Στρωματογραφία

Η στρωματογραφία είναι ιδιαίτερος κλάδος της Γεωλογίας και συγκεκριμένα της Ιστορικής Γεωλογίας, που αντικείμενο έρευνας και μελέτης είναι η τάξη και η θέση των στρωματοποιημένων πετρωμάτων του στερεού φλοιού της Γης. Συγκεκριμένα η στρωματογραφία εξετάζει την στρωματική διαμόρφωση των υλικών από τα οποία αποτελούνται τα επιφανειακά ιζηματογενή στρώματα της Γης. Από την εξέταση αυτή προσδιορίζονται οι στρωματογραφικές λιθολογικές ενότητες και κατά συνέπεια τα στρωματογραφικά όρια (stratigraphic boundaries) που μπορεί να βασίζονται είτε σε φυσικές διαφορές, είτε στη φύση των λιθολογικών τύπων που συνιστούν τα στρώματα αυτά, είτε ακόμη σε φυσικές και οργανικές διαφορές που σχετίζονται σε ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα.  Με αυτόν τον τρόπο προσδιορίζει τη χρονολογική διαδοχή τους και καθορίζει τα διάφορα στάδια εξέλιξής τόσο της γης όσο και κατ΄ επέκταση των μορφών ζωής αλλά και της ιστορίας άλλων πλανητικών σωμάτων. 

Το αντικείμενο της στρωματογραφίας εφαρμόστηκε για πρώτη φορά από τον Γερμανό γεωλόγο Φύκσελ,  στη Γερμανία, το 1770, και τον Γουΐλιαμ Σμιθ, στην Αγγλία το 1790 με μια χρονική διαφορά περίπου 20 ετών, που πρώτοι αναγνώρισαν τη σημασία των γεωλογικών στρωμάτων, στις πατρίδες τους. Το έργο του δεύτερου συνεχίστηκε έως τις αρχές του 1800, που oλοκληρώθηκε και ο πρώτος αγγλικός γεωλογικός χάρτης.

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.

Κριτήρια 

Η στρωματογραφία εξετάζει τα επιφανειακά ιζήματα βάσει στρωματογραφικών, λιθογραφικών και παλαιοντολογικών κριτηρίων. Το στρωματογραφικό κριτήριο βασίζεται στην αρχή της επαλληλίας των ιζηματογενών στρωμάτων. Αυτό σημαίνει πως σε μια σειρά παράλληλων στρωμάτων τα ανώτερα είναι πάντα τα πιο πρόσφατα και ότι σε μια σειρά τεκτονισμένων στρωμάτων αλλά μη ανεστραμμένων, οι οριζόντιοι σχηματισμοί είναι πάντα πιο πρόσφατοι από τους επικλινείς.

Το λιθολογικό κριτήριο βασίζεται σε μια σειρά θεωρήσεων:

Κάποιο πέτρωμα που περιέχει τμήματα ενός άλλου πετρώματος είναι προγενέστερο του τελευταίου
Το ηφαιστειακό πέτρωμα είναι πιο πρόσφατο από το πέτρωμα που διασχίζει ή καλύπτει. 
Στρώματα λιθολογικά όμοια, από περιοχές συγγενικές γεωλογικά, δημιουργούνται ταυτόχρονα κατά τη διάρκεια του ίδιου γεωλογικού χρόνου.

Το παλαιοντολογικό κριτήριο βασίζεται στη μελέτη απολιθωμάτων που περιέχονται στα στρώματα του φλοιού της επιφάνειας και παρέχει ασφαλέστερες πληροφορίες για την φύση του πετρώματος. Σε αυτή την περίπτωση σύγχρονα θεωρούνται τα πετρώματα που περιέχουν τα ίδια "καθοδηγητικά απολιθώματα". Στους ιζηματογενείς σχηματισμούς παλαιότερα είναι τα στρώματα εκείνα που περιέχουν απολιθώματα απλούστερων οργανισμών.

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 

Βλέπε: Λιθοστρωματογραφία

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 

Βλέπε: 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 
Βλέπε: Αρχαιολογική στρωματογραφία

Η 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 

Ο Νόμος προτάθηκε για πρώτη φορά τον 17ο αιώνα από τον Δανό επιστήμονα Νικόλαο Στένο. Συνδυαζόμενος με τον νόμο της διαδοχής της πανίδας παρέχει ένα ισχυρό εργαλείο για την χρονολόγηση πετρωμάτων και στρωμάτων.  

Τεκτονισμένα θεωρούνται τα στρώματα που έχουν υποστεί διαταραχή από φυσικά αίτια π.χ. σεισμός.

Παραπομπές

Διαδικτυακοί τόποι 

 University of South Carolina Sequence Stratigraphy Web
 Front Range stratigraphy 
 International Commission on Stratigraphy
 University of Georgia (USA) Stratigraphy Lab

Στρωματογραφία