Τμήμα Γεωλογίας (ΔΔ)

Permanent URI for this collection


Recent Submissions

Now showing 1 - 20 of 166
  • ItemOpen Access
    Tectonic geomorphology and palaeoenvironments of north Peloponnese, Greece : the Pheneos polje case study
    (2024-02-02) Γρουμπού, Μαρία; Groumpou, Maria
    This thesis project involves the study of the Pheneos palaeolake in north Peloponnese, Greece, which has been recorded in historical archives. The main scope of the thesis is to investigate the step-like scarps on the south margins of Pheneos polje believed to be the relict shorelines of the palaeolake. Moreover, the palaeoenvironmental conditions that prevailed in the palaeolake were also investigated, as well as the possible role that tectonics played in the formation of the basin and the evolution of the palaeolake. High resolution orthophotos and Digital Surface Models from the study area were examined to locate and map the step-like scarps on the south margins of Pheneos polje and to investigate the possible role of tectonics. Sixty-eight sediment samples were collected and analyzed from Pheneos palaeolake for micropalaeontological analysis. The samples were mostly collected from the south margins that correspond to the palaeoshorelines of the lake and from natural sections across a natural stream that runs across the polje. Charophytes and ostracods were used for the palaeoenvironmental interpretation of Pheneos palaeolake. To place our material in a chronological frame the Amino Acid Racemization (AAR) dating method was employed on opercula of Bithynia. The main findings of the present thesis show that the step-like scarps on the margins of the polje are alterations of coarse-grained gravels and fine grained material rich in gravels deposited in lacustrine palaeoshorelines. It seems that at least four different palaeoshorelines have prevailed in Pheneos polje and left their micropalaeontological and geomorphological traces during the different fluctuation levels of the palaeolake. The AAR dating results point to a mid-late Holocene age for the herein studied material. The micropalaeontological results illustrate for the first time the presence of five charophyte and ten ostracod taxa from Pheneos palaeolake. Moreover, the micropalaeontological results support that significant changes regarding the trophic status, temperature, and hydrodynamics of Pheneos lake took place during the mid-late Holocene. Based on the ecological requirements of the living charophyte and ostracod species, up to three limnological conditions were distinguished: 1) stable and permanent lake with cold and oligotrophic waters dominated by Nitellopsis obtusa, Candona neglecta, and Ilyocypris inermis which prevailed in the first and second palaeoshorelines and have been dated as the most recent 2) meso-eutrophic lake with warmer waters dominated by Chara vulgaris and Chara sp. and which are hosted in palaeoshorelines 3 and 4 and which consist the oldest limnological state 3) ephemeral lake with an annual cycle rich in Sphaerochara prolifera which prevailed at approximately 710 m altitude. The geomorphological evidence suggests that orthophoto maps and digital surface models of 4 cm spatial resolution are excellent for detecting and mapping palaeoshorelines. Finally, tectonics seem to have played an important role in the deepening of the polje and the formation of the palaeoshorelines.
  • ItemOpen Access
    Marine geoarchaeological survey in the Vathy bay of Astypalea island, south Aegean sea
    (2024) Νότη, Αλεξάνδρα; Noti, Alexandra
    Coastal restricted basins serve as invaluable repositories of information concerning global sea level changes and regional climate shifts, offering crucial insights into paleogeographic, paleoenvironmental and paleoclimatic conditions. This study employs a multi-faceted approach, integrating geophysical, visual, sedimentological, and geochemical data, to meticulously reconstruct the paleogeography, paleoenvironment, and paleoclimate of Vathy bay, in the South Aegean Sea. Examining a submerged archaeological site near cape Elliniko, the study utilizes dense radiocarbon analyses, providing accurate dating of ancient constructions and human activities. The research delineates three major environmental stages during the Holocene, identified as seismic facies (SF1-3) and lithological units (LU I-III). These stages highlight the basin's gradual transition from isolated to shallow marine conditions over the last 9.1 thousand years. Notably, the study pinpoints the onset of marine influence around 7.3 thousand years ago, coinciding with a global mean sea level of approximately -8 meters. Analysis further reveals arid periods between 7.3–6 and 4.1 thousand years ago, leading to Sr-rich carbonate precipitation in the basin and a general trend of aridification. Conversely, wetter conditions prevailed during the intervals of 9.1–7.3 and 6–5.4 thousand years ago. Additionally, geochemical proxies, particularly ASTC1 records, provide high-resolution climate reconstructions for the last 8.7 thousand years, aligning with aridity cycles identified in various Northern Hemisphere records. These findings demonstrate a correlation between mid-Holocene aridity events and the southern migration of the Intertropical Convergence Zone (ITCZ), followed by a retreat of monsoonal rains by the end of the African Humid Period (AHP). Short-term fluctuations in Ti/Al and Zr/Si ratios indicate transient cycles of enhanced terrigenous supply, correlating with Holocene "Rapid Climate Change" events (RCCs). Importantly, the study's spectral analysis identifies cyclical patterns of dry/cold climatic conditions with periodicities at 2500, 1200, and 525 years, corresponding with Hallstatt and Bond cycles, reflecting drier conditions and heightened dust input. The marine geoarchaeological research unveils submerged ancient structures, including linear constructions, conical rubble structures, and submerged walls, indicating potential harbor installations and navigational landmarks. These findings underline the intricate relationship between sea level changes, climate variability, sedimentation, and human activities, emphasizing the interconnectedness of climate systems across different regions and time scales. This study not only sheds light on the complex Holocene climate dynamics in the Eastern Mediterranean but also elucidates early human interactions with the coastal environment, providing crucial historical context for the region.
  • ItemEmbargo
    Taxonomy, biodiversity and evolution of fossil chelonians from the Late Miocene Locality of Höwenegg (South Germany)
    (2023-10-17) Παππά, Ιρένα; Irena Pappa
    The influence of climate fluctuations and geotectonic shifts during the Late Cenozoic era in the Western Palearctic region underscores the significance of ectothermic reptiles, such as chelonians, in serving as indicators of environmental changes. Chelonians are renowned for their exceptional fossil record, as they provide a valuable perspective on the climatic and environmental changes and which have played a significant role in shaping their evolution and diversity in Europe, particularly from the Tertiary period to the present day. The study of European chelonians has made substantial contributions to our comprehension of chelonians diversity throughout history, marked by numerous research initiatives and doctoral theses. Nevertheless, unanswered queries concerning fossil chelonians in Northern and Central Europe persist, as well as a pronounced disparity between the number of existing and extinct chelonian species, both within Europe and on a global scale as well. Specifically, it is evident that climate change has affected the reptilian fauna in Europe and has left its mark on the chelonian populations, even though the exact magnitude of this impact remains uncertain. There is an observable reduction in the diversity of freshwater turtle species, along with a transition from pleurodiran to cryptodiran turtles, suggesting that cryptodires possessed superior adaptations to colder conditions. Numerous chelonians, including tortoises and freshwater turtles, were impacted by climatic fluctuations that occurred in the Western Palearctic during the Neogene period. As a result, some of these species went extinct, such as Chelydropsis, while others experienced a reduction in their diversity. Höwenegg stands out as a remarkable fossil site, yielding a wide range of fossils, including vertebrates and invertebrates. The Höwenegg is located 2.5 km south of the town of Immendingen and consists of the most northern volcano complex of the Southwest German Hegau Volcanic area. Excavations at this site occurred over several decades, from 1950 to 2013, although they became intermittent over the years. Among the notable fossils unearthed at Höwenegg are chelonians, encompassing both tortoises and freshwater turtles. Most of these specimens were found in suboptimal preservation states, often due to taphonomic changes. The primary goal of this doctoral thesis was to enhance our understanding of Neogene turtle diversity in Germany and Central Europe through the analysis of fossil material from the Höwenegg region. More specifically, the main objectives of the doctoral thesis were: to conduct a detailed paleontological study of the skeletal material of chelonians from the fossiliferous area; the estimation of the number of taxa resulting from the material of both tortoises and aquatic turtles and their identification; the determination of any new extinct terrestrial or aquatic taxoon of chelonians derived from the material under study; the contribution of the study of the material to the general knowledge of the classification and evolution of the Neogene chelonian fauna in Germany; the assessment of the biodiversity of the site. Hence, a thorough analysis of the chelonian specimens was conducted. The material underwent comprehensive macroscopic examination, and a systematic classification approach was employed to categorize and describe the different taxa present in the material. Subsequently, for certain taxa, a phylogenetic analysis was undertaken to precisely determine their phylogenetic position and their links with other taxa. Based on the findings, it became evident that there was a minimum of four distinct taxa, comprising one tortoise and three freshwater turtles. Phylogenetic analyses were employed on the tortoise material to determine if it was either a large Testudinini or a small Geochelonini member. Additionally, for the freshwater genus Chelydropsis, the analysis aimed to ascertain whether it represented another member of Chelydropsis murchisoni, which was prevalent in Germany during this period, or if it was a distinct species. The phylogenetic analyses revealed that the terrestrial taxon seems to align with the large Testudinins. In most of the generated phylogenetic trees, it occupied an intermediate position within the Testudinini. However, it does not seem to be a member of the Testudo genus, which is characterised by tortoises with a hinge. Furthermore, the taxon was closely associated with Chersine hermanni, forming an exclusive clade with it. Comparative analysis was carried out with other terrestrial chelonians, encompassing both geochelonins and members of the testudinins group. Based on all the results, there is a tentative suggestion that this taxon may represent a new species closely related to the hermanni group, though this inference is made with some reservations due to the relatively low statistical support in the phylogenetic analyses. Regarding the Chelydropsis, it included the best-preserved and most complete specimen in the material, a nearly fully intact skeleton. Furthermore, the analysis and comparisons with other Chelydropsis species revealed that this taxon appears to be a distinct species, distinct from Chelydropsis murchisoni, and exhibits certain similarities with earlier Chelydropsis species, such as Chelydropsis decheni or Chelydropsis aubasi. Based on our analyses, the conclusions suggest that this taxon likely consists of a new species. Additionally, two other freshwater taxa were identified within the material. The first taxon belonged to Geoemydidae, based on the analysis of certain shell fragments. The second freshwater taxon was categorised as a member of Trionychinae. The study identified a total of four different taxa in the studied locality, including three freshwater turtles and one tortoise. To assess the site's biodiversity, a comparative analysis was conducted by examining Late Miocene fossil-rich sites, primarily in Germany, and expanding the study to a broader European context as well. Data from the Paleobiology Database were utilized, with a specific focus on the Tortonian, which encompasses MN9. Comparisons with other localities indicate that Höwenegg stands out as a site with notably high biodiversity, not only on a national scale but also within a broader European context. This study underscores the need for a comprehensive reevaluation of the chelonian material from previously examined sites. Many species names used in these sites have become obsolete, and there have been inaccuracies in past taxonomic assignments. Historically, smaller aquatic turtles were commonly classified as emydids, while larger terrestrial ones were often categorized as “Cheirogaster” or Geochelone. A similar situation occurred in Höwenegg, where part of the terrestrial material had been attributed to geochelonin (Cheirogaster back then member of geochelonins) and the pond turtle material was attributed to emydids. However, this research has revealed that the large terrestrial taxon is actually a member of the testudinins not geochelonins, while the pond turtle is attributed to Geoemydids, and not to Emydids.
  • ItemOpen Access
    Ανάπτυξη μεθοδολογιών εκτίμησης της επικινδυνότητας κατολισθήσεων από ισχυρούς σεισμούς : εφαρμογή στο νησί της Λευκάδας
    (2023-12-08) Σέρβου, Αικατερίνη; Servou, Aikaterini
    Στην παρούσα διατριβή γίνεται προσπάθεια ανάπτυξης μεθοδολογιών αποτίμησης της επιδεκτικότητας (susceptibility) και της επικινδυνότητας (hazard) καταπτώσεων βράχων που έχουν κύριο έναυσμα εκδήλωσης τον σεισμό, με εφαρμογή το νησί της Λευκάδας. Δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στα πρανή της δυτικής παράκτιας ζώνης του νησιού, όπου οι ασβεστολιθικές βραχομάζες (ενότητες Παντοκράτορα, Βίγλας και Παξών) λόγω τεκτονισμού, παρουσιάζουν ένα ευρύ πλαίσιο τεχνικογεωλογικής συμπεριφοράς. Στο πλαίσιο της παρούσας εργασίας πραγματοποιήθηκε τεχνικογεωλογική διάκριση όλων των γεωλογικών ενοτήτων του νησιού, ενώ η έρευνα εστιάστηκε στις τρεις συγκεκριμένες περιοχές – ενότητες, που καλύπτουν το σύνολο των πρανών της δυτικής παράκτιας ζώνης. Σχεδιάστηκε και δημιουργήθηκε ψηφιακή Βάση Δεδομένων από 137 περιπτώσεις – συμβάντα καταπτώσεων βράχων που λεπτομερώς καταγράφηκαν επιτόπου αμέσως μετά από το σεισμό του 2015 στα πρανή της δυτικής παράκτιας ζώνης, τα οποία στη συνέχεια συμπληρώθηκαν με περιπτώσεις – συμβάντα από παλαιότερους σεισμούς χρησιμοποιώντας διάφορες πηγές πληροφόρησης. Η εκτίμηση της επιδεκτικότητας έγινε μέσω των μεταβολών της έντασης (κινητικής ενέργειας) της κατάπτωσης συγκεκριμένου βραχοτεμάχους για την κάθε περιοχή – ενότητα με θεωρητικές προσεγγίσεις – προσομοιώσεις και χρήση του λογισμικού Rocfall (Rocscience Inc.) το οποίο αποτελεί ένα από τα πλέον ευρέως χρησιμοποιούμενα λογισμικά προσομοίωσης καταπτώσεων, σε 66 επιλεγμένες διαδοχικές διατομές. Τα δεδομένα εισόδου των προσομοιώσεων προήλθαν από επεξεργασία των στοιχείων της ψηφιακής Βάσης Δεδομένων και από αντίστροφες αναλύσεις των καταγεγραμμένων πραγματικών συμβάντων, με εφαρμογή ειδικού υπολογιστικού κώδικα (ana-rock). Δοκιμάστηκαν δύο κύρια επιμέρους σενάρια από πλευράς σεισμών για την εκτίμηση της έντασης, με την είσοδο της εδαφικής ταχύτητας σαν αρχική στις προσομοιώσεις και συγκεκριμένα (α) σε κανονικές συνθήκες (ασεισμικές με αρχική ταχύτητα μηδέν) και (β) επιλέγοντας τους δύο πιο πρόσφατους ισχυρούς σεισμούς (2003 και 2015) που εκδηλώθηκαν στο νησί (με τις αντίστοιχες εδαφικές ταχύτητες σαν αρχικές). Από την εφαρμογή δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφοροποιήσεις στην ένταση (<15%). Προτάθηκε και εκτιμήθηκε επίσης η «κανονικοποιημένη» ένταση (normalized intensity) που εκφράζει από κοινού την επιδεκτικότητα και το μέγεθος – έκταση (σφοδρότητα) του φαινομένου σαν ένα ποιοτικό μέτρο ομογενοποίησης της κινητικής ενέργειας που εμφανίζεται στις επιμέρους ενότητες. Τόσο ή ένταση όσο και η «κανονικοποιημένη» ένταση αποδόθηκαν σε χάρτες κατάλληλης κλίμακας. Για την αποτίμηση της επικινδυνότητας αξιοποιήθηκαν στοιχεία επανενεργοποίησης - επανεκδήλωσης κατολισθήσεων με τη μορφή καταπτώσεων βράχων, που εντοπίστηκαν σε 131 καταγεγραμμένα περιστατικά της Βάσης Δεδομένων από σεισμούς 100ετίας και έγινε εκτίμηση της περιόδου επαναφοράς και της αντίστοιχης ετήσιας πιθανότητας επαναφοράς αυτών των καταπτώσεων. Ο συνδυασμός της «κανονικοποιημένης» έντασης και της πιθανότητας επαναφοράς οδήγησε σε αδρή εκτίμηση της επικινδυνότητας καταπτώσεων βράχων και την τελική απόδοσή της σε χάρτη κατάλληλης κλίμακας.
  • ItemEmbargo
    Taxonomic, taphonomical and geochemical study of the Late Pleistocene faunal bone assemblages from Melitzia Cave, Mani peninsula, Greece
    (2023-09-28) Τζώρτζη, Μαριάνθη; Tzortzi, Marianthi
    The present thesis focuses on reconstructing the ecological dynamics of the Upper Pleistocene in Greece. The study concentrates on analysing macrofaunal remains from Melitzia Cave in Mani Peninsula. Greece's geographical significance as a potential crossroads between Africa and Eurasia, coupled with favourable climatic conditions during glacial periods, contributed to its habitation by hominins. The research aims to dissect the ecological context of the time by examining the macrofaunal assemblage from Melitzia Cave, utilizing diverse techniques. The sediment deposits within the cave, organized into seven stratigraphic units, span a timespan from 45,500±947.5 BP to 10,915±235 BP. This chronological sequence offers a valuable opportunity to explore shifts in environmental conditions and the intricate interactions between humans and the surrounding ecosystem. While the Palaeolithic period in Greece remains relatively understudied compared to later historical phases, the rich archaeological record of the Mani Peninsula, characterised by numerous cave sites and hominid presence, makes it an ideal research location. Melitzia Cave, situated on Oitylo Bay, provides evidence of hominin occupation during specific time intervals. This research aims to thoroughly categorise, analyse taphonomy, and reconstruct paleoenvironments. The research methodology employs systematic palaeontology for species identification and taphonomical analysis to understand bone modifications and accumulation processes. Additionally, stable isotope analysis of tooth enamel is employed to infer dietary habits and mobility patterns. By integrating these methodologies, we seek to paint a comprehensive picture of the ecological context, the human-environment interactions, and the preservation conditions that prevailed during the Upper Pleistocene in Greece. The identified dominant species, including red deer (Cervus elaphus), fallow deer (Dama dama), alpine ibex (Capra ibex), and partridge (Alectoris graeca), suggest adaptability to temperate and rocky habitats. The presence of larger carnivore species in the lowermost units (I, II, and III), along with the absence of human traces and the reverse trend in the uppermost units, potentially reflects the intricate interplay between humans and carnivores, both sharing the same ecological niche. Evidence of human presence is evident across the uppermost units of Melitzia Cave through recovered lithic artifacts. The cave was utilized for various activities, exhibiting varying intensities over time. Units VIa and VIb showcase a denser concentration of lithics, and faunal remains compared to lower units. The assemblage predominantly consists of artiodactyls, typical of butchery sites. Although not monospecific, all artiodactyls are present in varying concentrations among units. This diversity aligns with kill-butchering sites observed during the Middle Palaeolithic in Europe. The avifauna is well-represented, reflecting a trend towards hunting smaller, swifter game during the Upper Palaeolithic. Skeletal remains in the cave exhibit signs of human-induced bone modifications, with minimal evidence of carnivore damage. The data suggests that human predation played a primal role in shaping the assemblage, primarily involving meat and marrow extraction. However, due to the scarcity of skeletal remains in some units, identifying the responsible agent (human or non-human predator) poses challenges. Human-induced bone modifications become more conspicuous in Unit V, characterised by abundant percussion marks. Unit VI showcases extensive human contribution through remains dominated by ungulates, displaying butchery marks, burning traces, and percussion marks. Larger artiodactyls, mainly C. elaphus, dominate this unit. The presence of skeletal elements with low food utility suggests a hunting stand or primary butchery location, with high-utility parts possibly transported elsewhere. The reconstruction of palaeoenvironmental and palaeoclimatic conditions around the cave during the Last Glacial Maximum, using stable isotope analysis on teeth of the three most abundant ruminant taxa, confirms the presence of a refugium. The study indicates prevailing arid conditions and open canopy vegetation, mirroring modern conditions. Seasonal shifts in δ18O values point to fluctuations in humidity and aridity, with stable climate seasonality observed throughout the Melitzia Cave sedimentary sequence. Slightly increased aridity is noted during the Younger Dryas. The strontium isotope ratios of enamel in three ruminant taxa suggest a local origin, with potential movement between similar areas. The higher strontium ratios of Taygetos mountain in the northeast indicate limited migration southeast. Geochemical analysis of bones from the cave indicates modifications in apatite structure. Discrepancies in mineral composition and crystallinity index (CI) are observed across units, with lower units showing higher CI values. FTIR spectra reveal variations in characteristic bands, including a band at 1087 cm-1 linked to fluoride ions and diagenesis. Bands at 1020 cm-1 and 1030 cm-1 correspond to nonstoichiometric and stoichiometric apatite, respectively, with the latter dominating in older samples. Lower units' samples display higher diagenetic modification, supported by CI values and FTIR characteristics. In summary, the multidisciplinary investigation of the macrofaunal remains in Melitzia Cave not only enhances our understanding of past ecosystems but also illuminates the intricate interaction between humans and their environment during the Upper Pleistocene. Consistent habitation patterns in this region imply that the relatively stable local environment supported prolonged human presence. This study underscores the importance of the Mani Peninsula and its caves as fertile grounds for exploring the complexities of prehistoric human existence and their ecological contexts as well.
  • ItemOpen Access
    Petrographical and geochemical features of the mesozoic bituminous formations of Parnassos-Ghiona Zone, Greece
    (2023-10-03) Δαμουλιάνου, Μαρία Έλλη; Damoulianou, Maria Elli
    The scientific interest regarding the hydrocarbon generation potential in Greece is generally focused on the formations of the Ionian Unit in the western areas of the country, where oil-seepages are well known. In contrast, Parnassos-Ghiona geotectonic Unit (PGU), Central Mainland Greece, has mainly been studied for the presence of bauxite ores. However, so-called bituminous limestone strata overlying the three bauxite strata are described in the up-to-date literature, as well as other Upper Cretaceous organic-rich strata including local coal lenses and thin shale layers, occur on top of the b3 bauxite horizon across PGU. In the present study, a series of outcrop and underground sites, as well as lab-core sections, representing all three bauxite strata hosted within PGU and their underlying/overlying formations, have been studied by means of organic petrology and geochemistry, including both Rock-Eval and GC-MS analysis, mineralogy and inorganic geochemistry, as well as microfacies analysis for the case of the carbonate strata. The aim of this study is to interpret the palaeoenvironmental setting during the deposition of the studied formations; the aspects of the palaeoenvironmental evaluation include the determination of the conditions favouring the organic matter accumulation subsequently to the b2 and b3 bauxite formations, as well as the determination of the palaeoenvironmental trend of PGU since the deposition of the Upper Cretaceous b3 strata towards the occurrence of the Paleogene dubmarine fan deposits. In addition, part of the main scope of the present study has been the assessment of the hydrocarbon generation potential of the studied PGU strata. Beginning from the older b1 ore body, the study of the outcrop sections of interest revealed that the bauxite-mud deposition during Middle-Upper Jurassic (Callovian-Oxfordian) was promptly followed by flooding of the karstic cavities at the studied sites, evolving into a shallow-marine depositional setting, corresponding to the D1 and D2 platform stages (see Carras, 1995), depending on the site, of the Distomon limestone strata. The restricted platform interior later evolved into a deeper part of the rimmed platform exterior model, which was established during the Upper Jurassic (Upper Kimmeridgian - Upper Tithonian), as suggested by the pelagic wackstones/ packstone collected at the AG site. The study of the aforementioned “Distomon” limestone strata following the b1 horizon formation do not support the accumulation and preservation of OM during these times. The study of the Upper Jurassic (Kimmeridgian-Tithonian) b2 bauxite strata, at one outcrop section at the western part of the PGU extent (DES6), revealed that the main bauxite paragenesis consists of boehmite and goethite and less of haematite, whereas the transitional bauxite-shale stage is dominated by the presence of chamosite. A thin organic-rich bauxite-shale layer on the top of the b2 horizon is mainly characterized by type IV bituminite and solid-bitumen content and displays a T max value falling within the oil-generation window. Hence, the HC generation from strata deposited right after the b2 ore body formation is not excluded. The sections of interest overlying the Upper Cretaceous (Cenomanian-Turonian) b3 horizon revealed the establishment of different depositional settings, depending on the studied site, including prompt deepening towards a shallow-marine platform interior setting (FZ7-9), during which adequate accumulation and/or preservation of organic matter was in cases favored right after the bauxite-mud deposition, shallow-marine basins with limited water circulation, as well as proximal to the sea paralic mires controlled by high-energy/tidal and oxidizing conditions. The study of the coal lenses revealed the establishment of two different coal-forming modes of organic matter depositional settings, including paralic mires on the top of the lateritic mud deposition, and paralic mires developed upon the Lower Cretaceous limestone bedrock. The low/very low grade humic coal lenses at the Vagoneto and Gouves sites formed by accumulation of mostly herbaceous plants, being characterized by elevated amounts of detrovitrinite and inertinite, and variable amounts of liptinites usually in the form of sporinite and alginite. Accordingly, the Rock-Eval data indicate the occurrence of all kerogen types, with the Types III and IV generally prevailing. The overall coal-petrographic data indicate intense oxidation in the palaeo-mires, possibly related to the dry warm Turonian climate and/or the influence of brackish waters. Τhe thermal maturity of the coal lenses , based on both vitrinite reflectance and Rock-Eval data, indicates Medium Rank Bituminous coals or, in terms of hydrocarbon generation, the early oil window stage. The uppermost Upper Cretaceous (Senonian) limestone strata was deposited under the conditions of shallow-marine platform interior setting (FZ7-9), during which adequate accumulation and/or preservation of organic matter was not favored. During the Upper Cretaceous, the palaeoenvironmental evolution of the PGU reached the FZ6 of the platform margin within the stratigraphic extent of the studied strata, followed by two alterations of carbonate platform settings and flysch-forming environments (reporting the onset of the orogenetic status within PGU during the transition of Maastrichtian and Paleogene), as recorded on the alteration of submarine fan deposits and pelagic limestones, before the final occurrence of the Paleogene sub-marine fan deposits. The Paleogene submarine fan deposits, represented by one site comprising a few-meter-thick sequence of alternating sandstone and marl strata, displayed a small amount of both indigenous and migrated solid hydrocarbons (corresponding to a maximum of 0.5 wt.-% TOC), suggesting a possible migration of hydrocarbons from the Cretaceous organic-rich formations. However, the reservoir features along with the theory of in-situ hydrocarbon generation in this sedimentary sequence belonging to the PGU Paleogene submarine fan deposits needs to be further investigated.
  • ItemOpen Access
    Study of the Villafranchian large mammal fauna from Karnezeika (Argolis, Peloponnese, Greece) : systematics, taphonomy, palaeoecology
    (2023) Σιάνης, Παναγιώτης Δημήτριος; Sianis, Panagiotis Dimitrios
    The Karnezeika locality lies in the southern part of Argolis prefecture and chronostratigraphically corresponds to the Lower Pleistocene. It consists a small doline formed in the local limestone, as the substrate is characterised mainly by Upper Triassic / Lower Jurassic carbonate rocks of the Pantokrator Formation of the Pelagonian Unit. Most likely the site served as a natural trap which gradually was filled with sediments, rocks and mainly mammal skeletal material from the wider area transferred there by the actions of water and gravity, thus creating favourable conditions for its fossilization. The large mammal fossil collection from Karnezeika is the subject of the current PhD study. In total, 3358 identifiable specimens have been recorded. Apart from these, there are also more than 7000 catalogued and recorded specimens of quite small fragments of all kinds of bone. The large number of fragmented specimens shows that most of them were transported rather violently to the final place of burial and the transportation seems to have been quite fast since the bones show no particular signs of weathering nor abrasion; no traces of carnivore activity were recorded either. All these, in combination with the presence of bones with various Fluvial Transport Index values, as well as the lack of articulated elements and any sign of bioclastic sorting shows that the place of death was peripheral to the doline which means that the bones were transported from an area in close proximity and around the doline. The large mammal fauna that was determined in the assemblage is vastly dominated by bovids including Gazella bouvrainae, Gazellospira torticornis, Gallogoral meneghinii and Caprini gen. et sp. indet., an assemblage which is quite unusual for post-Pliocene Greek localities where generally a large number of equid specimens occurs instead. Apart from four bovid taxa and an equid, three different cervid species, the giraffe Palaeotragus inexpectatus, the rhino species Stephanorhinus etruscus, seven carnivoran taxa, as well as scarce remains of a large cercopithecid were also determined, rendering Karnezeika as a primate-bearing Lower Pleistocene locality. The bovid association G. bouvrainae – G. meneghinii – G. torticornis, combined with the three cervid species, is rather typical for the Middle Villafranchian faunas of Greece (2.6 – 1.8 Ma). In addition, the presence of numerous G. meneghinii individuals is of interest as well, since this taxon normally constitutes a quite rare element in the Greek fossil record. Moreover, the Karnezeika assemblage contains several carnivoran and artiodactyls representatives of mixed habitats. These facts, in combination with the minimal presence of equids, which are represented only by a handful of specimens and the absence of typical open-landscape predators, most likely show that the palaeoenvironment of Karnezeika was represented by rocky limestone terrains with hills and slopes.
  • ItemOpen Access
    Η γεωλογία του ποτάμιου συστήματος της Νέδας και η διαχείρισή του
    (2023-07) Παναγιωτακοπούλου, Όλγα; Panagiotakopoulou, Olga
    The present doctoral thesis concerns modern sedimentation in the river Neda low field and its deltaic field evolution in the Holocene. In addition, in the context of river management, the thesis implements a geochemical survey of the river’s surface waters and a survey of the deltaic coastline’s erosion. The study of modern sediments focuses on the clastic histological properties of the surface sediments of the river bed in its low field. In particular, all three cobble axes of the surface current deposits were measured, at selected sampling stations. Moreover, lithology, grain size, sphericity, roundness, and shape were examined. The quantitative results of the study of the above structural characters were subjected to statistical processing to determine their random changes along the river bed. In particular, limestone cobbles are the most abundant lithology relative to sandstone and chert cobbles. In contrast, lateral contamination and the relationship of fluvial channel width to barrier width determine the quantitative variation of the three lithologies along the river bed. Variations in the "chert ratio" from sampling point to point are due to a shape-selective arrangement. The changes in the average value of the Mean Size (Mz) of the three lithologies along the bed are due to lateral flood action, differential transport, or selective transport. Sandstone cobbles show higher rounding values than limestone, showing a better degree of roundness than chert cobbles. Variations in Mean Roundness along the bed are due to lateral contamination. The chert cobbles have the highest mean sphericity value compared to the other two lithologies. In contrast, there is no change in the mean sphericity value both due to lateral contamination and the absence of any significant change in sphericity because of fluvial transport. Discoidal and spheroidal cobbles predominate over cylindrical and flattened cobbles due to their feeding sources and sedimentary structures. Quantitative changes in the proportions of shape classes from sampling point to point caused by lateral contamination, are absent from overlaying shape-selective sorting. The evolution of the deltaic field of the river Neda during the Holocene concerns the identification of the environments and sub-environments of sedimentation, the description of lithofacies concentrations (facies association) as well as the individual lithofacies that compose them and their distribution in space and time in Holocene Era. The presence of a fluvial environment was ascertained using scatterplots of Sorting Degree/Mean Size and the CM-pattern in combination with the percentage of silt fraction. This fluvial environment involves a network-type distributary channel and its floodplain environment, which together constitute the deltaic river field. Gravel barriers structure the distributary channel while the floodplain shows a series of depositional sites based on the respective location of the active distributary channel, which is: a. the proximal floodplain deposits of a sandy and gravelly character. b. the depositional sites of the intermediate flood plain (mid-floodplain or medial overbank deposits) of a silty character and c. the distal floodplain or flood-basin deposits of a clayey character. In addition, based on the granulometric statistical parameters and the absence of silt and clay, a sandy coastal environment in the form of a beach ridge was recognized.The presence of carbonate material in the analyzed sediments is positively related to the coarse-grained fraction showing clastic genesis. In contrast, the organic material is positively associated with the fine-grained fraction as having a similar hydraulic character. The Neda River delta is classified as deflected wave-influenced delta with insufficient fine-grained material. Therefore, the evolution of the delta in the Holocene is associated with a group of parallel coastal ridges (beach ridges). In addition, this evolution is accompanied by four lateral migrations, two of which occur gradually, producing a sequence with decreasing grain size upwards in the surrounding area of the floodplain. The existing differential subsidence between the northern and southern parts of the Neda trench and the southward turn of the trench drive the evolution of the delta in the Holocene, which starts earlier than 8.000 BP from the north-facing paleo-groove at the location of the NEΓ borehole. This paleo-groove seems to correspond to an ancient valley that crossed the present continental shelf and escarpment. The deltaic lobe appeared to date from the mid-Holocene (8ka-6ka) and was never intersected by the mid-Holocene inundation. During the last millennium, an increased deposition rate has been observed in the deltaic field, probably due to climate changes and anthropogenic interventions. However, the increased erosion rate due to anthropogenic intervention is observed in the current coastline. It has receded since the year 1945 to its current position with a maximum withdrawal of 60 m in its most prominent part. The monitoring of physicochemical parameters of the surface waters of the Neda River, in the period 2005-2008, showed that their temperature is favorable for aquatic organisms. PH, conductivity, and total dissolved solids measurements indicate an absence of pollution and a high-purity water body, while surface running waters have low salinity. Determination of nutrient salts shows that nitrogen pollution has affected the Neda River surface water body and at the same time was burdened with phosphate pollutants occasionally. Ammonium and nitrite salts in these waters have a low presence. The determined values of calcium, magnesium, and sodium ions are as expected due to the low degree of solubility of the solid limestone rocks constituting the Neda River basin. Except for an extreme value of sodium which may be due to the proximity of the Estuary station (Θ8) to the marine body of water. In addition, the concentration of bicarbonate ions is determined as expected and reflects a typical carbonate type of water for the same reason. Sulfate ions seem to have a low presence which is more likely due to geogenic reasons and less to the use of sulfate fertilizers. Conversely, potassium ion values indicate a possible use of potassium fertilizers, since siliceous clay rocks are absent in the watershed.
  • ItemOpen Access
    Τεχνικογεωλογικές συνθήκες στο νομό Καρδίτσας : κατολισθητικά φαινόμενα στους σχηματισμούς του φλύσχη
    (1997) Πυργιώτης, Λάμπρος Θ.; Pyrgiotis, Lampros Th.
    Αντικείμενο της εργασίας αυτής αποτέλεσε η διερεύνηση των κατολισθήσεων και της επικινδυνότητας αυτών με τη λεπτομερή ανάλυση του τεχνικoγεωλογικού πλαισίου και όλων των άλλων παραμέτρων που υπεισέρχονται στο πρόβλημα. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στους σχηματισμούς του φλύσχη που καταλαμβάνουν τη μεγαλύτερη έκταση στο ορεινό τμήμα του νομού και είναι επιδεκτικοί σε κατολισθήσεις. Αρχικά διαγράφεται το τεχνικογεωλογικό πλαίσιο του νομού στο οποίο εντάσσεται η παραπάνω έρευνα, με βάση την ανάλυση και σύνθεση στοιχείων που αναφέρονται στο μορφολογικό ανάγλυφο, τη σεισμική δράση, τα κλιματικά– υδρομετεωρολογικά στοιχεία, τις αποσαθρωτικές – διαβρωτικές διεργασίες, τη λιθολογική σύσταση και δομή των σχηματισμών καθώς και τα φυσικά χαρακτηριστικά και τη μηχανική συμπεριφορά αυτών. Παράλληλα συντάχθηκαν ο Τεχνικογεωλογικός και ο Σεισμοτεκτονικός χάρτης του νομού σε κλίμακα 1:100.000. Στη συνέχεια γίνεται αξιολόγηση και αρχειοθέτηση όλων των δεδομένων σχετικά με τις κατολισθήσεις στο σύνολο του νομού με ιδιαίτερη έμφαση στα φαινόμενα που εκδηλώθηκαν στο φλύσχη καθώς και τη στατιστική θεώρηση αυτών. Η κωδικοποίηση και αρχειοθέτηση των στοιχείων απέδειξε την ανάγκη σύνταξης ενός Στατιστικού Απογραφικού Δελτίου (Σ.Α.Δ.) που περιέβαλε όλες τις παραμέτρους που υπεισέρχονται στο πρόβλημα ‘‘κατολίσθηση’’ και αναφέρονται στη λιθολογική σύσταση και δομή, τη γεωμετρία του πρανούς, τα αίτια, το μηχανισμό, τις επιπτώσεις κλπ. Επίσης δημιουργήθηκε βάση δεδομένων μετά από αξιολόγηση, κωδικοποίηση και αρχειοθέτηση των στοιχείων που αφορούν 425 περίπου κατολισθήσεις. Ειδικότερα, με τη στατιστική επεξεργασία των στοιχείων διερευνήθηκαν στο σύνολο του νομού και στη συνέχεια στο φλύσχη οι κατανομές συχνότητας των κατολισθήσεων στις διάφορες λιθολογικές ενότητες, τις βαθμίδες υψομέτρου, τα ύψη βροχής, κλπ., τα δε αποτελέσματα παρατίθενται με τη μορφή πινάκων και διαγραμμάτων. Επιπλέον συντάχθηκε σειρά χαρτών σε κλίμακα 1:100.000 ως εξής: (1) γεωγραφικής κατανομής των κατολισθήσεων στο νομό Καρδίτσας, (2) μορφολογικού ανάγλυφου, (3) υδρογραφικού δικτύου, (4) τεκτονικός, (5) βροχομετρικός, (6) διάβρωσης, (7) κλίσης πρανών, (8) βαθμού ανθρωπογενούς επίδρασης στη βλάστηση, (9) εντοπισμού γεωτρήσεων αντιπροσωπευτικών της στρωματογραφικής διάρθρωσης στην ευρύτερη περιοχή καθώς και τεχνικών έργων που έχουν υλοποιηθεί ή μελετηθεί. Αναφορικά με το φλύσχη συντάχθηκε ο χάρτης επιφανειακής εξάπλωσης των διαφόρων φάσεων αυτού και κατανομής των κατολισθήσεων σε αυτούς. Με βάση τις παραπάνω αναλύσεις προέκυψε η ανάγκη για τη διερεύνηση του ρόλου των βροχοπτώσεων στην εκδήλωση των κατολισθήσεων στην περιοχή έρευνας. Για το σκοπό αυτό έγινε σύγκριση της κατανομής των τελευταίων για τη χρονική περίοδο 1961 – 1993, σε σχέση με το αντίστοιχο μέσο ετήσιο ύψος βροχής. Τέλος, επιλέχθηκαν ορισμένα πρανή στο φλύσχη κατά μήκος των οποίων έχει προηγηθεί αστοχία και έγινε ανάλυση της ευστάθειάς τους (Slope stability analysis). Οι παραπάνω αναλύσεις κατέδειξαν τους μηχανισμούς εκδήλωσης του φαινομένου των κατολισθήσεων στο φλύσχη, ενώ παράλληλα προέκυψαν χρήσιμα συμπεράσματα σχετικά με τη πρόληψη και την αντιμετώπιση ανάλογων περιπτώσεων.
  • ItemOpen Access
    Application of remote sensing, GIS techniques and new technologies for the monitoring and protection of the coastal areas of Achaia’s and Ilia’s prefectures
    (2023-07-26) Αποστολόπουλος, Διονύσιος; Apostolopoulos, Dionysios
    The rise of the average sea level due to the climate change has made the coastal areas vulnerable and prone to failures of the existing infrastructures affecting the local ecosystem and the local economy. The occurrence in the last 10 years of extreme weather conditions and the blocking or changing of the outflow of the streams has aggravated the problem. For this reason, it is necessary to assess the magnitude of the shoreline change directly and reliably in numerical terms so that authorities be able to develop and manage plans for the protection of their coastal zones. There are two basic objectives of this thesis a) the investigation of the usage of low and medium spatial resolution data, provided free of charge, for the estimation of the coastline mapping and b) the application of a model to highlight the areas in the coastal zone of the prefectures of Ilia and Achaia that show erosion/accretion alterations utilizing high-resolution data, combining appropriate Geographical Information Systems (GIS) applications. Initially, the world-wide literature was studied and examined regarding the methods, indicators and data used by the scientific community for shoreline mapping, while previous studies based on low - and medium - resolution remote sensing data, such as Landsat 5/7/8 (TM, ETM+, OLI), Sentinel-2, CORONA, SPOT1-5, IRS were evaluated. The accuracy of these data was then classified and quantified in relation to the respective high-resolution data. In addition, the possibility of predicting the future position of the coastline using suitable software was evaluated and relative problems and limitations were identified. The results of the research proved that the medium and low-resolution satellite data are not suitable to provide the spatiotemporal estimation of the coastline change similar to the high-resolution data. Areas of the Ilia and Achaia coasts, which deal with erosion/accretion alterations, were identified and investigated using high and very high-resolution data. In addition, the pilot usage of the Unmanned Aerial Vehicles (UAV) imagery for both shoreline evolution and seafloor bathymetry reconstruction was tested. Considering that in the last decade more and more satellites, equipped with high-definition instruments and technology, are put into orbit to monitor the Earth by various agencies (research, military, etc.), it is certain that in the future researchers will have at their disposal high-resolution data, and thus the results and the methods developed in this thesis will be able to be a comprehensive guide for assessing the evolution of the coastal zone.
  • ItemOpen Access
    Η συμπεριφορά των μαργαϊκών γεωυλικών και των υλικών του αποδομημένου φλύσχη στην εκδήλωση εκτεταμένων κατολισθήσεων
    (2023-04-20) Αναγνωστοπούλου, Σοφία; Anagnostopoulou, Sofia
    Στην παρούσα διδακτορική διατριβή διερευνάται η συμπεριφορά των υλικών του αποδομημένου και αποσαθρωμένου φλύσχη στην εκδήλωση κατολισθήσεων. Η έρευνα εστιάζεται στην εργαστηριακή προσέγγιση των χαρακτηριστικών του «εδαφοποιημένου» φλύσχη μέσω δοκιμών άμεσης διάτμησης σε μεγάλης διαμέτρου (Large Shear) ανακατασκευασμένα δείγματα, καθώς και τυπικής περιστροφικής διάτμησης (Ring Shear), τα οποία κατέστη εφικτό να χρησιμοποιηθούν και να δοκιμαστούν σε εργαστηριακό περιβάλλον. Εν αντιθέσει στα μαργαϊκά υλικά, λόγω της παρουσίας της αργίλου, υπήρξε δυσκολία στη διαμόρφωση (ανακατασκευή τους) και αναπτύχθηκαν υδατικές υπερπιέσεις στους πόρους τους. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα να μην μπορούν να τοποθετηθούν στην συσκευή μεγάλης διάτμησης, ούτε να διερευνηθεί η συμπεριφορά τους σύμφωνα με τις ισχύουσες προδιαγραφές εκτέλεσης δοκιμών άμεσης διάτμησης. Τα δείγματα προέρχονται από τρεις επιλεγμένες περιοχές – ζώνες εκτεταμένων ενεργών κατολισθήσεων σε υλικά του φλύσχη στη Δυτική Ελλάδα (Παναγοπούλα, Καρυά και Πλατανίτη), που λήφθηκαν από τη ζώνη της επιφάνειας ολίσθησης. Η εκτέλεση δοκιμών διάτμησης μεγάλης διαμέτρου (300×300×120 mm) έγινε σε ανακατασκευασμένα (reconstituted) δείγματα που παρασκευάστηκαν μέσα στον υποδοχέα της συσκευής, σε διαφορετικές συνθήκες πυκνότητας (χαλαρά, πυκνά) και υγρασίας (ξηρά, στη βέλτιστη υγρασία, μερικώς κορεσμένα και κορεσμένα) και σύμφωνα με τους διεθνείς κανόνες και πρακτικές. Δοκιμές εκτίμησης της παραμένουσας διατμητικής αντοχής έγιναν επίσης με τη συσκευή δακτυλιοειδούς διάτμησης, ενώ σε χαρακτηριστικά δείγματα έγινε ημιποσοτική ορυκτολογική ανάλυση με XRD. Η επεξεργασία και ανάλυση των αποτελεσμάτων έδειξε: (α) αξιοσημείωτη μείωση της ενεργής γωνίας τριβής με την υγρασία, (β) σημαντική επίδραση της πυκνότητας στη διατμητική αντοχή σε υγρές και ξηρές συνθήκες, (γ) φαινόμενα διαστολικότητας (dilatancy) στην πυκνή κατάσταση, (δ) σχεδόν ταύτιση των τιμών της ενεργής γωνίας σε κορεσμένες συνθήκες στο εύρος των 25° – 30° τόσο της χαλαρής, όσο και της πυκνής κατάστασης, (ε) υψηλές τιμές της ενεργής γωνίας (>40°) σε ξηρές συνθήκες, της χαλαρής και πυκνής κατάστασης και (στ) εύρος τιμών 35° – 40° για συνθήκες βέλτιστης υγρασίας και 30° – 35° για μερικώς κορεσμένες συνθήκες υψηλότερες της βέλτιστης. Από τη σύγκριση των αποτελεσμάτων της εργαστηριακής έρευνας με τα αντίστοιχα της αντίστροφης ανάλυσης (back analysis) που έγιναν σε τυπικές τομές των τριών θέσεων κατολισθήσεων, φαίνεται ότι, (α) η γωνία τριβής που προκύπτει από την αντίστροφη ανάλυση είναι λίγο μικρότερη από την εργαστηριακή παραμένουσα γωνία (η διαφορά τους είναι γενικά <3°), (β) οι ενεργές γωνίες που εκτιμώνται από τη διάτμηση μεγάλων διαστάσεων για τις κορεσμένες συνθήκες είναι λίγο μεγαλύτερες (μέχρι περίπου 6°). Γενικά φαίνεται ότι η διάτμηση μεγάλων διαστάσεων μπορεί να συνεισφέρει σημαντικά στη διαμόρφωση πλέον αντιπροσωπευτικών δειγμάτων στα «δύσκολα» γεωλογικά υλικά, από πλευράς δειγματοληψίας, όπως ο φλύσχης, ενώ για κορεσμένες συνθήκες που αποτελούν και τις «κρίσιμες» για την εκδήλωση κατολισθήσεων αποτελεί ένα αξιόπιστο εργαλείο για την εκτίμηση της διατμητικής αντοχής για το σχεδιασμό πρανών στον αποσαθρωμένο και αποδομημένο φλύσχη.
  • ItemOpen Access
    Mapping of high priority marine habitats in Greece, the case of coralligenous formations
    (2023-03-03) Δήμας, Ξενοφών; Dimas, Xenofon
    The 1st chapter is the introduction of the thesis and is an overview of the present knowledge about the coralligenous formations found in the Mediterranean Sea in general and in the Greek Seas more specifically. Several aspects and the mechanisms that control the presence and growth of coralligenous formations are presented in this chapter. Coralligenous formations are under immense pressure due to the impact of human activities. These pressures and the conservation methods and acts that have been established are also part of this chapter. In order to map the coralligenous formations on the seafloor marine scientists use a plethora of different techniques. All these techniques as well as some new emerging state-of-the-art high-resolution techniques and the different seafloor classification schemes that are used are also described. The final part of the chapter is dedicated to gathering and presenting all the available information regarding the presence and status of the coralligenous formations of the Greek Seas that have been published in scientific studies. The 2nd chapter presents the survey areas that were selected for the application of the methodologies proposed in this PhD. For the probability model, the study area is the whole span of the Greek Seas. Key features of the Ionian and the Aegean Seas are presented, in addition, a further note is given to some very important gulfs of these seas. Gyaros Island (Cyclades Archipelago, South Aegean) was selected to be the survey area for testing and application of the down-scale, high-resolution marine remote sensing survey. In the 3rd chapter methodologies that are used for the objectives of the PhD are analysed. The first part describes the steps taken for the creation of a probability map of coralligenous formation presence in the Greek Seas. The steps are the collection of seafloor mapping data from the archive of the Laboratory of Marine Geology and Physical Oceanography, the collection of data regarding the seafloor morphology and its physico-chemical attributes for the areas mapped and the Greek Seas in general. The methodology of the applied random forest algorithm analysis is the final step of this part. The second part is the description and analysis of the downscale seafloor mapping survey techniques on Gyaros Island. This part presents both the survey planning and execution phase as well as the processing of the data collected through the survey. Chapter 4 presents the results of the methodologies described in chapter 3. The results are also divided into two parts; the first refers to the mapped coralligenous formations and the probability model of the spatial distribution of coralligenous assemblages in Greece, while the second present the results of the high-detail mapping in Gyaros Island At first the result of the combination of the mapping data of the LMGPO archive is presented in the form of the most complete coralligenous formations presence map of the Greek Seas. The results of the statistical analysis and the creation of violin plots for the parameters collected from the open-access portals are the next part of this chapter. In this part, the violins plots are used to detect common attributes and differences between the formation found in the Greek Seas by segmenting it into three different geographical areas (Ionia, S and N Aegean Seas). The results of the probability model close the presentation of the first part of the results. In the second part, the results of the marine remote sensing and ground truthing survey are presented through thematic maps for each of the techniques applied. The combination of these maps allowed the segmentation of the seafloor based on three different seafloor classification schemes and their results are analysed. The final part of this chapter is the statistical analysis of the coralligenous formation mapped in the area of Gyaros seafloor in respect to the bathymetry and the sediment thickness. The 5th and last chapter of the thesis is the synthesis of this thesis. The key results of each applied methodology are presented and their contribution to the process of understanding the coralligenous formation is highlighted Moreover, the limitations and/or gaps in each of the implemented methodological approaches are mentioned and ways to solve or fill them are also presented. The presentation of methodologies and instrumentations that will further enhance future mapping surveys is the last part of the PhD.
  • ItemOpen Access
    Magmatic and post-magmatic processes recorded in Cr-PGE ores and mantle peridotites, Chalkidiki ophiolites, Greece : a mineralogical, geochemical and petrological investigation
    (2023-03-01) Σιδερίδης, Αλκιβιάδης; Sideridis, Alkiviadis
    Along the Chalkidiki peninsula there are two separate ophiolite zones, the West and the East Chalkidiki, both comprise of well exposed mantle sections which host podiform chromitite bodies. The West Chalkidiki (occurrences of Vavdos and Gerakini-Ormylia) comprises a highly depleted mantle section, which, based on the present research, consists of highly depleted harzburgite, transitional to dunite harzburgite, massive dunite and Cr-rich chromitite - dunite envelope assemblages. Using the chemistry of magnesiochromite hosted within the Cr-rich chromitite, the calculated parental melts demonstrate boninitic affinities, generated after high partial melting degrees in a forearc above a subducted slab. This led to the depletion of the mantle source and subsequent melt-rock interaction consumed orthopyroxene, leaving dunite residues. Dunite acted as pathways for the melt percolation and subsequent formation of chromitite. The PGE concentrations are typical of Cr-rich podiform Tethyan chromitites and their distribution is controlled by partial melting. The primary PGM revealed a) initial crystallization temperatures of ~1200 ◦C under low sulfur fugacity (Os-Ir alloys and Ru-rich laurite) and b) subsequent cooling of the system with increasing sulfur fugacity (erlichmanite and Ru-poor laurite). The high temperature PGM are hosted in the massive chromitite and the lower temperature in non-massive counterparts. These results demonstrate a common mantle evolution in the Vardar ophiolites. Apart from the described primary features, it was deemed important to study a) the effect of post-magmatic processes and b) the geotectonic settings that these took place. The major post-magmatic process is listwaenitization, which has led to complete silicification (silica listwaenite) of the peridotite protoliths which are dominated by a rusty silica pseudo-mesh texture mass. The listwaenite hosted chromitites do not preserve any primary silicate, just serpentine relics and chlorite. This supports a serpentinization effect prior to listwaenitization. The effect of listwaenitization upon chromitite has never been addressed. Study of the major and trace element chemistry of magnesiochromite showed that there were no significant chemical variations due to the listwaenitization. The encountered PGM were desulfurized and listwaenitized chromitite display Pd-Au enrichments. The listwaenitization took place within a mantle wedge, where CO2-bearing fluids originating from dehydrated subducted Mesozoic sediments, interacted with the protoliths, forming serpentinite and finally silica listwaenite. The meta-ultramafic bodies of Gomati and Nea Roda (East Chalkidiki) are situated in the Serbomacedonian Massif. They demonstrate bimodal character in terms of chromitite chemistry with both Cr- and Al-rich chromitites outcropping in proximity, with no obvious tectonic structure intercepting those two varieties. Based on the trace element abundances in spinel grains, metamorphosis reached amphibolite facies, forming porous spinel. Chromitite-hosted chlorite and garnet chemistry correlates with greenschist facies temperatures and formation of zoned spinel grains. Despite the metamorphic overprint, some of the primary features of the chromitites have been preserved. The PGE contents demonstrate an increase in Pd/Ir ratios in some chromitites pointing to fractionation, whereas low ratios of mostly Cr-rich chromitites point to partial melting being the main mechanism that controls PGE mineralization. The normalized trace element patterns of spinel-group minerals revealed that Al-rich chromitites were generated in spreading settings in a back-arc and the Cr-rich counterparts in SSZ environment. The parental melts of Al-rich and Cr-rich chromitites demonstrate MORB and boninitic affinities, respectively. The meta-ultramafic protoliths were modified within a subduction zone, with significant input of a sedimentary source, as confirmed by the chemistry of serpentinite, diopside and Sb-mineralization. These results suggest common geotectonic processes within the Rhodope and the Serbomacedonian massif, that have affected the ultramafic bodies and chromitite occurrences.
  • ItemOpen Access
    Παλαιοκλιματολογικές έρευνες στο Νότιο Αιγαίο Πέλαγος
    Κοζάνογλου, Αικατερίνη; Kozanoglou, Aikaterini
    Το Αιγαίο Πέλαγος έχει αναδειχθεί σε σημαντική περιοχή της Μεσογείου για παλαιοκλιματικές μελέτες καθώς συνδυάζει γρήγορη απόκριση και ευαισθησία σε κλιματικές μεταβολές τόσο ευρείας κλίμακας όσο και τοπικής κλίμακας που καταγράφονται στα υδρολογικά χαρακτηριστικά και τελικά στο ιζηματολογικό αρχείο κάθε θαλάσσιας λεκάνης του. Η γεωγραφική θέση και το πολύπλοκο γεωμορφολογικό ανάγλυφο των ξεχωριστών θαλάσσιων λεκανών στο Αιγαίο, επηρρεάζει τα ποιοτικά χαρακτηριστικά και την κυκλοφορία των υδάτων καθε θαλάσσιας μάζας που φιλοξενούν οι διαφορετικές θαλάσσιες λεκάνες.Η παρούσα διατριβή συγκεντρώνει γεωχημικά και μικροπαλαιοντολογικά στοιχεία από ιζήματα μιας μικρής θαλάσσιας λεκάνης, της λεκάνης Τήλου-Σύμης, που βρίσκεται στο ΝΑ Αιγαίο. Η θέση και η γεωμορφολογία της λεκάνης Τήλου-Σύμης της προσδίδει χαρακτηριστικά ενός «φυσικού εργαστηρίου» και δίνει τη δυνατότητα διερεύνησης της επίδρασης κλιματικών γεγονότων προγενέστερων γεωλογικών περιόδων στις βιογεωχημικές παραμέτρους ενός σχετικά απομονωμένου, παράκτιου, μικρής έκτασης και μέτριου βάθους θαλάσσιου οικοσυστήματος.Η μελέτη εστιάζει κυρίως στην περίοδο του Ολόκαινου με επίκεντρο την απόθεση του πιο πρόσφατου σαπροπηλού και στηρίζεται σε πολύ υψηλή ανάλυση μικροπαλαιοντολογικών δεδομένων σε μεγάλο αριθμό δειγμάτων, σε συνδυασμό με αναλύσεις γεωχημικών παραμέτρων. Το ιζηματολογικό αρχείο προέρχεται από πυρήνα μήκους 381 cm, στον οποίο τα στρώματα του σαπροπηλού S1 εκτείνονται μεταξύ 130-185 cm και χρονολογήθηκαν το διάστημα 6.19-10.16 ka BP. Προσδιορίστηκαν δύο στρώματα σαπροπηλού μεταξύ των οποίων υπάρχει διακοπή απόθεσης στον ορίζοντα 159.5-164 cm που αντιστοιχεί στην χρονική περίοδο 8.21-8.54 ka BP. Τα σαπροπηλικά στρώματα προσδιορίστηκαν συνδυάζοντας μακροσκοπική παρατήρηση και τιμές οργανικού άνθρακα, συνεπικουρούμενες από μετρήσεις σε μαγνητικές παραμέτρους και μικροπαλαιοντολογικές αναλύσεις. Επιπλέον των ραδιοχρονολογήσεων σε τέσσερεις ορίζοντες του πυρήνα, χρησιμοποιήθηκε ως ένα ακόμα σημείο η χρονολόγηση του Ζ2 ορίζοντα τέφρας από την Μινωική έκρηξη του ηφαιστείου της Σαντορίνης. Οι τιμές οργανικού άνθρακα και οι τιμές αζώτου στα ιζήματα του σαπροπηλού ξεπερνούν το διπλάσιο των αντίστοιχων τιμών σε ιζήματα πριν και μετά την απόθεση του σαπροπηλού. Η αναλογία Corg/N είναι ένα σημαντικό εργαλείο προσδιορισμού της πηγής προέλευσης του οργανικού υλικού που μπορεί να είναι κυρίως θαλάσσια ή κυρίως χερσαία. Τα σταθερά ισότοπα δ15Ν και δ13Corg σε ιζήματα σε συνδυασμό με την παραπάνω αναλογία οδηγούν σε πιο ασφαλή συμπεράσματα σχετικά με την οργανική ύλη που παράγεται στο οικοσύστημα κατά τις διαφορετικές περιόδους και σχετικά με την αφθονία των θρεπτικών. Επιπλέον σημαντικά στοιχεία προέκυψαν από τις μετρήσεις σταθερών ισοτόπων σε κελύφη του πλαγκτονικού τρηματοφόρου Globigerinoides ruber alba που κατέδειξαν δραματικές μεταβολές πριν την έναρξη του Ολόκαινου και ενδεικτικές μεταβολές κατά τη διάρκεια διακριτών γεγονότων μέσα στο Ολόκαινο. Τα ισότοπα αυτά αντικατοπτρίζουν με πιστότητα τις συνθήκες που επικρατούσαν στα στρώματα νερού όπου διαβιούν και κατασκευάζουν το κέλυφός τους τα άτομα του συγκεκριμένου είδους.Το αρχείο των σταθερών ισοτόπων οξυγόνου δείχνει εμπλουτισμό στα βαρειά ισότοπα. Κατά την περίοδο 16.33-10.73 ka BP μετρήθηκαν οι υψηλότερες τιμές ισοτόπων (~3‰) που είναι ενδεικτικές μιας ψυχρότερης και ξηρότερης περιόδου που περιλαμβάνει και την περίοδο Younger Dryas ενώ ξεκινώντας από τα 10.73 ka BP παρατηρήθηκε μια πτώση σε τιμές χαμηλότερες του 1‰. Το γεγονός αυτό είναι χαρακτηριστικό και προσδιορίζει την έναρξη του Ολόκαινου με επίδραση από την παγκόσμια μείωση του όγκου των πάγων και άνοδο της στάθμης της θάλασσας καθώς και κλιματικές συνθήκες υψηλότερης θερμοκρασίας και υγρασίας στην περιοχή της Α. Μεσογείου. Από τα 7.77 ka BP και μετά, οι τιμές εμφανίζονται αυξημένες με διακυμάνσεις γύρω από την τιμή 1‰, υποδεικνύοντας λιγότερο θερμές και υγρές συνθήκες κατά το μέσο και ανώτερο Ολόκαινο. Τα δεδομένα σταθερών ισοτόπων άνθρακα σε κελύφη του G. ruber alba οδηγούν επίσης στο διαχωρισμό δύο μεγάλων περιόδων. Διακρίνεται η προγενέστερη περίοδος 16.33-10.73 ka BP με αυξημένες τιμές σε ένα μικρό εύρος διακυμάνσεων και η μεταγενέστερη περίοδος που αντιστοιχεί στο Ολόκαινο με μικρότερες τιμές έως και αρνητικές και μεγάλο εύρος διακυμάνσεων. Οι πιο έντονες μεταβολές με αρνητικές τιμές δ13CG.r παρατηρούνται και κατά την περίοδο απόθεσης του σαπροπηλού, και μεταγενέστερα. Μετά το τέλος της απόθεσης του σαπροπηλού διακρίνουμε δύο κορυφές στα 4.58 ka BP και στα 1.55 ka BP, και μια πτώση στα 3.59-3.22 ka BP, μεταξύ των πιο χαρακτηριστικών μεταβολών στην καμπύλη κατανομής των ισοτόπων. Οι υψηλές τιμές ισοτόπων δ13CG.r δείχνουν εμπλουτισμό στο βαρύ ισότοπο 13C και έλλειψη του ισοτόπου 12C, και κατά συνέπεια αυξημένους ρυθμούς φωτοσύνθεσης στην ευφωτική ζώνη κοντά στην επιφάνεια. Κατά το μέσο και ανώτερο Ολόκαινο οι κατανομές σταθερών ισοτόπων δ18Ο σκιαγραφούν και μια σειρά άλλων γεγονότων, τρία εκ των οποίων είναι περισσότερο εμφανή.Η περίοδος που προηγείται της απόθεσης του σαπροπηλού (12.26-10.50 ka BP) κυριαρχείται από την ομάδα των ψυχρών ειδών πλαγκτονικών τρηματοφόρων, με υψηλές αφθονίες για το είδος Turborotalita quinqueloba, που υποδεικνύει ψυχρότερα νερά στην εύφωτη ζώνη και αυξημένες αφθονίες των Neogloboquadrinids και Globorotalia scitula, τρηματοφόρα που χαρακτηρίζουν ψυχρά νερά βαθύτερων ενδιαιτημάτων. Από τις κατανομές των σταθερών ισοτόπων στα κελύφη που είναι ιδιαίτερα υψηλές κατά την περίοδο αυτή, σκιαγραφείται μια περίοδος ψυχρή και ξηρή, με επικράτηση των μηχανισμών της εξάτμισης έναντι των ατμοσφαιρικών κατακρημνίσεων. Η συνεκτίμηση όλων των στοιχείων δείχνει ότι το διάστημα 11.9 ka με 10.7 ka BP αντιστοιχεί στο ψυχρή και ξηρή περίοδο. Επιπλέον ολόκληρη η περίοδος είναι η μόνη όπου επικρατούν με υψηλές αφθονίες τα φυτοφάγα τρηματοφόρα, γεγονός που προϋποθέτει αφθονία τροφής, με άλλα λόγια αυξημένη παραγωγή φυτοπλαγκτόν και αυξημένη φωτοσυνθετική δραστηριότητα. Η παραγωγή πιθανότατα στηρίζεται σε ανακύκλωση θρεπτικών από τον πυθμένα μέσω αναβλύσεων με την βοήθεια της καλής κυκλοφορίας του νερού και η πηγή προέλευσης οργανικής ύλης είναι το θαλάσσιο περιβάλλον. Επίσης σε μια καλή κυκλοφορία των υδάτων, συνηγορεί και η καλή ανάπτυξη των βιοκοινοτήτων βενθονικών τρηματοφόρων που δείχνει ότι δεν επιδρούν περιοριστικά παράγοντες έλλειψης τροφής ή οξυγόνου. Η περίοδος των 10.50-10.16 ka BP είναι μια σύντομη περίοδος που προοιωνίζει την έναρξη απόθεσης του σαπροπηλού. Παρατηρούνται διαφορετικές βιοκοινότητες πλαγκτονικών τρηματοφόρων, με απότομη αύξηση των θερμών ειδών πλαγκτονικών τρηματοφόρων και απότομη μείωση των ψυχρών ειδών. Η τροφική ομάδα των αποκλειστικά φυτοφάγων πλαγκτονικών τρηματοφόρων μειώνεται σημαντικά καθώς και οι πληθυσμοί των βενθονικών. Οι απότομες πτώσεις στις καμπύλες των σταθερών ισοτόπων στην αρχή της περιόδου είναι χαρακτηριστικές. Η μεταβολή στα ισότοπα οξυγόνου σηματοδοτεί άνοδο θερμοκρασίας και υψηλές εισροές γλυκών νερών από τη χέρσο με μείωση της αλατότητας του θαλασσινού νερού. Ακολουθεί απόθεση του πρώτου στρώματος σαπροπηλού S1a. Η χαρακτηριστική αύξηση του Corg συνοδεύεται από ενδείξεις χερσαίας πηγής προέλευσης οργανικού υλικού, άνοδο στάθμης της θάλασσας και σημαντική αύξηση των εισροών γλυκών νερών που φαίνεται πως ήταν πιο έντονες και μεγαλύτερες σε αυτό το στρώμα από ότι στο S1b. Τα σταθερά ισότοπα σε συνδυασμό με μικροπαλαιοντολογικά δεδομένα δείχνουν περιβάλλον που επικρατούν αυξημένες θερμοκρασίες, υγρασία και χαμηλές αλατότητες. Θα πρέπει να επιτεύχθηκε έντονη στρωμάτωση και περιορισμός της κυκλοφορίας των νερών με αδυναμία καλής οξυγόνωσης του πυθμένα. Η γεωμορφολογία και η εγγύτητα με την επίδραση της χέρσου στην συγκεκριμένη παράκτια περιοχή, η περιορισμένη ανανέωση των νερών της και ειδικά των πυκνότερων μαζών που βρίσκονται σε βάθη μεγαλύτερα των 500 m, οδήγησε ίσως σε κάποιο παρατεταμένο επεισόδιο ανοξίας με αποτέλεσμα να βρεθουν αζωικοί ορίζοντες μεταξύ οριζόντων με χαρακτηριστικούς βενθονικούς δείκτες ανοξίας. Καθόλη τη διάρκεια απόθεσης του στρώματος είναι εμφανής η μεταβολή στα τροφικά πλέγματα με σαφή επικράτηση των σαρκοφάγων τρηματοφόρων. Κατά την περίοδο της διακοπής του σαπροπηλού εκτός από την αναμενόμενη μείωση του οργανικού άνθρακα στα ιζήματα, παρατηρούνται σημαντικές αλλαγές που δείχνουν επανέναρξη της κυκλοφορίας των υδάτων, μείωση θερμοκρασίας, βελτίωση έστω και μικρή της οξυγόνωσης στη στήλη του νερού, πιθανή αύξηση της φωτοσύνθεσης και μια χερσαία πηγή προέλευσης οργανικών. Ο συνδυασμός χαμηλών τιμών C/N και υψηλών τιμών δ15N δείχνει ότι τα ιζήματα αυτά αποτέθηκαν υπο συνθήκες καλής οξυγόνωσης. Οι βιοκοινότητες των πλαγκτονικών τρηματοφόρων δείχνουν μεγάλη ποικιλότητα και τα βενθονικά τρηματοφόρα εμφανίζουν ανάκαμψη ποσοτικά και ποιοτικά. Στο τέλος όμως της διακοπής παρατηρείτια αύξηση των δεικτών ανοξίας που οριοθετεί την έναρξη απόθεσης του επόμενου σαπροπηλικού στρώματος. Το μεταγενέστερο στρώμα απόθεσης σαπροπηλού S1b, δείχνει διαφοροποίηση ανάμεσα στη βάση του και στην οροφή του. Η απόθεση της βάσης του S1b (8.17-6.6 ka BP) ξεκινάει με την αυξημένη παρουσία βενθονικων τρηματοφόρων- δεικτών ανοξίας/υποξίας και αύξηση των θερμών πλαγκτονικών ειδών που δείχνουν αυξημένες θερμοκρασίες του νερού. Φαίνεται πως δεν υπάρχει καλή κυκλοφορία και οξυγόνωση των νερών, ενώ αρχικά η πηγή οργανικού υλικού είναι χερσαία οπότε υπάρχουν εισροές γλυκού νερού και στρωμάτωση και στη συνέχεια της απόθεσης του S1b, o λόγος C/N διαφοροποιείται και παίρνει τιμές οριακά <10 υποδεικνύοντας οριακή επικράτηση θαλάσσιας πηγής προέλευση για τα οργανικά. Σε συνδυασμό με τις ισοτοπικές αναλογίες έχουμε ενδείξεις πιθανής χαμηλής παραγωγικότητας καθώς και οι τιμές CaCΟ3 είναι χαμηλές (<30%) σε πολλούς από τους πρώτους ορίζοντες απόθεσης. Επιπλέον στο στρώμα αυτό παρατηρούνται οι μεγαλύτερες διαφορές πληθυσμών φυτοφάγων και σαρκοφάγων τρηματοφόρων. Το ανώτερο τμήμα του S1b, ή αλλιώς η οροφή του S1b, εμφανίζει διαφοροποιημένα χαρακτηριστικά και χρονολογείται από 6.6 ka έως 6.16 ka BP. Σε αυτό το στρώμα συνεχίζεται η σταδιακή μείωση του Corg. Τα πλαγκτονικά τρηματοφόρα επιδεικνύουν αντίστροφες κατανομές πληθυσμού συγκριτικά με τη βάση του S1b, με σημαντικότερη την αύξηση της Globoconella inflata που αποδεικνύει την ύπαρξη ενός καλού στρώματος ανάμειξης στη στήλη θαλασσινού νερού, και καλή θερμοαλατική κυκλοφορία στο τελευταίο αυτό στάδιο απόθεσης. Υπάρχουν ενδείξεις αισθητά χαμηλότερης θερμοκρασίας από την παλαιοκλιματική καμπύλη, ενώ υπάρχει καλύτερη οξυγόνωση βαθέων υδάτων και αύξηση των φυτοφάγων τρηματοφόρων χωρίς όμως να ξεπερνούν την αφθονία των σαρκοφάγων. Οι χαμηλές θερμοκρασίες περιβάλλοντος στη θαλάσσια λεκάνη Τήλου-Σύμης με βάση την παλαιοκλιματική καμπύλη και τα ποσοστά των ψυχρών ειδών, εκτείνονται σε μια περίοδο από ~6.58 ka έως ~5.82 ka.Την περίοδο από τα περίπου 6000- 3000 χρόνια BP, που ακολουθεί μετά το πέρας της απόθεσης του S1, καταγράφονται χαμηλές τιμές οργανικού άνθρακα και αζώτου. Στα πρώτα στάδια βλέπουμε αυξημένα ποσοστά πλαγκτονικών ψυχρών ειδών που μειώνονται σταδιακά ενώ στη συνέχεια επικρατούν σε αφθονία τα θερμά είδη. Οι συνθήκες που επικρατούσαν είναι χαρακτηριστικές μιας μετάβασης από τη λήξη απόθεσης στη μεταγενέστερη εποχή με επαναφορά κυκλοφορίας των υδάτων ενώ εμφανίζονται βιοκοινότητες πλαγκτονικών τρηματοφόρων με αυξημένο Η’ δείκτη ποικιλότητας που αντιπροσωπεύει ισορροπημένα οικοσυστήματα. Όλοι οι βιογεωχημικοί δείκτες αυτής της περιόδου εμφανίζουν σταθερότητα ή ομαλές μικρής κλίμακας μεταβολές για τουλάχιστον μια χιλιετία.Καθώς πλησιάζουμε προς τα 3000 BP παρατηρούνται μικρότερα επεισόδια μεταβολών θερμοκρασίας και υγρασίας και μεταβολές στις κατανομές τροφικών ομάδων τρηματοφόρων, ενώ κάποιες από αυτές μπορεί να σχετίζονται με την εξάπλωση της τέφρας του ηφαιστείου της Σαντορίνης στα 3563 ka BP. Γύρω στα 3 ka BP οι συνθήκες που επικρατούσαν συνηγορούν σε ένα σύντομο θερμό επεισόδιο με αυξημένα κατακρημνίσματα και εισροές γλυκών νερών. Στο οικοσύστημα παρατηρούνται μικρές αυξομειώσεις φυτοφάγων και σαρκοφάγων τρηματοφόρων. Η περίοδος 3-2.5 ka BP δείχνει ομαλή τάση μείωσης θερμοκρασίας και έναρξη σημαντικών αλλαγών στις βιοκοινότητες με πιο χαρακτηριστική τη σημαντική αύξηση των πληθυσμών φυτοφάγων τρηματοφόρων και σημαντική αύξηση των πληθυσμών Globigerina που συνεχίζεται μεχρι το πιο πρόσφατο Ολόκαινο.Η περίοδος 2-1.5 ka BP αντικατοπτρίζει ένα ψυχρό γεγονός διάρκειας λίγων εκατονταετιών με εμφανή χαρακτηριστικά ανάμειξης και κυκλοφορίας των υδάτων, αλλά και με συχνές μεγάλου εύρους μεταβολές στις εισροές γλυκών νερών, με αποτέλεσμα να εμφανίζουν μεγάλη αστάθεια οι βιοκοινότητες των πλαγκτονικών τρηματοφόρων στις οποίες εντοπίστηκαν σύντομα διαστήματα όπου τα φυτοφάγα ξεπέρασαν τα σαρκοφάγα για πρώτη φορά κατά τη διάρκεια του Ολόκαινου.
  • ItemOpen Access
    Southern Pindos foreland basin : Late Eocene – Early Oligocene stratigraphic evolution and geochemical constraints on the provenance and tectonic setting
    Μποτζιολής, Χρύσανθος; Botziolis, Chrysanthos
    Pindos foreland basin in western Greece is a tectonic depression that lodges about 2500 meters of Upper Eocene to Lower Oligocene sub-marine fan deposits. This research presents a sedimentological, stratigraphic and paleocurrent analysis of the submarine fan deposits that occur in the central part of Pindos foreland basin, western Greece. Facies analysis suggests that the studied succession includes thirteen sedimentary facies and eleven facies and sub-facies associations. The environments of deposition comprise abyssal plain, outer fan, inner fan, and slope deposits. The stratigraphic analysis documents an upward transition from carbonates to abyssal plain, to outer and eventually to inner fan deposits suggesting progradation of the submarine fan system and progressive infilling of a deep-water sediment depocenter. Sediments suggest deposition close to the onset of Pindos orogen, when sedimentation was unable to exceed the accommodation space created by lithospheric flexure. Paleocurrent data from sole marks reveal two main directional flows. The NE-SW direction suggests that axial flows were dominant during the sediment deposition. The deposition in Pindos Foreland basin is dated to Eocene/Oligocene epoch. However, the exact stratigraphic position of the Eocene-Oligocene boundary is still uncertain. A qualitative analysis has been conducted on calcareous nannofossils and planktonic foraminifera, constraining the depositional age. Pindos Thrust is a crustal-scale structural element that formed Pindos foreland. Thus, Pindos foreland accommodates a syn-orogenic sedimentary succession with thick clastic deposits affected by compressional movements. The present research was based on detailed field campaign mapping and on standard structural techniques and aims to compile the main tectonic elements that shaped the Pindos foreland. The study area is part of the external Hellenides located on the Pindos foreland (SE Aetoloakarnania region). The activation of the NNW Gavrovo Thrust resulted on significant fault-related structures, such as the Varasova, Froxilia and Klokova anticlines. The existence of dextral strike-slip faults like Evinos Fault partitioned the westwards propagating thrusting deformation and acted as a barrier for the emergence of carbonate sediments at the southern part of the study area during the deformation. Based on the registration of bedding orientation, kinematics of meso and large-scale faults at different field outcrops, the relationship between sedimentation and orogenic processes in the area is defined providing new evidence of the evolution of the Pindos foreland basin. Furthermore, this study documents new petrographic and geochemical data for evaluating the composition, weathering condition, provenance, and tectonic setting of the central part of Pindos foreland basin. Conglomerate clast composition analysis suggests that the studied deposits contain mainly limestone clasts, followed by sandstone and chert clasts. It also suggests an additional low-grade metamorphic source, which is confirmed by the Cathodoluminence analysis. Microfacies analysis of the conglomerates clasts further restricts the source rocks that contributed to the basin sedimentation. An upward increase of lithic fragments abundances is documented and ascribed to the progressive unroofing of the Pindos orogenic source regions. This study links for the first time the stratigraphic evolution of the deep-sea fan deposits with the evolutionary stages and the geochemical constrains of the Pindos Foreland system. Multi-dimensional discrimination diagrams suggest a collisional setting and agree with an active continental margin. Geochemical and petrographic analysis suggests that the succession derived from sedimentary, felsic to intermediate igneous and low-grade metamorphic source rocks.
  • ItemOpen Access
    Μελέτη πεδίων ανάμειξης γλυκού με αλμυρό νερό με βάση φυσικοχημικές παραμέτρους
    Βρυώνης, Παναγιώτης; Vryonis, Panagiotis
    Μελετήθηκαν οι διεργασίες στα πεδία ανάμειξης γλυκού με αλμυρό νερό με βάση τις γεωγραφικές και διαχρονικές μεταβολές των φυσικοχημικών παραμέτρων και της χλωροφύλλης-α σε συνάρτηση με τις μετεωρολογικές συνθήκες, την αερομεταφερόμενη σκόνη και το ρυθμό εκροής νερού στο Δέλτα του Αχελώου. Στο Δέλτα του Αχελώου, από τις διαχρονικές μεταβολές της χλωροφύλλης-α σε συνδυασμό με τις επικρατούσες μετεωρολογικές συνθήκες προέκυψε ότι υπάρχει μια διαρκής «πάλη» μεταξύ γλυκού και αλμυρού νερού που ρυθμίζεται από την ατμοσφαιρική πίεση. Σε όλες τις χρονικές περιόδους μετρήσεων παρατηρείται ισχυρή θετική συσχέτιση μεταξύ της μέσης τιμής της χλωροφύλλης-α και της ατμοσφαιρικής πίεσης. Αυτό προκύπτει και από τους συντελεστές συσχέτισης μεταξύ των δυο παραμέτρων που υπολογίστηκαν επί όλων των μετρήσεων. Επομένως, συμπεραίνεται ότι με την αύξηση της ατμοσφαιρικής πίεσης αποσύρεται η θάλασσα και έτσι το αλμυρό νερό που δρα ως ανάχωμα μπροστά στην εκβολή του ποταμού δυσχεραίνοντας την έξοδο του γλυκού νερού αποδυναμώνεται. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να αυξάνεται ο ρυθμός ροής του γλυκού νερού στη θάλασσα, μεταφέροντας είτε νερό υψηλής περιεκτικότητας χλωροφύλλης-α, είτε μεταφέροντας νερό υψηλής περιεκτικότητας θρεπτικών συστατικών (N,P) και επιταχύνοντας τη διεργασία της πρωτογενούς παραγωγής. Εκτός από την ατμοσφαιρική πίεση, σημαντική επίδραση στη πρωτογενή παραγωγή και την αύξηση της χλωροφύλλης-α έχει και η βροχόπτωση. Παρατηρείται θετική συσχέτιση μεταξύ των μέσων τιμών της χλωροφύλλης-α στην υδάτινη στήλη και της βροχόπτωσης. Σημειώνεται ακόμα ότι η μέγιστη μέση τιμή χλωροφύλλης-α παρατηρείται τη χειμερινή περίοδο (10/11/2018). Με βάση τα πιο πάνω συμπεραίνεται ότι η βροχόπτωση επηρεάζει έμμεσα την πρωτογενή παραγωγή αφού από αυτήν εξαρτάται η ποσότητα του νερού που εισρέει στο θαλάσσιο περιβάλλον από τον Αχελώο. Επίσης παρατηρείται ισχυρή θετική συσχέτιση μεταξύ των μέσων τιμών χλωροφύλλης-α κάθε περιόδου και της αντίστοιχης ημερήσιας ποσότητας του νερού εκροής από τη λίμνη Στράτου. Παρατηρείται ακόμα ισχυρή θετική συσχέτιση μεταξύ των μέσων τιμών χλωροφύλλης-α κάθε περιόδου και της αντίστοιχης ημερήσιας ποσότητας νερού εισροής στη λίμνη του Στράτου, από την οποία εξαρτάται η ποσότητα εκροής. Με βάση τα παραπάνω προκύπτει ότι η ποσότητα του νερού που συγκεντρώνεται από τη λεκάνη απορροής του Αχελώου στη λίμνη Στράτου, μέρος της οποίας εκβάλλει στο δέλτα του Αχελώου παίζει ρυθμιστικό ρόλο στη πρωτογενή παραγωγή με τα θρεπτικά συστατικά που μεταφέρει. Επειδή η βροχόπτωση επηρεάζει την ποσότητα του νερού απορροής του ποταμού Αχελώου που μπαίνει στη λίμνη Στράτου και στη συνέχεια καταλήγει στην εκβολή του ποταμού διερευνήθηκε κατά πόσο η μεταφορά ξηρής αερομεταφερόμενης σκόνης από την ατμόσφαιρα στην περιοχή επηρεάζει τις διαχρονικές μεταβολές της χλωροφύλλης-α στο δέλτα του Αχελώου. Βρέθηκε ισχυρή θετική συσχέτιση μεταξύ των μέσων τιμών της χλωροφύλλης-α κάθε περιόδου και του αντίστοιχου συνολικού ημερήσιου βάρους των σωματιδίων PM10 στην ατμόσφαιρα. Από αυτό προκύπτει ότι η ατμοσφαιρική σκόνη αποτελεί πηγή εισόδου θρεπτικών συστατικών που συμβάλλουν στην αύξηση της πρωτογενούς παραγωγής. Η τιμή της χλωροφύλλης-α αυξάνεται όσο ο άνεμος έχει ΒΑ ή ΝΑ διεύθυνση, ενώ μειώνεται όταν γίνεται ΒΔ. Συμπεραίνεται οτι οι διευθύνσεις αυτές του ανέμου διευκολύνουν το γλυκό νερό να μην εγκλωβιστεί από το «ανάχωμα» του αλμυρού νερού και μέσα στον κόλπο, που βρίσκεται ανατολικά της εκβολής, αλλά να ρέει με ΒΑ διεύθυνση διευκολύνοντας τη ροή του γλυκού νερού. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι οι σχέσεις που δείχνουν την επίδραση των συνολικών μετεωρολογικών συνθηκών στην κατανομή της χλωροφύλλης-α και επομένως της ποιότητας των νερών αλλά και ειδικότερων διεργασιών όπως η πρωτογενής παραγωγή στο δέλτα του Αχελώου, στηρίζονται στους μέσους όρους εκατοντάδων μετρήσεων σε μεγάλο πάχος της υδάτινης στήλης σε ένα μεγάλο αριθμό σταθμών και σε έξι διαφορετικές περιόδους από 3/8/2017 έως 23/8/2020. Επομένως η εικόνα που προκύπτει από τη διερεύνηση των σχέσεων αυτών σ ’ότι αφορά τις διεργασίες που πραγματοποιούνται στη περιοχή αυτή έρευνας ως αποτέλεσμα της ανάμειξης γλυκού-αλμυρού νερού και της επίδρασης της εκβολής του ποταμού στο θαλάσσιο περιβάλλον είναι συνολική και αντιπροσωπευτική. Η εφαρμογή της παραγοντικής ανάλυσης τύπου R επιβεβαίωσε όλα τα πιο πάνω όπως φαίνεται στους πίνακες τόσο των συντελεστών συσχέτισης , όσο και στη διαμόρφωση των παραγόντων. Για την περαιτέρω διερεύνηση της διεργασίας ανάμειξης γλυκού αλμυρού νερού στην εκβολή του Αχελώου έγιναν μετρήσεις φυσικοχημικών παραμέτρων και χλωροφύλλης -α σε προφίλ κατά τον άξονα ροής του ποταμού (18.6.21),σε αυξανόμενη απόσταση από την εκβολή και κατασκευάστηκαν οι τομές αλατότητας , θερμοκρασίας και χλωροφύλλης κατά τον άξονα ροής . Στην τομή της αλατότητας διακρίνεται η επίπλευση του γλυκού νερού επί του αλμυρού , και η αραίωση του γλυκού νερού με την αύξηση του βάθους. Επίσης προκύπτει ότι ο ρυθμός ανάμειξης γλυκού αλμυρού νερού είναι μεγάλος μέχρι τα 5μ , ενώ συνεχίζεται η ανάμειξη με μικρότερο ρυθμό μέχρι τα 20 περίπου μέτρα βάθος , όπου η αλατόμητα προσεγγίζει την τιμή της αλατότητας στο ευρύτερο θαλάσσιο χώρο. Σημειώνεται ότι το εύρος των τιμών των φυσικοχημικών παραμέτρων και της χλωροφύλλης είναι συγκρίσιμο με τις αναφερόμενες τιμές στη βιβλιογραφία για τη Μεσόγειο σε ανάλογα περιβάλλοντα. Με βάση τις γεωγραφικές μεταβολές αλατότητας και θερμοκρασίας στα επιφανειακά νερά καθορίστηκαν επίσης τα γεωγραφικά όρια στην επιφάνεια της θάλασσας στα οποία κρατάει η ανάμειξη γλυκού αλμυρού νερού. Μια αντίστοιχη μελέτη των διεργασιών ανάμειξης γλυκού –αλμυρού νερού έγινε και στο δέλτα του Μόρνου, η οποία έδειξε ότι παρατηρείται ισχυρή θετική συσχέτιση των μέσων τιμών χλωροφύλλης -α κάθε περιόδου με την αντίστοιχη τιμή της βροχόπτωσης, καθώς και με την αντίστοιχη μηνιαία ποσότητα του νερού που εισέρχεται στη λίμνη του Μόρνου από την λεκάνη απορροής του ποταμού αυτού, από την οποία εξαρτάται η ποσότητα του νερού εκροής , γεγονός που δείχνει τον ρυθμιστικό παράγοντα του γλυκού νερού στην πρωτογενή παραγωγή. Ενώ στο δέλτα του Αχελώου παρατηρείται ισχυρή θετική συσχέτιση μεταξύ της ατμοσφαιρικής πίεσης και της συγκέντρωσης της χλωροφύλλης-α, στο δέλτα του Μόρνου δεν παρατηρείται συσχέτιση μεταξύ χλωροφύλλης-α και ατμοσφαιρικής πίεσης. Αυτό οφείλεται: α) στο γεγονός ότι οι γεωμορφολογικές συνθήκες του δέλτα Μόρνου δεν ευνοούν τον εγκλωβισμό μαζών νερού υψηλής αλατότητας, που να εμποδίζει τη ροή του γλυκού νερού κάτω από χαμηλές πιέσεις. β) Στη περιοχή αυτή του Κορινθιακού Κόλπου παρατηρούνται έντονα ρεύματα που οδηγούν στη γρήγορη ανάμειξη γλυκού και αλμυρού νερού. γ) Οι ποσότητες γλυκού νερού που εισέρχονται στον Κορινθιακό κόλπο από την εκβολή του Μόρνου είναι πολύ μικρότερες από εκείνες που εκβάλλουν στο δέλτα του Αχελώου. Η θετική συσχέτιση που παρατηρείται μεταξύ των μέσων τιμών χλωροφύλλης σε κάθε περίοδο μετρήσεων και της αντίστοιχης συγκέντρωσης νιτρικών ιόντων στο νερό της λίμνης του Μόρνου, από την οποία υπάρχει η συνεχής εκροή του οικολογικού νερού, δείχνει τη συμβολή των εισερχόμενων στο θαλάσσιο περιβάλλον νιτρικών ιόντων στην πρωτογενή παραγωγή. Στην περίπτωση αυτή αποδεικνύεται άμεσα η σύνδεση των νιτρικών ιόντων που προέρχονται από τα ποτάμια με την πρωτογενή παραγωγή και κατ’ επέκταση με την αύξηση της χλωροφύλλης-α στην παράκτια ζώνη και κατ' επέκταση στη Μεσόγειο Θάλασσα. Αποτυπώνεται επομένως στην εργασία αυτή μια απτή απόδειξη της δράσης των νιτρικών ιόντων, που εισέρχονται από τα ποτάμια στην παράκτια ζώνη, στην πρωτογενή παραγωγή και τη διαμόρφωση της τροφικής κατάστασης των νερών της ανατολικής Μεσογείου. Με δεδομένο το γεγονός ότι ένα μέρος του νερού του Αχελώου έχει τη προέλευσή του από τη λίμνη Τριχωνίδα, έγιναν μετρήσεις και κατασκευάστηκαν τα προφίλς κατακόρυφων μεταβολών των φυσικοχημικών παραμέτρων και της χλωροφύλλης-α στη λίμνη αυτή, με βάση τη μελέτη των οποίων διερευνήθηκαν οι διαχρονικές μεταβολές της θερμικής στρωμάτωσης στη λίμνη. Μελετήθηκε επίσης η εξάρτηση της ποιότητας των νερών της λίμνης από τις επικρατούσες μετεωρολογικές συνθήκες στην περιοχή. Το πάχος της υδάτινης στήλης και η ενέργεια του ανέμου στη λίμνη διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στη δημιουργία ή μη θερμικής στρωμάτωσης. Στις 2/10/2016 σε όλους τους σταθμούς έρευνας η ενέργεια του ανέμου δεν ήταν ικανή να εμποδίσει τη δημιουργία θερμικής στρωμάτωσης. Είναι ενδιαφέρον να σημειωθεί ότι ενώ στα δέλτα Αχελώου και Μόρνου οι συντελεστές συσχέτισης μεταξύ χλωροφύλλης-α και βροχόπτωσης δείχνουν θετική συσχέτιση μεταξύ χλωροφύλλης-α και βροχόπτωσης, στη περίπτωση της Τριχωνίδας παρατηρείται μια τάση μείωσης της χλωροφύλλης-α με την αύξηση της βροχόπτωσης. Αυτό πιθανόν να οφείλεται στη μεταφορά μεγάλων ποσοτήτων φερτών υλικών με αποτέλεσμα να αυξηθεί η θολότητα και να παρεμποδίζεται η διέλευση του φωτός. Αυτό συνάδει με την αναφερόμενη στη βιβλιογραφία συχνή υπερχείλιση της λίμνης με κάλυψη των γειτονικών προς τη λίμνη εδαφών.
  • ItemOpen Access
    Στρωματογραφική, παλαιοντολογική και παλαιοικολογική μελέτη τεταρτογενών σχηματισμών της λεκάνης Ρίου-Αντιρρίου
    Τσώνη, Μαρία; Tsoni, Maria
    Η παρούσα διατριβή έχει ως αντικείμενο την παλαιοπεριβαλλοντική εξέλιξη της λεκάνης του Ρίου κατά το Τεταρτογενές και πιο συγκεκριμένα κατά το ύστερο Μέσο Πλειστόκαινο, η οποία διαφοροποιείται από τις έντονες τεκτονικές κινήσεις και τις ευστατικές αλλαγές. Κύριος σκοπός της παρούσας διατριβής είναι η ανακατασκευή του παλαιοπεριβάλλοντος στην περιοχή μελέτης, η χρονική και χωρική τεκτονοστρωματογραφική μελέτη και ο συσχετισμός του με ανάλογα περιβάλλοντα στις λεκάνες της Κορίνθου και της Πάτρας, που αποκαλύπτει ότι πιθανώς, οι τρεις λεκάνες είναι μέρος ενός ενιαίου Rift, που διέπετε από ομοιόμορφες εξελικτικές διαδικασίες με διαφορετικούς ρυθμούς σε κάθε λεκάνη Η λεκάνη του Ρίου, μελετήθηκε μέσω λεπτομερούς στρωματογραφικής ανάλυσης σε 23 φυσικές τομές γύρω από την κοίτη του Χάραδρου ποταμού. Η έντονη αλληλεπίδραση μεταξύ των τεκτονικών διαδικασιών και των συνεχόμενων ευστατικών αλλαγών, οδήγησε σε ένα πολύπλοκο παλαιοπεριβαλλοντικό μοντέλο. Για την καλύτερη και λεπτομερέστερη απεικόνιση των αλλαγών που έγιναν κατά το παρελθόν, έγινε πολυδιάστατη ανάλυση δεδομένων μέσω διαφορετικών μεθόδων. Μελετήθηκαν 979 δείγματα και αναγνωρίσθηκαν 52 είδη τρηματοφόρων, 43 είδη οστρακωδών, 4 είδη κοκκολιθοφόρων, 47 είδη μαλακίων και 5 φυτικά είδη. Έγινε Rarefaction ανάλυση ώστε να προσδιορισθούν τα δείγματα με στατιστικά σωστό αριθμό ατόμων. Στη συνέχεια, έγιναν διαγράμματα σχετικής συχνότητας και στατιστική ανάλυση σε κάθε ακολουθία, ώστε να προσδιοριστούν τα περιβάλλοντα που αντικατοπτρίζει η κάθε συνάθροιση απολιθωμάτων. Υπολογίστηκαν 4 δείκτες ποικιλότητας (Taxa_S, Shannon_H, Simpson_1-D, Evenness) και ένας ταφονομικός δείκτης (δείκτης Ενήλικων/ Νεαρών ατόμων- A/J index). Επιπλέον έγιναν γεωχημικές αναλύσεις και ανάλυση οργανογενών ιζημάτων όπου ήταν δυνατόν. Για τον προσδιορισμό της ηλικίας των ιζημάτων, χρησιμοποιήθηκαν τρεις ανεξάρτητες μεταξύ τους μέθοδοι. Αρχικά έγινε προσπάθεια εκτίμησης της ηλικίας των ιζημάτων, λαμβάνοντας υπόψη τις στρωματογραφικές εξαπλώσεις και στρωματογραφικές εμφανίσεις των ειδών έως σήμερα. Αυτή η μέθοδος δεν ήταν πολύ αποτελεσματική στις περισσότερες ακολουθίες, γιατί οι στρωματογραφικές εξαπλώσεις των ειδών ήταν ευρείες, με εξαίρεση μια ακολουθία στην οποία η παρουσία ενός καθοδηγητικού είδους οδήγησε στη σχετική χρονολόγηση των ιζημάτων. Στη συνέχεια έγινε ανάλυση ασβεστολιθικού ναννοπλανγκτόν σε λίγα δείγματα, τα οποία έδωσαν επίσης μια σχετική χρονολόγηση. Τέλος έγινε απόλυτη χρονολόγηση με Οπτικά διεγειρόμενη φωταύγεια (OSL). Συνδυάζοντας τα δεδομένα που προέκυψαν από τις αναλύσεις των δειγμάτων και τις μεθόδους χρονολόγησης, έγινε χωρική και χρονική αναπαράσταση του παλαιοπεριβάλλοντος κατά το μέσο Πλειστόκαινο (MIS 7e- 6a) στη λεκάνη του Ρίου. Με βάση τα παλαιοντολογικά και τεκτονικά δεδομένα, υπολογίσθηκαν οι ρυθμοί ολίσθησης των ρηγμάτων. Επιπλέον, υπολογίστηκε ο ρυθμός ανύψωσης όπου ήταν δυνατόν, σύμφωνα με το σχετικό υψόμετρο και την ηλικία της κάθε ακολουθίας. Αυτή η μελέτη προσδιορίζει την παλαιοπεριβαλλοντική εξέλιξη στη λεκάνη του Ρίου κατά το ύστερο Μέσο Πλειστόκαινο, η οποία ελέγχεται κυρίως από τις κλιματικές και τις ευστατικές αλλαγές, ενώ οι τεκτονικές κινήσεις των ρηγμάτων δεύτερης τάξης την επηρεάζουν σημαντικά. Οι λεπτομερείς στρωματογραφικές αναλύσεις, με βασικό εργαλείο τη μικροπαλαιοντολογία, αποκάλυψαν εναλλαγές λιμναίων, λιμνοθαλάσσιων και ρηχών θαλάσσιων αποθέσεων. Οι παλαιοπεριβαλλοντικές αυτές αλλαγές, που χαρακτηρίζουν την περιοχή μελέτης, οφείλονται στις διακυμάνσεις της στάθμης της θάλασσας λόγω του sill (ύβωμα) στο Ρίο, το οποίο ελέγχει τη σύνδεση μεταξύ μιας απομονωμένης λεκάνης (λεκάνη Κορίνθου) με την λεκάνη της Πάτρας και την ανοιχτή θάλασσα. Τέλος η σύγκριση με άλλες μελέτες που έχουν γίνει στο ανατολικό και κεντρικό τμήμα της λεκάνης της Κορίνθου έδειξε ότι υπάρχει συνοχή μεταξύ της λεκάνης του Ρίου και της λεκάνης της Κορίνθου. Αυτή η συνοχή, αποκαλύπτει ότι κατά το Μέσο Πλειστόκαινο η παλαιοπεριβαλλοντική εξέλιξη των δύο λεκανών, ελεγχόταν από τους ίδιους παράγοντες και τα παλαιοπεριβάλλοντα τροποποιούνταν αναλογικά.
  • ItemOpen Access
    Palaeoenvironmental and taphonomical study based on the microvertebrate assemblages of three upper pleistocene cave sites from Mani and central Greece
    Κολενδριανού, Μαρία; Kolendrianou, Maria
    The present thesis is a discussion of the palaeoenvironmental conditions in the wider area of Kythros islet (Lefkas) and Mani Peninsula (Peloponnese) during the last hundred thousand years, based on the taxonomic determination of microvertebrate fossil material from three cave sites: Panthera cave (Kythros islet, Inner Ionian Archipelago, central Greece), Kalamakia cave and Melitzia cave (Mani Peninsula, Peloponnese). The taphonomical history of these caves was also reconstructed with regard to the assemblages’ agent of accumulation and the post- depositional processes they went through. In this context, 74916 teeth and skeletal elements from amphibians, lizards, snakes, insectivores and rodents were examined from the three Upper Pleistocene cave sites, in what was the first attempt to apply taphonomical indices for the identification of predators and taphonomical processes and to conduct palaeoenvironmental reconstructions using the Taxonomic Habitat Index (THI) upon microvertebrate palaeontological material from Greece and the southern Balkans. 62 taxa and 2388 individuals were identified in all three sites with Melitzia being the richest and Panthera cave the poorest in both species richness and individual abundance. Herpetofauna was the most diverse animal group, but rodents were the most numerically abundant animal group in every cave. Out of the taxa identified for all three cave sites, 16 are reported for the first time in the Greek fossil record, 2 are reported for the first time in mainland Greece and 10 are reported for the first time in Upper Pleistocene deposits. Regarding the palaeoenvironmental analysis, the reconstructions revealed the existence of mixed habitats varying between relative expansions mainly of shrublands, grasslands, deciduous forests and rocky areas with the occasional presence of water bodies of a local character in the caves’ wider areas. There were no major shifts between the percentages of different habitats but those that were detected could be correlated with climatic events within a geochronological context (Kalamakia, Melitzia). However, local factors and/ or site taphonomy are also believed to have affected the analyses to some extent. Consequently, it is suggested that- in the future- these palaeoenvironmental reconstructions should be complemented by palaeoclimatic analyses and interpreted in conjunction. Concerning taphonomy, the most common agent of microvertebrate accumulation was predation, since digestion was always present in every unit of every site in the present study. Different predators were identified in every site while, in some cases, predation by multiple predators is believed to have taken place simultaneously or successively. In Panthera cave, assemblages are believed to have been formed by category 3-4 mammalian or owl predators in the lowermost unit, while the uppermost units seem to have been significantly affected by post- depositional processes that either affected the signature(s) of the accumulating agent(s) beyond identification (unit 1) or caused the accumulation of material themselves (water transport in unit 0). In the case of Kalamakia, barn owls were the accumulative agents while for Melitzia category 3 and 4 predators were responsible for the accumulation of microvertebrate material (mixed with predation by category 1-2 predators in some units). Other than digestion, additional alterations were identified in the sites that were related to post- depositional natural processes occurring in a cave (black staining by water dripping, weathering, cave corrosion, rootmarks) or caused by the human or animal residents of the caves (burning, trampling). These processes seem to have significantly affected some of the results and interpretation efforts of the present study, either directly by altering the preservation state of the material or indirectly by producing inconclusive results. In both cases, the introduced biases were taken into consideration during interpretations. Moreover, palaeozoogeographical implications regarding the identification of 10 taxa that were found to be outside their modern geographical ranges were considered, regarding previous identifications in the Greek fossil record. Possible corridors of dispersal are, therefore, proposed based on the Greek relief and the water bodies that could have acted as barriers during the animals’ descent southwards/ ascent northwards. Finally, rare dental phenotypic anomalies on the occlusal surface of Microtus molars were identified that may be considered as a hint of closed breeding and bottleneck events in the beginning and at the end of the last glacial period, cautiously adding further information into the already complex phylogeographic history of the genus, since these rare traits are only an indication of said processes.
  • ItemOpen Access
    Paleoceanographic and stratigraphic investigation in two semi-closed basins during Late Quaternary : the southern Red Sea and the Gulf of Corinth
    (2022-10-26) Σεργίου, Σπυρίδων; Sergiou, Spyridon
    Marginal marine environments with a restricted connection to the open ocean have been considered excellent for tracking the concurrent impact of both regional processes and the influence of the adjoining open sea. Consequently, the investigation of sedimentary successions from such settings provides essential information on the regional paleoclimatic signals and the impact of global sea level changes in hydrographic systems over time. The present thesis is concentrated on core sediments from the southern Red Sea (Saudi Arabia) and the Gulf of Corinth (Greece) aiming to examine the hydrological response of a semi-closed, sill-controlled basin to highly variable climatic conditions and intense sea-level fluctuations during late Quaternary time intervals: the last 30 ka for the southern Red Sea and the period between ca. 130-70 ka (Marine Isotope Stage 5) for the Gulf of Corinth. Chronological framework was built on radiocarbon datings for the Red Sea record while a combination of absolute (Th/U) and relative (biostratigraphic) age markers was applied for the Gulf of Corinth succession. Gravity core FA09 was retrieved from the deep outer part of the southern Red Sea continental shelf within the frameworks of DISPERSE project. The combination of lithological, micropaleontological (planktic and benthic foraminifera), stable isotope (δ18Ο, δ13C), and transfer function (Artificial Neural Networks) analyses of sea-surface temperature and salinity revealed the effects of sea level changes and the South Asian Monsoon System (SAMS) on the oceanographic regime and the seafloor conditions of the area. Moreover, extended comparisons with records from the central and northern Red Sea, the Gulf of Aden, and the northwestern Arabian Sea provided insights into the overall interaction between the Red Sea and the Indian Ocean. Results showed that over the total investigated interval the Red Sea was connected to the Arabian Sea favoring the deposition of hemipelagic beds in the outer shelf of the southern Red Sea. However, a strong glacial/interglacial variability trend was imprinted in the sedimentary succession. The continuous intrusions of inflows from the Gulf of Aden during the glacial section (30–15 ka) induced common sea-surface temperature variations in these regions and prevented hypersalinity in the southern Red Sea, while seafloor conditions were characterized by rather low oxygen levels and high accumulation of terrestrial sediments. The MIS 2 sea-level lowstand (ca. 22-15 ka) was marked by a gradual reduction in planktic foraminiferal abundance together with the highest salinity (~38 psu) and lowest temperature (~23.5 °C) reconstruction estimates, while organic-rich seafloor conditions were indicative of efficient preservation of the organic matter in the oxygen-depleted sediments. Deglacial sea level rise improved the water mass exchange between the northwestern Arabian Sea, the Gulf of Aden, and the entire Red Sea, while in the early Holocene these three areas shared relatively similar surface water conditions. Southwest (summer) Monsoon was dominant during the late glacial and early-middle Holocene and favored a strong coupling between surface productivity levels and organic matter accumulation of both marine and terrestrial sources, thus implying combined effects of nutrient-enriched inflow from the Gulf of Aden and increased riverine runoff in the southern Red Sea. For most of the late glacial era, laminated sediments accumulated in association with oxygen-poor and organic-rich seafloor conditions under a well-stratified water column. Northeast (winter) Monsoon dominated during glacial times and especially around the Heinrich stadials 2 and 1, associated with reduced sea surface temperature and productivity levels in the southern Red Sea. The MIS 5 succession of the Corinth rift sediments corresponds to the subunit 1.3 of hole M0079A, drilled during IODP Expedition 381 in the central basin. Sedimentological (granulometry, composition), micropaleontological (planktic and benthic foraminifera), and isotopic (δ18O and δ13C) analyses were combined with additional data from the expedition overview and records from the surrounding area. The sedimentary succession is characterized by the alternation of a) bioturbated, foraminifera-rich hemipelagites with b) detrital-rich, partly bedded intervals likely corresponding to intrabasinal gravitational mass movements and low oxic sea-surface conditions and c) aragonite-rich, laminated deposits, indicating either marginal conditions between marine and isolated environment or highly stratified water column and anoxic seafloor conditions. Water exchange with the open sea was efficiently established during the MIS 5e and 5c sea level highstands as indicated by the similar planktic faunal biozones between hemipelagic intervals of M0079A and core records from the adjoining Ionian and Adriatic Seas. In contrast, seawater interaction was restricted during the MIS 5b when the sea level fluctuated very close to the sill height. Notably, no imprints of the MIS 5a highstand exist in the studied successions. The combined effects of Ionian Sea inflows and enhanced riverine runoff led to increased water column stratification and low oxygen, eutrophic seafloor conditions in the Gulf of Corinth during times of enhanced humidity and precipitation rates in southern Europe and deposition of sapropel S5 and S4 throughout the eastern Mediterranean (MIS 5e, 5c). However, the high abundance of benthic foraminifera suggests the deposition of sapropel-equivalent sediments rather than sapropel layers within the GoCb. Primary productivity was principally regulated by high riverine runoff in the gulf during S5 whereas at the time of S4 deposition nutrient availability was concentrated in a well-developed DCM layer. Comparing the overall findings of the two records, and despite the several differences in terms of the climatic, oceanographic, and geomorphological regime in the two areas, several similar features have been identified which provide a wide perspective on the environmental response of a northern Hemisphere marginal sea of either tropical or temperate latitudes to sea level fluctuations and modifications in regional climate. 1) Efficient water exchange with the open ocean coincides with the deposition of fine-grained hemipelagites in the semi-closed basin, marked by high numbers of planktic foraminifera. 2) High evaporation, increased sea surface salinity (SSS) and drastic reduction of the planktic foraminifera assemblages are recorded during maximum sea level lowstands when water exchange with the open sea is limited with respect to the sill height. 3) High summer insolation intensity and enhanced humidity lead to a well-stratified water column characterized by low salinity, light δ18O, and elevated productivity sea surface conditions above a low oxygen and organic-rich seafloor. At insolation maxima, the highest stack of planktic foraminiferal numbers is observed in both records driven by increased surficial productivity. 4) Drastic reduction in planktic foraminifera abundance can result from either a) restricted inflows of nutrient-rich waters from the open ocean during sea level lowstands, b) low oxygenated seawater surface, and c) dilution effects triggered by intrabasinal mass transport deposits. 5) Both records are considered highly valuable wider-scale paleoclimatic archives: The southern Red Sea record is excellent for reconstructing past monsoon dynamics while the Gulf of Corinth succession includes imprints of sapropel-equivalent conditions in a semi-closed environment. 6) Several multi-millennial, widespread cooling events of the northern Hemisphere are captured in the investigated records, causing a coupling between cool seawater surface and well-oxygenated seafloor conditions attributed to a temporal breakdown of thermal stratification.
  • ItemOpen Access
    Hydrological study of evapotranspiration types (ETo, ETa, MODIS ET) for Peloponnese (Greece) during 2016-2019, employing remote-sensed and meteorological stations’ data in GIS models, and pan evaporation measurements
    Δημητριάδου, Σταυρούλα; Dimitriadou, Stavroula
    The present dissertation develops 14 GIS models, of which 10 models to implement six empirical and physical-based methods for the estimation of Reference Evapotranspiration (ETo) and Actual Evapotranspiration (ETa) and 4 models implementing statistical measures. Specifically, FAO-56 Penman–Monteith (FAO PM), Hargreaves–Samani (HS) and Hansen, with the former used as a reference, were the methods selected for ETo estimation and Turc, Turc modified and Coutagne were the methods selected for ETa estimation. The study area is Peloponnese, Greece, a suitable Mediterranean testbed with substantial changes of relief over short distances. The study period is years 2016-2019 which constitute four out of the five warmest years since pre-industrial era. For the same period, pan evaporation (Epan) measurements in daily step of two Class-A pan stations in Peloponnese (Patras University at the northmost edge and Ladonas lake at the central part) with different environmental conditions were collected and intercomparisons were made. Moreover, 304 MODIS products have been processed and used in the research. Specifically, 200 images of a global remote-sensed product which estimates actual ET, MODIS net ET (184 images), and MODIS potential ET (ETp; 16 images) were derived (as 8-day composites) and processed for different time scales to detect similarities and differences with the aforementioned ET types. In addition, 104 MODIS LST day and night products have served as inputs to models, in particular, 96 monthly scale and 8 annual scale. Besides the intercomparisons of ET types for an interesting testbed, another novelty of the dissertation is that all the six applied methods and the three most reliable statistical indices for ET studies were implemented after developing GIS models in ArcMap model builder environment and as python scripts. The models of empirical methods include all the stages of pre-procession and the intermediate steps and the inputs are images in raster format. Thus, the output (ETo or ETa) is a useful map for the study area. For the statistical analyses three models implementing statistical indices (RMSD, MB, NMB). Specifically, approximately the same pattern was followed for ETo and ETa investigation. For the first parameter, to investigate the variability in the daily mean reference evapotranspiration (ETo) for the months December and August during 2016–2019, as representative winter and summer months according to availability and qualitative criteria of the data. Furthermore, to investigate the agreement between the three methods’ ETo estimates, and then to examine the former along with MODIS ET (daily) averaged products and daily Epan values. For the second case annual ETa estimates by the three empirical methods were examined along with annual MODIS ET and annual Epan values.The inputs of the models were ground-based and remote-sensed data. Meteorological data from sixty-two stations (over or adjacent to Peloponnese) under the National Observatory of Athens (NOA), MODIS Terra LST day and night products, and MODIS net ET products (8-day composites) have been employed. The parameter differentiating FAO PM from the temperature-based Hansen and Hargreaves-Samani methods was wind speed. The method depicts interactions among climate parameters (T, evaporative demand and water availability) in the frame of climate change. The years 2016–2019 are four of the warmest since the preindustrial era. Hargreaves–Samani’s estimations for the month December of 2016–2019 were almost identical to MODIS ET, despite their different physical meaning. As expected, for month August, there were considerable discrepancies between the three methods’ and MODIS’s estimates, attributed to the higher evaporative demand in the summertime. Thus H-S could serve as an alternative to MODIS ET for month December of years 2016-2019 for Peloponnese. The latter needs further investigation to find out if this is the case for other winter months. Turc method’s outcomes resemble MODIS ET ranges for all years, followed by Coutagne. Estimates by Turc modified, were almost identical to those of MODIS ET. Moreover, unpaired Student T-test has been performed between each empirical method and MODIS ET which verified that the outcomes were statistically significant (p ≤ 0.05) and exhibited low effect size according to Cohen’s D value (< 0,24). Therefore, Turc modified could be used as an alternative to MODIS ET for Peloponnese for years 2016-2019. Their discrepancies are attributed to the uncertainty which MODIS ET involves as a global product. The GIS models were proved accurate, reliable, time-saving, and they are adjustable to any study area. Moreover, Epan for Patras University station (semi-urban, low-elevation) exhibits an upward trend which resembles FAO PM trend through study-years and the same pan coefficients were determined for both December and August of each year which is an indication of consistency that needs further investigation. In contrast, Epan of Ladonas station (lakeside, higher elevation) is more complex. Therefore, pan coefficients based on FAO PM substantially vary and require investigation on monthly time scale. Additionally, the gradual decrease in days of Ladonas pan-water icing could imply undergoing decrease in snowpack-storage retention over the mountains of Peloponnese.