Zugl.: Zürich, Universiẗat, Habil.-Schr., 2005.

Η εργασία αυτή σκοπό έχει την αποτύπωση των παλαιοωκεανογραφικών και παλαιοκλιματικών συνθηκών που επικράτησαν κατά την απόθεση του νεότερου σαπροπηλού S1 στο Β. Αιγαίο. Για το σκοπό αυτό μελετήθηκαν οι συγκεντρώσεις πλαγκτονικών τρηματοφόρων που εντοπίστηκαν στα σαπροπηλικά ιζήματα ενός πυρήνα (Μ4) που συλλέχθηκε από τη λεκάνη της Ν. Λήμνου. Ο χαμηλός ρυθμός ιζηματογένεσης (0,03 cm/y) στην περιοχή κατά το Ολόκαινο επέτρεψε την εξαγωγή υψηλής ανάλυσης δεδομένων που κυμαίνονται μεταξύ 24 και 288 χρόνων (68 χρόνια κατά μέσο όρο). Επιπλέον τα δεδομένα της αφθονίας καθώς και της στατιστικής ανάλυσης των πλαγκτονικών τρηματοφόρων εξετάστηκαν σε συνδυασμό με τα αποτελέσματα αναλύσεων βενθονικών τρηματοφόρων, ισοτόπων δ 13 C σε κελύφη βενθονικών τρηματοφόρων και του ποσοστού οργανικού υλικού από τα ίδια ιζήματα. Η σύνθεση των αποτελεσμάτων έδειξε ότι το κατώτερο τμήμα του S1, S1a (9,6–7,9 ka BP) αποτέθηκε σε συνθήκες υψηλότερης παραγωγικότητας, εντονότερης δυσοξίας και καλύτερης διατήρησης του οργανικού υλικού σε σχέση με το ανώτερο τμήμα S1b. Επιπλέον η διασπορά της αφθονίας των πλαγκτονικών τρηματοφόρων δείχνουν ότι η επιφανειακή θαλάσσια θερμοκρασία κατά τη διάρκεια απόθεσης του S1b ήταν υψηλότερη από αυτή του S1a. Η υψηλότερη συμμετοχή του είδους T. quinqueloba, στα σαπροπηλικά ιζήματα του πυρήνα Μ4 σε σχέση με τους υπόλοιπους πυρήνες του Αιγαίου για το ίδιο χρονικό διάστημα δείχνει την εντονότερη επικράτηση νερών χαμηλής αλατότητας και υψηλότερου ευτροφισμού στο Β. Αιγαίου λόγω των αφθονότερων ποτάμιων απορροών στην περιοχή σε συνδυασμό πιθανώς με την επίδραση των νερών της Μαύρης Θάλασσας. Επιπλέον οι διακυμάνσεις της αφθονίας των πλαγκτονικών τρηματοφόρων έδειξαν την επικράτηση σύντομων κλιματικών γεγονότων, σε χρονική τάξη δεκαετίας. Τα γεγονότα αυτά φαίνεται να είναι σύγχρονα με αντίστοιχα που έχουν εντοπιστεί στην παλαιοβλάστηση της Β. Ελλάδας. / The purpose of the present study is to determine the paleoenviromental and paleoceanographic conditions during the deposition of sapropel S1 in the North Aegean. The results of this study based on the distribution of planktonic foraminifera at the sapropel sediments of a gravity core (M4), collected from the south Lemnos basin. Sedimentation rate in this area during Holocene allowed the export of high resolution data ranging between 24 and 288 years. Furthermore the data of abundance and statistical analysis of planktonic foraminifera examined in conjunction with records of benthic foraminifera analysis, δ 13 C and organic matter data, of the same sediments. The results revealed that the lower sapropelic layer of S1, S1a (9,6–7,9 ka BP) deposited under lower oxygen availability and higher concentrations of organic matter than the upper layer S1b (7,6-6,5 ka BP). Moreover the dispersion of planktonic foraminifera abundance shows that during the deposition of S1b layer, the surface water temperature was higher than that of S1a. The presence of Turborotalita quinqueloba is higher in the north Aegean Sea than in the central and south Aegean Sea, indicating greater prevalence of low salinity waters and higher eutrophication in the Northern Aegean Sea due to river outflows in combination with the influx of Black Sea waters to the northern Aegean Sea. In addition, planktonic foraminifera records revealed a series of short-term paleoclimatic changes, in decade scale, which are coeval with equivalent changes in North Greece according to pollen records.

Στην παρούσα Μεταπτυχιακή Διατριβή Ειδίκευσης παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της υδρογεωλογικής και υδροχημικής έρευνας της Νήσου Λήμνου. Η Ν. Λήμνος βρίσκεται σε μια θέση του Ελληνικού χώρου όπου από γεωτεκτονικής άποψης δεν ανήκει σε καμία γεωτεκτονική ζώνη. Τη γεωλογική δομή της Λήμνου δομούν μαγματικά πετρώματα, πλουτωνικά και ηφαιστειακά, Μειοκαινικής ηλικίας, καθώς κατά την εποχή του Μειόκαινου η Λήμνος ήταν πεδίο έντονης ηφαιστειακής δραστηριότητας. Το τέλος του Μειόκαινου χαρακτηρίζεται από την απόθεση κροκαλοπαγών, μαργών και ασβεστούχων ψαμμιτών. Μορφολογικά η περιοχή μελέτης δεν εμφανίζει έντονες εξάρσεις και μόνο το 8.1 % της έκτασης της Λήμνου θεωρείται λοφώδες. Το Δυτικό τμήμα του νησιού είναι το πιο λοφώδες, με το υψηλότερο σημείο να βρίσκεται στα 434μ (Όρος Βίγλα). Στα πλαίσια της παρούσας διατριβής έγινε δειγματοληψία σε 74 σημεία εμφάνισης νερού, πηγές, πηγάδια και γεωτρήσεις και πραγματοποιήθηκαν χημικές αναλύσεις για τον προσδιορισμό κύριων στοιχείων και ιχνοστοιχείων. Κύριο χαρακτηριστικό των πηγών του νησιού είναι ο υπόθερμος χαρακτήρας με θερμοκρασίες να φτάνουν μέχρι 23ο C. Εξαίρεση αποτελεί η ιαματική πηγή Θέρμα, της οποίας η θερμοκρασια φτάνει στους 38,6ο C. Κύριο χαρακτηριστικό όλων των δειγμάτων νερού είναι η έντονη παρουσία νατρίου και χλωρίου, αποτέλεσμα της διείσδυσης θαλασσινού νερού στα παράκτια υδροφόρα συστήματα σε πολλές περιοχές του νησιού. Οι υψηλές συγκετρώσεις του νατρίου πιθανά οφείλονται και στη διάλυση των ορυκτών αλβίτη και σμεκτίτη, τα οποία αποτελούν συστατικά των πετρωμάτων της Λήμνου. Έντονη είναι κατά τόπους και η παρουσία του καλίου και των θειικών, αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης νερού – πετρώματος και συγκεκριμένα της διάλυσης του ορυκτού αλουνίτη, που έχει βρεθεί σε πετρώματα του νησιού. Κατά τόπους όμως τα στοιχεία αυτά πιθανά να προέρχονται από τη χρήση λιπασμάτων στις διάφορες καλλιέργειες του νησιού. Η χωρική κατανομή των ιχνοστοιχείων έδειξε ότι στο ανατολικό τμήμα της Ν. Λήμνου υπάρχει έντονη παρουσία αρσενικού, γεωγενούς κυρίως προέλευσης. Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στην υδρογεωχημική μελέτη της περιοχής Κότσινα, όπου σύμφωνα με τις ιστορικές γραφές αποτελούσε την περιοχή εξόρυξης του υλικού της «Λήμνιας Γης». Ορυκτολογικές και γεωχημκές αναλύσεις έδειξαν ότι το υλικό που πιθανά αποτέλεσε τη «Λήμνια Γη» και είχε θεραπευτικές ιδότητες είναι πλούσιο σε Ca- μοντμοριλλονίτη και περιέχει Al καθώς και άλλα ιχνοστοιχεία. / --

Η περιοχή μελέτης βρίσκεται στο ΒΑ Αιγαίο και είναι το όγδοο μεγαλύτερο νησί της Ελλάδας με έκταση 476 τετραγωνικά χιλιόμετρα και μήκος ακτών 260 χιλιομέτρων. Η «Λημνία γη» είναι ένα προϊόν που στην αρχαιότητα ήταν γνωστό για τις θεραπευτικές του ιδιότητες. Το προϊόν αυτό που στήριξε την οικονομία του νησιού για αιώνες ήταν χώμα που εξορυσσόταν από συγκεκριμένο σημείο και θεράπευε μια σειρά ασθενειών. Η τοποθεσία από όπου εξορυσσόταν η «Λημνία γη» βρίσκεται περίπου στο κέντρο του νησιού ένα χιλιόμετρο περίπου από τον οικισμό Κότσινα και το ακριβές σημείο του σκάμματος εντοπίζεται σε επίπεδη έκταση κοντά στην κορυφή του λόφου Μόσυχλον. Η γεωλογική και γεωτεκτονική ανάλυση της ευρύτερης περιοχής μελέτης Ν. Λήμνου ήταν δυσκολο λόγω του ότι βρίσκεται από γεωγραφικής άποψης σε μια θέση η όποια δεν ανήκει σε καμία γεωτεκτονική ζώνη. Στην Λήμνο υπήρξαν 2 περίοδοι ηφαιστειακής δραστηριότητας. Η παλαιότερη αντιπρόσωποι κυρίως από λαβες της Βορειοδυτικής πλευράς του νησιού και τα περικλύστηκα της περιοχής Βάρους – Ρεπανίδι (περιοχή μελέτης) και η νεώτερη ηφαιστειακή δραστηριότητα κυρίως από θόλους της περιοχής μεταξύ Μύρινας και Κοντια (ΝΔ πλευρά). Οι δυο κύριες φάσεις ηφαιστειότητας τις συναντάμε και σε μικρές εμφανίσεις στην κοιλάδα της Αστικής (Καρπασι) όπου ανάμεσα στους τοφφους και στα ηφαιστειακά λατυποπαγη έχουμε μικρά στρώματα τοφφιτων που δείχνουν σαφή ιζηματογενή χαρακτήρα. Τα αποτελέσματα των εργαστηριακών αναλύσεων μας έδειξαν ότι τα νερά της περιοχής μελέτης είναι Γαιοαλκαλικά νερά με υψηλό ποσοστό αλκαλιών - (Na–CI–SO4, Na–CI Ca-Na–CI- HCO3). Αλκαλικά νερά – χλωριοθειικά (Na–CI-HCO3 , Na–Mg–Ca–CI–HCO3, Na–CI–SO4). Η πλειοψηφία των δειγμάτων έχουν υδραιμικό τύπο Na– CI – HCO3. Σε όλα τα δείγματα μας έχουμε την παρουσία Na και CI αυτό μπορούμε να πούμε ότι προέρχεται ένα μέρος του από την ανάμιξη με το θαλασσινό νερό. To SO4 το όποιο είναι σε υψηλές συγκέντρωσης σε κάποια δείγματα μας οφείλετε πιθανά στην διείσδυση του θαλασσινού νερού. Τα θειικά ιόντα προέρχονται συνήθως από την διάλυση της γύψου και του ανίδρωτη. Προέρχονται επίσης από την οξείδωση τον πυριτών που εμφανίζονται σε αργιλικά και αλλά πετρώματα. / --

Η λεπτομερής περιγραφή και ανάλυση των ιζημάτων υφαλοκρηπίδας, ηλικίας Ολιγοκαίνου στο νησί της Λήμνου μας έδωσε τη δυνατότητα να κατασκευάσουμε την στρωματογραφική στήλη των αποθέσεων που μελετήθηκαν και να την χωρίσουμε σε τέσσερις κύκλους ιζηματογένεσης, με αυξανόμενο κοκκομετρικό μέγεθος προς τα πάνω. Ειδικότερα, ο πρώτος κύκλος ιζηματογένεσης και στρωματογραφικά κατώτερος έχει συνολικό πάχος 36,5 μέτρα και αποτελείται από 6 στρώματα ιλυολίθων πάχους 33 μέτρων μέσα στα οποία παρεμβάλλονται μικρού πάχους ψαμμιτικοί ορίζοντες. Ο κύκλος αυτός κλείνει με εναλλαγές ψαμμιτικών και πηλιτικών στρωμάτων σε αναλογία 1:1 συνολικού πάχους 3,5 μ., όπου τα ψαμμιτικά στρώματα έχουν πάχος από 1-5εκ. Ο δεύτερος κύκλος ιζηματογένεσης με συνολικό πάχος 13μ. αποτελείται από ιλυόλιθους στη βάση, πάχους 7μ., με μικρού πάχους παρεμβολές ψαμμιτών που περνάνε σε εναλλαγές ψαμμιτών και ιλυολίθων συνολικού πάχους 6μ., σε αναλογία 1:1 και πάχος ψαμμιτών από 1-7 εκ. Ο τρίτος κύκλος ιζηματογένεσης συνίσταται από 4 στρώματα ιλυολίθων, συνολικού πάχους 15 μέτρων και μια ακολουθία εναλλαγών ψαμμιτών με ιλυόλιθους συνολικού πάχους 17,5 μ. Ο τέταρτος και τελευταίος κύκλος ιζηματογένεσης αποτελείται από ένα στρώμα ιλυολίθου με σπάνια παρουσία άμμου πάχους 10 μέτρων, ο οποίος κλείνει με εναλλαγές ψαμμιτών και ιλυολίθων, συνολικού πάχους 7 μέτρων και πάχος ψαμμιτών από 1-25 εκ. Η γεωχημική ανάλυση 77 δειγμάτων στο σύνολο της ακολουθίας έδειξε ότι τα μελετηθέντα ιζήματα περιέχουν από 0%-1,15% TOC με μέση τιμή 0,34%. Γενικά, το περιεχόμενο σε οργανικό άνθρακα χαρακτηρίζεται από έντονη διακύμανση σε όλη την στρωματογραφική στήλη. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης του CaCO3 στα ίδια δείγματα έδειξαν ότι το ποσοστό του ανθρακικού ασβεστίου κυμαίνεται από 1,37-42,52% με μέση τιμή 16,95%, με έντονη διακύμανση όπως και το οργανικό υλικό. Η σύγκριση των αποτελεσμάτων έδειξε τόσο αρνητική όσο και θετική συσχέτιση των ποσοστών TOC- CaCO3. Η ερμηνεία των συγκρίσεων αυτών συνδέθηκε είτε με τις οξειδωτικές ή αναγωγικές συνθήκες που επικρατούσαν στο περιβάλλον ιζηματογένεσης είτε με τον ρυθμό ιζηματογένεσης και τους ρυθμούς βύθισης ή ανύψωσης της λεκάνης ιζηματογένεσης. / The detailed description and analysis of shelf sediments of Oligocene on Lemnos island enabled us to construct the stratigraphic column of the studied deposits as well as to divide it into four sedimentary cycles, with increasing the grain size upwards. Specifically, the first sedimentary cycle which is the lowest of the stratigraphic column has a total thickness of 36.5 meters and consists of 6 mudstone layers, 33 meters thick with thin sandstone layers at some positions. The cycle ends with alternations of sandstones and mudstones at a ratio of 1:1 with a total thickness of 3.5 m, where the sandstone layers are 1-5cm thick. The second sedimentary cycle has a total thickness of 13m., it consists of mudstones at its base, 7m. thick with thin sandstone layers passing to sandstone and mudstone alternations with a total thickness of 6m., with a ratio of 1:1 and thickness of sandstones 1-7 cm. The third sedimentary cycle consists of 4 mudstone layers of 15 meters total thickness and alternations of sandstones and mudstones with a total thickness of 17.5 m. The fourth and upper at the stratigraphic column sedimentary cycle consists of a mudstone layer with rare sand, 10 meters thick, which ends with alternations of sandstones and mudstones, with a total thickness of 7 meters and sandstones 1-25 cm thick. The geochemical analysis of 77 samples throughout the stratigraphic column showed that the studied sediments contain from 0% -1,15% TOC with an average of 0.34%. Generally, the content of organic carbon is characterized by an intense fluctuation throughout the stratigraphic column. The results of the analysis of CaCO3 at the same samples showed that the percentage of calcium carbonate ranges from 1.37 to 42.52% with an average of 16.95%. The comparison of the results showed both negative and positive correlation between TOC-CaCO3 rates. The interpretation of these comparisons was associated with either acidic or alkaline conditions of the sedimentary environment or with the sedimentation rate and the rise / sink rates of the sedimentary basin.

- / -

Θεματικός πυρήνας της συγκεκριμένης εργασίας είναι η αναγνώριση και ερμηνεία των τασικών πεδίων που έδρασαν στην ευρύτερη περιοχή της νήσου Λήμνου-η οποία δεν εντάσσεται σε κάποια από τις γνωστές τεκτονοστρωματογραφικές ενότητες διότι δεν έχουμε εμφανίσεις των πετρωμάτων υποβάθρου- ,τα οποία οδήγησαν στην ενεργοποίηση ορισμένων ομάδων ρηγμάτων . Η αναγνώριση των τάσεων στηρίχθηκε τόσο σε παλαιότερες προσπάθειες συσχέτισης της γεωμετρίας των ρηγμάτων και της κινηματικής τους , με τις τάσεις που τα προκαλούν, όσο και σε συλλογή και επεξεργασία δεδομένων που συλλέχθηκαν στην ύπαιθρο μέσω του λογισμικού TECTONICSFP. / The core subject of this particular study is the recognition and structural interpretation of the stress regime of Lemnos island- which cannot be categorized in any of the tectonostratigraphic units, due to the fact that there are no rocks exposed on the island to help us determine a single unit that may fit-which led to fault activation. The recognition of the stress tensors was based not only in older tries of correlation between the geometry of the faults and their kinematics, but also in collecting geological data and processing them with the use of the software TECTONICSFP.