title: Μελέτη συσχετισμού ορυκτολογικών και φυσικών ιδιοτήτων πετρωμάτων από τη Νήσο Σαντορίνη και διερεύνηση αναλόγων στον πλανήτη Άρη
Creators: name: Πανταζιδης Αυγουστος
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2016

description: Η παρούσα πτυχιακή εργασία αφορά τη μελέτη των ηφαιστειακών πετρωμάτων από την περιοχή Μπάλου, Σαντορίνης. Η εν λόγω περιοχή αποτελείται από σκωριώδη και πυροκλαστικά πετρώματα βασαλτικής έως ανδεσιτικής σύστασης. Ο σκοπός της παρούσας μελέτης είναι ο χαρακτηρισμός των βασαλτών με χρήση διαφορετικών μεθόδων, και η εξέταση της πιθανότητας να αποτελέσουν γήινα ανάλογα μίας ομάδας μετεωριτών–εκείνης των ολιβινικών σεργκοτιτών (βασαλτικής σύστασης)– με προέλευση τον πλανήτη Άρη. Είναι χαρακτηριστικό ότι δεν υπάρχουν αποστολές που να έχουν επιστρέψει δείγματα στη Γη από τον πλανήτη Άρη. Γι`αυτό, η επέκταση της βάσης δεδομένων με γήϊνα πετρώματα των οποίων οι ιδιότητες ομοιάζουν με τις αντίστοιχες εκείνων του πλανήτη Άρη, φαντάζει εξαιρετική ευκαιρία για τη βελτίωση των γνώσεών μας σχετικά με τις συνθήκες που θα συναντήσουν μελλοντικές αποστολές στην επιφάνεια του πλανήτη.
Μελετήθηκαν οι ορυκτολογικές, πετρολογικές και φυσικές ιδιότητες των βασαλτών της περιοχής Μπάλου και σε επιλεγμένα πετρώματα –χαρακτηρισμένα ως Αρειανά ανάλογα– που δανειστήκαμε από τη Διεθνή Βάση πετρωμάτων Διαστημικών αναλόγων (International Space Analogue Rockstore - ΙSAR). Τα πετρώματα αυτά είναι καλά χαρακτηρισμένα ως προς τις ιδιότητές τους, και αποτελούν τα πρότυπα δείγματα με τα οποία βαθμονομούνται τα αναλυτικά μηχανήματα διαστημικών αποστολών.
Έγινε συλλογή 20 δειγμάτων από την περιοχή του Μπάλου, με αρχικό κριτήριο τον ελάχιστο βαθμό εξαλλοίωσης, και την ομοιότητα με βασάλτη στο πεδίο δειγματοληψίας. Επιπρόσθετα, δανειστήκαμε 4 δείγματα (2 λεπτές τομές, 2 τεμάχη βασάλτη και 4 κονιοποιημένα δείγματα βασάλτη) από τη Διεθνή Βάση πετρωμάτων Διαστημικών αναλόγων. Τα δείγματα ISAR αναλύθηκαν με τις μεθόδους που εφαρμόστηκαν και στα δείγματα της Σαντορίνης για λόγους ενδοσυμβατότητας και επέκτασης των δεδομένων. Στην εργασία χρησιμοποιήθηκαν μία σειρά αναλυτικών μεθόδων όπως: το οπτικό μικροσκόπιο, το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης, ο ηλεκτρονικός μικραναλυτής, η περιθλασιμετρία ακτίνων-Χ, η φθορισιμετρία ακτίνων-Χ, και η φασματοσκοπία υπερύθρου με μετασχηματισμό Fourier. Παράλληλα, εφαρμόστηκε ένα πρόγραμμα επεξεργασίας εικόνας (ImageJ) για την εκτίμηση του ποσοστού του πορώδους των πετρωμάτων.
Η πετρογραφική παρατήρηση των βασαλτών της Σαντορίνης έδειξε ότι διαθέτουν πιλοταξιτική έως τραχιτική δομή, με φαινοκρυστάλλους ολιβίνη και κλινοπυρόξενου, σε μία κύρια μάζα αποτελούμενη από ολιβίνη, κλινοπυρόξενο, πλαγιόκλαστο και μαγνητίτη, και μικρό ποσοστό (7-15 %κ.ο.) πορώδους. Όμοια χαρακτηριστικά, αλλά με μεγαλύτερο ποσοστό πορώδους (>20%κ.ο.) εμφανίζουν τα πετρώματα από το ISAR. Τα ορυκτοχημικά δεδομένα όπως η σύστασης του κλινοπυρόξενου (En36-48Wo41-44Fs11-21), του ολιβίνη (Fo88-70) και του πλαγιόκλαστου (An85-60), έδειξαν ότι τα πετρώματα της Σαντορίνης είναι περισσότερο εξελιγμένα σε σχέση με τα αντίστοιχα πετρώματα που δανειστήκαμε από το ISAR. Επιπλέον, τα διαγράμματα ακτίνων-Χ δείχνουν ότι τα δείγματα από τη Σαντορίνη και το ISAR έχουν παρόμοιο ορυκτολογικό περιεχόμενο, με εξαίρεση ένα δείγμα από το ISAR όπου ήταν αρκετά εξαλλοιωμένο (παρουσία αμφιβόλου και χλωρίτη). Επίσης, η εφαρμογή της φασματοσκοπίας υπερύθρου με μετασχηματισμό Fourier τεκμηριώνει το όμοιο ορυκτολογικό περιεχόμενο μεταξύ των αναλυθέντων δειγμάτων. Ωστόσο, σημαντική διαφορά εμφανίζουν τα πετρώματα της Σαντορίνης που είναι ελαφρώς πιο όξινα –αλλά εντός του βασαλτικού πεδίου στο διάγραμμα SiO2 vs. Na2O + K2O– σε σχέση με τα αντίστοιχα προτεινόμενα ως αρειανά ανάλογα.
Η σύγκριση της χημικής σύστασης ολικού πετρώματος των βασαλτικών πετρωμάτων της Σαντορίνης με βιβλιογραφικά δεδομένα ολιβινικών σεργκοτιτών έδειξε όμοιες τιμές αλκαλίων και πυριτίου ως προς το ανώτερο όριό τους, ενώ εξαρετική ομοιότητα με τη μέση σύσταση των δεδομένων από τον κρατήρα Gusev του Άρη. Ιστολογικά, και οι δύο ομάδες πετρωμάτων (Σαντορίνης και ολιβινικοί σεργκοτίτες) εμφανίζουν μεγάλους κρυστάλλους ολιβίνη και μικρότερους κλινοπυρόξενου. Επιπλέον, η συγκριτική αξιολόγηση των ορυκτοχημικών δεδομένων των βασαλτών της Σαντορίνης με αντίστοιχα δημοσιευμένα από ολιβινικούς σεργκοτίτες, έδειξε ότι οι πρώτοι έχουν όμοιες συστάσεις του κέντρου των φαινοκρυστάλλων, αλλά εμφανίζουν μικρότερο βαθμό κλασμάτωσης (λιγότερο εξελιγμένες συστάσεις ολιβίνη και κλινοπυρόξενου). 
Τα βασαλτικά πετρώματα της Σαντορίνης εμφανίζουν αξιοσημείωτη ομοιότητα με τα πετρώματα που έχουν χαρακτηριστεί ως Αρειανά ανάλογα ως προς τα δεδομένα των περισσότερων μεθόδων που εφαρμόστηκαν στην παρούσα μελέτη, ενώ προσεγγίζουν καλύτερα τη χημική και ορυκτολογική σύσταση των ολιβινικών σεργκοτιτών. Καταλήγοντας, η περιοχή Μπάλου της Σαντορίνης, διαθέτει βασαλτικά πετρώματα που φαίνεται ότι αξίζει να αποτελέσουν Αρειανό ανάλογο ως προς τις ορυκτολογικές και χημικές ιδιότητές τους.