Landscape evolution of Menikio mountain (Macedonia, Greece) based on morphological and sedimentological analyses of caves
Authors: Πέννος Χρήστος 
Published: August 2021

Η παρούσα Διδακτορική Διατριβή εξετάζει την γεωμορφολογική εξέλιξη του Μενοικίου Όρους με βάση τα μορφολογικά και ιζηματολογικά χαρακτηριστικά των σπηλαίων που απαντούν σε αυτό. Προκειμένου να χρονολογηθούν τα εξελικτικά σταδία που χαρακτηρίζουν το Μενοίκιο Όρος χρησιμοποιούνται γεωχρονολογικές μέθοδοι ισοτόπων Th/U. Παράλληλα, πραγματοποιείται ανασύσταση των παλαιοκλιματικών συνθηκών που επικρατούσαν στην ευρύτερη περιοχή, μέσω ανάλυσης σταθερών ισοτόπων δ18Ο και δ13C. Οι αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν στους άξονες ανάπτυξης δύο σταλαγμιτών, οι οποίοι συλλέχθησαν από τα σπήλαια Μικρό και Μεγάλο των Επταμύλων, Σερρών.Για την ολοκλήρωση της έρευνας χρησιμοποιήθηκαν πρωτογενή δεδομένα πεδίου που συλλέχθηκαν κατά την διάρκεια πολυάριθμων επισκέψεων στα σπήλαια του Μενοικίου Όρους, καθώς και αναλυτικές εργαστηριακές μέθοδοι. Παράλληλα, έγινε χρήση συστημάτων γεωγραφικών πληροφοριών (Γ.Σ.Π.), τεχνικών τηλεπισκόπησης, ηλεκτρικών διασκοπήσεων, και των δεδομένων που προέκυψαν από την μελέ-τη των πυρήνων δύο (2) γεωτρήσεων που διατρήθηκαν για τους σκοπούς της παρού-σας διατριβής.Αναλυτικότερα και με σκοπό να εντοπιστούν οι είσοδοι σπηλαίων στο εκτεταμένο καρστικό πεδίο του Μενοικίου χρησιμοποιήθηκαν υψηλής χωρικής διακριτικής ικανότητας ορθοφωτοχάρτες. Στην συνέχεια πραγματοποιήθηκε επαλήθευση πεδίου και ακολούθησε η εξερεύνηση των σπηλαιών με χρήση τεχνικών μονού σχοινιού, ενώ έγινε και ταυτόχρονη χαρτογράφηση τους με την χρήση του εξειδικευμένου αποστασιόμετρου λέιζερ distox.Με σκοπό τον προσδιορισμό των διαφόρων σπηλαιογενετικών φάσεων που έλαβαν χώρα στο Μενοίκιο Όρος, πραγματοποιήθηκε χαρτογράφηση των μέσο και μικρο-μορφολογικών χαρακτηριστικών των σπηλαίων του. Με αυτό τον τρόπο προσδιορίστηκαν τα σπήλαια που αντιστοιχούν σε διαφορετικές θέσεις του υδροφόρου ορίζοντα. Προσδιορίζοντας την ηλικία των θέσεων του υδροφόρου είναι δυνατό να καθοριστεί η γεωμορφολογική εξέλιξη του Μενοικίου.Για την χρονολόγηση των δειγμάτων με την μέθοδο ισοτόπων Th/U εφαρμόστηκε η μεθοδολογία που έχει προταθεί από την Hellstrom (2003), ενώ για την κατασκευή των χρονοστρωματογραφικών μοντέλων ανάπτυξης των σταλαγμιτώνχρησιμοποιήθηκε το λογισμικό πρόγραμμα ModAge των Hercman and Pawlak (2012).Οι αναλύσεις των σταθερών ισοτόπων πραγματοποιήθηκαν στο εργαστήριο Hertelendi of Environmental studies, του Ινστιτουτού πυρηνικής έρευνας της Ουγγρικής Ακαδημίας Επιστημών στην Ουγγαρία, αλλά και στο Ινστιτούτο των Γεωλογικών Επιστημών της Πολωνικής Ακαδημίας Επιστημών στην Βαρσοβία. O σταλαγμίτης MegaloSP3 καλύπτει χρονολογικό εύρος από 14.67ka B.P. εως 8.25ka B.P., ενώ ο σταλαγμίτης MikroSP6 από 55.446ka B.P. εώς 6.379ka B.P. Τα αποτελέσματα έδειξαν οτι ο σταλαγμίτης MegaloSP3 δεν βρισκόταν σε συνθήκες ισοτοπικής ισορροπίας. Ερμηνεύοντας τα αποτελέσματα του Hendy test (Hendy, 1971) παρατηρείται μια συνεχής αύξηση στο λόγο δ18O ως προς την απόσταση από τον κεντρικό άξονα ανάπτυξης του σταλαγμίτη, γεγονός που υποδηλώνει ότι ο σταλαγμίτης να έχει πιθανόν επηρεαστεί από συνθήκες εξάτμισης.Τα παλαιοκλιματολογικά συμπεράσματα των σταλαγμιτών που αναλύθηκαν στην παρούσα μελέτη, αλλά και η σύγκρισή τους με άλλα παλαικλιματολογικά αρχεία, δείχνουν άμεση και ευαίσθητη αντίδραση του οικοσυστήματος του Μενοικίου Όρους σε σχέση με τις κλιματικές μεταβολές στο Βόρειο Ατλαντικό. Επίσης, συμπεραίνεται ότι η περιοχή του Βορείου Αιγαίου αλλά και γενικότερα της Ανατολικής Μεσογείου, επηρεάστηκε από την ωκεάνια κυκλοφορία και την ωκεάνια μεταφορά θερμότητας στο Βόρειο Ατλαντικό.Η γεωμορφολογική μελέτη με την χρήση τεχνικών τηλεπισκόπησης απέδειξε, ότι οι περισσότερες δολίνες (490), που βρίσκονται σε υψόμετρο μεγαλύτερο από 1000m εντοπίζονται στην υψομετρική ζώνη μεταξύ 1500m και 1700m. Περίπου 160 δολίνες βρίσκονται στα υψηλότερα υψόμετρα μεταξύ 1800m και 1963m, ενώ αντίθετα 150 δολίνες βρίσκονται στην υψομετρική ζώνη μεταξύ 1200m και 1400m. Η ύπαρξη του σπηλαίου του Κιορ Δελικ, το οποίο εντοπίζεται σε υψόμετρο 1643m, σε συνδυασμό με τα αποτελέσματα της προαναφερόμενης ανάλυσης αυτής ενισχύουν την άποψη για την ύπαρξη μια επιφάνειας επιπέδωσης στη ζώνη μεταξύ 1500m και 1700m.Οι γεωφυσικές μέθοδοι ηλεκτρικών διασκοπήσεων, οι οποίες πραγματοποιήθηκαν στην περιόχη της πόλγης της Καλλίπολης, αποκάλυψαν την ύπαρξη καλυμμένων παλαιοκαρστικών δομών. Οι γεωμορφες αυτές, το σχήμα των οποίων μπορεί να συσχετιστεί με αυτό των δολινών, είναι καλυμμένες με λεπτοκλαστικά ιζήματα, το πάχος των οποίων κατά θέσεις φτάνει τα 250m. Ηυψομετρική τους θέση μπορεί να συσχετισθεί με την ύπαρξη του σπηλαίου “Τσιφλίκι” το οποίο παρουσιάζει μορφολογικά επιφρεατικά χαρακτηριστικά. Το γεγονός αυτό ενισχύει την άποψη για την ύπαρξη επιφάνειας επιπέδωσης στην υψομετρική ζώνη στην οποία αναπτύσεται το σπήλαιο (795m)Για τους σκοπούς της έρευνας, πραγματοποιήθηκαν δύο γεωτρήσεις στην πόλγη της Καλλίπολης, ώστε να μελετηθούν οι μαγνητικές ιδιότητες των κλαστικών ιζήμάτων της, αλλά και να εξαχθούν παλαιοκλιματικά συμπεράσματα. Παρά το γεγονός ότι οι μεταβολές στο σήμα των μαγνητικών ιδιοτήτων των ιζημάτων παρουσιάζουν ενδιαφέρουσα εικόνα, δεν ήταν δυνατό να χρησιμοποιήθουν, καθώς δεν βρέθηκε υλικό το οποίο να μπορεί να χρονολογηθεί έτσι ώστε να προσδιοριστεί το χρονικό εύρος των μεταβολών αυτών.Τέλος, χρονολογώντας σπηλαιοθέσεις που καλύπτουν το δάπεδο του Μεγάλου σπηλαίου των Επταμύλων και συσχετίζοντας υψομετρικά την θέση των πηγών του Αγίου Ιωάννη οι οποίες αντικατοπτρίζουν το τοπικό βασικό επίπεδο, ήταν δυνατό να προσδιοριστεί ο ρυθμός πτώσης του βασικού επιπέδου.Ο ρυθμός πτώσης του βασικού επιπέδου προσδιορίστηκε ίσως με 0.45 mmyr-1 τουλάχιστον για τα τελευταία 76.500 χρόνια. Η τιμή αυτή έρχεται σε συμφωνία με την τιμή που υπολογίσθηκε για τον ρυθμό ανύψωσης του Μενοικίου (τουλάχιστον για το δυτικό του τμήμα) η οποία σύμφωνα με τους Tranos and Mountrakis (2004) είναι ίση με 0.5 mmyr-1. Συσχετίζοντας γραμμικά τις υψομετρικές θέσεις των δύο υψηλότερων επιφανειών επιπέδωσης με τη θέση των πηγών του Αγίου Ιώαννη και θεωρώντας το ρυθμό αμετάβλητο, συμπεραίνεται πως η επιφάνεια επιπέδωσης στην περιοχή του σπηλαίου “Τσιφλίκι” δεν μπορεί να είναι νεότερη από 468 ka B.P. Ομοίως, η επιφάνεια επιπέδωσης στην οποία βρίσκεται το σπήλαιο του “Κιορ Δελίκ” δεν μπορεί να είναι νεότερη από 941.5 ka B.P.