξηση με τα ποσοστά τους να αγγίζουν ακόμα και το 13%. Αξίζει να σημειωθεί ότι τα ελάχιστα ποσοστά των ψυχρών μορφοτύπων του είδους E. huxleyi (EHMC) συμπίπτουν με τα επίσης μειωμένα ποσοστά του είδους E. huxleyi και τα αυξημένα ποσοστά του είδους F. profunda κατά το διάστημα 4.0-4.6 Ka BP (Εικόνα 14). Έπειτα από την προσεκτική παρατήρηση των διαγραμμάτων διαπιστώνεται πως η ύπαρξη των μέγιστων ποσοστών του είδους E. huxleyi συμπίπτουν με τα ελάχιστα ποσοστά του είδους F. profunda, είδος ωστόσο το οποίο παρουσιάζει γενικά πολύ υψηλές τιμές με ποσοστά που σε μερικές περιπτώσεις ξεπερνούν το 90%. Πρέπει να σημειωθεί ότι τα μεγαλύτερα ποσοστά παρατηρήθηκαν στον κατώτερο τμήμα του μελετώμενου διαστήματος ενώ προς το ανώτερο τμήμα παρατηρείται μια μικρή τάση μείωσης. Η παρουσία των κοκκολίθων του γένους Rhabdosphaera χαρακτηρίζεται γενικά συνεχής με μικρά ωστόσο αλλά σημαντικά ποσοστά (Εικόνα 14). Παρόλα αυτά, κατά τα 4.3 Ka BP παρατηρείται αξιοσημείωτη αύξηση των συγκεντρώσεων του γένους, η οποία διατηρείται μέχρι και τα τελευταία εκατοστά του μελετώμενου διαστήματος στα 3.3 Ka. BP. Το γεγονός αυτό συμπίπτει επίσης με τα αυξημένα ποσοστά των ψυχρών μορφοτύπων EHMC και του είδους E. huxleyi καθώς και με τα μειωμένα ποσοστά του είδους F. profunda. Η παρουσία των κοκκόλιθων του είδους D. tubifera είναι πιο σπάνια γεγονός που αποδεικνύεται και από τη σχεδόν παντελής απουσία τους από τα δείγματα, ενώ το μέγιστο ποσοστό αυτών αγγίζει μόλις το 0.29% (Εικόνα 15). 62

Εικόνα 14:Κατανομή των σημαντικότερων αντιπροσώπων κοκκολιθοφόρων του διαστήματος 4.8-3.3 Ka. BP (100-180 cm) στον πυρήνα SL152. 63

Σημαντική υπήρξε και η παρουσία του γένους Helicosphaera στο τμήμα αυτό του πυρήνα με μικρά ωστόσο ποσοστά της τάξεως του 0.02-3% (Εικόνα 14). Από πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις χαρακτηρίζεται και η κατανομή του είδους B. bigelowii,. Όπως παρατηρείται και στα διαγράμματα συγκεντρώσεως των κοκκολιθοφόρων, η κατανομή του είδους, παρουσιάζει πολλές ομοιότητες με αυτές των γενών Helicosphaera και Rhabdosphaera. Έτσι, η παρουσία τους χαρακτηρίζεται από αυξημένα ποσοστά στο διάστημα 4.2-3.3Ka BP, ενώ ακολούθως μεταξύ του χρονικού διαστήματος 4.8-4.2 Ka BP καταγράφεται αισθητή μείωση των συγκεντρώσεων. Παρόμοια κατανομή με αισθητά αυξημένα ποσοστά κατά το διάστημα 4.1-3.3 Ka BP παρουσιάζουν και οι κοκκόλιθοι των γενών Calcidiscus και Coronosphaera με τα μέγιστα ποσοστά αυτών να είναι της τάξεως 1.5% και 2.5% αντίστοιχα. Τα είδη G. oceanica και μικρές Gephyrocapsa spp. εμφανίζονται με εξαιρετικά μικρά ποσοστά ενώ μετά το διάστημα 4.0 Ka BP και μέχρι τα 3.3 Ka BP απουσιάζουν εντελώς (Εικόνα 14). Επιπλέον, όπως παρατηρείται στα διαγράμματα κατανομής των κοκκολιθοφόρων οι μέγιστες τιμές αυτών συμπίπτουν και με τη μέγιστη τιμή εμφάνισης του είδους D. tubifera. Σχεδόν συνεχής είναι και η παρουσία των γενών Syracosphaera, Umbilicosphaera και Calciosolenia, ενώ τα υψηλότερα ποσοστά αυτών παρατηρήθηκαν κυρίως στο ανώτερο τμήμα του μελετώμενου διαστήματος (Εικόνα 15). Αξίζει να σημειωθεί ότι στο διάστημα των 4.5-4.7 Ka BP οι αντιπρόσωποι του είδους Syracosphaera απουσιάζουν ενώ κατά το ίδιο χρονικό διάστημα οι κοκκόλιθοι του γένους Calciosolenia παρουσιάζουν την μέγιστη εμφάνιση τους. Εμφανής είναι η παρουσία των ειδών Calyptrosphaera oblonga και Oolithotus antillarum κατά το χρονικό διάστημα των 4.2-4.3 Ka BP (Εικόνα 15). Ταυτόχρονα, σχεδόν ανύπαρκτη είναι η παρουσία του είδους U. tenuis στο εν λόγω διάστημα, με εξαίρεση την εμφάνιση κατά τα διαστήματα 3.8 Ka BP και 4.2-4.3 Ka BP, όπου οι συγκεντρώσεις του συμπίπτουν και με την μοναδική παρουσία των ειδών Calyptrosphaera oblonga και Oolithotus antillarum. Από μικρές σποραδικές εμφανίσεις σε όλο το τμήμα που καλύπτει το μελετώμενο διάστημα χαρακτηρίζεται η κατανομή του γένους Pontosphaera με το μέγιστο ποσοστό να φτάνει μόλις το 0.9% (Εικόνα 15). Όπως παρατηρείται και στο διάγραμμα οι μέγιστες συγκεντρώσεις του γένους συμπίπτουν επίσης και με τις συγκεντρώσεις της τάξεως του 0.2% που χαρακτηρίζουν το γένος Calciosolenia. Mηδενικά ποσοστά σχεδόν σε όλο το διάστημα αυτό παρατηρούνται και στην κατανομή του γένους Ceratolithus ενώ εξαίρεση αποτελούν τα χρονικά σημεία 4.2, 4.3 και 4.7 Ka BP όπου ωστόσο παρουσιάζεται με πολύ μικρά ποσοστά. 64

Εικόνα 15: Κατανομή των δευτερευόντων αντιπροσώπων κοκκολιθοφόρων του διαστήματος 4.8-3.3 Ka. BP (100-180 cm) στον πυρήνα SL152. 65

Μη συνεχή κατανομή παρουσιάζουν και οι ολοκοκκόλιθοι (Εικόνα 15) με το μέγιστο ποσοστό τους να μην ξεπερνά το 0.9%, ενώ τέλος από μικρά σχετικά ποσοστά και μη συνεχή παρουσία χαρακτηρίζεται επίσης και η κατανομή του επανεπεξεργασμένου υλικού (reworked). Μειωμένες σημειώνονται οι συγκεντρώσεις των ολοκοκκόλιθων καθώς και του επανεπεξεργασμένου υλικού, κατά το διάστημα 4.1-4.7 Ka BP, με τις μεγαλύτερες τιμές του τελευταίου να παρατηρούνται στο διάστημα 4.5-4.2 Ka. BP. Από μικρές τιμές της τάξεως του 0.4-1 χαρακτηρίζεται ο δείκτης στρωμάτωσης S με τις μεγαλύτερες τιμές αυτού να παρατηρούνται μεταξύ 4.0-3.3 Ka BP σε αντίθεση με το δείκτη καθαρής πρωτογενούς παραγωγικότητας NPP που στο κατώτερο τμήμα παρουσιάζει μικρότερες τιμές από αυτές που παρατηρούνται στο ανώτερο τμήμα της καμπύλης κατανομής αυτού (Εικόνα 14). 7.3 Μικρού μήκους Πυρήνας (multi core) M2 Ο πυρήνας αυτός έχει μήκος 48cm και καλύπτει το χρονικό διάστημα των τελευταίων 2 Ka BP. Μέσα από τη λεπτομερή παρατήρηση του ποσοστιαίου πίνακα καθώς και των διαγραμμάτων (Εικόνες 16, 17) είναι φανερό πως η παρουσία των κοκκόλιθων του είδους E.huxleyi είναι συνεχής με τα ελάχιστα ποσοστά τους να φτάνουν μόλις το 31% ενώ μέγιστα ποσοστά του φτάνουν ακόμα και το 90%. Πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι οι υψηλότερες συγκεντρώσεις του συγκεκριμένου είδους παρατηρήθηκαν κυρίως στο κατώτερο τμήμα του πυρήνα ενώ προς τα ανώτερα τμήματα αυτού παρατηρήθηκε μια τάση μείωσης Χαρακτηριστικά είναι και τα μειωμένα ποσοστά αυτής που καταγράφηκαν κατά τα 1500-1600 yr BP, τα 1050-850 yr BP και τέλος κατά τα 400-250 yr BP. Από μεγάλη αφθονία χαρακτηρίζεται και το είδος F. profunda τα μέγιστα ποσοστά του οποίου είναι της τάξεως του 68% (Εικόνα 16), ενώ η καμπύλη κατανομής αυτού παρουσιάζει στοιχεία κυκλικότητας (μέγιστα στα 1600-1500 yr BP, 1050-850 yr BP, 400-250 yr BP και 200-50 yr BP). Αντιθέτως, πολύ μικρές (2%) παρουσιάζονται οι συγκεντρώσεις των υπερασβεστοποιημένων μορφότυπων EHMC, υψηλότερα ποσοστά των οποίων παρατηρήθηκαν κυρίως κατά τα διαστήματα 1700-1600 yr BP και 850-700 yr BP και το μέγιστο στην κορυφή του πυρήνα. Συνεχής, με μικρά ωστόσο ποσοστά είναι και η παρουσία των κοκκολίθων του γένους Rhabdosphaera με τα μεγαλύτερα ποσοστά αυτής (~8%) να παρατηρούνται πολύ κοντα στο σήμερα. Χαρακτηριστική είναι η μικρή αύξηση των ποσοστών του γένους αυτού και κατά το διάστημα 650-350 yr BP (Εικόνα 16). Παρόμοια εικόνα παρατηρείται και στην κατανομή των συγκεντρώσεων των κοκκολίθων του είδους D. tubifera με τα μέγιστα ποσοστά αυτού (0.2%) να παρατηρούνται επίσης κατά το διάστημα 700-400 yr BP. Από μηδενικά ποσοστά μέχρι και τα ~750 yr BP χαρακτηρίζεται 66

και η κατανομή του γένους Syracosphaera, ενώ από τα 750-400 yr BP οι τιμές αυτού παρατηρούνται αισθητά αυξημένες (2%). Η παρουσία τους γένους αυτού συνεχίζεται μέχρι και τα ανώτερα εκατοστά του πυρήνα με μικρότερα ωστόσο ποσοστά. Παρόμοια εικόνα με αυτήν του γένους Syracosphaera, παρατηρείται στην κατανομή του γένους Coronosphaera. Συγκεκριμένα, από μηδενικά ποσοστά χαρακτηρίζεται η παρουσία του γένους Coronosphaera, στο κατώτερο τμήμα του πυρήνα (2000-700 yr BP). Αντίθετα, σχετικά υψηλά ποσοστά παρουσιάζει η κατανομή αυτού από τα 750 yr BP και μέχρι την κορυφή του πυρήνα. Από μικρά ποσοστά που δεν ξεπερνούν το 0.1% χαρακτηρίζονται οι κοκκόλιθοι Helicosphaera spp. κατά το διάστημα 2000-1400 yr BP. Ακολουθεί μια αύξηση των τιμών αυτών με το υψηλότερο (0.24%) στο διάστημα 1400-700 yr BP (Εικόνα 16). Σχετική αφθονία, κυρίως στο κατώτερο τμήμα του πυρήνα Μ2 παρουσιάζει το είδος B. bigelowii με τη μέγιστη τιμή του να αγγίζει το 0.3 %. Υψηλότερα παρατηρούνται τα ποσοστά αυτού μέχρι και τα 650 yr BP, ενώ από το σημείο αυτό οι τιμές του είδους B. bigelowii μειώνονται αισθητά μέχρι που μηδενίζονται στα ~300 yr BP (Εικόνα 16). Συνεχής χαρακτηρίζεται η παρουσία του είδους U. tenuis με τα μέγιστα ποσοστά αυτού να είναι της τάξεως του 0.3% (Εικόνα 16). Στο ανώτερο τμήμα του πυρήνα οι τιμές της U. tenuis μειώνονται εκ νέου παρουσιάζοντας τις μικρότερες συχνότητες στην κατανομή αυτού. Από σχετική αφθονία (1.2%) χαρακτηρίζεται το γένος Calcidiscus κατά το διάστημα 2000-650 yr BP, ενώ από τα 650 yr BP και μέχρι σήμερα παρουσιάζει πολύ μικρές συγκεντρώσεις και σποραδική κατανομή. Από πολύ μικρά ποσοστά και συνεχή κατανομή, με τη μέγιστη τιμή τους να φτάνει μόλις το 0.6% χαρακτηρίζονται οι αντιπρόσωποι του γένους Calciosolenia (Εικόνα 17), ενώ πρέπει να αναφερθεί ότι οι μεγαλύτερες τιμές αυτού παρατηρήθηκαν κατά το διάστημα 550-300 yr BP. Μικρά ποσοστά και σποραδικές εμφανίσεις χαρακτηρίζουν τις συγκεντρώσεις του γένους Umbilicosphaera με τη μέγιστη τιμή αυτού να είναι της τάξεως του 0.15% (Εικόνα 17). Αντίστοιχα μικρά ποσοστά και σποραδικές εμφανίσεις παρουσιάζουν και οι κοκκκόλιθοι του γένους Pontosphaera ενώ οι μεγαλύτερες τιμές του γένους αυτού που παρατηρούνται κατά το διάστημα 2.000-650 yr BP. Με μικρές σποραδικές εμφανίσεις παρουσιάζονται οι αντιπρόσωποι των γενών Ceratolithus και Scyphosphaera (Εικόνα 17). Μικρές τιμές της τάξεως του 0.15% παρουσιάζει και η κατανομή των ολοκοκκόλιθων με σχεδόν μηδενικές συγκεντρώσεις κατά το διάστημα των τελευταίων 1000 yr BP. Τέλος μικρά σχετικά ποσοστά και μη συνεχή κατανομή παρουσιάζεται και το επανεπεξεργασμένο (reworked) υλικό ενώ μετά τα 700 yr BP εξαφανίζεται εντελώς (Εικόνα 17). 67

Εικόνα 16: Κατανομή των σημαντικότερων αντιπροσώπων κοκκολιθοφόρων στο μικρού μήκους πυρήνα Μ2. 68

Εικόνα 17: Κατανομή των δευτερευόντων αντιπροσώπων κοκκολιθοφόρων στο μικρού μήκους πυρήνα Μ2. 69

Από πολύ μικρές τιμές (0.1-0.7) χαρακτηρίζεται ο δείκτης στρωμάτωσης S με τις μεγαλύτερες τιμές αυτού να παρατηρούνται κατά τα διαστήματα 1050-550 yr BP και 200-400 yr BP, ενώ αντίθετα, πολύ υψηλές τιμές (300-700) χαρακτηρίζουν το δείκτη καθαρής πρωτογενούς παραγωγικότητας NPP (Εικόνα 16). 70

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8. ΣΥΖΗΤΗΣΗ 71

Η ενδιάμεση φάση της τελευταίας παγετώδους περιόδου: 40-25 Ka BP (MIS 3) Το εν λόγω διάστημα αντιπροσωπεύεται στο κατώτατο τμήμα του πυρήνα HCM 2/22 από την περιοχή του Νότιου Κρητικού περιθωρίου, κατά το οποίο οι αντιπρόσωποι των κυριοτέρων ειδών των κοκκολιθοφόρων χαρακτηρίζονται από αρκετές διακυμάνσεις στις συγκεντρώσεις τους αντικατοπτρίζοντας έτσι μια γενικότερη τάση κλιματικής αστάθειας που παρατηρείται κατά την περίοδο αυτή. Ειδικότερα, όπως παρατηρείται στην καμπύλη κατανομής των συναθροίσεων της ναννοχλωρίδας, οι σχετικά υψηλές συγκεντρώσεις του είδους F. profunda κατά το διάστημα αυτό παρουσιάζουν μια γενική τάση μείωσης κατά το διάστημα 37-35 Ka BP. Αρνητική συσχέτιση προς το είδος F. profunda παρουσιάζει το είδος E. huxleyi. Οι τιμές των θερμών αντιπροσώπων Helicosphaera spp. και Rhabdosphaera spp., κατά το διάστημα αυτό είναι σχετικά χαμηλές. Ο αυξημένος δείκτης καθαρής πρωτογενούς παραγωγικότητας NPP του οποίου οι τιμές σε κάποιες περιπτώσεις αγγίζουν το 500, σε συνδυασμό με τις σχετικά τιμές των E. huxleyi και F. profunda και την παρουσία των ψυχρών μορφοτύπων EHMC είναι χαρακτηριστικά των ψυχρών συνθηκών σχετικά υψηλής παραγωγικότητας σε όλο το ύψος της υδάτινης στήλης μεταξύ ~40-30 Ka BP, αλλά και της υψηλής στρωμάτωσης κυριως μεταξύ 30-25 Ka BP. Ταυτόχρονα, την ύπαρξη ψυχρών συνθηκών στον πυρήνα HCM 2/22 στο νότιο Κρητικό περιθώριο κατά τα 40-25 Ka BP υποστηρίζουν και οι μηδενικές συγκεντρώσεις του θερμού κοκκολιθοφόρου Scyphosphaera spp. όπως επίσης και οι μικρές σποραδικές εμφανίσεις των ολοκοκκολιθοφόρων. Επιπλέον, η παντελής απουσία του είδους B. bigelowii σε συνδυασμό με την πολύ μικρή συμμετοχή του γένους Syracosphaera καθώς και του επανεπεξεργασμένου υλικού προερχόμενου από τη διάβρωση αντικατοπτρίζουν την σχεδόν μηδενική εισροή γλυκών υδάτων στην περιοχή και κατ επέκταση τις υψηλότερες τιμές αλατότητας που παρατηρούνται στην περιοχή του νότιου Κρητικού περιθωρίου. Με τη μηδενική εισροή γλυκών υδάτων και τις υψηλότερες τιμές της αλατότητας των επιφανειακών υδάτων κατά το διάστημα αυτό στην περιοχή συμφωνούν και οι αυξημένες συγκεντρώσεις που καταγράφηκαν στις καμπύλες κατανομης των δινομαστιγωτων Nematosphaeropsis labyrinthus και Bitectatodinium tepikiense (Ioakim et al., 2009). Την εγκαθίδρυση ψυχρών συνθηκών στον πυρήνα HCM 2/22 κατά το διάστημα αυτό πιστοποιούν επίσης οι υψηλές τιμές του βαρέως ισοτόπου δ 18 O (Ioakim et al., 2009) που μετρήθηκε στα κελύφη του τρηματοφόρου Globigerinoides ruber, καθώς και τα ευρήματα της μικροπαλαιοντολογικής ανάλυσης 72

των δινομαστιγωτών που διεξήχθη από τους ιδίους σύμφωνα με την οποία ο υπό μελέτη πυρήνας κατά το διάστημα 40-25 Ka BP χαρακτηρίζεται από αφθονία ψυχρών ειδών όπως είναι τα Nematospaeropsis labyrinthus, Spiniferites delicatus, Impagidinium spp., Operculodinium centrocarpum και Brigantedinium simplex. Πρέπει να σημειωθεί ότι παρόμοιες συνθήκες σχετικά υψηλής παραγωγικότητας σε όλο το ύψος της υδάτινης στήλης, με το είδος F. profunda να χαρακτηρίζεται από υψηλά ποσοστά κατά το ισοτοπικό στάδιο MIS 3 (Εικόνα 18) σημειώνεται από τους Triantaphyllou et al. (2010) και στον πυρήνα ADE3-23 στην ευρύτερη περιοχή του νοτίου Κρητικού περιθωρίου, ενώ οι μικρές σποραδικές εμφανίσεις του είδους B. bigelowii και τα μικρά ποσοστά του επανεπεξεργασμένου υλικού στον ίδιο πυρήνα συμφωνούν με τις υψηλότερες τιμές αλατότητας που παρατηρήθηκαν στην περιοχή. Η εμφάνιση του είδους U. tenuis κατά τα 40-38 Κyr BP και οι μέγιστες εμφανίσεις αυτού στα 39 Κyr BP (Εικόνα 18) συνδέονται με την εμφάνιση θερμότερων συνθηκών που καταγράφονται πριν από την απόθεση του ορίζοντα της τέφρας Y5 Campanian Ignimbrite (Ioakim et al., 2009). Τέλος, η αύξηση που παρατηρείται στις συγκεντρώσεις του είδους E. huxleyi στα 32-31 Ka BP (Εικόνα 18) αντικατοπτρίζει την ύπαρξη του σύντομου ψυχρού επεισοδίου Heinrich H3 (Heinrich,1988; Bond et al., 1992; Grousset et al., 1993; Andrews et al., 1994; Andrews, 1998). Την ύπαρξη αυτού στην περιοχή του νοτίου Κρητικού περιθωρίου κατά το διάστημα αυτό επιβεβαιώνουν και τα μειωμένα ποσοστά των θερμών αντιπροσώπων των γενών Helicosphaera spp., Rhabdosphaera spp., Syracosphaera spp. καθώς και οι μειωμένες τιμές του δείκτη στρωμάτωσης S κατά το συγκεκριμένο διάστημα. Το σύντομο και ψυχρό αυτό κλιματικό συμβάν ανιχνεύεται και στην θετική συσχέτιση που παρατηρείται στα ισότοπα οξυγόνου δ 18 O (Ioakim et al., 2009). Αντίστοιχα απότομα μικρής διάρκειας ψυχρά γεγονότα έχουν περιγραφεί για πρώτη φορά σαν περίοδοι έντονης και συνεχούς αύξησης των παγετωδών καλυμμάτων την περιοχή του Βόρειου Ατλαντικού (Ruddiman., 1977). Σε πολλές περιπτώσεις τα γεγονότα Heinrich αναγνωρίζονται τόσο από τη μείωση της θερμοκρασίας όσο και από τα αυξημένα ποσοστά υγρασίας της περιοχής. Πολλές μελέτες συνδέουν την ύπαρξη τέτοιων ψυχρών γεγονότων με την πτώση της θερμοκρασίας των επιφανειακών υδάτων (SST) κατά 4-8 C, καθώς και από μείωση της αλατότητας και της παραγωγικότητας (Bond et al., 1992; Chapman et al., 2000). Κατά τη διάρκεια των σύντομων αυτών συμβάντων Heinrich, εισροή γλυκού ύδατος στον Βόρειο Ατλαντικό οδήγησε στον περιορισμό της ωκεάνιας μεταφοράς θερμότητας προς τα Βόρεια υψηλά γεωγραφικά πλάτη (Bond et al., 1993; Vidal et al, 1997) ενώ είναι προφανές πως το κλιματικό αυτό καθεστώς του Βόρειου ημισφαίριου 73

προκάλεσε μεγάλες περιβαλλοντικές αλλαγές και στην περιοχή της Μεσογείου. Προηγούμενες έρευνες (Cacho et al., 2000) έχουν αποδείξει ότι κατά τη διάρκεια των παγετωδών περιόδων η θερμόαλη κυκλοφορία της Μεσογείου ήταν στενά συνδεδεμένη με τις απότομες κλιματικές αλλαγές του Βόρειου Ατλαντικού. Έτσι, σαν άμεση ανταπόκριση στην μείωση των θερμοκρασιών των επιφανειακών υδάτων (SST ) του ΒΑ Ατλαντικού και της συνακόλουθης ψύξης των ανέμων που έφταναν μέχρι την περιοχή της Νότια Ευρώπη (Cacho et al., 2000), τα επιφανειακά ύδατα της Μεσογείου ψύχονται και ακολούθως βυθίζονται, οδηγώντας στο σχηματισμό βαθεών υδάτων. Αντίστοιχα μικρής διάρκειας γεγονότα Heinrich στην περιοχή της ανατολικής Μεσογείου και πιο συγκεκριμένα το H1 καταγράφηκαν σε θαλάσσια ιζήματα από τους Geraga et al. (2005), σε παλυνολογικές αναλύσεις (Tzedakis et al., 2002) αλλά και σε σπηλαιοαποθέσεις (Bar-Mathews et al., 2002). Η τελική φάση της τελευταίας παγετώδους περιόδου: 25-10 Κyrs BP (MIS 2) Kαθεστώς ψυχρών συνθηκών, με υψηλής στρωμάτωσης και χαμηλής παραγωγικότητας ύδατα παρατηρείται στο ισοτοπικό διάστημα του MIS 2 (Εικόνα 18). Πιο συγκεκριμένα, αρκετά υψηλές και με αυξητική τάση παρατηρούνται οι συγκεντρώσεις του είδους F. profunda κατά το διάστημα 25-20 Ka BP ενώ κατά το ίδιο διάστημα παρατηρήθηκαν υψηλές τιμές του δείκτη στρωμάτωσης S με τιμές που κυμαίνονται >0.4.Ταυτόχρονα, αντιπροσωπευτική των ψυχρών συνθηκών που επικρατούν κατά την περίοδο της τελευταίας παγετώδους περιόδου είναι η αυξημένη παρουσία των ψυχρών μορφοτύπων EHMC. Ελάχιστη έως μηδενική είναι και εδώ η συμμετοχή των θερμών αντιπροσώπων της ναννοχλωρίδας που αντικατοπτρίζεται στις πολύ μικρές συγκεντρώσεις των γενών Rhabdosphaera spp., Scyphosphaera spp. καθώς επίσης και των ολοκοκκολιθοφόρων. Οι υψηλές συχνότητες εμφάνισης είδους F. profunda σε συνδυασμό με τις υψηλές τιμές του δείκτη στρωμάτωσης S είναι γενικά ενδεικτικές της υψηλής παραγωγικότητας της κατώτερης ευφωτικής ζώνης. Σε συμφωνία με την παρατηρούμενη υψηλή παραγωγικότητα στη βαθιά ευφωτική ζώνη παρουσιάζονται και οι σχετικά υψηλές τιμές του συνολικού οργανικού άνθρακα (TOC) που παρατηρήθηκαν από τους Ioakim et al., (2009) κατά το ίδιο χρονικό διάστημα στον πυρήνα HCM 2/22. 74

Eικόνα 18: Κατανομή των κυριότερων αντιπροσώπων κοκκολιθοφόρων στον πυρήνα HCM 2/22 του νοτίου Κρητικού περιθωρίου και τα σημαντικότερα κλιματικά συμβάντα. MIS: Marine Isotope Stages 75

Σημαντικό γεγονός στην παλαιοκλιματική αναπαράσταση του ισοτοπικού σταδίου MIS 2 (Εικόνα 18) αποτελεί και η μικρή αύξηση που παρατηρήθηκε στις συχνότητες του είδους E. huxleyi και η μέγιστη εμφάνιση των ψυχρών μορφότυπων EHMC σε συνδυασμό με την αισθητή μείωση των αντιπροσώπων του είδους F. profunda κατά τα 20-18 Ka BP, διάστημα που αντιστοιχεί στο Μέγιστο της τελευταίας παγετώδους περιόδου (LGM: Last Glacial Maximum). Οι μειωμένες συγκεντρώσεις του είδους F. profunda σε συνδυασμό με τις μειωμένες τιμές του δείκτη στρωμάτωσης S (< 0.4) και των αυξημένων τιμών του δείκτη καθαρής πρωτογενούς παραγωγικότητας NPP (~400) σχετίζονται επίσης με την εντονότερη ανάμειξη της υδάτινης στήλης. Το ψυχρό αυτό συμβάν πιστοποιείται επίσης και από τις υψηλές τιμές του βαρέως ισοτόπου δ 18 O (Ioakim et al., 2009) που μετρήθηκε στα κελύφη του τρηματοφόρου Globigerinoides ruber από την ίδια περιοχή. Ταυτόχρονα, σχεδόν μηδενικές παρατηρούνται και εδώ οι εμφανίσεις των θερμών αντιπροσώπων Rhabdopshaera spp. και Syracosphaera spp., γεγονός αντιπροσωπευτικό των ψυχρών συνθηκών που επικρατούν κατά το διάστημα LGM. Επιπρόσθετα, την επικράτηση ψυχρών συνθηκών κατά το εν λόγω διάστημα υποστηρίζουν και οι μειωμένες τιμές που παρατηρήθηκαν στην καμπύλη κατανομής του συνολικού οργανικού άνθρακα TOC (Ioakim et al., 2009). Δεδομένα κόκκων γύρης από την περιοχή του Βόρειου Αιγαίου (Kotthoff et al., 2008), έχουν δείξει ότι η περίοδος αυτή εκτός από ψυχρό, χαρακτηρίζεται επίσης και από ξηρό κλίμα, γεγονός που ενισχύεται από την περιορισμένη παροχή χερσογενούς υλικού από ποτάμιες παροχές σε όλη τη Μεσόγειο. Οι ελαχιστοποιημένες έως μηδενικές συγκεντρώσεις που παρουσιάζουν οι κοκκόλιθοι των Helicosphaera spp. και Syracosphaera spp. καθώς και του είδους B. bigelowii στα ιζήματα του πυρήνα HCM 2/22 κατά το διάστημα αυτό (Εικόνα 18) είναι ενδεικτικές της ελαχιστοποιημένης παρουσίας θρεπτικών συστατικών και της αυξημένης αλατότητας που επικρατούσαν στην περιοχή και συνδέονται με τις περιορισμένες ποτάμιες εισροές. Υψηλές στο διάστημα αυτό παρατηρήθηκαν και οι συγκεντρώσεις των δινομαστιγoφόρων Nematosphaeropsis labyrinthus και Bitectatodinium tepikiense που καταγράφηκαν στον πυρήνα HCM 2/22 (Ioakim et al., 2009), καταδεικνύοντας επίσης συνθήκες υψηλής αλατότητας των επιφανειακών υδάτων. Στα επόμενα χρονικά διαστήματα 18-17 Ka BP και 13-11 Ka BP, δεδομένα κόκκων γύρης και ανάλυσεις χερσαίων οργανικών βιοδεικτών στον πυρήνα HCM 2/22 κατέδειξαν την παρουσία διακυμάνσεων στις τιμές των ACL και HRA, γεγονός που σύμφωνα με τους Kouli et al. (2011) πιθανόν να συνδέονται με την εκφόρτιση υλικου από την περιοχή της νότια Κρήτης μεταφέροντας με αυτό τον τρόπο οργανικό χερσογενές υλικό στην περιοχή. Από μικρή αλλά σημαντική τάση αύξησης και ελαφρώς αυξημένα τιμές, σε σχέση με αυτές που παρατηρούνται κατά την περίοδο του τελευταίου παγετώδους μέγιστου (LGM), χαρακτηρίζεται η 76

κατανομή του είδους F. profunda (Εικόνα 18) κατά το διάστημα της αποπαγοποίησης (deglaciation, 18-10 Ka BP) και μέχρι το τέλος δηλαδή του ισοτοπικού σταδίου MIS 2. Σταθερά αυξανόμενες παρατηρούνται επίσης και οι συγκεντρώσεις του είδους E.huxleyi με τιμές μάλιστα μεγαλύτερες σε σχέση με αυτές που παρατηρούνται κατά τα προηγούμενα 25-18 Ka BP. Η σχετική αφθονία του είδους F. profunda σε συνδυασμό με τις υψηλότερες τιμές του δείκτη στρωμάτωσης S και τις σχετικά υψηλές τιμές του δείκτη καθαρής πρωτογενούς παραγωγικότητας NPP είναι ενδεικτικές της ανάπτυξης παργωγικότητας σε όλο το ύψος της υδάτινης στήλης κατά το διάστημα αυτό. Η μικροπαλαιοντολογική ανάλυση του πυρήνα ADE3-23 στην ευρύτερη περιοχή του νοτίου Κρητικού περιθωρίου από τους Triantaphyllou et al. (2010), κατέδειξε πολλές ομοιότητες στην κατανομή των συγκεντρώσεων της ναννοχλωρίδας, με αυτές που σημειώνονται στον υπό μελέτη πυρήνα. Πιο συγκεκριμένα, στην καμπύλη κατανομής των συγκεντρώσεων του είδους F. profunda κατά το ισοτοπικό στάδιο MIS 2 παρατηρήθηκε παρόμοια τάση μείωσης και επακόλουθη αύξηση αυτών, γεγονός που ενισχύει την άποψη των συνθηκών χαμηλής στρωμάτωσης κατά την περίοδο του LGM και την επακόλουθη αύξηση αυτής από τα 18 Ka BP και μέχρι το τερματισμό της τελευταίας παγετώδους περιόδου. Γεωχημικές αναλύσεις που έγιναν από τους Ioakim et al.(2009) στον πυρήνα HCM 2/22 κατέγραψαν επίσης υψηλές τιμές στην καμπύλη κατανομής τόσο του συνολικού οργανικού άνθρακα (TOC) όσο και της αναλογίας των στοιχείων Ba/Al κατά το διάστημα 18-10 Ka BP της αποπαγοποίησης (Εικόνα 19), γεγονός που σε συμφωνία με την αυξηση του είδους F. profunda, επίσης αντικατοπτρίζει συνθήκες αυξημένης πρωτογενούς παραγωγικότητα της υδάτινης στήλης αλλά και την καλύτερη διατήρηση της οργανικής ύλης. Η προοδευτική αύξηση των αντιπροσώπων του είδους E. huxleyi σε συνδυασμό με την μικρή παρουσία των ψυχρών μορφοτύπων EHMC και την ταυτόχρονη σχετική μείωση του είδους F. profunda καθώς και των θερμών αντιπροσώπων Rhabdosphaera spp. και Syracosphaera spp. που παρατηρείται κατά το διάστημα ~13-12 Ka BP (Εικόνα 18), συνδέεται με συνθήκες χαμηλής στρωμάτωσης και έντονης ανάμειξης των υδάτων και την εγκαθίδρυση ψυχρών συνθηκών. Οι συνθήκες καλής οξυγόνωσης και ανάμιξης της υδάτινης κολώνας του Αιγαίου Πελάγους κατά τη διάρκεια ψυχρών επεισοδίων (Casford et al., 2003) που στον πυρήνα HCΜ 2/22 αντικατοπτρίζονται στα υψηλά ποσοστά (~500) του δείκτη καθαρής παραγωγικότητας NPP και στις μειωμένες τιμές (<0.4) του δείκτη στρωμάτωσης S, ενδεχομένως αντιστοιχούν στην ύπαρξη του σύντομου ψυχρού επεισοδίου Younger Dryas. 77

Eικόνα 19: Kατανομή των γεωχημικών δεικτών TOC, Ba/Al και των ισοτόπων δ 18 Ο στον πυρήνα HCM 2/22 του Νοτίου Κρητικού περιθωρίου από τους Ioakim et al. (2009). Το ψυχρό κλιματικό συμβάν Younger Dryas καταγράφηκε και στις αναλύσεις γυρεοκόκκων του πυρήνα SL152 στην περιοχή του Βόρειου Αιγαίου (Kotthoff et al., 2008) όπως επίσης και σε αναλύσεις βενθονικών τρηματοφόρων (Kuhnt et al., 2007) και ιζηματολογικών αναλύσεων (Ehrmman et al., 2007; Hamann et al., 2008).Συγκεκριμένα, η εξάπλωση των στοιχείων στεππώδους βλάστησης όπως η Artemisia αλλά και της οικογένειας των Chenopodiaceae και ακολούθως της ημιερημικής βλάστησης με κυριότερο αντιπρόσωπο το γένος Ephedra στον πυρήνα SL152, κατά το διάστημα του Younger Dryas (12.7-11.7 ka BP) υπήρξε ενδεικτική των ξηρότερων συνθηκών που επικρατούσαν κατά το διάστημα αυτό (Kotthoff et al., 2008). Η πιθανή ύπαρξη του Younger Dryas στο Βόρειο Αιγαίο καταγράφηκε και από την πτώση των παλαιοθερμοκρασιών (SST) στον πυρήνα MN-B3 με τη θερμοκρασία των επιφανειακών υδάτων να φτάνει μόλις τους 16.28 C (Gogou et al. 2007). Επιπλέον, στην μικροπαλαιοντολογική μελέτη που πραγματοποιήθηκε από τους Geraga et al. (2010) στον ίδιο πυρήνα κατά το εν λόγω διάστημα σημειώθηκε μείωση των θερμών πλαγκτονικών τρηματοφόρων Globigerinoides ruber και Neogloboquatdrina και ταυτόχρονη αύξηση των ψυχρών αντιπροσώπων Turborotalita quinqueloba και Globigerinita glutinata καθώς επίσης και αύξηση των ψυχρών αντιπροσώπων των δινομαστιγοφόρων Nematosphaeropsis labyrinthus και Bitectatodinium tepikiense. Μελέτες που έγιναν στην περιοχή της Ανατολικής Μεσογείου και του κεντρικού Αιγαίου 78

κατά τη διάρκεια του Younger Dryas κατέδειξαν επίσης την αύξηση της παραγωγικότητας κατά το διάστημα αυτό, γεγονός στο οποίο συμφωνούν και οι υψηλές συγκεντρώσεις του είδους Helicosphaera spp. στον μελετώμενο πυρήνα. Σύμφωνα με τους DeMenocal et al., (2000) το ψυχρό και ξηρό επεισόδιο αυτό συνδέεται επίσης με τη διακοπή της Αφρικανικής Υγρής Περιόδου. Ταυτόχρονα, από μείωση του δείκτη στρωμάτωσης S (<0.4) και αύξηση του δείκτη καθαρής πρωτογενούς παραγωγικότητας NPP (~500) χαρακτηρίζεται ο πυρήνας HCM 2/22 κατά το διάστημα 11.5-11.0 Ka BP, γεγονός που σύμφωνα με τους Κouli et al. (2011) αντιστοιχεί στο ψυχρό συμβάν του PBO: PreΒoreal Οscillation (Bjorck et al., 1997; Magny et al., 2001). Παράλληλα, κατά το ίδιο διάστημα παρατηρείται μικρή αύξηση στις συγκεντρώσεις των αντιπρόσωπων του είδους E. huxleyi, ενώ οι θερμοί αντιπρόσωποι των ολοκοκκολιθοφόρων, των Scyphosphaera spp., Rhabdosphaera spp., Syracosphaera spp. καθώς και του είδους F. profunda χαρακτηρίζονται από μείωση. Η παρουσία του σύντομου αυτού ψυχρού συμβάντος καταγράφηκε και στις συναθροίσεις των κοκκολιθοφόρων και των πλαγκτονικών τρηματοφόρων (Triantaphyllou et al., 2009a) στο ΝΑ Αιγαίο. Με την ύπαρξη ψυχρών συνθηκών στον πυρήνα NS-14 του ΝΑ Αιγαίου κατά το διάστημα ~11 Ka BP συμφωνούν και οι μειωμένες τιμές του δείκτη Uk37 της θερμοκρασίας των θαλάσσιων επιφανειών υδάτων (SST) (Triantaphyllou et al., 2009b). Κλιματικό Βέλτιστο Ολοκαίνου-Απόθεση σαπροπηλικού ορίζοντα S1 (~10-6 Ka BP) Οι Κatsouras et al. (2010) κατέδειξαν ότι έναρξη της εναπόθεσης του σαπροπηλικού ορίζοντα S1 προηγείται στη νοτιότερη λεκάνη του νότιου Κρητικού περιθωρίου (9.8 Ka BP) σε σχέση με την λεκάνη του Βορείου Αιγαίου (9.0 Ka BP). Η χρονική εμφάνιση του σαπροπηλικού ορίζοντα S1 αρχικά στις νοτιότερες βαθιές λεκάνες, συμφωνεί με την υπόθεση κατά την οποία οι δυσοξικές /ανοξικές συνθήκες που επικρατούν κατά την απόθεση των σαπροπηλικών οριζόντων, αναπτύχτηκαν αρχικά στα βαθιά ύδατα της ανατολικής Μεσογείου (Emeis et al., 2006, Casford et al., 2003; Κatsouras et al., 2010). Πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι οι διαφορετικοί ρυθμοί ιζηματογένεσης που παρατηρήθηκαν στις δυο λεκάνες του Βορείου Αιγαίου και του νότιου Κρητικού περιθωρίου με μέσες τιμές ~25cm/Ka και ~4cm/Ka αντίστοιχα, υπήρξαν αντιπροσωπευτικοί της διάρκειας απόθεσης του σαπροπηλικού ορίζοντα S1 που καταγράφηκαν στους υπό μελέτη πυρήνες: στον πυρήνα SL152 καλύπτεται το χρονικό διάστημα 9.0-6.5 Ka BP και στον HCM2/22 το διάστημα 9.8-6.6 Ka BP. Επομένως, ο μικρότερος ρυθμός ιζηματογένεσης του πυρήνα HCM2/22 σχετίζεται με την 79

μεγαλύτερη διάρκειας απόθεσης που παρατηρήθηκε στη ανοιχτή θαλάσσια λεκάνη του νότιου Κρητικού περιθωρίου (Κatsouras et al., 2010). Η κατανομή των συναθροίσεων των κοκκολιθοφόρων και η ερμηνεία των παλαιοικολογικών τους συνθηκών αποτελεί οδηγό για την αποτύπωση των παλαιοωκεανογραφικών συνθηκών που επικρατούσαν στις λεκάνες του Βορείου Αιγαίου και του νότιου Κρητικού περιθωρίου κατά την περίοδο απόθεσης των σαπροπηλικών οριζόντων. Έτσι, η άφθονη παρουσία του είδους F. profunda, οι υψηλές συχνότητες των Rhabdosphaera spp., Helicosphaera spp., αλλά και τα μικρά ποσοστά εμφάνισης των B. bigelowii, G. oceanica και Gephyrocapsa spp. (<3 μm) σε συνδυασμό με τις υψηλές τιμές του δείκτη στρωμάτωσης S και την αρνητική συσχέτιση του με τον δείκτη καθαρής πρωτογενούς παραγωγικότητας NPP είναι ενδεικτικά των θερμών συνθηκών αυξημένης στρωμάτωσης της υδάτινης στήλης και της υψηλής παραγωγικότητας στην βαθύτερη ευφωτική ζώνη που επικρατεί κατά την περίοδο απόθεσης των σαπροπηλικών οριζόντων. Οι υψηλότερες συγκεντρώσεις των F. profunda, Rhabdosphaera spp. Helicosphaera spp., που παρατηρούνται στον πυρήνα SL152 του Βορείου Αιγαίου κατά την περίοδο 9.0-6.5 Ka BP συνδέονται με την ύπαρξη εντονότερων συνθηκών αυξημένης στρωμάτωσης της υδάτινης στήλης και υψηλής παραγωγικότητας στη βαθιά ευφωτική ζώνη που επικρατούσαν στην υδάτινη στήλη σχετιζόμενες με αυξημένη εισροή γλυκών υδάτων. Ενδεικτικές των συνθηκών υψηλής στρωμάτωσης υπήρξαν και οι υψηλότερες τιμές του δείκτη στρωμάτωσης S (0.66-0.9) καθώς και οι μειωμένες τιμές του δείκτη επιφανειακής καθαρής πρωτογενούς παραγωγικότητας NPP (260-310). Επιπλέον, οι υψηλότερες συχνότητες των αντιπροσώπων U. tenuis και Rhabdosphaera spp. στον ανώτερο σαπροπηλικό ορίζοντα S1b (7.5-6.5 Ka BP) του SL 152, σχετίζονται με πιο θερμές συνθήκες σε σχέση με τον κατώτερο σαπροπηλικό ορίζοντα S1a (9.0-7.8 Ka BP). Παράλληλα, η σχετική αφθονία κυρίως των B. bigelowii και Syracosphaera spp. σε συνδυασμό με την ύπαρξη των G. oceanica και των Gephyrocapsa spp. (<3 μm), ειδικότερα στον κατώτερο σαπροπηλικό ορίζοντα S1a, καταδεικνύουν το καθεστώς χαμηλής αλατότητας που χαρακτηρίζει τη υδάτινη στήλη και οφείλεται κυρίως στις εκροές των γειτονικών ποταμίων συστημάτων λόγω αυξημένων βροχοπτώσεων. Σύμφωνα με τους Kotthoff et al. (2008) οι εκκροές υλικού από τα Βόρεια υπήρξε η κυριότερη πηγή πλεονάσματος γλυκών υδάτων στην περιοχή της Μεσογείου κατά την περίοδο απόθεσης του σαπροπηλού S1. Την αύξηση των βροχοπτώσεων, γεγονός που υποδηλώνει αυξημένες ποτάμιες εκροές και συνεπώς μειωμένη αλατότητα σε ευτροφικά επιφανειακά ύδατα, υποδηλώνει και η άφθονη παρουσία του επανεπεξεργασμένων (reworked) ειδών κοκκολιθοφόρων προερχόμενων από διάβρωση παλαιότερων σχηματισμών, που συνδέεται με την αύξηση προσφοράς χερσογενούς υλικού 80

(Flores et al., 1997; Colmenero-Hidalgo et al., 2004). Ειδικότερα στο διάστημα απόθεσης του S1b, η αλατότητα της λεκάνης του Βόρειου Αιγαίου επηρεάζεται επίσης από την εισροή υδάτων από την Μαύρη Θάλασσα, της οποίας η αμφίδρομη κυκλοφορία με το Αιγαίο χρονολογείται στα 8-7 ka BP (Aksu et al., 1995; 1999; Sperling et al., 2003; Gogou et al., 2007; Ehrmann et al., 2007b; Kouli et al., 2012), Τα ελαφρώς χαμηλότερα ποσοστά των ειδών F. profunda, E. huxleyi που καταγράφονται στον πυρήνα HCM 2/22 του νότιου Κρητικού περιθωρίου σε σχέση με αυτά του Βορείου Αιγαίου είναι ενδεικτικά των λιγότερο έντονων συνθηκών στρωμάτωσης στην υδάτινη στήλη, που επικρατούσαν στην λεκάνη κατά την περίοδο 9.8-6.6 Ka BP (Εικόνα 20). Σε συμφωνία με το γεγονός αυτό παραβάλλονται και οι χαμηλότερες τιμές του δείκτη στρωμάτωσης S (0.5-0.8) που παρατηρούνται στην περιοχή καθώς και οι υψηλότερες τιμές του δείκτη καθαρής πρωτογενούς παραγωγικότητας NPP (270-365). Παρόλα αυτά οι υψηλότερες συγκεντρώσεις του συνολικού οργανικού άνθρακα (TOC) στα ιζήματα (Κατσούρας, 2009; Ioakim et al., 2009), υποδεικνύουν την καλύτερη διατήρηση της οργανικής ύλης στη βαθιά λεκάνη του νότιου Κρητικού περιθωρίου. Επιπλέον, οι υψηλότερες τιμές του TOC που καταγράφηκαν από τους κατά την απόθεση του κατώτερου σαπροπηλικού ορίζοντα S1a (9.8-8.1 Ka BP) σε σχέση με αυτές του ανώτερου ορίζοντα S1b (7.6-6.6 Ka BP) είναι ενδεικτικές της μεγαλύτερης διατήρησης του οργανικού υλικού που επικρατούσαν στο κατώτερο τμήμα του σαπροπηλού S1 στην περιοχή του νοτίου Κρητικού περιθωρίου (Kατσούρας, 2009; Katsouras et al., 2010; Ioakim et al., 2009). Oι υψηλές τιμές του λόγου Βa/Al, δείκτη που υποδηλώνει αυξημένη πρωτογενή παραγωγικότητα (Triantaphyllou et al., 2009b; Ioakim et al., 2009; Katsouras et al., 2010), που καταγράφηκαν στον πυρήνα HCM2/22 υποστηρίζουν μεγαλύτερη διάρκεια του σχηματισμού S1b (22-12 cm) σε σχέση με την μακροσκοπική του εμφάνιση. Ενδεχομένως, μετα-αποθετική οξείδωση του ανώτερου σαπροπηλικού τμήματος, να επηρέασε το ποσοστό του συνολικού οργανικού άνθρακα (TOC) αλλά όχι το περιεχόμενο σε Ba. Την προοδευτική υποχώρηση της στρωμάτωσης που καταγράφεται στο ανώτερο τμήμα του σαπροπηλού S1b (6.4-5.7 Ka) στο Νότιο Κρητικό περιθώριο καταδεικνύουν επίσης οι ελαφρώς χαμηλότερες συχνότητες του είδους F. profunda καθώς και οι μειωμένες τιμές του δείκτη στρωμάτωσης S στο τμήμα αυτό. Επιπλέον, τα αισθητά χαμηλότερα ποσοστά του είδους B. bigelowii σε συνδυασμό με την παντελή απουσία του είδους G. oceanica κατά το διάστημα αυτό υποδηλώνουν ύδατα με ελαφρώς υψηλότερες τιμές αλατότητας, που σχετίζονται με την πολύ μικρή εισροή γλυκών υδάτων σε σχέση με το Βόρειο Αιγαίο το οποίο κατακλύζεται από τις έντονες εισροές από τα παραπλήσια ποτάμια συστήματα. Την ύπαρξη ξηρότερων συνθηκών, στην περιοχή του 81

Νοτίου Κρητικού περιθωρίου σε σχέση με το Βόρειο Αιγαίο κατά την περίοδο απόθεσης του σαπροπηλικού ορίζοντα S1 υποστηρίζουν και τα ευρήματα των Kouli et al. (2011) σύμφωνα με τους οποίους αισθητά μειωμένες υπήρξαν οι τιμές του οργανικού δείκτη χερσογενούς προέλευσης, ACLστον πυρήνα HCM 2/22. Εικόνα 20: Κατανομή των δεικτών στρωματωσης S και καθαρής πρωτογενούς παραγωγικότητας NPP στους πυρήνες βαρύτητας; HCM 2/22 και SL 152 κατά την περίοδο απόθεσης του σαπροπηλού S1. Πρέπει να σημειωθεί ότι στα βαθύτερα τμήματα της υδάτινης στήλης στη λεκάνη του νότιου Κρητικού περιθωρίου καταγράφηκαν εντονότερες συνθήκες δυσοξίας σε σχέση με τη ρηχότερη λεκάνη του Βόρειου Αιγαίου (Katsouras, 2009). Ο περιορισμός της δυσοξίας στα βαθιά ύδατα ενισχύεται από πολλές έρευνες που έχουν αποδείξει ότι κατά τη διάρκεια απόθεσης του σαπροπηλικού ορίζοντα στην περιοχή του Αιγαίου πελάγους, παρατηρήθηκε τουλάχιστον περιοδικά, επανοξυγόνωση των ενδιάμεσων υδάτων γεγονός που οδηγεί στην επανέναρξη της λειτουργίας του μηχανισμού δημιουργίας βαθέων υδάτων μέσα στη λεκάνη. (Mercone et al., 2001; Casford et al., 2003; Kunht et al., 2007; Marino et al., 2007), εξαιτίας συνεχούς κλιματικής αστάθειας (Triantaphyllou et al., 2009b). Κατά την περίοδο απόθεσης του σαπροπηλικού ορίζοντα S1 παρατηρήθηκε ένα διάστημα σύντομης διακοπής της απόθεσης που καταγράφηκε στα 7.8-7.5 Ka BP στη λεκάνη του Βορείου Αιγαίου και 82

στα 8.1-7.8 Ka BP στη λεκάνη του νοτίου Κρητικού περιθωρίου. Χαρακτηριστική του διαστήματος αυτού υπήρξε η απότομη μείωση των συγκεντρώσεων των κοκκολιθοφόρων F. profunda, Rhabdosphaera spp., Helicosphaera spp., καθώς και του δείκτη στρωμάτωσης S, που σε συνδυασμό με την αύξηση των ποσοστών των E. huxleyi, B. bigelowii και του δείκτη καθαρής πρωτογενούς παραγωγικότητας NPP στα ιζήματα των πυρήνων αντικατοπτρίζουν την αποδυνάμωση των συνθηκών στρωμάτωσης και ως εκ τούτου την ανάμειξη της υδάτινης στήλης γεγονός που οφείλεται στη εισροή γλυκών υδάτων και την παρουσία ψυχρότερων συνθηκών μέσα στη λεκάνη. Απότομη μείωση παρουσιάζουν σύμφωνα με τους Katsouras et al., (2010) και ο ρυθμός συσσώρευσης του συνολικού οργανικού άνθρακα (TOC) στα ιζήματα ενώ επιπρόσθετα, και οι τιμές της θερμοκρασίας των επιφανειακών υδάτων SST (Katsouras, 2009) κατά το διάστημα αυτό παρουσιάζονται αισθητά μειωμένες, τόσο στην περιοχή του Βορείου Αιγαίου όσο και του νότιου Κρητικού περιθωρίου, γεγονός αναγνωριστικό των ψυχρότερων συνθηκών που επικρατούσαν κατά την περίοδο της σύντομης διακοπής του σαπροπηλού S1. Το φαινόμενο αυτό της σύντομη διακοπής του σαπροπηλικού ορίζοντα σχετίζεται με την ύπαρξη του ψυχρού κλιματικού συμβάντος του Βόρειου Ατλαντικού στα 8.2 Ka BP (Alley et al., 1997; Rimbu et al., 2004; Rohling & Pälike, 2005). Η μείωση της θερμοκρασίας των επιφανειακών υδάτων συνδέεται με την αύξηση στην ένταση, τη διάρκεια ή/και τη συχνότητα των ψυχρών και ξηρών βόρειων ανέμων στο διάστημα αυτό (Rohling et al., 2002; Casford et al., 2003). Μέσα από την προσεκτική παρατήρηση των θερμοκρασιών των επιφανειακών υδάτων SST που καταγράφηκαν στις δυο περιοχές (Κατσούρας, 2009) διαπιστώνεται μια διαφορά της τάξεως των 4-5 C, με τις χαμηλότερες τιμές να παρατηρούνται στην περιοχή του Βορείου Αιγαίου (SL152). Το γεγονός αυτό οφείλεται στη γεωγραφική του θέση, συγκεκριμένα η λεκάνη του Άθω επηρεάζεται σημαντικά από τους ψυχρούς και ξηρούς ανέμους που έρχονται από τα βόρεια αρκτικά/πολικά μέτωπα (Poulos, 1997). Η ύπαρξη ψυχρότερου κλίματος στο Βόρειο Αιγαίο ενισχύεται και από δεδομένα γυρεόκοκκων που καταγράφηκαν από τους Kotthoff et al., (2008a, b) στα ιζήματα του πυρήνα SL152. Ανώτερη Ολοκαινική περίοδος (~ 6-2 Ka BP) Από έντονες διακυμάνσεις στις συγκεντρώσεις των F. profunda ειδών και E. huxleyi χαρακτηρίζεται η κατανομή της ναννοχλωρίδας κατά το διάστημα 4.8-3.3 Ka BP στην περιοχή του Αιγαίου. Ειδικότερα στο διάστημα 4.7-4.0 Ka BP οι σχετικές συχνότητες της F. profunda παρουσιάζονται υψηλότερες κατ αναλογία σε σχέση με την E. huxleyi, γεγονός που συνδέεται με συνθήκες αυξημένης στρωμάτωσης της υδάτινης στήλης, γεγονός που υποδηλώνουν και οι υψηλές τιμές του 83

δείκτη στρωμάτωσης S (0.74-0.94). Επιπρόσθετα, χαρακτηριστική είναι και η άφθονη παρουσία των Helicosphaera spp. και B. bigelowii, γεγονός που συνδέεται με συνθήκες μειωμένης αλατότητας των επιφανειακών υδάτων. Χαρακτηριστική υπήρξε και η σχεδόν μηδενική παρουσία των ψυχρών μορφοτύπων EHMC κατά το διάστημα στα 4.7-4.0 Ka BP ενώ από τα 4.0-3.3 Ka BP η παρουσία τους είναι σχεδόν συνεχής με μικρά ωστόσο ποσοστά, γεγονός που πιθανότατα οριοθετεί ένα θερμό και υγρό επεισόδιο. Παρόμοια ευρήματά στις συγκεντρώσεις των κοκκολιθοφόρων στα ιζήματα του πυρήνα NS-14 στο ΝΑ Αιγαίο (Triantaphyllou et al., 2009b), καταδεικνύουν την ύπαρξη θερμών και υγρών συνθηκών μετά τα 5 Ka BP (Μέσο Ολόκαινο) και πιθανόν να σχετίζονται με την αυξημένη βροχόπτωση και την εισροή χαμηλής αλατότητας υδάτων που προέρχονται από την περιοχή της Μαύρης Θάλασσας (Sperling et al., 2003). Οι Triantaphyllou et al. (2009b) πρότειναν την υπόθεση ότι η διαδικασία αυτή ενεργοποιεί την εγκαθίδρυση συνθηκών αυξημένης στρωμάτωσης τουλάχιστον σε ημί-κλειστές λεκάνες και δημιουργία υπο-οξικών συνθηκών πυθμένα για μια περίοδο περίπου 1000 ετών οι οποίες προκάλεσαν την εναπόθεση ενός στρώματος που παρουσιάζει πολλές ομοιότητες με αυτές των σαπροπηλικών, οδηγώντας στην απόθεση ενός δεύτερου σαπροπηλικό ορίζοντα του Μέσου Ολοκαίνου που ονομάστηκε Sapropel Mid Holocene (SMH) μεταξύ 5.4 και 4.3 Ka cal. BP (5-4 Ka uncal. BP). Η αφθονία των ειδών F. profunda, Helicosphaera spp. και B. bigelowii στις συναθροίσεις των κοκκολιθοφόρων του πυρήνα SL 152 του Βορείου Αιγαίου καθώς και οι υψηλές τιμές του δείκτη στρωμάτωσης S συμφωνούν με τις συνθήκες αυτές υποστηρίζοντας έτσι τον εντοπισμό της θερμής και υγρής φάσης του Μέσου Ολοκαίνου και στο Βόρειο Αιγαίο κατά το διάστημα των 4.7-4.0 Ka BP. Σύμφωνα με τους Triantaphyllou et al. (2009b) ο σαπροπηλικός ορίζοντας SMH χαρακτηρίζεται και από σημαντικές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας των επιφανειακών υδάτων SST καθ όλη τη διάρκεια απόθεσής του, υποδηλώνοντας συνεχή κλιματική αστάθεια. O υπολογισμός των παλαιοθερμοκρασιών από τον Κατσούρα (2009), που αφορούν την περίοδο που διαδέχεται τον τερματισμό του κλιματικού βέλτιστου του Ολοκαίνου, στα ιζήματα του πυρήνα SL152 καταδεικνύουν τη μετάβαση προς μια περίοδο κλιματικής αστάθειας ενώ χαρακτηριστικά, η μέγιστη θερμοκρασία παρατηρήθηκε στα ~ 4.7 Ka BP και είναι της τάξεως του 19.3 C. Πρέπει να σημειωθεί ότι κατά το διάστημα αυτό παρατηρείται μια σημαντική διαφοροποίηση μεταξύ του Βορείου και του Νοτίου Αιγαίου (Κατσούρας, 2009). Έπειτα από λεπτομερή παρατήρηση της κατανομής των παλαιοθερμοκρασιών στις δυο περιοχές είναι φανερό ότι σημειώνεται μια 84

προοδευτική αύξηση από το Βόρειο προς το Νότιο Αιγαίο της τάξεως των 4-5 C. Συγκεκριμένα, οι παλαιοθερμοκρασίες στην περιοχή του Βορείου Αιγαίου (πυρήνας SL152) στο διάστημα 4.1-.4.7 Ka BP χαρακτηρίζονται από χαμηλότερες τιμές σε σύγκριση με το Νότιο Αιγαίο (πυρήνας NS 14), με τις τιμές στο Βόρειο Αιγαίο να κυμαίνονται από 17-19.3 C και στο Νότιο από 21-24.9 C (Εικόνα 21). 28,0 26,0 S1a S1 i S1b SMH 24,0 LG/DG B/A 22,0 SST (ºC) 20,0 18,0 16,0 14,0 12,0 YD 8,2 kyr 10,0 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Age kyr BP SL152 NS-14 HCM2/22 MNB3 Εικόνα 21: Κατανομή τιμών παλαιοθερμοκρασίας των επιφανεικακών υδάτων (SST) κατά τα τελευταία 18 Ka BP στους πυρήνες SL 152, HCM 2/22 και NS 14 (Κατσούρας, 2009). Ενδιαφέρον προκαλεί η ύπαρξη ενός αντίστοιχου σαπροπηλικού στρώματος (Tolun et al., 2002) σχετικά παρόμοιας ηλικίας (4.75 3.2 Ka uncal. BP) που έχει καταγραφεί στη Θάλασσα του Μαρμαρά, πολύ πάνω από το αντίστοιχο σαπροπηλό S1 στην λεκάνη, και σχετίζεται με την εγκαθίδρυση του συστήματος αμφιδρομης ροής μεταξύ της Μαύρης Θάλασσας και της λεκάνης του Αιγαίου (Çatağay et al., 2000). Ο απότομος τερματισμός αυτού του πλούσιου σε οργανική ύλη στρώματος SMH στα 4.3 Ka BP, συνδέεται με την απότομη κλιματική ψύχρανση του Βορείου Ημισφαιρίου στα 4.2 Ka (Mayewski et al., 2004; Booth et al., 2005; Migowski et al., 2006) και την συνακόλουθη μείωση της επιφανειακής ροής της Μαύρης θάλασσας (π.χ. Sperling et al., 2003). Ταυτόχρονα, συμφωνεί και με τον τερματισμό της Αφρικανικής Υγρής Περιόδου στα 3.8 Ka BP, στις δυτικές ακτές της Αφρικής (Jung et al., 2004). Αυτή η εκδήλωση ψύξης εκφράστηκε σε χαμηλά γεωγραφικά πλάτη με τη μορφή ισχυρής ξηρασίας γεγονός που σχετίζεται με την κατάρρευση της 85

Ακκαδικής Αυτοκρατορίας της Μεσοποταμίας και του Παλαιού Βασιλείου της Αιγύπτου (Weiss et al., 1993; Cullen et al., 2000) και την μετατόπιση των Δυτικών Μεσογειακών ανέμων και των Ινδικών μουσώνων (Weiss et al.,1993; Cullen et al., 2000). Εν κατακλείδι, ο εντοπισμός της θερμής και υγρής φάσης του Μέσου Ολοκαίνου στην περιοχή του Βορείου Αιγαίου συνδέεται με την ύπαρξη υγρών συνθηκών παρόμοιες με αυτές που έχουν ήδη καταγραφεί στην περιοχή της Άπω Ανατολής (αύξηση των βροχοπτώσεων κατά το διάστημα 4.7 Ka BP στο Σπήλαιο Soreq από σπηλαιοαποθέσεις) (Bar-Matthews et al., 2003), της Μέσης Ανατολής (υγρή φάση καταγράφηκε κατά τη διάρκεια ~ 5.2 έως 4.4 Ka BP στη Νεκρά Θάλασσα, Migowski et al., 2006) και τέλος στην Αραβική Θάλασσα (υγρές συνθήκες μεταξύ 5.2 και 4.2 ka BP καταγράφηκαν σε λιμναία ιζήματα) κατά το Μέσο Ολόκαινο (Parker et al., 2006). Τα υψηλότερα κατ αναλογία ποσοστά του είδους E. huxleyi σε σχέση με αυτά του είδους F. profunda που παρατηρήθηκαν στον πυρήνα HCM 2/22 του νότιου Κρητικού περιθωρίου σε σχέση με αυτές του πυρήνας SL 152 (Βόρειο Αιγάιο) σε συνδυασμό με τις χαμηλότερες τιμές του δείκτη στρωματώσης S και τις υψηλότερες τιμές του δείκτη καθαρής πρωτογενούς παραγωγικότητας NPP συνδέονται με συνθήκες μειωμένης έντασης της στρωμάτωσης της υδάτινης στήλης και εντονότερη ανάμειξη των υδάτων. Έτσι ενώ ο δείκτης στρωμάτωσης S στο νότιο Κρητικό περιθώριο παίρνει τιμές ~0.3-0.6 και ο δείκτης καθαρής πρωτογενούς παραγωγικότητας NPP ~330-460, στο Βόρειο Αιγαίο λαμβάνουν τιμές ~0.5-0.8 και 255-380 αντίστοιχα. Παράλληλα, ελαχιστοποιημένη φαίνεται να είναι και η εισροή γλυκών υδάτων, συνθήκες που αντικατοπτρίζονται στα αισθητά μειωμένα ποσοστά των αντιπροσώπων Helicosphaera spp. και B. bigelowii. Τέτοιες συνθήκες έντονης ανάμειξης και χαμηλής στρωμάτωσης των υδάτων ενδεχομένως αποτελούν τον λόγο για τον οποίον δεν αναγνωρίζεται η θερμή και υγρή φάση του Μέσου Ολοκαίνου στην περιοχή του νότιου Κρητικού περιθωρίου. Επιπλέον, o χαμηλός ρυθμός ιζηματογένεσης πιθανόν να μην επέτρεψε την λεπτομερή καταγραφή των παλαιοκλιματικών μεταβολών στον πυρήνα κατά το διάστημα αυτό. Παρόλα αυτά στα 4.4 Ka ΒP παρατηρείται μια σχετική αύξηση των F. profunda και Syracosphaera spp. που σε συνδυασμό με την εμφανή αύξηση του ρυθμού συγκέντρωσης χερσαίων βιοδεικτών και του δείκτη HPA στον πυρήνα HCM 2/22 κατά το διάστημα αυτό καταδεικνύουν μια περίοδο αυξημένης εισροής οργανικού υλικού και καλύτερης in situ διατήρησης της οργανικής ύλης, και ενδεχόμενα απεικονίζουν έστω και αμυδρά την θερμή και υγρή φάση του Μέσου Ολοκαίνου στο νότιο Κρητικό περιθώριο. 86

Τα τελευταία 2000 χρόνια (2 Ka BP μέχρι σήμερα) Συνθήκες σχετικά αυξημένης στρωμάτωσης και χαμηλής αλατότητας ύδατα συνθέτουν το κλιματικό καθεστώς του κατώτερου τμήματος του μικρού μήκους πυρήνα Μ2 κατά το διάστημα 2000-1600 yr BP. Οι σχετικά αυξημένες συγκεντρώσεις των ειδών F. profunda και Helicosphaera spp. σε συνδυασμό με την άφθονη παρουσία της B. bigelowii στις συναθροίσεις των κοκκολιθοφόρων κατά το διάστημα αυτό είναι ενδεικτικές του γεγονότος αυτού. Σημαντικό στοιχείο στην παλαιοκλιματική αναπαράσταση της συγκεκριμένης περιόδου αποτ3λούν οι τιμές (έως και ~0.4) που παρουσιάζει ο δείκτης στρωμάτωσης S καθώς και η τάση μείωσης ( 400-550) του δείκτη καθαρής επιφανειακής πρωτογενούς παραγωγικότητας NPP. Τα σχετικά υψηλά ποσοστά του κοκκολιθοφόρου B. bigelowii καθώς και η παρουσία επανεπεξεργασμένου (reworked) υλικού που παρατηρήθηκαν στο διάστημα αυτό καταδεικνύουν την ύπαρξη μιας υγρής περιόδου που ενδεχομένως σχετίζονται με τις αυξημένες βροχοπτώσεις και την εισροή χαμηλής αλατότητας υδάτων από την περιοχή της Μαύρης Θάλασσας (Sperling et al., 2003). Σε μια προσπάθεια παλαιοκλιματικής ανασύστασης της περιοχής Μεσογείου κατά τη διάρκεια των τελευταίων 4 Ka BP (Nieto-Moreno et al., 2011) που έγινε μέσα από την λεπτομερής ανάλυση θαλάσσιων ιζημάτων, αναγνωρίστηκε η ύπαρξη μιας υγρής περιόδου στα 2.6 1.6 cal. Ka BP, γνωστή ως Υγρή Ρωμαϊκή Περίοδος (RHP: Roman Humid Period), η οποία κατά το διάστημα 2000-1600 yr BP ανιχνεύεται και στα ιζήματα του πυρήνα Μ2 (Εικόνα 22). Εκτός από τη ύπαρξη υψηλών ποσοστών του είδους B. bigelowii και την παρουσία επανεπεξεργασμένου (reworked) υλικού, την τεκμηρίωση του παραπάνω συσχετισμού, υποστηρίζει και η αφθονία των θερμών αντιπροσώπων της ναννοχλωρίδας με τα κοκκολιθοφόρα U. tenuis, και Scyphosphaera να χαρακτηρίζονται από σχετικά υψηλές συχνότητες. Σημαντική υπήρξε και η συμμετοχή των ολοκοκκολιθοφόρων κατά το διάστημα αυτό. Παρόμοιες υγρές συνθήκες κατά το διάστημα αυτό καταγράφηκαν σε αναλύσεις γυρεόκοκκων (Jalut et al., 2000, 2009; Combourieu-Nebout et al., 2009) καθώς και από θαλάσσιες (Frigola et al., 2007; Combourieu-Nebout et al., 2009) αποθέσεις στην περιοχή της Δυτικής Μεσογείου. Την περίοδο των θερμών και υγρών κλιματικών συνθηκών του διαστήματος 2000-1600 yr στον πυρήνα Μ2 διαδέχεται μια περίοδος που χαρακτηρίζεται από την ύπαρξη ψυχρότερων συνθηκών χαμηλής στρωμάτωσης και εντονότερης ανάμειξης της υδάτινης στήλης με τους δείκτες στρωμάτωσης S και καθαρής πρωτογενούς παραγωγικότητας NPP να χαρακτηρίζονται από τιμές ~0.2 (αλλά και έως ~0.5 στο διάστημα 1300-1100) και 450-600 αντίστοιχα. Ταυτόχρονα, οι αυξημένες συγκεντρώσεις του είδους E. huxleyi και η θετική τους συσχέτισή με τις μειωμένες τιμές του είδους F. profunda το διάστημα αυτό είναι ενδεικτικές της χαμηλής στρωμάτωσης. Επιπλέον, ελάχιστη έως μηδενική υπήρξε και η συμμετοχή των θερμών αντιπροσώπων Rhabdosphaera spp., D. 87

tubifera, Syracosphaera spp. κατά το διάστημα αυτό, ενώ μειωμένα παρουσιάζονται και τα ποσοστά των U. tenuis (εκτός από στο διάστημα 1300-1100) και των ολοκοκκολιθοφόρων, γεγονός που συνδέεται με την εγκαθίδρυση ψυχρότερων συνθηκών μέσα στη λεκάνη. Την παρουσία ψυχρών συνθηκών κατά το διάστημα 1.6-1.00 yr BP ενισχύουν και οι ελαφρώς αυξημένες συγκεντρώσεις των ψυχρών μορφοτύπων EHMC. Το ενδιάμεσο αυτό διάστημα που μεσολαβεί μεταξύ της Υγρής Ρωμαϊκής Περιόδου και της Θερμής Μεσαιωνικής Περιόδου αντιστοιχεί σε μια περίοδο που χαρακτηρίζεται από σημαντικές αλλαγές στο κλιματικό καθεστώς και είναι γνωστή ως Dark Ages. Η ψυχρή αυτή περίοδος που πιθανόν αντιστοιχεί στο διάστημα 1600-1000 yr BP του πυρήνα M2 (Εικόνα 22) (εκτός από στο διάστημα 1300-1100, όπου παρατηρούνται σχετικά θερμές και υγρές συνθήκες), έχει καταγραφεί και σε άλλες περιοχές της Μεσογείου όπως για παράδειγμα στην περιοχή της Δυτικής Μεσογείου που έχει τεκμηριωθεί μέσα από τις αλλαγές στη βλάστηση (Jalut et al, 2000, 2009; Combourieu-Nebout et al., 2009), καθώς και τη μείωση της ποτάμιας δραστηριότητας στην περιοχή της Νότιας Ευρώπης (Magny et al, 2002; Macklin et al., 2006). Ακολούθως, κατά το διάστημα 1000-650 yr BP εγκαθίστανται συνθήκες που προοδευτικά γίνονται όλο και πιο θερμές. Οι θερμότερες αυτές συνθήκες αντικατοπτρίζονται στα αυξημένα ποσοστά κυρίως του είδους U. tenuis, ενώ η παρουσία του είδους B. bigelowii, και του επανεπεξεργασμένου υλικού κυρίως κατά το διάστημα 800-650 years BP, καταδεικνύουν ταυτόχρονα την παρουσία υγρών συνθηκών στην περιοχή. Με την ύπαρξη υγρών συνθηκών στην περιοχή της Ανατολικής Μεσογείου κατά το διάστημα της θερμής Μεσαιωνικής περιόδου συμφωνούν και τα αποτελέσματα των αναλύσεων που έγινε στην λίμνη Nar της Κεντρικής Τουρκίας (Schilman et al., 2001; Dόnkeloh & Jacobeit 2003; Xoplaki et al. 2004; Roberts et al. 2011). Τα αυξημένα ποσοστά των αντιπροσώπων του είδους F. profunda, και αρνητική συσχέτιση αυτών με τα μειωμένα ποσοστά του είδους E. huxleyi σε συνδυασμό με τις αυξημένες τιμές του δείκτη στρωμάτωσης S που λαμβάνει τιμές μέχρι και 0.7 στην έναρξη αυτής της περιόδου, καθώς και οι μειωμένες τιμές της τάξεως του 300-700 που παρουσιάζει ο δείκτης καθαρής πρωτογενούς παραγωγικότητας NPP είναι χαρακτηριστικά της αυξημένης στρωμάτωσης που επικρατούσε κατά το εν λόγω διάστημα. Η περίοδος αυτή των θερμών και υγρών συνθηκών που καταγράφονται στον πυρήνα M2 του Βορείου Αιγαίου (Εικόνα 22) συσχετίζεται με την Θερμή Μεσαιωνική Περίοδο (Medieval Climate Anomaly). Στη διάρκεια της περιόδου αυτής πρέπει όμως να σημειωθεί μια φάση με μεγάλες αποκλίσεις προς τις επικρατούσες παλαιοκλιματικές συνθήκες που παρατηρήθηκε και στα 870-910 yr BP (1040-1080 AD). Αναγνωριστική της φάσης αυτής είναι η απότομη μείωση που παρατηρήθηκε στις συγκεντρώσεις του είδους F. profunda όπως επίσης και των θερμών αντιπροσώπων των γενών Rhabdosphaera spp., Syracosphaera spp., Helicosphaera spp. και U. tenuis. Το γεγονός αυτό συνδέεται με την περίοδο 88

ελαχιστοποιημένης ηλιακής δραστηριότητας γνωστή σαν Oort minimum (Agnihotri et al., 2002). Επομένως, η σύσταση της ναννοχλωρίδας κατά τη διάρκεια αυτών των σύντομων ψυχρών γεγονότων καταδεικνύει ψυχρές συνθήκες που σε συνδυασμό με τις πολύ μικρές τιμές του δείκτη πρωτογενούς παραγωγικότητας NPP της τάξεως του ~340 είναι ενδεικτικές της μειωμένης στρωμάτωσης και σχετικά αυξημένης παραγωγικότητας στην ανώτερη ευφωτική ζώνη της υδάτινης στήλης. Το θερμό και υγρό διάστημα της Θερμής Μεσαιωνικής περιόδου διαδέχεται μια περίοδος 500 περίπου χρόνων, η οποία χαρακτηρίζεται από μειωμένες συγκεντρώσεις του είδους F. profunda κυρίως στο κατώτερο διάστημα (~ 600-400, ~250, ~150 yr BP), ενώ κατά το διάστημα 400-100 yr BP οι συγκεντρώσεις αυτού παρουσιάζονται ελαφρώς αυξημένες. Αντίθετα, μειωμένες παρουσιάζονται οι συγκεντρώσεις του είδους E. huxleyi κατά το διάστημα αυτό. Η παρουσία μειωμένων συγκεντρώσεων του είδους F. profunda και ταυτόχρονη αύξηση των μικρών πλακολίθων όπως η E. huxleyi αλλά και του γένους Helicosphaera spp. καθώς και του δείκτη καθαρούς πρωτογενούς παραγωγικότητας NPP, κατά διαστήματα της συγκριμένης περιόδου, έχει καταγράφει και από τους Incarbona et al. (2010) στην περιοχή της Κεντρικής Μεσογείου γεγονός που συνδέεται με τη ύπαρξη αυξημένης πρωτογενούς παραγωγικότητας. Χαρακτηριστική υπήρξε και η πολύ χαμηλή παρουσία των θερμών αντιπροσώπων U. tenuis καθώς και των ολοκοκκολιθοφόρων, στοιχείο αναγνωριστικό ψυχρότερων συνθηκών μέσα στη λεκάνη του Βορείου Αιγαίου κατά το διάστημα αυτό. Ταυτόχρονα, και σε συμφωνία με όλα τα πιο πάνω η παρατήρηση μειωμένων τιμών του δείκτη στρωμάτωσης S στο κατώτερο τμήμα του μελετώμενου διαστήματος ~650-100 yr BP και η επακόλουθη αύξηση του καταδεικνύει την προοδευτική μείωση της στρωμάτωσης της υδάτινης στήλης και την αύξηση παραγωγικότητας. Επιπλέον σημαντικό στοιχείο στη σύνθεση του παλαιοκλιματικού καθεστώτος της συγκεκριμένης περιόδου, υπήρξε και προοδευτική μείωση των ναννολίθων του είδους B. bigelowii καθώς και η απουσία των επανεπεξεργασμένων ειδών (reworked) γεγονός που συνδέεται με μειωμένη εισροή ποτάμιων αποθέσεων μέσα στη λεκάνη και επομένως τη επικράτηση πιο ξηρών συνθηκών. Η ύπαρξη ψυχρών και ξηρών συνθηκών κατά το διάστημα αυτό σημειώνεται και στη λίμνη Nar της Κεντρικής Τουρκίας (Roberts et al., 2011) Το διάστημα ~650-100 yr BP (1250-1850 AD ) της εγκαθίδρυσης ψυχρών και σχετικά ξηρών συνθηκών είναι γνωστό ως Μικρή Παγετώδης Περίοδος (Little Ice Age). 89

Eικόνα 22: Κατανομή των κυριότερων αντιπροσώπων κοκκολιθοφόρων στον πυρήνα Μ2 και τα σημαντικότερα κλιματικά συμβάντα. 90

Αυτή η πλέον πρόσφατη ψυχρή περίοδος της Μικρής Παγετώδους εποχής χαρακτηρίζεται από χαμηλές θερμοκρασίες των μεγάλων γεωγραφικών πλατών συσχετίζονται με την σχετικά αυξημένη ξηρασία που σημειώνεται στα μικρά γεωγραφικά πλάτη. Υψηλές συγκεντρώσεις ηφαιστειακών αερίων κατά την έναρξη του γεγονότος πιθανόν να συνέβαλαν θετικά στην έναρξη της ψύχρανσης (Miller et al., 2012). Παράλληλα, η διακριτή αύξηση των 10 Be και δ 14 C (Beer., 2000; Stuiver & Braziunas, 1989, 1993) υποδηλώνει ότι την περίοδο αυτή, η μεταβλητότητα της ηλιακής δραστηριότητας και πιθανόν το ελάχιστο αυτής άσκησε σημαντική επίδραση στις κλιματικές διεργασίες (Bond et al., 2001 Denton & Karlen, 1973 Mayewski et al., 1997 O Brien et al., 1995). Μικρής διάρκειας διαστήματα που χαρακτηρίζονται από μειωμένες συγκεντρώσεις των ειδών F. profunda και Helicosphaera spp. σε συνδυασμό με τις ελαφρώς αυξημένες συχνότητες των ψυχρών μορφοτύπων EHMC (Εικόνα 22) αντικατοπτρίζουν την παρουσία περιόδων ελαχιστοποιημένης ηλιακής δραστηριότητας και επακόλουθης μειωμένης επιφανειακής παραγωγικότητας (Incarbona et al., 2010) που καταγράφηκαν στην περιοχή της Μεσογείου. Πιο συγκεκριμένα, το διάστημα 570-600 yr BP (1280-1350 AD) είναι γνωστό ως Wolf minimum (Agnihotri, et al., 2002), 490-440 yr BP (1460-1550 AD) ως Spörer minimum (Eddy, 1976; Agnihotri, et al., 2002; Holzhauser 2005), το διάστημα 305-235 yr BP (1645-1715 AD) ως Maunder minimum (Wanner et al., 1995; Briffa et al., 1998; Jones et al., 1998; Mann et al., 1999; Crowley, 2000; Luterbacher et al., 2000; Holzhauser 2005) και το πιο πρόσφατο στα 160-120 yr BP (1750-1830 AD) είναι γνωστό ως Dalton minimum (Incarbona et al., 2010). Ενδεικτικές είναι οι σχεδόν μηδενικές συγκεντρώσεις του γένους Helicosphaera spp. η αφθονία του οποίου συνδέεται με υψηλή παραγωγικότητα και εισροή γλυκών υδάτων (Ziveri et al., 2004; Triantaphyllou et al., 2009b). Πληθώρα στοιχείων συνδέει τις ψυχρότερες συνθήκες που επικρατούσαν στην Ευρώπη κατά το διάστημα λειτουργίας του ελάχιστου Maunder με την ενίσχυση προς τα βορειοανατολικά του φαινομένου της ταλάντωσης του Βορείου Ατλαντικού (NAO North Atlantic Oscillation) (Slonos. et al., 2001) σύμφωνα με το οποίο η διαφοράς πίεσης μεταξύ του συστήματος της Ισλανδίας και των Αζορών είναι μειωμένη, γεγονός που οδηγεί σε μικρότερη κίνηση των αέριων μαζών και τη μεταφορά του θερμού, υγρού αέρα από τον Ατλαντικό προς τη Δυτική Ευρώπη, οδηγώντας στην εγκαθίδρυση μειωμένων θερμοκρασιών και κατ επέκταση πιο ψυχρών συνθηκών πάνω από την Ευρασία (Raymond S. & Bradley 2003). Πρόσφατες έρευνες έχουν επισημάνει επίσης μια πιθανή σχέση μεταξύ του φαινομένου NAO και της διακύμανσης της ηλιακής δραστηριότητας (Boberg & Lundstedt, 2002; Gimeno et al, 2003; Roberts et al., 2011). Στην πραγματικότητα, η 91

ενίσχυση των Βόρειων ανέμων μπορεί να δώσει όλες τις απαραίτητες απαντήσεις σε τέτοιου είδους κλιματικές ανωμαλίες (Incarbona et al., 2008a) που παρατηρήθηκαν κατά το Ολόκαινο. Οι μεταβολές στην ηλιακή ακτινοβολία έχουν προταθεί ως ένας από τους κυριότερους μηχανισμούς που οδηγούν τη φυσική μεταβλητότητα του κλίματος σε εκατονταετή -χιλιετή κλίμακα κατά τη διάρκεια του Ολοκαίνου (van Geel et al, 1999; Crowley, 2000; Bond et al, 2001). Πιο αναλυτικά, η μείωση της ηλιακής ακτινοβολίας στο Βόρειο Ημισφαίριο σε επίπεδο χιλιετίας θα μπορούσε να προκαλέσει την κατάρρευση ενός τεράστιου στρώματος πάγου καθώς και την εκφόρτιση παγετικών υλικών και ως εκ τούτου την προς νότο μεταφορά των ψυχρών και γλυκών επιφανειακών υδάτων μέσα στο ρεύμα του Βόρειου Ατλαντικού, μειώνοντας έτσι τον ρυθμό παραγωγής των βαθέων υδάτων του Βορείου Ατλαντικού (NADW). Το γεγονός αυτό με τη σειρά του μπορεί να προκαλέσει την αποδυνάμωση της παγκόσμιας θερμόαλης κυκλοφορίας καθώς και την εξάπλωση των ψυχρών αυτών πολικών υδάτων στη Μεσόγειο μέσω των Στενών του Γιβραλτάρ. Τέτοιου είδους επεισόδια σχετίζονται επίσης με την εντατικοποίηση της ατμοσφαιρικής κυκλοφορίας πάνω από τη Γροιλανδία, μέσω της παραγωγής ανέμων ισχυρότερων από το κανονικούς βόρειους ανέμους γεγονός που θα μπορούσε να προωθήσει την ενίσχυση του ρυθμού παραγωγής του βαθέως ύδατος της Δυτικής Μεσογείου (WMDW) και επομένως και της θερμόαλης κυκλοφορίας της Μεσογείου (O'Brien et al, 1995;Van Geel et al, 1999; Bond et al, 2001). 92

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 93

Η ενδιάμεση φάση της τελευταίας παγετώδους περιόδου: 40-25 Ka BP (MIS 3) Ο αυξημένος δείκτης καθαρής πρωτογενούς παραγωγικότητας NPP (~500) σε συνδυασμό με τις τιμές των E. huxleyi και F. profunda, την παρουσία των ψυχρών μορφοτύπων EHMC καθώς και τις σχετικά χαμηλές τιμές των θερμών αντιπροσώπων Helicosphaera spp. και Rhabdosphaera spp. είναι χαρακτηριστικά των ψυχρών συνθηκών σχετικά υψηλής παραγωγικότητας σε όλο το ύψος της υδάτινης στήλης μεταξύ ~40-30 Ka BP, αλλά και της υψηλής στρωμάτωσης κυρίως μεταξύ 30-25 Ka BP. H παντελής απουσία του είδους B. bigelowii σε συνδυασμό με την πολύ μικρή συμμετοχή του γένους Syracosphaera spp. καθώς και του επανεπεξεργασμένου υλικού προερχόμενου από τη διάβρωση αντικατοπτρίζουν την σχεδόν μηδενική εισροή γλυκών υδάτων στην περιοχή και κατ επέκταση τις υψηλότερες τιμές αλατότητας που παρατηρούνται στην περιοχή του νότιου Κρητικού περιθωρίου. Η αυξημένη εμφάνιση του είδους U. tenuis κατά τα 40-38 Κa BP συνδέεται με την εμφάνιση θερμότερων συνθηκών που καταγράφονται πριν από την απόθεση του ορίζοντα της τέφρας Y5 Campanian Ignimbrite. Η αύξηση που παρατηρείται στις συγκεντρώσεις του είδους E. huxleyi στα 32-31 Ka BP αντικατοπτρίζει την ύπαρξη του σύντομου ψυχρού επεισοδίου Heinrich H3 στην περιοχή του νοτίου Κρητικού περιθωρίου γεγονός που επιβεβαιώνουν και τα μειωμένα ποσοστά των θερμών αντιπροσώπων των γενών Helicosphaera spp., Rhabdosphaera spp., Syracosphaera spp. καθώς και οι μειωμένες τιμές του δείκτη στρωμάτωσης S κατά το συγκεκριμένο διάστημα. Η τελική φάση της τελευταίας παγετώδους περιόδου: 25-10 Κyrs BP (MIS 2) Οι αρκετά υψηλές και με αυξητική τάση συγκεντρώσεις του είδους F. profunda σε συνδυασμό με τις σχετικά υψηλές τιμές του δείκτη στρωμάτωσης S (>0.4) και την αυξημένη παρουσία των ψυχρών μορφοτύπων EHMC μαρτυρούν την επικράτηση ψυχρών συνθηκών αλλά και υψηλής παραγωγικότητας των υδάτων της κατώτερης ευφωτικής ζώνης. κατά το διάστημα 25-20 Ka BP. Η μικρή αύξηση του είδους E. huxleyi, η μέγιστη εμφάνιση των ψυχρών μορφότυπων EHMC, η αισθητή μείωση των αντιπροσώπων του είδους F. profunda καθώς και οι μειωμένες τιμές του S (< 0.4) σε συνδυασμό με αύξηση του NPP (~400) κατά τα 20-18 Ka BP, σχετίζονται την επικράτηση 94

ψυχρών συνθηκών και την εντονότερη ανάμειξη της υδάτινης στήλης., διάστημα που αντιστοιχεί στο Μέγιστο της τελευταίας παγετώδους περιόδου (LGM: Last Glacial Maximum). Ακόμα, οι ελαχιστοποιημένες έως μηδενικές συγκεντρώσεις που παρουσιάζουν οι κοκκόλιθοι των Helicosphaera spp. και Syracosphaera spp. καθώς και του είδους B. bigelowii στα ιζήματα του πυρήνα HCM 2/22 κατά το διάστημα αυτό είναι ενδεικτικές της αυξημένης αλατότητας που επικρατούσαν στην περιοχή του νότιου Κρητικού περιθωρίου και συνδέονται με περιορισμένες ποτάμιες εισροές. Η μικρή τάση αύξησης του είδους F. profunda κατά το διάστημα της αποπαγοποίησης (18-10 Ka BP) και μέχρι το τέλος του ισοτοπικού σταδίου MIS 2, σε συνδυασμό με τις υψηλότερες τιμές του S και τις σχετικά υψηλές τιμές του NPP είναι ενδεικτικές της ανάπτυξης παραγωγικότητας σε όλο το ύψος της υδάτινης στήλης. Η προοδευτική αύξηση των αντιπροσώπων του είδους E. huxleyi σε συνδυασμό με την μικρή παρουσία των ψυχρών μορφοτύπων EHMC και την ταυτόχρονη σχετική μείωση του είδους F. profunda καθώς και των θερμών αντιπροσώπων Rhabdosphaera spp. και Syracosphaera spp. που παρατηρείται κατά το διάστημα ~13-12 Ka BP, συνδέεται με συνθήκες χαμηλής στρωμάτωσης και έντονης ανάμειξης των υδάτων και την εγκαθίδρυση ψυχρών συνθηκών. Οι συνθήκες καλής οξυγόνωσης και ανάμιξης της υδάτινης κολώνας που αντικατοπτρίζονται στις υψηλές τιμές (~500) του NPP και στις μειωμένες τιμές (<0.4) του S, του πυρήνα HCΜ 2/22 ενδεχομένως αντιστοιχούν στην ύπαρξη του σύντομου ψυχρού επεισοδίου Younger Dryas. Η μείωση του S (<0.4), σε συνδυασμό με την αύξηση του NPP (~500) και την μικρή αύξηση των συγκεντρώσεων του είδους E. huxleyi, καθώς και την μείωση των θερμών αντιπρόσωπων των ολοκοκκολιθοφόρων, Scyphosphaera spp., Rhabdosphaera spp., Syracosphaera spp. και του είδους F. profunda κατά το διάστημα 11.5-11.0 Ka BP αντιστοιχούν στο ψυχρό συμβάν PBO: PreΒoreal Οscillation. Κλιματικό Βέλτιστο Ολοκαίνου-Απόθεση σαπροπηλικού ορίζοντα S1 (~10-6 Ka BP) Οι υψηλές συγκεντρώσεις των F. profunda, Rhabdosphaera spp. Helicosphaera spp., καθώς και του S (0.66-0.9) σε συνδυασμό με μειωμένες τιμές του NPP (260-310). που παρατηρούνται στον πυρήνα SL152 του Βορείου Αιγαίου κατά την περίοδο 9.0-6.5 Ka BP συνδέονται με την ύπαρξη εντονότερων συνθηκών αυξημένης στρωμάτωσης της υδάτινης στήλης και υψηλής παραγωγικότητας στη βαθιά ευφωτική ζώνη. Επιπλέον, οι υψηλότερες συχνότητες των αντιπροσώπων U. tenuis και 95

Rhabdosphaera spp. στον ανώτερο σαπροπηλικό ορίζοντα S1b (7.5-6.5 Ka BP) του SL 152, σχετίζονται με πιο θερμές συνθήκες σε σχέση με τον κατώτερο σαπροπηλικό ορίζοντα S1a (9.0-7.8 Ka BP). Παράλληλα, η σχετική αφθονία κυρίως των B. bigelowii και Syracosphaera spp. σε συνδυασμό με την ύπαρξη των G. oceanica και των Gephyrocapsa spp. (<3 μm), ειδικότερα στον κατώτερο σαπροπηλικό ορίζοντα S1a, καταδεικνύουν το καθεστώς χαμηλής αλατότητας που χαρακτηρίζει τη υδάτινη στήλη και οφείλεται κυρίως στις εκροές των γειτονικών ποταμίων συστημάτων λόγω αυξημένων βροχοπτώσεων. Τα ελαφρώς χαμηλότερα ποσοστά των ειδών F. profunda, E. huxleyi που καταγράφονται στον πυρήνα HCM 2/22 του νότιου Κρητικού περιθωρίου σε σχέση με αυτά του Βορείου Αιγαίου είναι ενδεικτικά των λιγότερο έντονων συνθηκών στρωμάτωσης στην υδάτινη στήλη, που επικρατούσαν στην λεκάνη κατά την περίοδο 9.8-6.6 Ka BP. Σε συμφωνία με το γεγονός αυτό παραβάλλονται και οι χαμηλότερες τιμές του S (0.5-0.8) που παρατηρούνται στην περιοχή καθώς και οι υψηλότερες τιμές του NPP (270-365). Την προοδευτική υποχώρηση της στρωμάτωσης που καταγράφεται στο ανώτερο τμήμα του σαπροπηλού S1b (6.4-5.7 Ka) στο Νότιο Κρητικό περιθώριο καταδεικνύουν επίσης οι ελαφρώς χαμηλότερες συχνότητες του είδους F. profunda καθώς και οι μειωμένες τιμές S. Επιπλέον, τα αισθητά χαμηλότερα ποσοστά του είδους B. bigelowii σε συνδυασμό με την παντελή απουσία του είδους G. oceanica υποδηλώνουν ύδατα με ελαφρώς υψηλότερες τιμές αλατότητας, που σχετίζονται με την πολύ μικρή εισροή γλυκών υδάτων σε σχέση με το Βόρειο Αιγαίο το οποίο κατακλύζεται από τις έντονες εισροές από τα παραπλήσια ποτάμια συστήματα. Κατά την περίοδο απόθεσης του σαπροπηλικού ορίζοντα S1 παρατηρήθηκε ένα διάστημα σύντομης διακοπής της απόθεσης που καταγράφηκε στα 7.8-7.5 Ka BP στη λεκάνη του Βορείου Αιγαίου και στα 8.1-7.8 Ka BP στη λεκάνη του νοτίου Κρητικού περιθωρίου, με χαρακτηριστική απότομη μείωση των συγκεντρώσεων των F. profunda, Rhabdosphaera spp., Helicosphaera spp., καθώς και του S, που σε συνδυασμό με την αύξηση των ποσοστών των E. huxleyi, B. bigelowii και NPP αντικατοπτρίζουν την αποδυνάμωση των συνθηκών στρωμάτωσης και την ανάμειξη της υδάτινης στήλης. Το φαινόμενο αυτό της σύντομη διακοπής του σαπροπηλικού ορίζοντα σχετίζεται με την ύπαρξη του ψυχρού κλιματικού συμβάντος του Βόρειου Ατλαντικού στα 8.2 Ka BP. Ανώτερη Ολοκαινική περίοδος (~ 6-2 Ka BP) Κατά το διάστημα 4.7-4.0 Ka BP οι σχετικές συχνότητες της F. profunda καθώς και οι τιμές του δείκτη στρωμάτωσης S (0.74-0.94) παρουσιάζονται υψηλότερες, γεγονός που συνδέεται με συνθήκες αυξημένης στρωμάτωσης της υδάτινης στήλης, Επιπρόσθετα, χαρακτηριστική είναι και η άφθονη 96

παρουσία των Helicosphaera spp. και B. bigelowii, γεγονός που συνδέεται με συνθήκες μειωμένης αλατότητας των επιφανειακών υδάτων. Χαρακτηριστική υπήρξε και η σχεδόν μηδενική παρουσία των ψυχρών μορφοτύπων EHMC κατά το διάστημα στα 4.7-4.0 Ka BP ενώ από τα 4.0-3.3 Ka BP η παρουσία τους είναι σχεδόν συνεχής με μικρά ωστόσο ποσοστά, γεγονός που πιθανότατα οριοθετεί ένα θερμό και υγρό επεισόδιο. Επομένως η αφθονία των ειδών F. profunda, Helicosphaera spp. και B. bigelowii στις συναθροίσεις των κοκκολιθοφόρων του πυρήνα SL 152 του Βορείου Αιγαίου καθώς και οι υψηλές τιμές του δείκτη στρωμάτωσης S υποστηρίζουν τον εντοπισμό της θερμής και υγρής φάσης του Μέσου Ολοκαίνου στο Βόρειο Αιγαίο κατά το διάστημα των 4.7-4.0 Ka BP. Συνθήκες μειωμένης έντασης της στρωμάτωσης της υδάτινης στήλης και εντονότερη ανάμειξη των υδάτων χαρακτηρίζουν το νότιο Κρητικό περιθώριο στο Μέσο Ολόκαινο (S ~0.3-0.6, NPP ~330-460), σε σχέση με το Βόρειο Αιγαίο (S ~0.5-0.8, NPP 255-380). Επιπλέον, o χαμηλός ρυθμός ιζηματογένεσης στην περιοχή του νότιου Κρητικού περιθωρίου πιθανόν να μην επέτρεψε την λεπτομερή καταγραφή των παλαιοκλιματικών μεταβολών κατά το διάστημα αυτό. Παρόλα αυτά στα 4.4 Ka ΒP παρατηρείται μια σχετική αύξηση των F. profunda και Syracosphaera spp. που ενδεχόμενα απεικονίζουν έστω και αμυδρά την θερμή και υγρή φάση του Μέσου Ολοκαίνου στο νότιο Κρητικό περιθώριο. Τα τελευταία 2000 χρόνια (2 Ka BP μέχρι σήμερα) Οι σχετικά αυξημένες συγκεντρώσεις των F. profunda και Helicosphaera spp και του δείκτη στρωμάτωσης S. (έως και ~0.4) και η τάση μείωσης ( 400-550) του δείκτη καθαρής επιφανειακής πρωτογενούς παραγωγικότητας NPP, σε συνδυασμό με την άφθονη παρουσία της B. bigelowii στις συναθροίσεις των κοκκολιθοφόρων είναι ενδεικτικές των συνθηκών σχετικά αυξημένης στρωμάτωσης και χαμηλής αλατότητας κατά το διάστημα 2000-1600 yr BP. Το διάστημα αυτό είναι γνωστό ως Υγρή Ρωμαϊκή Περίοδος (RHP: Roman Humid Period). Στο διάστημα 1.6-1.00 yr BP οι αυξημένες συγκεντρώσεις του είδους E. huxleyi και η θετική τους συσχέτισή με τις μειωμένες τιμές του είδους F. profunda είναι ενδεικτικές της χαμηλής στρωμάτωσης που σε συνδυασμό με τις χαμηλές τιμές S και τις αυξημένες τιμές του δείκτη καθαρής πρωτογενούς παραγωγικότητας NPP αντικατοπτρίζουν την ύπαρξη ψυχρότερων συνθηκών χαμηλής στρωμάτωσης και εντονότερης ανάμειξης της υδάτινης στήλης (εκτός από στο διάστημα 1300-1100, όπου παρατηρούνται σχετικά θερμές συνθήκες με την αύξηση της U. tenuis). Η ψυχρή αυτή περίοδος είναι γνωστή ως Dark Ages. 97

Κατά το διάστημα 1000-650 yr BP εγκαθίστανται συνθήκες που προοδευτικά γίνονται όλο και πιο θερμές με αυξημένα ποσοστά κυρίως του είδους U. tenuis, ενώ η παρουσία του είδους B. bigelowii, και του επανεπεξεργασμένου υλικού, καταδεικνύουν ταυτόχρονα την παρουσία υγρών συνθηκών στην περιοχή. Τα αυξημένα ποσοστά των αντιπροσώπων του είδους F. profunda, και αρνητική συσχέτιση αυτών με τα μειωμένα ποσοστά του είδους E. huxleyi σε συνδυασμό με τις αυξημένες τιμές S (μέχρι και 0.7) στην έναρξη αυτής της περιόδου, καθώς και οι μειωμένες τιμές της τάξεως του 300-700 που παρουσιάζει ο NPP είναι χαρακτηριστικά της αυξημένης στρωμάτωσης. Η περίοδος αυτή των θερμών και υγρών συνθηκών που καταγράφονται στον πυρήνα M2 του Βόρειου Αιγαίου συσχετίζεται με την Θερμή Μεσαιωνική Περίοδο (Medieval Climate Anomaly). Στη διάρκεια της περιόδου αυτής πρέπει όμως να σημειωθεί μια φάση με μεγάλες αποκλίσεις προς τις επικρατούσες παλαιοκλιματικές συνθήκες που παρατηρήθηκε και στα 870-910 yr BP (1040-1080 AD). Αναγνωριστική της φάσης αυτής είναι η απότομη μείωση που παρατηρήθηκε στις συγκεντρώσεις του είδους F. profunda όπως επίσης και των θερμών αντιπροσώπων των γενών Rhabdosphaera spp., Syracosphaera spp., Helicosphaera spp. και U. tenuis. Το γεγονός αυτό συνδέεται με την περίοδο ελαχιστοποιημένης ηλιακής δραστηριότητας γνωστή σαν Oort minimum. Κατά τη διάρκεια αυτών των σύντομων ψυχρών γεγονότων καταδεικνύει ψυχρές συνθήκες που σε συνδυασμό με τις πολύ μικρές τιμές του δείκτη πρωτογενούς παραγωγικότητας NPP (~340) είναι ενδεικτικές της μειωμένης στρωμάτωσης και σχετικά αυξημένης παραγωγικότητας στην ανώτερη ευφωτική ζώνη της υδάτινης στήλης. Η F. profunda μειώνεται κυρίως στα ~ 600-400, ~250, ~150 yr BP, ενώ κατά το διάστημα 400-100 yr BP οι συγκεντρώσεις του είδους παρουσιάζονται ελαφρώς αυξημένες. Αντίθετα, μειωμένες παρουσιάζονται οι συγκεντρώσεις του είδους E. huxleyi κατά το διάστημα αυτό. Σχετικά αυξημένη είναι και η πρωτογενής παραγωγικότητας γεγονός που αντικατοπτρίζεται στα αυξημένα ποσοστά του γένους Helicosphaera spp. καθώς και του NPP. Χαρακτηριστική υπήρξε και η πολύ χαμηλή παρουσία των θερμών αντιπροσώπων U. tenuis καθώς και των ολοκοκκολιθοφόρων, στοιχείο αναγνωριστικό ψυχρότερων συνθηκών μέσα στη λεκάνη του Βορείου Αιγαίου. Ταυτόχρονα, οι μειωμένες τιμές του S στο κατώτερο τμήμα του διαστήματος ~650-100 yr BP και η επακόλουθη αύξηση του καταδεικνύει την προοδευτική μείωση της στρωμάτωσης της υδάτινης στήλης και την αύξηση παραγωγικότητας. Προοδευτική μείωση παρατηρήθηκε και στις συχνότητες του είδους B. bigelowii καθώς και η απουσία των επανεπεξεργασμένων ειδών, γεγονός που συνδέεται με μειωμένη εισροή ποτάμιων αποθέσεων μέσα στη λεκάνη και επομένως τη επικράτηση πιο ξηρών συνθηκών. Το διάστημα ~650-100 yr BP (1250-1850 AD ) της εγκαθίδρυσης ψυχρών και σχετικά ξηρών συνθηκών είναι γνωστό ως Μικρή Παγετώδης Περίοδος (Little Ice Age). 98

Μικρής διάρκειας διαστήματα που χαρακτηρίζονται από μειωμένες συγκεντρώσεις των ειδών F. profunda και Helicosphaera spp. σε συνδυασμό με τις ελαφρώς αυξημένες συχνότητες των ψυχρών μορφοτύπων EHMC, καταγράφονται κατά το διάστημα ~650-100 yr BP στο Βόρειο Αιγαίο, και αντικατοπτρίζουν την παρουσία περιόδων ελαχιστοποιημένης ηλιακής δραστηριότητας και επακόλουθης μειωμένης επιφανειακής παραγωγικότητας. Πιο συγκεκριμένα, το διάστημα 570-600 yr BP (1280-1350 AD) είναι γνωστό ως Wolf minimum, 490-440 yr BP (1460-1550 AD) ως Spörer minimum, το διάστημα 305-235 yr BP (1645-1715 AD) ως Maunder minimum και το πιο πρόσφατο στα 160-120 yr BP (1750-1830 AD) είναι γνωστό ως Dalton minimum. Πληθώρα στοιχείων συνδέει τη διακύμανση της ηλιακής δραστηριότητας με την ενίσχυση προς τα βορειοανατολικά του φαινομένου της ταλάντωσης του Βορείου Ατλαντικού (NAO North Atlantic Oscillation). 99

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10. ΣΥΣΤΗΜΑΤΙΚΗ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΚΥΡΙΟΤΕΡΩΝ ΑΝΤΙΠΡΟΣΩΠΩΝ ΤΩΝ ΚΟΚΚΟΛΙΘΟΦΟΡΩΝ ΠΟΥ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΗΚΑΝ ΣΤΗΝ ΠΑΡΟΥΣΑ ΕΡΓΑΣΙΑ 100

ΚΟΚΚΟΛΙΘΟΙ Διαίρεση: Haptophyta Hibberd, 1972 ex Edvardesn et Eikrem 2000 Κλάση: Prymnesiophyceae Hibberd Τάξη: Isochrysidales Pascher 1910; emend. Edvardesn et Eikrem in Edvardesn et al., 2000 Οικογένεια: Noëlaerhabdaceae Jerkovic 1970 Η οικογένεια αυτή φέρει κοκκόσφαιρες με πλακόλιθους. Ο όρος πλακόλιθος (placolith) περιγράφει ετεροκοκκόλιθο, ο οποίος συνίσταται από δυο σχεδόν οριζόντιες ασπίδες, που συνδέονται μεταξύ τους με έναν αγωγό. Η κεντρική περιοχή του πλακόλιθου μπορεί να καλύπτεται εν μέρει ή να παραμένει ανοιχτή. Ο αγωγός των πλακόλιθων της οικογένειας Noëlaerhabdaceae δομείται από δυο κύκλους κρυσταλλικών στοιχείων. Γένος: Emiliania Hay & Mohler, in Hay et al., 1967 Οι κοκκόλιθοι του γένους Emiliania είναι απλής θήκης με ένα ή περισσότερα στρώματα κοκκόλιθων. Χαρακτηριστικό των πλακόλιθων αυτών είναι ότι τα κρυσταλλικά στοιχεία της απώτερης ασπίδας φέρουν σχισμές μεταξύ τους, που τους προσδίδουν σχήμα Τ, ενώ αλληλοσυνδέονται στην περιφέρεια της ασπίδας. Emiliania huxleyi (Lohmann 1902) Hay & Mohler 1967 var. huxleyi ΠΙΝ. I, Εικ. 3, ΠΙΝ. II, Εικ. 1α, 1β Pontosphaera huxleyi Lohmann 1902, p. 130, pl. 4, figs 1-6, pl. 6, fig. 69. Emiliania huxleyi (Lohmann) Hay & Mohler 1967 in Hay et al., p. 447, pl. 10, 1, 2; Winter, 1985, p. 389, fig. 2,2; Cros and Fortuño, 2002, p. 45-46, figs 59a, b,d. Emiliania huxleyi (Lohmann) Hay & Mohler var. huxleyi, Jordan et al., 2004, p. 56; Malinverno et al., 2008, p. 41-42, figs 12-14. Περιγραφή: Οι πλακόλιθοι του είδους Emiliania huxleyi φέρουν απώτερη ασπίδα μερικώς ανυψωμένη, με διαφόρου πάχους κρυσταλλικά στοιχεία Τ. Η ποικιλία Emiliania huxleyi var. huxleyi, χαρακτηρίζεται από την παρουσία πλέγματος στην κεντρική περιοχή, το οποίο σχηματίζεται από κυρτά, ραβδοειδή κρυσταλλικά στοιχεία. Παρατηρήσεις: Η πρώτη εμφάνιση του είδους αυτού σημειώθηκε μόλις 270.000 χρόνια πριν από σήμερα (Thierstein et al., 1977), ενώ στα σύγχρονα θαλάσσια περιβάλλοντα χαρακτηρίζεται από μεγάλη αφθονία και ευρεία γεωγραφική κατανομή. 101

Το είδος Emiliania huxleyi παρατηρήθηκε σε υψηλές συχνότητες σε όλους τους υπό μελέτη πυρήνες, με τα μεγαλύτερα ποσοστά αυτού να σημειώνονται στο μικρού μήκους πυρήνα (multi core) Μ2 ο οποίος καλύπτει το πιο πρόσφατο γεωλογικό παρελθόν. Γένος: Gephyrocapsa Kamptner 1943 Οι κοκκόσφαιρες του γένους Gephyrocapsa είναι απλής θήκης. Το κύριο χαρακτηριστικό γνώρισμα των πλακόλιθων του συγκεκριμένου γένους είναι η παρουσία γέφυρας, που σχηματίζεται από κρυσταλλικά στοιχεία του αγωγού και τοποθετούνται διαμετρικώς αντίθετα διασχίζοντας την κεντρική περιοχή. Επιλέον, οι πλακόλιθοι χαρακτηρίζονται από δικτυωτό πλέγμα που καλύπτει την εγγύτερη όψη της κεντρικής περιοχής. Gephyrocapsa oceanica Kamptner 1943 ΠΙΝ. II, Εικ. 2 Gephyrocapsa oceanica Kamptner, Kleijne, 1993, p. 230, pl. 2, fig. 5; Cros, 2001, p. 66, pl. 39, fig. 1; Malinverno et al., 2008, p. 45-46, fig. 17. Περιγραφή: Οι πλακόλιθοι του είδους Gephyrocapsa oceanica παρουσιάζουν μεγάλο μέγεθος και χαρακτηρίζονται από ανοικτή κεντρική περιοχή με ευδιάκριτη διαγώνια γέφυρα, σχεδόν κάθετη στον μεγάλο άξονα του πλακόλιθου. Παρατηρήσεις: Το είδος αυτό χαρακτηρίζεται από πολύ μικρή αφθονία στα ευρήματα των υπό μελέτη πυρήνων με την παρουσία του να περιορίζεται κυρίως στον κατώτερο σαπροπηλικό ορίζοντα S1a, καθώς και στο διάστημα 4.8-3.3 Kyr BP (100-180 cm) του πυρήνα SL 152. μικρές Gephyrocapsa spp. (<3 μm) small Gephyrocapsa Gartner, 1977, p. 19, 21, Τριανταφύλλου, 1996, p. 184-185, pl. 3, figs 5, 6, pl. 5, fig. 4, pl. 6, fig. 1. Περιγραφή: Η διάμετρος των μικρών αυτών αντιπροσώπων του γένους Gephyrocapsa κυμαίνεται μεταξύ 2 και 3.5μ, περίπου ενώ παρατηρείται μεγάλη ποικιλία όσον αφορά στο εύρος του μήκους της διαμέτρου. Ποικίλουν σε μεγάλο βαθμό ο προσανατολισμός και το μέγεθος της διαγώνιας γέφυρας, όπως επίσης και η ένταση της φωτεινότητας της στα διασταυρωμένα nicols. Παρατηρήσεις: Η παρουσία των Gephyrocapsa spp. (<3 μm) στην παρούσα εργασία καταγράφηκε στον πυρήνα SL152 με πολύ μικρά ποσοστά. Οι υψηλότερες τιμές σημειώνονται στο ανώτερο τμήμα του ανώτερου σαπροπηλικού ορίζοντα S1b. Τάξη: Coccolithales Schwarz 1932; emend. Edvardesn et Eikrem in Edvardesn et al., 2000 102

Οικογένεια: Calcidiscaceae Young &Bown 1997 Η οικογένεια Calcidiscaceae φέρει κοκκόσφαιρες μα πλακόλιθους, η κεντρική περιοχή των οποίων, συνήθως, παρουσιάζεται χωρίς ιδιαίτερα μορφολογικά στοιχεία. Οι ασπίδες του περιθωρίου χαρακτηρίζονται από την ύπαρξη αλληλεπικαλυπτόμενων πεταλοειδών κρυσταλλικών στοιχείων. Γένος: Calcidiscus Kamptner 1950 Οι κοκκόσφαιρες του γένους Calcidiscus είναι απλής θήκης και χαρακτηρίζονται από κυκλικούς πλακόλιθους με πολύ μικρή κεντρική περιοχή και την απώτερη τους ασπίδα μεγαλύτερη από την εγγύτερη. Calcidiscus leptoporus (Murray & Blackman 1898) Loeblich & Tappan 1978 ΠΙΝ. II, Εικ. 3α, 3β, 3γ Coccosphaera leptopora, Murray and Blackman 1898, p. 430, pl. 15, figs 1-7. Calcidiscus leptoporus (Murray and Blackman 1898) Loeblich & Tappan, Kleijne, 1991, p. 185-189, pl. 1, fig. 1-5. Περιγραφή: Κυκλικοί πλακόλιθοι που διαθέτουν μικρή, κυκλική κεντρική οπή. Κύριο χαρακτηριστικό του είδους Calcidiscus leptoporus είναι η δεξιόστροφη διάταξη των πεταλοειδών κρυσταλλικών στοιχείων της απώτερης ασπίδας. Παρατηρήσεις: Από μικρά ποσοστά χαρακτηρίζεται η παρουσία του συγκεκριμένου είδους σε όλους τους πυρήνες. Οι υψηλότερες συχνότητες παρατηρήθηκαν στον πυρήνα HCM2/22. Χαρακτηριστική είναι και η απουσία του κατά την περίοδο απόθεσης του σαπροπηλού S1 τόσο στον πυρήνα HCM2/22, όσο και στον πυρήνα SL 152. Γένος: Umbilicosphaera Lohmann Οι κοκκόσφαιρες του γένους Umbilicosphaera είναι απλής θήκης που χαρακτηρίζονται από κυκλικού έως ελλειψοειδούς σχήματος πλακόλιθους, με μεγάλη κενή, κεντρική περιοχή. Umbilicosphaera sibogea (Weber-van Bosse 1901) Gaarder 1970 ΠΙΝ. IV, Εικ. 3α, 3β Coccosphaera sibogae, Weber-van Bosse 1901, pp. 137, 140, pl. 17, fig. 7a, b. Umbilicosphaera sibogae (Weber-van Bosse) Gaarder, Kleijne, 1993, p. 197-198, pl. 4, figs 1-2; Cros and Fortuño, 2002, p. 48-49, figs 64a, b; Malinverno et al., 2008, p. 37, fig. 9. 103

Περιγραφή: Οι κοκκόσφαιρες του είδους συνίστανται από μεγάλο αριθμό κοκκόλιθων. Πρόκειται για κυκλικού πλακόλιθους, με ευρεία κυκλική οπή, ενώ η απώτερη ασπίδα είναι συνήθως ίση ή ελαφρώς πιο στενή από την εγγύτερη ασπίδα. Παρατηρήσεις: Η παρουσία του είδους Umbilicosphaera sibogea στις συναθροίσεις των κοκκολιθοφόρων των υπό μελέτη πυρήνων χαρακτηρίζεται από μικρά ποσοστά και σποραδικές εμφανίσεις. Αξίζει να σημειωθεί ότι και στους δυο πυρήνες (HCM2/22 και SL 152) παρατηρήθηκε μικρή αύξηση των συχνοτήτων του είδους στα ανώτερα τμήματα των σαπροπηλικών οριζόντων S1a και S1b. Γένος: Helicosphaera Kamptner 1954 Οι κοκκόσφαιρες του γένους Helicosphaera είναι ελλειπτικού σχήματος, με προεξέχοντα κορυφαίο πόλο. Οι ελικόλιθοι αναπτύσσονται σπειροειδώς γύρω από την κοκκόσφαιρα ενώ το μέγεθος αυτών μεταβάλλεται από τον ακραίο προς τον κορυφαίο πόλο. Έτσι οι ελικόλιθοι του κορυφαίου πόλου παρουσιάζουν μεγαλύτερο μέγεθος και πιο εξέχον τελικό πτερύγιο σε σχέση με τους κύριους κοκκόλιθους. Οι κοκκόλιθοι του γένους αποτελούνται από τρεις ενότητες οι οποίες απαρτίζουν το περιθώριο και την κεντρική περιοχή του κοκκολίθου. Το περιθώριο αποτελείται από την ωτίδα (flange) και το κάλυμμα (blunket) στην απώτερη όψη του κοκκολίθου, η δε κεντρική περιοχή από την εγγύτερη πλάκα (proximal plate) και το κάλυμμα κατά περίπτωση. Κύρια χαρακτηριστικά γνωρίσματα του γένους αυτού αποτελούν το σχήμα του πτερυγίου καθώς και τα μορφολογικά στοιχεία της κεντρικής περιοχής, η οποία μπορεί αν είναι καλυμμένη, κενή ή να διαχωρίζεται από μια συνεχή ή ασυνεχή, σε σχέση με το περιθώριο του κοκκόλιθου, γέφυρα. Helicosphaera carteri (Wallich 1877) Kamptner 1954 ΠΙΝ. IΙΙ, Εικ. 1α, 1β, 1γ Coccolithus carteri (Wallich) Kamptner, in Kamptner 1941, p. 93-94, 111-112, pl. 12, fig. 134, pl. 13, figs 135-136. Helicosphaera carteri (Wallich) Kamptner 1954, pp. 21, 23, figs 17-19; Gaarder 1970, p. 114-117, fig. 2e, f. Helicosphaera carteri (Wallich) Kamptner var. carteri; Kleijne, 1993, p. 232-233, pl. 1, fig. 7; Cros and Fortuño, 2002, p. 18-19, figs 9, 10, 11; Malinverno et al., 2008, p. 127-128, fig. 98. Περιγραφή: Οι ελικόλιθοι του είδους αυτού χαρακτηρίζονται από εγκάρσια, συνεχή σε σχέση με το περιθώριο του κοκκόλιθου, γέφυρα, η οποία χωρίζει την κεντρική περιοχή σε δυο ευθύγραμμες οπές ή δυο κεκλιμένες κεντρικές σχισμές. Επιπρόσθετα, το ελικοειδές περιθώριο χαρακτηρίζεται από πολύ καλή ανάπτυξη του πτερυγίου. 104

Παρατηρήσεις: Ισχυρή υπήρξε η παρουσία του συγκεκριμένου είδους σε όλους του πυρήνες που μελετήθηκαν στα πλαίσια της παρούσας εργασίας. Αξίζει να σημειωθεί ότι σημαντική ήταν η συμμετοχή του είδους αυτού στις συναθροίσεις των κοκκολιθοφόρων που καλύπτουν το διάστημα του πλέον πρόσφατου σαπροπηλικού ορίζοντα S1 και κυρίως του ανώτερου τμήματος S1b. Helicosphaera carteri (Wallich 1877) HOL perforate ( Syracolithus confusus ) ΠΙΝ. I, Εικ. 4 Syracolithus confusus Kleijne 1991, p. 52-53, pl. 6, figs 3-5; Cros, 2001, p. 94-95, pl. 72, fig. 3. Helicosphaera carteri (Wallich) HOL perforate, Malinverno et al., 2008, p. 128-130, figs 99, 100, 102. Περιγραφή: Οι κοκκοσφαίρες της ολοκοκκολιθοφόρου φάσης Helicosphaera carteri HOL confusus type φέρουν ένα μορφολογικό τύπο ολοκοκκόλιθων, τους λαμινόλιθους, όπου το εγγύτερο τμήμα αυτών δομείται από, περίπου, 5 επίπεδα, στενά συνδεδεμένων, ρομβοεδρικών μικροκρυστάλλων και το απώτερο τμήμα, φέρει 5-8 οπές και μία οξύληκτη, κεντρική προεξοχή. Παρατηρήσεις: Σημειώνεται ότι, λόγω της φύσης και κατ επέκταση της οικολογικής τους προτίμησης, οι ολοκοκκολιθοφόρες φάσεις για τη μελέτη της κατανομής συμπεριλαμβάνονται στο ολοκοκκολιθοφόρο περιεχόμενο της ναννοχλωρίδας. Οικογένεια: Rhabdosphaereaceae Haeckel, 1894 Η οικογένεια φέρει κοκκόσφαιρες με ραβδόλιθους. Ο όρος ραβδόλιθος (rhabdolith) περιγράφει ετεροκοκκόλιθο με σχεδόν οριζόντιο περιθώριο, το οποίο δομείται από δυο ελαφρώς αλληλεπικαλυπτόμενους κύκλους κρυσταλλικών στοιχείων (εσωτερικό και εξωτερικό) και μια επίπεδη κεντρική περιοχή, που μπορεί να φέρει έως τρεις, διαφορετικούς (ακτινωτή, ελασματοειδούς και σφηνοειδούς διάταξης) ομόκεντρους κύκλους κρυσταλλικών στοιχείων. Στην κεντρική περιοχή του ραβδόλιθου παρατηρείται μια κεντρική μορφολογική δομή και συχνά ποικιλία μορφών προεξοχής. Γένος: Discosphaera Haeckel, 1894 Οι κοκκόσφαιρες του γένους Discosphaera είναι απλής θήκης. Το γένος αυτό παρουσιάζει ένα μορφολογικό τύπο κοκκολίθων τους σαλπιγγοειδείς ραβδόλιθους, οι οποίοι φέρουν σχεδόν επίπεδο δίσκο στη βάση με μια σαλπιγγοειδή προεξοχή που καταλήγει σε μια ποικίλου μεγέθους χοανοειδή δομή. Discosphaera tubifera (Murray & Blackman 1898) Ostenfeld 1900 Rhabdosphaera tubifera Murray & Blackman, 1898, p. 438-439, pl. 15, figs 8-10. 105

Discosphaera tubifera (Murray & Blackman) Ostenfeld, Cros, 2001, p. 36, pl. 9, figs 1, 2; Malinverno et al., 2008, p. 63-64, fig. 35. Περιγραφή: Το είδος Discosphaera tubifera φέρει κοκκόσφαιρες που αποτελούνται από σαλπιγγοειδείς ραβδόλιθους. Ο δίσκος της βάσης του ραβδόλιθου είναι περίπου κυκλικός έως ελλειπτικός, επίπεδος με παχύ τον εξωτερικό κύκλο των κρυσταλλικών στοιχείων του περιθωρίου. Η κεντρική περιοχή αποτελείται από τον κύκλο με τα ακτινωτά διατεταγμένα κρυσταλλικά στοιχεία και ένα επιπλέον ενδιάμεσο κύκλο. Παρατηρήσεις: Η παρουσία του είδους αυτού χαρακτηρίζεται από πολύ μικρά ποσοστά και σποραδικές εμφανίσεις ενώ οι μεγαλύτερες συχνότητες σημειώθηκαν στον πυρήνα HCM2/22. Γένος: Rhabdosphaera Haeckel, 1894 Οι κοκκόσφαιρες του γένους Rhabdosphaera είναι διπλής θήκης. Το γένος αυτό παρουσιάζει ένα μορφολογικό τύπο κοκκόλιθων τόσο στην εξωθήκη, όσο και στην ενδοθήκη. Ωστόσο οι κοκκόλιθοι της ενδοθήκης και της εξωθήκης είναι διαφορετικού τύπου. Η κεντρική περιοχή των ραβδολίθων, αλλά και η ραβδόμορφη προεξοχή του γένους δομούνται από τα κρυσταλλικά στοιχεία του κύκλου της ελασματοειδούς διάταξης, ενώ απουσιάζει ο κύκλος με τα ακτινωτά διατεταγμένα κρυσταλλικά στοιχεία. Rhabdosphaera clavigera Murray & Blackman 1898 ΠΙΝ. IΙΙ, Εικ. 2α, 2β, 2γ Rhabdosphaera clavigera Murray & Blackman, Cros, 2001, p. 37, pl. 10, figs 1, 2, 3; Malinverno et al., 2008, p. 67-68, fig. 38. Περιγραφή: Το είδος φέρει κοκκόσφαιρες με δισκοειδείς ραβδόλιθους στην εξωθήκη και ραβδόμορφους ραβδόλιθους στην ενδοθήκη. Η κεντρική περιοχή των ραβδόλιθων δομείται από ένα κύκλο ελασματοειδών κρυσταλλικών στοιχείων ακανόνιστα διατεταγμένων. Οι δισκοειδείς ραβδόλιθοι είναι ελλειπτικοί και ο εξωτερικός κύκλος του περιθωρίου παρουσιάζεται ιδιαίτερα στενός, ενώ στην κεντρική περιοχή του ραβδόλιθου σχηματίζεται μια μικρή κορυφή με επικαλυπτόμενα κρυσταλλικά στοιχεία. Οι ραβδόμορφοι ραβδόλιθοι φέρουν ελλειπτικό δίσκο, με ένα ως προς την απώτερη όψη, σχετικά πλατύτερο εξωτερικό κύκλο κρυσταλλικών στοιχείων περιθωρίου σε σχέση με τους δισκοειδείς ραβδόλιθους. Η κεντρική περιοχή δομείται από τα κρυσταλλικά στοιχεία του κύκλου της ελασματοειδούς διάταξης, όμοια με τη ραβδοειδή προεξοχή, με τα επιμήκη κρυσταλλικά στοιχεία να είναι σπειροειδώς διατεταγμένα. Η προεξοχή καταλήγει σε μια θηλή, που αποτελείται από έναν 106

κύκλο σφηνοειδών κρυσταλλικών στοιχείων και παρουσιάζει ποικιλία ως προς το πάχος και το σχήμα. Παρατηρήσεις: Από μικρές συχνότητες χαρακτηρίζεται το είδος αυτό σε όλους τους υπό μελέτη πυρήνες ενώ πιο ισχυρή υπήρξε η παρουσία του στο μικρού μήκους πυρήνα (multi core) M2. Οικογένεια: Syracosphaeraceae Lemmermann 1908 Η οικογένεια Syracosphaeraceae περιλαμβάνει μεγάλο αριθμό ειδών που χαρακτηρίζονται από κοκκόσφαιρες διπλής θήκης. Η ενδοθήκη συνίσταται από ετεροκοκκόλιθους σχήματος καλαθιού (κανεολιθικού τύπου), το περιθώριο των οποίων αποτελείται από έναν αγωγό, που βρίσκεται πάνω σε μια επίπεδη βάση. Η κεντρική περιοχή καλύπτεται από ακτινωτά διατεταγμένα ραβδοειδή κρυσταλλικά στοιχεία τα οποία συγκλίνουν προς το κεντρικό, σχηματίζοντας μια κεντρική ράχη. Οι κοκκόλιθοι της εξωθήκης μπορεί να περιβάλλουν όλη την κοκκόσφαιρα καλύπτοντας τους κανεόλιθους της ενδοθήκης ή να περιορίζονται γύρα από τον κορυφαίο πόλο. Η εξωθήκη συνίσταται συνήθως από κυρτόλιθους που παρουσιάζουν μεγάλη ποικιλία μορφών. Οι αντιπρόσωποι της οικογένειας Syracosphaeraceae παρουσιάζουν μεγάλη ποικιλία όσον αφορά το σχήμα των κοκκόσφαιρων τους, ενώ είναι δυνατόν να παρουσιάζουν διμορφισμό ή πολυμορφισμό, να φέρουν δυο στρώματα κοκκολίθων, με ή χωρίς προεξέχουσες διακλαδώσεις ή ακόμη και μακριές άκανθες στον ένα πόλο. Γένος: Syracosphaera Lohmann 1902 Οι κοκκόσφαιρες του γένους Syracosphaera είναι απλής ή διπλής θήκης με την ενδοθήκη να δομείται από μια ή περισσότερες μορφές κανεολίθων ενώ όταν υπάρχει εξωθήκη συνίσταται από κυρτόλιθους. Syracosphaera pulchra Lohmann 1902 ΠΙΝ. IV, Εικ. 1α, 1β Syracosphaera pulchra Lohmann, 1902, p. 134, pl. 4, figs 33, 36, 36a-b, 37; Kamptner, 1941, p. 85-86, 105-106, pl. 7, figs 77-78, pl. 8, figs 79-84; Cros, 2001, p. 52-53, pl. 26, figs 1-5; Malinverno et al., 2008, p. 75-76, figs 44, 45, 47. Περιγραφή: Οι κοκκόσφαιρες του είδους Syracosphaera pulchra είναι διπλής θήκης με την ενδοθήκη να παρουσιάζει διμορφισμό και τους κανεόλιθους αυτής να έχουν τρεις στεφάνες. Η κεντρική περιοχή είναι γεμάτη από λεπτά και μικρά ρομβοειδή κρυσταλλικά στοιχεία τα οποία στα σημεία που συνδέονται, θρυμματίζονται, δημιουργώντας επίπεδες στερεές επιφάνειες. Από την άλλη, 107

η κεντρική περιοχή των κυρτολίθων της εξωθήκης παρουσιάζεται έντονα θολωτή και κεντρικά πεπιεσμένη με σχήμα αντεστραμμένου κώνου που πλαγίως γίνεται πιο επίπεδη. Παρατηρήσεις: Η παρουσία του συγκεκριμένου είδους στις συναθροίσεις των κοκκολίθων υπήρξε σημαντική σε όλους τους υπό μελέτη πυρήνες. Οικογένεια: Umbellosphaeraceae Young &Kleijne, in Young et al., 2003 Γένος :Umbellosphaera Paache, in: Markali & Paache 1955 emmend. Gaarder, in: Heimdal & Gaarder 1981 Οι κοκκόσφαιρες του συγκεκριμένου γένους συνίστανται από δυο μορφές ουμπελλόλιθων, τους μικροκοκκόλιθους (micrococcoliths) και τους μακροκοκκκόλιθους (macrococcoliths), ενώ οι πρώτοι είναι κατά κανόνα μικρότεροι από τους μακροκοκκόλιθους. Οι μικροκοκκόλιθοι είναι ελλειπτικοί, χωρίς ιδιαίτερο στολισμό, φέρουν στεφάνη και συνήθως ασπίδα. Από την άλλη, οι μακροκοκκόλιθοι διαθέτουν κυκλική βάση, έχουν τυπικό στολισμό φέρουν ασπίδα και τις περισσότερες φορές στεφάνη. Umbellosphaera tenuis (Kamptner 1937) Paache, in: Markali & Paache 1955 ΠΙΝ. IV, Εικ. 2α, 2β Coccolithus tenuis Kamptner, 1937, p. 331-332, pl. 17, figs 41-42. Umbellosphaera tenuis (Kamptner) Paasche, Kleijne, 1993, p. 202-203, pl. 6, figs 1-2, pl. 7, figs 5-6, pl. 8, figs 1-6; pl. 9, figs 1-6; Cros, 2001, p. 76, pl. 50, figs 1-2; Malinverno et al., 2008, p. 125-126, fig. 97. Περιγραφή: Το είδος Umbellosphaera tenuis φέρει κοκκόσφαιρες που συνίστανται από ουμπελόλιθους, διαφόρου μεγέθους. Χαρακτηριστικές είναι οι ράχες, ακτινωτής διάταξης, που φέρει στην απώτερη όψη της απώτερης ασπίδας. Παρατηρήσεις: Πολύ μικρή υπήρξε η συμμετοχή του είδους αυτού στις συναθροίσεις των κοκκολιθοφόρων στους υπό μελέτη πυρήνες. Πρέπει να σημειωθεί ότι τα υψηλότερα ποσοστά παρατηρήθηκαν στο μικρού μήκους πυρήνα (multi core) M2. ΝΑΝΝΟΛΙΘΟΙ Γένος: Florisphaera Okada & Honjo 1973 Οι κοκκόσφαιρες τους γένους Florisphaera έχουν μορφή πολυπέταλου άνθους, ενώ οι κοκκόλιθοι που τις απαρτίζουν είναι ναννόλιθοι με μορφή επίπεδων, πολυγωνικών πλακών. Στην κοκκόσφαιρα 108

οι ναννόλιθοι τοποθετούνται συγκεντρικά προς ένα σημείο, παρουσιάζοντας από τον κορυφαίο πόλο τη μορφή ροζέτας. Florisphaera profunda Okada & Honjo 1973 var. profunda ΠΙΝ. Ι, Εικ. 2α, 2β Florisphaera profunda Okada & Honjo, 1973, p. 373-374, pl. 1, fig. 6, pl. 2, figs 4-6. Florisphaera profunda Okada & Honjo var. profunda, Jordan et al., 2004, p. 60. Περιγραφή: Οι κοκκόσφαιρες του είδους Florisphaera profunda είναι απλής θήκης με αρκετά στρώματα ναννολίθων, οι οποίοι αποτελούνται από μικρές ακανόνιστες πολυγωνικές πλάκες που δομούνται από μια ή δυο ασβεστιτικές ενότητες. Το εμπρόσθιο (anterior) τμήμα του ναννόλιθου είναι πάντοτε μεγαλύτερου πλάτους από το τμήμα της οπίσθιας κατάληξης (posterior end). Η ποικιλία Florisphaera profunda var. profunda χαρακτηρίζεται από τετραγωνισμένες πλάκες και γωνιώδη εμπρόσθια και οπίσθια κατάληξη. Παρατηρήσεις: Πολύ ισχυρή υπήρξε η παρουσία του συγκεκριμένου ναννόλιθου σε όλους τους πυρήνες με τα υψηλότερα ποσοστά αυτού να παρατηρούνται κατά τη διάρκεια απόθεσης του σαπροπηλικού ορίζοντα S1, ενώ κατά το διάστημα της σύντομης διακοπή αυτού τα ποσοστά του είδους Florisphaera profunda μειώνονται ελαφρά. Οικογένεια: Braarudosphaeraceae Deflandre 1947 Γένος: Braarudosphaera Deflandre 1947 Braarudosphaera bigelowii (Gran & Braarud) Deflandre 1947 ΠΙΝ. I, Εικ. 1α, 1β Pontosphaera bigelowi Gran & Braarud, 1935, p. 389, fig. 67. Braarudosphaera bigelowii (Gran & Braarud) Deflandre, 1947, p. 439, figs 1-5; Τριανταφύλλου, 1996, p. 173-174, pl. 1 fig. 13; Malinverno et al., 2008, p. 167, fig. 143. Περιγραφή: Η κοκκόσφαιρα του είδους αυτού είναι πενταγωνικό δωδεκάεδρο αποτελούμενο από πενταγωνικούς ναννόλιθους (πεντάλιθοι Gran & Braarud 1935), κατασκευασμένους από πέντε διαφορετικές κρυσταλλικές ενότητες σε ακτινωτή διάταξη. Παρατηρήσεις: Η παρουσία των ναννόλιθων του είδους Braarudosphaera bigelowii στις συναθροίσεις των κοκκολιθοφόρων είναι εξαιρετικά σπάνια. Ωστόσο η παρουσία του στους υπό μελέτη πυρήνες υπήρξε καθοριστική στην παλαιοωκαενογραφική-παλαιοκλιματική ερμηνεία των υπό μελέτη περιοχών. Αξίζει να σημειωθεί ότι χαρακτηριστική υπήρξε η παρουσία του 109

συγκεκριμένου είδους κατά την περίοδο απόθεσης του σαπροπηλικού ορίζοντα S1, με υψηλότερες συχνότητες κατά την περίοδο της σύντομη διακοπής αυτού, κυρίως στο υλικό του πυρήνα βαρύτητας SL 152. 110

1α 1β 2α 2β 3 4 ΠΙΝΑΚΑΣ I 1: Braarudosphaera bigelowii (Gran & Braarud) Deflandre α: εικόνα ναννόλιθου από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, SL 152, 296-297 cm β: εικόνα ναννόλιθου από πολωτικό μικροσκόπιο με διασταυρωμένα nicols, SL 152, 296-297 cm 2: Florisphaera profunda (Okada & Honjo) var. profunda α: εικόνα ναννόλιθου από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, SL 152, 127-128 cm β: εικόνα κοκκόσφαιρας από πολωτικό μικροσκόπιο με διασταυρωμένα nicols, Μ 2, 0 cm 3: Emiliania huxleyi (Lohmann) Hay & Mohler var. huxleyi: εικόνα πλακόλιθου EHMC από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, SL 152, 142-143 cm 4: Helicosphaera carteri (Wallich) HOL perforate: εικόνα ολοκοκκόλιθου από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, SL 152, 127-128 cm 111

1α 1β 2 3α 3β 3γ ΠΙΝΑΚΑΣ II: 1: Emiliania huxleyi (Lohmann) Hay & Mohler var. huxleyi α: εικόνα πλακόλιθου από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, SL 152, 127-128 cm β: εικόνα πλακόλιθου από πολωτικό μικροσκόπιο με διασταυρωμένα nicols, SL 152, 278-279 cm 2: Gephyrocapsa oceanica (Kamptner): εικόνα πλακόλιθου από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, SL 152, 142-143 cm 3: Calcidiscus leptoporus (Murray & Blackman) Loeblich & Tappan α: εικόνα από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο της απώτερης όψης του πλακόλιθου, SL 152, 127-128 cm β: εικόνα από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο της εγγύτερης όψης του πλακόλιθου, SL 152, 142-143 cm γ: Calcidiscus leptoporus: εικόνα πλακόλιθου από πολωτικό μικροσκόπιο με διασταυρωμένα nicols, SL 152, 278-279 cm 112

1α 1β 1γ 2α 2β 2γ ΠΙΝΑΚΑΣ III: 1: Helicosphaera carteri (Wallich) Kamptner α: εικόνα από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο της απώτερης όψης του κοκκόλιθου, SL 152, 278-279 cm β: εικόνα από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο της εγγύτερης όψης του κοκκόλιθου, SL 152, 278-279 cm γ: εικόνα κοκκόλιθου από πολωτικό μικροσκόπιο με διασταυρωμένα nicols, SL 152, 278-279 cm 2: Rhabdosphaera clavigera (Murray & Blackman) Ostenfeld α: εικόνα ραβδόμορφου ραβδόλιθου από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, SL 152, 127-128 cm β: εικόνα δισκοειδούς ραβδόλιθου από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, SL 152, 127-128 cm γ: εικόνα ραβδόμορφου ραβδόλιθου από πολωτικό μικροσκόπιο με διασταυρωμένα nicols, SL 152, 278-279 cm 113

1α 1β 2α 2β 3α 3β ΠΙΝΑΚΑΣ ΙV 1: Syracosphaera pulchra (Lohmann) α: εικόνα από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο της εγγύτερης όψης του κανεόλιθου, SL 152, 127-128 cm β: εικόνα κοκκόλιθου από πολωτικό μικροσκόπιο με διασταυρωμένα nicols, SL 152, 278-279 cm 2: Umbellosphaera tenuis (Kamptner) Paache a: εικόνα εγγύτερης όψης ουμπελόλιθου από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, SL 152, 127-128 cm β: εικόνα απώτερης όψης ουμπελόλιθου από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, SL 152, 127-128 cm 3: Umbilicosphaera sibogea (Weber-van Bosse) Gaarder α: εικόνα πλακόλιθου από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, SL 152, 127-128 cm β: εικόνα πλακόλιθου από πολωτικό μικροσκόπιο με διασταυρωμένα nicols, SL 152, 278-279 cm 114