Τμήμα Γεωλογίας (ΔΔ)
Permanent URI for this collection
Browse
Recent Submissions
- ItemOpen AccessMapping of high priority marine habitats in Greece, the case of coralligenous formations(2023-03-03)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.
- ItemEmbargoMagmatic and post-magmatic processes recorded in Cr-PGE ores and mantle peridotites, Chalkidiki ophiolites, Greece : a mineralogical, geochemical and petrological investigation(2023-03-01)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 AccessΠαλαιοκλιματολογικές έρευνες στο Νότιο Αιγαίο ΠέλαγοςΤο 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.
- ItemEmbargoSouthern Pindos foreland basin : Late Eocene – Early Oligocene stratigraphic evolution and geochemical constraints on the provenance and tectonic settingPindos 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 AccessΜελέτη πεδίων ανάμειξης γλυκού με αλμυρό νερό με βάση φυσικοχημικές παραμέτρουςΜελετήθηκαν 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.