Στρωματογραφία

Βασικές αρχές

Τα περισσότερα από τα πετρώματα που απαντώνται στην επιφάνεια της γης είναι ιζηματογενή, σχηματισμένα από τη φυσική ή χημική διάβρωση παλαιότερων ορυκτών. Οι λίθοι, η άμμος και η ιλύς που επικάθονται στον πυθμένα ποταμών, λιμνών και ωκεανών, εμπεριέχουν ζωντανούς και νεκρούς ζωικούς ή φυτικούς οργανισμούς. Με το πέρασμα του χρόνου και τη συσσώρευση περισσότερων σωμάτιων με μια σειρά φυσικών και χημικών διεργασιών τα ιζήματα που προέρχονται από συσσωρεύσεις χαλικιών γίνονται κροκαλοπαγή πετρώματα, η άμμος γίνεται ψαμμίτης, η ιλύς μετατρέπεται σε σχιστολιθική άργιλο, ενώ οι ζωικοί σκελετοί και τα φυτικά υπολείμματα μετατρέπονται σε απολιθώματα.
Τα ιζηματογενή πετρώματα σχηματίζονται σταδιακά με την διαδοχική εναπόθεση επάλληλων στρωμάτων. Έτσι, σε οποιαδήποτε σειρά διαστρωμένων πετρωμάτων ένα δεδομένο στρώμα είναι αρχαιότερο από οποιοδήποτε ανώτερο στρώμα. Ο Νόμος της Υπέρθεσης γνωστός και ως αρχή της επαλληλίας είναι θεμελιώδης για την ερμηνεία της ιστορίας της γης, γιατί σε οποιαδήποτε δεδομένη θέση υποδεικνύει τις σχετικές ηλικίες των στρωμάτων και των απολιθωμάτων τους.
Ο Νόμος της αρχικής οριζοντιότητας αναφέρει ότι τα περισσότερα ιζήματα, όταν πρωτοσχηματίστηκαν, αποτέθηκαν οριζόντια. Ωστόσο, πολλά διαστρωμένα πετρώματα δεν είναι πλέον οριζόντια. Βάσει αυτού του νόμου θεωρούμε σήμερα ότι τα μη οριζόντια (επικλινή) ιζηματογενή πετρώματα είτε σχηματίστηκαν με ιδιαίτερο τρόπο, ή μετακινήθηκαν από την οριζόντια θέση τους σε ύστερες εποχές (κυρίως σε περιόδους ορογένεσης ή έντονης σεισμικής δραστηριότητας).
Η αρχή της παλαιοντολογικής ταυτότητας: Έννοια που χρησιμοποιούνταν στο παρελθόν και δεχόταν ότι ένα σύνολο στρωμάτων με το ίδιο παλαιοντολογικό περιεχόμενο έχει και την ίδια ηλικία. Αυυτό οδηγούσε σε εσφαλμένα αποτελέσματα, όταν όλα τα περιεχόμενα απολιθώματα είχαν μεγάλο στρωματογραφικό εύρος. Το πρόβλημα της αρχής αυτής λύνεται σε μεγάλο βαθμό όταν υπάρχουν χαρακτηριστικά απολιθώματα, δηλαδή απολιθώματα που έχουν αφενός μεγάλη στρωματογραφική εξάπλωση ώστε να επιτρέπουν τη σύγκριση σε μεγάλες γεωγραφικές αποστάσεις, και αφετέρου μικρό στρωματογραφικό εύρος (δηλαδή έζησαν μικρό χρονικό διάστημα). Τέτοια απολιθώματα συναντώνται εξ ορισμού στα πελαγικά απολιθώματα (θαλάσσιο περιβάλλον ιζηματογένεσης). Τα απολιθώματα δε που έζησαν κατά την ίδια χρονική περίοδο στη μετάβαση (μεταβατικά απολιθώματα) από έναν πελαγικό προς ένα νηριτικό χώρο, επιτρέπουν να συσχετίσουμε μεταξύ τους τα πελαγικά με τα νηριτικά απολιθώματα.

Συναφή πεδία

Από την άποψη της γεωλογίας η στρωματογραφία περιλαμβάνει δύο σχετικά πεδία: την λιθολογική στρωματογραφία ή λιθοστρωματογραφία και την βιολογική ή βιοστρωματογραφία. Οι κανόνες συσχέτισης και χρονικής αλληλουχίας των στρωμάτων βρίσκουν σημαντική εφαρμογή στην επιστήμη της αρχαιολογίας.

Λιθολογική στρωματογραφία

Η Λιθοστρωματογραφία ή λιθολογική στρωματογραφία σχετίζεται με τις φυσικές λιθολογικές αλλαγές στη διαστρωμάτωση διάφορων τύπων πετρωμάτων και εξετάζει τις αλλαγές του περιβάλλοντος από αυτή την οπτική γωνία.
Η Χημειοστρωματογραφία ασχολείται με τις σχετικές αναλογίες ιχνοστοιχείων και ισοτόπων μέσα και ανάμεσα σε λιθολογικές μονάδες. Οι αναλογίες ισοτόπων άνθρακα και οξυγόνου διαφοροποιούνται στον γεωλογικό χρόνο και χρησιμοποιούνται για την χαρτογράφηση λεπτών αλλαγών του παλαιοπεριβάλλοντος. Από τη χημειοστρωματογραφία προέκυψε η ισοτοπική στρωματογραφία.
Η Κυκλοστρωματογραφία καταγράφει τις ενίοτε κυκλικές αλλαγές των σχετικών αναλογιών των ορυκτών, ιδιαίτερα των ανθρακικών αλάτων και την ποικιλομορφία των απολιθωμάτων, που σχετίζονται με αλλαγές του παλαιοκλίματος.

Βιοστρωματογραφία

Η βιοστρωματογραφία ή παλαιοντολογική στρωματογραφία βασίζεται στα αποκαλούμενα "καθοδηγητικά" απολιθώματα που εμπεριέχονται στα στρώματα των πετρωμάτων. Στρώματα από διαφορετικές τοποθεσίες που περιέχουν την ίδια απολιθωματική πανίδα και χλωρίδα είναι χρονικά συσχετίσιμα. η βιολογική στρωματογραφία βασίστηκε στην αρχή της διαδοχής της πανίδας, μια από τις βασικότερες γραμμές ερμηνείας της βιολογικής εξέλιξης. Η γεωλογική χρονολογική κλίμακα άρχισε να αναπτύσσεται στις αρχές του 19ου αιώνα χάρη στην βιοστρωματογραφία και την ιδέα της πανιδικής διαδοχής.

Αρχαιολογική στρωματογραφία

H στρωματογραφία (stratigraphy) στην αρχαιολογία είναι η μελέτη της διάταξης των αποθέσεων ή στρωμάτων, δηλαδή της διαστρωμάτωσης (stratification), μιας αρχαιολογικής θέσης. Τα στρώματα σε μια αρχαιολογική θέση είναι φυσικά και πολιτισμικά, ή μόνον γεωλογικά (σε περιόδους εγκατάλειψης αρχαιολογικών θέσεων). Ανάλογα με τις φυσικές ή πολιτισμικές μεταβολές που λαμβάνουν χώρα σε μια θέση και τη διάρκειά τους, τα στρώματα ποικίλλουν ως προς το πάχος, τη σύσταση, το χρώμα και το περιεχόμενο. Η μήτρα Χάρρις (Harris Matrix) ως λογισμικό είναι ένα εργαλείο που απεικονίζει σύνθετες στρωματογραφικές σχέσεις στο εννοιολογικό πλαίσιο της αρχαιολογίας.

Παραπομπές - σημειώσεις

1: Ο Νόμος προτάθηκε για πρώτη φορά τον 17ο αιώνα από τον Δανό επιστήμονα Νίκολας Στένο (Nicolas Steno). Συνδυαζόμενος με τον νόμο της διαδοχής της πανίδας παρέχει ένα ισχυρό εργαλείο για την χρονολόγηση πετρωμάτων και στρωμάτων.
2: Τεκτονισμένα θεωρούνται τα στρώματα που έχουν υποστεί διαταραχή από φυσικά αίτια π.χ. σεισμός.