Επίδραση της ηφαιστειακής δράσης στα σύγχρονα και πρόσφατα θαλάσσια ιζήματα της περιοχής Κω-Νισύρου-Αστυπάλαιας
Authors: Δρούγα Αιμιλία 
Published: January 2014

Ο στόχος αυτής της διατριβής είναι η μελέτη των σύγχρονων και πρόσφατων θαλάσσιων ιζημάτων του νοτιοανατολικού ηφαιστειακού τόξου του Αιγαίου και ιδιαίτερα της περιοχής που εκτείνεται σήμερα μεταξύ των Νήσων Κω - Νισύρου - Αστυπάλαιας. Εβδομήντα τέσσερα δείγματα επιφάνειας πυθμένα και δέκα πυρήνες γεωτρήσεων συλλέχθηκαν από βάθη νερού 30 ως 610 m. Η ιζηματογένεση στην περιοχή μελέτης άρχισε μετά την μετα-αλπική ορογένεση στο Αιγαίο κατά το Ολιγόκαινο (περίπου πριν 10 εκατομμύρια έτη) με την απόθεση θαλάσσιων ιζημάτων. Από το Άνω Πλειόκαινο (πριν 3-5 εκατομμύρια έτη) μέχρι σήμερα η ιζηματογένεση περιλαμβάνει και ιζήματα ηφαιστειακής προέλευσης. Από την κοκκομετρική και ορυκτολογική ανάλυση δέκα έξι δειγμάτων επιφάνειας πυθμένα και οκτώ πυρήνων προέκυψαν τα παρακάτω συμπεράσματα: α) Με τις τρεις χημικές κατεργασίες στις οποίες υποβλήθηκαν όλα τα δείγματα διαπιστώθηκε ότι η πλειοψηφία των ανεπιθύμητων υλικών (υλικά συγκόλλησης) που περικλείουν ήταν ανθρακικά συστατικά κυρίως βιογενούς προέλευσης. Στα περισσότερα δείγματα της επιφάνειας του πυθμένα και των πυρήνων το συνολικό ποσοστό των ανεπιθύμητων υλικών (Ανθρακικά άλατα + Οργανική ύλη + Οξείδια Fe και Υδροξείδια Fe και Al) υπερβαίνει το 30%. Τουλάχιστο 90% αυτού οφείλεται στα ανθρακικά υλικά που προέρχονται από τα ασβεστιτικά κελύφη μικροσκοπικών θαλάσσιων οργανισμών μετά τον θάνατό τους. β) Στο σύνολο των 24 δειγμάτων (επιφάνειας πυθμένα και πυρήνων) που αναλύθηκαν, 20 δείγματα εμφανίζουν ποσοστά άμμου και αδρόκοκκης ιλύος (>20 μm) που κυμαίνονται από 4 έως 50%, ενώ στα υπόλοιπα 4 δείγματα τα ποσοστά κυμαίνονται από 51 έως 82%. γ) Τα ποσοστά της μεσόκοκκης και λεπτόκοκκης ιλύος (20-2 μm) σε όλα τα δείγματα κυμαίνονται από 2 ως 23%. δ) Τα ποσοστά της αδρόκοκκης αργίλου (2-0,2 μm) κυμαίνονται από 1 ως 14%, ενώ της μεσόκοκκης + λεπτόκοκκης αργίλου (<0,2 μm) από 0 ως 16%. ε) Οι ορυκτές φάσεις που αναγνωρίστηκαν είναι: χαλαζίας, χριστοβαλίτης, πλαγιόκλαστα, Κ-ούχοι άστριοι, αμφίβολοι, πυρόξενοι, μαρμαρυγίες, ασβεστίτης, δολομίτης, χλωρίτης, καολινίτης, ιλλίτης και σμεκτίτης. Ο χριστοβαλίτης και μερικώς ο σμεκτίτης θεωρούνται ορυκτά που προήλθαν από την ηφαιστειακή δραστηριότητα στην περιοχή μελέτης. Στο κλάσμα 20-2 μm ο χαλαζίαςσυνιστά το επικρατέστερο ορυκτό με συμμετοχή που κυμαίνεται από 7 ως 41%. Το συνολικό ποσοστό των αργιλικών ορυκτών (+μαρμαρυγίες) είναι 25-46%. Η συμμετοχή των αστρίων (κυρίως πλαγιόκλαστα) κυμαίνεται από 10 ως 52%. Στο ίδιο κλάσμα ο χριστοβαλίτης παρατηρείται σε 6 από τα 16 δείγματα επιφάνειας πυθμένα που αναλύθηκαν, σε ποσοστά από 8 ως 33%, ενώ συμμετέχει σε όλα τα δείγματα των πυρήνων από 10 ως 26%. Στο ίδιο κλάσμα όλων των δειγμάτων, μεταξύ των φυλλοπυριτικών ορυκτών, επικρατεί ο μοσχοβίτης, ενώ οι αμφίβολοι και οι κλινοπυρόξενοι παρατηρούνται σε πολύ μικρότερα ποσοστά. Με μείωση του μεγέθους των κόκκων από 20-2, σε 2-0,2 και σε <0,2 μm στα δείγματα επιφάνειας πυθμένα, αλλά και στους πυρήνες, παρατηρείται σημαντική μείωση του χαλαζία και των αστρίων και επικράτηση των αργιλικών ορυκτών ιλλίτη, σμεκτίτη και χλωρίτη. Από την κοκκομετρική και ορυκτολογική ανάλυση προέκυψαν τα ακόλουθα παλαιογεωγραφικά συμπεράσματα: α) Η παρουσία κελυφών μικροσκοπικών διαστάσεων, αλλά και θραυσμάτων σκελετών άλλων μικροοργανισμών, είναι σημαντική σε όλα τα δείγματα, ιδιαίτερα στα λεπτόκοκκα. β) Η μεταφορά και απόθεση των ιζημάτων στη θάλασσα πραγματοποιήθηκε σε περιβάλλον χαμηλής ενέργειας. Στη διαπίστωση αυτή καταλήγουμε από τις κλιματικές συνθήκες που επικρατούσαν στην ευρύτερη περιοχή στη διάρκεια του Πλειόκαινου-Ολόκαινου (θερμό και ημίξηρο κλίμα). Τα υλικά που αποθέτονται σε παρόμοιες συνθήκες παρουσιάζουν κακή ταξινόμηση και η μορφολογία των κόκκων τους είναι γωνιώδης ως υπογωνιώδης. Τα λεπτόκοκκα ιζήματα έχουν αποτεθεί σε μεγαλύτερη απόσταση από την ξηρά, μέσα στη θάλασσα, σε χαμηλής ενέργειας υδροδυναμικά περιβάλλοντα. Τέτοια περιβάλλοντα εντοπίζονται δυτικά της Νισύρου και νοτιοδυτικά της Κω. γ) Η εκτεταμένη παρουσία λεπτόκοκκου υλικού (μεσόκοκκη + λεπτόκοκκη ιλύς και άργιλος μέχρι 49%) συνδέεται με ένα ήρεμο περιβάλλον χαμηλής ενέργειας. Σε τέτοιο περιβάλλον δημιουργούνται ευνοϊκές συνθήκες που επιτρέπουν την απόθεση λεπτόκοκκων υλικών. δ) Η περιοχή μελέτης βρισκόταν σε αβαθή θάλασσα ή κοντά στην ξηρά. Αυτό συμπεραίνεται από την παρουσία αρκετών αδρόκοκκων αμμωδών ιζημάτων (μέγεθος κόκκων >20 μm) τόσο στην επιφάνεια του πυθμένα όσο και στους πυρήνες. Τα ποσοστά αυτών των ιζημάτων κυμαίνονται από 4 ως 82% και βρίσκονται στη Β-ΒΑ πλευρά της Νισύρου προς την Κω, Α-ΝΑ της Νισύρου και Ν-Ν/ προς την Αστυπάλαια σε βάθη από 175 έως 610 m. Επομένως, είναι φανερό ότι σήμερα τα ιζήματα βρίσκονται σε πολύ μεγαλύτερα βάθη από τα –120 m που αναφέρεται ως το μεγαλύτερο βάθος της θαλάσσιας απόσυρσης κατά το Βούρμιο (Πλειστόκαινο). ε) Η κακή ταξινόμηση, ο μικρός βαθμός σφαιρικότητας και η γωνιώδης έως υπογωνιώδης μορφολογία των κόκκων, αποτελούν κοινά ιστολογικά γνωρίσματα όλων των κλαστικών υλικών που χαρακτηρίζουν την πλειονότητα των δειγμάτων που αναλύονται. Αυτά τα ιστολογικά χαρακτηριστικά θα πρέπει να συσχετίζονται με ένα περιβάλλον, όπου η ανακατεργασία των υλικών απουσιάζει ή είναι περιορισμένη, ώστε τα ιζήματα που σχηματίζονται να είναι ανώριμα ιστολογικά. στ) Τα περισσότερο άφθονα ορυκτά είναι ο χαλαζίας και οι άστριοι, κυρίως πλαγιόκλαστα, που στην πλειονότητά τους είναι αναλλοίωτα ή ελαφρά αλλοιωμένα σε σερικίτη και σπανιότερα σε καολινίτη. Μεταξύ των φυλλοπυριτικών ο χλωρίτης είναι το σημαντικότερο ορυκτό. Μεταξύ των μαρμαρυγιών αφθονεί ο μοσχοβίτης, ενώ ο βιοτίτης σπανίζει. Τα πυριτικά ορυκτά με μεγάλο ειδικό βάρος όπως είναι οι πυρόξενοι, αμφίβολοι κ.λπ. είναι λιγότερο άφθονα. Η επικράτηση ορυκτών μικρού ειδικού βάρους, καθώς και ο μικρός βαθμός εξαλλοίωσής τους χαρακτηρίζουν ένα ήρεμο περιβάλλον χαμηλής ενέργειας. Αν λάβουμε υπόψη την αφθονία των πλαγιοκλάστων και του χλωρίτη, καθώς και τη μικρή παρουσία των σιδηρομαγνησιούχων ορυκτών μεγάλου ειδικού βάρους, τότε γίνεται φανερό ότι τα ιζήματα στο σύνολό τους είναι ορυκτολογικά ανώριμα. ζ) Η επικράτηση θερμού και ημίξηρου κλίματος κατά τη διάρκεια του Πλειόκαινου-Ολόκαινου, προφανώς έπαιξε ένα πρωταρχικό ρόλο στην ορυκτολογική ανωριμότητα των ιζημάτων, επειδή σε τέτοιες συνθήκες δεν ευνοούνται οι διεργασίες αποσάθρωσης και καταστροφής των ασταθών ορυκτών. Από τη χημική ανάλυση δειγμάτων διαφορετικών βαθών των τεσσάρων πυρήνων προέκυψαν τα παρακάτω συμπεράσματα: α) Σε όλα τα βάθη (20 διαφορετικά δείγματα) τα ιζήματα αποτελούνται από 25,2-65,5% από οξείδιο του πυριτίου (SiO2) που προέρχεται κυρίως από το χαλαζία, τους αστρίους και τα αργιλικά ορυκτά. Έχει βρεθεί ότι υπάρχει ισοκατανομή του χαλαζία και του συνόλου των αργιλικών ορυκτών, ενώ ακολουθούν σε αφθονία οι άστριοι. β) Ανάλογη κατανομή με αύξηση του βάθους παρουσιάζουν και τα οξείδια TiO2, Al2O3, Fe2O3, Na2O, K2O και P2O5. Αντίθετα, τα οξείδια CaO και MgO παρουσιάζουν τιμές αντίστροφα ανάλογες με το βάθος. γ) Στα είκοσι δείγματα που αναλύθηκαν μερικά μόνο ιχνοστοιχεία παρουσιάζουν υψηλότερες τιμές σε σχέση με τις μέσες τιμές του φλοιού της γης όπως το στρόντιο με τιμές 427-1037 ppm (εκτός 4 δειγμάτων) (μ.τ. φλοιού γης 375 ppm), το χρώμιο με τιμές 102-237 ppm (εκτός 8 δειγμάτων) (μ.τ. 100 ppm) και το νικέλιο με τιμές 78-303 ppm (εκτός 3 δειγμάτων) (μ.τ. 75 ppm). δ) H στατιστική επεξεργασία των σπάνιων γαιών δηλώνει την παρουσία ενός γεωτεκτονικού περιβάλλοντος ηφαιστειακής προέλευσης. Τα ιζήματα που εξετάζονται έχουν αποτεθεί κατά μήκος ενεργών ηπειρωτικών περιθωρίων και νησιωτικών τόξων.