Τεκτονoστρωματογραφική χωρική (3D) προσομοίωση των σχηματισμών μεταλπικής ηλικίας της λεκάνης της Μεσσαράς, Κεντρική Κρήτη
Authors: Παναγόπουλος Γεώργιος 
Published: June 2024

Η αποτύπωση της υποεπιφανειακής γεωλογίας, διδιάστατα ή τριδιάστατα, αποτελεί ακόμη και σήμερα μια εργασία το αποτέλεσμα της οποίας εξαρτάται από τη ποσότητα και ποιότητα των δεδομένων που χρησιμοποιούνται, τη σωστή χωρική τους συσχέτιση και τη συνδυαστική ερμηνεία τους που θα εντάσσεται σε ορθολογιστικό πλαίσιο. Τις περισσότερες φορές, απαιτούνται πολλά δεδομένα για να αποτυπωθεί ικανοποιητικά μια υποεπιφανειακή γεωλογική δομή, των οποίων η σύνδεση είναι πολλές φορές πολύπλοκη. Σε κάθε περίπτωση, τόσο η επιλογή των δεδομένων όσο και η ερμηνεία τους είναι αναπόφευκτα υποκειμενική που μπορεί να οδηγεί σε διαφορετικά αποτελέσματα μεταξύ των γεωλόγων. Στο σημείο αυτό η χρήση σύγχρονων εργαλείων, όπως λογισμικών τριδιάστατης γεωλογικής απεικόνισης και προσομοίωσης, βοηθούν προς την κατεύθυνση μείωσης της απόκλισης των διαφορετικών αποτελεσμάτων, μιας και διευκολύνονται ο εντοπισμός χρήσης λανθασμένων δεδομένων, οι χωρικές συσχετίσεις των δεδομένων και κυρίως οι (υπο)περιοχές που παρουσιάζουν μεγαλύτερο βαθμό αβεβαιότητας των αποτελεσμάτων. Η εφαρμογή τέτοιων μεθοδολογιών έχουν αυξηθεί τα τελευταία χρόνια με την ραγδαία ανάπτυξη των υπολογιστών που μπορούν πλέον να διαχειρίζονται μεγάλο αριθμό δεδομένων και να τα απεικονίζουν τριδιάστατες γεωμορφές ακόμα και σε οικιακούς υπολογιστές. Στην παρούσα διατριβή περιγράφεται η χρήση αυτών των μεθοδολογιών στη λεκάνη της Μεσσαράς με την κατασκευή 2 τριδιάστατων γεωλογικών ομοιωμάτων διαφορετικής κλίμακας και διαφορετικού σκοπού. Το ένα αφορά στην κατασκευή του γεωμετρικού ομοιώματος ολόκληρης της λεκάνης της Μεσσαράς στην Κρήτη και το άλλο αφορά την κατασκευή του στατικού γεωλογικού ομοιώματος (γεωμετρικό ομοίωμα και ομοίωμα ιδιοτήτων) του αλλουβιακού υδροφόρου του Τυμπακίου (δυτική Μεσσαρά) στην Κρήτη. Η κατασκευή του γεωμετρικού μοντέλου της Μεσσαράς βασίστηκε κυρίως σε ένα δίκτυο 8 διδιάστατων σεισμικών γραμμών ανάκλαση που κάλυπταν το πεδινό κυρίως τμήμα της λεκάνης. Τα σεισμικά δεδομένα υπέδειξαν το πάχος των ιζημάτων της μεταλπικής λεκάνης, με βασικό συμπέρασμα την ύπαρξη υποκέντρου 1500μ (απόλυτο βάθος) στο ανατολικό τμήμα της λεκάνης της Μεσσαράς. Με δεδομένο ότι στην ίδια περιοχή έχουν αναφερθεί κατά το παρελθόν διαφυγές φυσικού αερίου, τα αποτελέσματα της τριδιάστατης προσομοίωσης χρησιμοποιούνται συνδυαστικά με γεωχημικές αναλύσεις, στρωματογραφικές συσχετίσεις και εξέλιξης της λεκάνης για να τεκμηριωθεί ένα πιθανό σενάριο γένεσης βιογενούς αερίου στην περιοχή. Για τις ανάγκες αυτής της προσπάθειας πραγματοποιήθηκαν εργασίες πεδίου και εργαστηριακές αναλύσεις για να εκτιμηθούν όλα τα απαραίτητα στοιχεία γένεσης βιογενούς αερίου (οργανικό υλικό/ταμιευτήρας/παγίδα). Η μελέτη έδειξε ότι η ποσότητα του οργανικού υλικού που βρίσκεται στις αργιλλικές ενστρώσεις χαρακτηρίζεται οριακά ως μητρικό πέτρωμα, κάτι το οποία αναμένεται να έχει επίπτωση στο δυναμικό γένεσης αερίου αυτών των ιζημάτων και κατ’ επέκταση στην ποσότητα αερίου που φέρουν οι σχηματισμοί αυτοί. Στον αντίποδα, το υψηλό πορώδες και η διαπερατότητα των ψαμμιτών αλλά και οι κατακόρυφες και πλευρικές εναλλαγές τους με αργιλλικές ενστρώσεις παρέχουν ικανές συνθήκες συσσώρευσης του αερίου σε διαφορετικούς θύλακες, που κατά τα φαινόμενα είναι αντίστοιχοι με αυτούς που τρύπησαν οι υδρογεωτρήσεις της περιοχής. Τα υφιστάμενα στοιχεία δεν επαρκούν σε καμία περίπτωση για να αποτιμηθεί η εμπορική εκμεταλλευσιμότητα του εν λόγω παραγόμενου αερίου. Το δεύτερο τριδιάστατο γεωλογικό ομοίωμα που κατασκευάστηκε είχε ως στόχο να αποτυπώσει την υποεπιφανειακή δομή του αλλουβιακού Πλειο-πλειστοκαινικού υδροφόρου του Τυμπακίου και να εκτιμηθεί με τη χρήση γεωηλετρικών / ηλετρομαγνητικών μετρήσεων υπαίθρου τόσο ο λιθολογικός χαρακτήρας των ιζημάτων που δομούν τον υδροφόρο και οι υδραυλικές τους ιδιότητες, όσο και να αποτυπωθεί το μέτωπο και η γεωμετρία της υφαλμύρινσης στη λεκάνη μελέτης. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν ένα πυκνό δίκτυο από υδρογεωτρήσεις, γεωηλεκτρικές βυθοσκοπήσεις (VES) και ηλεκτρομαγνητικές μετρήσεις παροδικού πεδίου (TEM) που επέτρεψαν τη χωρική συσχέτιση των λιθολογικών περιγραφών των υδρογεωτρήσεων με τις τιμές ειδικής ηλεκτρικής αντίστασης του υπεδάφους. Συνεπώς, πέρα από την αποτύπωση της διακύμανσης του πάχους του υδροφόρου και την αναγνώριση 12 πιθανών ρηγμάτων που δεν αναγνωρίζονται επιφανειακά, έγινε και η χωρική κατανομή των τιμών ειδικής ηλεκτρικής αντίστασης σε όλο τον υδροφόρο ως προσπάθειας έμμεσης αναγνώρισης των λιθολογιών που απαρτίζουν τον υδροφόρο αλλά και του μετώπου υφαλμύρινσης. Προτείνεται δε, τα αποτελέσματα του ομοιώματος αυτού να χρησιμοποιηθούν σε επόμενο στάδιο και στην προσομοίωση της υπόγειας ροής υδάτων στον εν λόγω υδροφόρο. Σε αυτή την περίπτωση αναμένεται βελτιστοποίηση των αποτελεσμάτων της προσομοίωσης που με τη σειρά της οδηγεί σε βελτιστοποίηση του σχεδιασμού εκμετάλλευσής του. Και στις δύο περιπτώσεις, ο απώτερος σκοπός είναι να αναδειχθεί η χρησιμότητα των τριδιάστατων γεωλογικών ομοιωμάτων ως ενός σύγχρονου και εύχρηστου εργαλείου για την κατά το δυνατό καλύτερη αποτύπωση της υποεπιφανειακής γεωλογίας. Και στις δύο περιπτώσεις δεν εξαντλήθηκαν οι δυνατότητες που παρέχονται με τη χρήση τέτοιων εργαλείων/μεθοδολογιών καθώς αυτό θα έπρεπε να αποτελούσε ξεχωριστή μελέτη. Παρόλα αυτά, τα αποτελέσματα μπορούν άμεσα να χρησιμοποιηθούν για το σχεδιασμό των επόμενων βημάτων σε περιοχές της λεκάνης που παρουσιάζουν μεγαλύτερο ενδιαφέρον.