ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

Τμήμα Γεωλογίας - Τομέας Γεωλογίας

ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΝΕΟΓΕΝΟΥΣ ΚΑΙ ΤΕΤΑΡΤΟΓΕΝΟΥΣ

Για τη σχετική ή απόλυτη χρονολόγηση των τεκτονικών γεγονότων χρησιμοποιούνται διάφορα κριτήρια υπαίθρου για να γίνει η σύγκριση των διάφορων τεκτονικών δομών μεταξύ τους (Συγκριτική Τεκτονική). Από τα κριτήρια αυτά το σπουδαιότερο ρόλο παίζουν τα στρωματογραφικά.

Απαραίτητο λοιπόν και ουσιαστικό προστάδιο για τις νεοτεκτονικές μελέτες καθορισμένων περιοχών αποτελούν οι στρωματογραφικές έρευνες, ιδιαίτερα αυτές που αναφέρονται στο Νεογενές και Τεταρτογενές. Οι έρευνες αυτές γίνονται κυρίως με προσδιορισμούς απολιθωμάτων, αλλά και με παλαιομαγνητικά δεδομένα (μαγνητοστρωματογραφία), με ραδιοχρονολογήσεις ή ακόμη με τη μέθοδο του οξυγόνου (αναλογία ισοτόπων Οξυγόνου -16 και -18 στα ανθρακικά κελύφη τρηματοφόρων).

Όπως είναι γνωστό από την Ιστορική Γεωλογία το Νεογενές και Τεταρτογενές καλύπτουν περίπου τα τελευταία 25 εκατομμύρια χρόνια (ΜΑ) του Καινοζωϊκού αιώνα. Η Γεωλογία αυτών των περιόδων έχει τις ιδιομορφίες της και πολλές φορές εξετάζεται ξεχωριστά σαν ιδιαίτερος επιστημονικός κλάδος. Στη συνέχεια θα αναφερθούν ορισμένα στοιχεία από τη Γεωλογία του Νεογενούς και του Τεταρτογενούς σαν εισαγωγή για την κατανόηση των νεοτεκτονικών διεργασιών.

Η νέα τεκτονική κατάσταση, όσον αφορά τουλάχιστον τη Νότια Ευρώπη και γενικά τη Μεσόγειο, άρχισε μεταξύ Μέσου και Ανώτερου Μειόκαινου, δηλαδή πριν 5-10 ΜΑ. Ως πιθανότερη ηλικία της αρχικής διαμόρφωσης της σύγχρονης τεκτονικής κατάστασης στο χώρο του Αιγαίου, θεωρείται το όριο μεταξύ Σερραβάλλιου - Τορτόνιου, δηλαδή το όριο μεταξύ Μέσου -Ανώτερου Μειόκαινου (πριν ~ 10 ΜΑ).

Ιδιαίτερη λοιπόν σημασία για τη νεοτεκτονική έχουν κυρίως οι σχηματισμοί του Ανώτερου Μειόκαινου - Πλειόκαινου και του Τεταρτογενούς, γιατί συνδέονται γενετικά με τις νεότερες τεκτονικές κινήσεις. Οι σχηματισμοί αυτοί γνωστοί ως μεταλπικοί σχηματισμοί είναι μεταγενέστεροι, ανεξάρτητοι από το Αλπικό ορογενετικό σύστημα. Ιδιαίτερα τα ιζήματα της παραπάνω περιόδου, που χαρακτηρίζονται με τον όρο μεταλπικά ιζήματα, καλύπτουν μεγάλη έκταση του Ελληνικού χώρου (Σχ. 1).

Χάρτης με τις κυριότερες νεογενείς και τεταρτογενείς αποθέσεις του Ελληνικού χώρου (Κατά Rondogianni 1984).

Τα μεταλπικά ιζήματα είναι τόσο θαλάσσιας προέλευσης όσο και ηπειρωτικής (λιμναία και ποταμοχειμάρρια) και πληρούν κατά κανόνα διάφορες νεοτεκτονικές λεκάνες. Γενικά, τα πιο συνηθισμένα ιζηματογενή πετρώματα του Ανώτερου Νεογενούς είναι ασβεστόλιθοι (λιμναίοι και θαλάσσιοι», δολομίτες, δολομιτικοί ασβεστόλιθοι, μάργες, μαργαϊκοί ασβεστόλιθοι, άργιλοι, τραβερτίνες, άμμοι, χαλαρά και συνεκτικά κροκαλοπαγή και λατυποπαγή καθώς και οι εβαπορίτες (αλάτι και γύψος). Μεγάλη οικονομική σημασία έχουν τα λιγνιτικά στρώματα του Νεογενούς

Οι τεταρτογενείς σχηματισμοί αποτελούν μια μεγάλη ποικιλία θαλάσσιων και χερσαίων αποθέσεων συνήθως χαλαρών. Μεταξύ αυτών μεγάλη εξάπλωση έχουν τα ποταμοχειμάρρια ή δελταϊκά κροκαλοπαγή. άμμοι, χαλίκια, τυρφοχώματα, άργιλοι, τραβερτίνες. και κώνοι κορημάτοη1. Ιδιαίτερη σημασία από τις ηπειρωτικές τεταρτογενείς αποθέσεις έχουν τα πλευρικά κορήματα των βουνών, τα οποία ανάλογα με το είδος των υλικών τους, το χρώμα τους, το βαθμό συνεκτικότητάς τους κτλ. μπορούν να προσδιορίσουν διάφορες κλιματικές εποχές του Τεταρτογενούς και κατά συνέπεια να βοηθήσουν στη στρωματογραφική διαίρεση. Επίσης η υψομετρική τους θέση, το μέγεθος των υλικών και ο τρόπος απόθεσης τους βοηθούν στον προσδιορισμό νεοτεκτονικών κινήσεων.

Το Νεογενές χωρίζεται σε δύο εποχές, το Μειόκαινο και το Πλειόκαινο διάκριση στις παραπάνω εποχές γίνεται κυρίως με βάση παλαιοντολογικά δεδομένα, αν και ο χωρισμός αυτός πολλές φορές είναι πρακτικά αδύνατος.

Το Μειόκαινο καλύπτει το χρονικό διάστημα μεταξύ ~ 25 και 5 ΜΑ και είναι η μεγαλύτερη περίοδος του Νεογενούς. Η περίοδος τον Πλειόκαινου εκτείνεται από τα ~ 5 ΜΑ μέχρι 1.8-2 ΜΑ οπότε αρχίζει η τελευταία περίοδος της ιστορίας της Γης, το Τεταρτογενές.

Ο χρονοστρωματογραφικός - βιοστρωματογραφικός πίνακας Ι εκφράζει τις πιο σύγχρονες στρωματογραφικές απόψεις για το διάστημα Μέσου Μειόκαινου - Ολόκαινου και αποτελεί χρήσιμο βοήθημα για τις νεοτεκτονικές μελέτες. Ο πίνακας αυτός περιλαμβάνει σε διαδοχικές στήλες: Απόλυτες ηλικίες σε εκατομμύρια χρόνια (ΜΑ), εποχές μαγνητικής πολικότητας (μαγνητοστρωματογραφία) κανονικές (+) ή ανάστροφες (-) με τις αντίστοιχες τοπικές ονομασίες που επικράτησαν διεθνώς, τις ονομασίες των θαλάσσιων βαθμίδων της Μεσογείου, τις ηπειρωτικές βαθμίδες της Ευρώπης και τις αντίστοιχες τοπικές ονομασίες της παρατηθύος (παλιότερη ορολογία). Επίσης περιέχει τις σύγχρονες βιοστρωματογραφικές ζώνες των θηλαστικών (ηπειρωτικές βαθμίδες) και τις αντίστοιχες ζώνες των τρηματοφόρων (θαλάσσιες βαθμίδες), καθώς επίσης και τις παλαιοβιοκλιματολογικές εποχές του Τεταρτογενούς της Ευρώπης.

?????

Ο παραπάνω πίνακας, ο οποίος με τη συνεχή έρευνα εμπλουτίζεται και βελτιώνεται συνεχώς, αποτελεί τη στρωματογραφική βάση για τη νεοτεκτονική έρευνα.

Όσον αφορά την παλαιογεωγραφία των νεότερων περιόδων της ιστορίας της Γης, σε γενικές γραμμές γνωρίζουμε τα ακόλουθα: Στον Ευρωπαϊκό - Μεσογειακό χώρο, το Νεογενές χαρακτηρίζεται από την ύπαρξη της Παρατηθύος, η οποία λειτούργησε από το τέλος του Ολιγόκαινου - αρχές Μειόκαινου σαν μια μεγάλη ηπειρωτική θάλασσα, υπόλειμμα του ωκεανού της Τηθύος. Η Παρατηθύς εκτεινόταν από τη σημερινή Ουγγαρία (λεκάνη Πανονίας), Ρουμανία, Μαύρη θάλασσα, Κριμαία. Κασπία και λίμνη Αράλη (Σχ. 2). Οι κύριοι παράγοντες που καθορίζουν την εξέλιξη της Παρατηθύος είναι οι νεότερες τεκτονικές κινήσεις, η παγκόσμια μεταβολή του επιπέδου της θάλασσας και οι αντίστοιχες κλιματικές μεταβολές. Το τελευταίο στάδιο εξέλιξης της Παρατηθύος, που άρχισε μεταξύ Μέσου και Ανώτερου Μειόκαινου και ολοκληρώθηκε στο Πλειόκαινο, ονομάζεται Νεοπαρατηθύς. Η σημερινή Μαύρη θάλασσα, η Κασπία και η λίμνη Αράλη, θεωρούνται υπολείμματα της Παρατηθύος.

Ειδικότερα, η παλαιογεωγραφική κατάσταση της Μεσογείoυ κατά τη διάρκεια του Νεογενούς, όπως συμπεραίνεται από τη μελέτη της εξέλιξης και της εξάπλωσης των διάφορων θαλάσσιων πανίδων, σκιαγραφείται ως εξής.

Μετά το τέλος των κύριων αλπικών φάσεων, που τοποθετείται στο Μέσο Μειόκαινο περίπου, και την εξαφάνιση των τελευταίων διόδων Μεσογείου - Ινδικού αφενός και Μεσογείου - Ατλαντικού αφετέρου, η θάλασσα της Μεσογείου είχε περιοριστεί κατά το μεγαλύτερο της τμήμα. Διατηρούνταν μόνο μερικές μεγάλες, και σχετικά βαθιές λεκάνες με αλμυρά ή υφάλμυρα νερά, καθώς και πολλές μικρότερες λίμνες που εκτείνονταν σ' όλη της την έκταση.

Μια επικρατούσα υπόθεση για την κατάσταση αυτή της Μεσογείου είναι ότι κατά το Τορτόνιο (περίπου πριν από 8-10 ΜΑ) σημειώθηκε μια πτώση της στάθμης των ωκεανών, με αποτέλεσμα τη μερική απομόνωση της Μεσογείου από τον Ατλαντικό. Η απομόνωση αυτή ολοκληρώθηκε κατά το Μεσσήνιο.

Οι λεκάνες αυτές της Μεσογείου και οι λίμνες ήταν ιδιαίτερα ευαίσθητες στις κλιματικές μεταβολές. Πρόσφατα στοιχεία που προστίθενται συνεχώς για την παλαιογεωγραφία της Μεσογείου, επιβεβαιώνουν την ύπαρξη γύρω στα τέλη του Μειόκαινου (Μεσσήνιο) μιας μακρόχρονης περιόδου επανειλημμένων αποξηράνσεων, γνωστών στη βιβλιογραφία με την έκφραση «κρίση αλμυρότητας του Μεσσήνιου». Περιοδικά δηλαδή, η Μεσόγειος γνώριζε διαστήματα που χαρακτηρίζονταν από εισροή θαλάσσιων μαζών και εναλλασσόμενα διαστήματα έντονης εξάτμισης και αποξήρανσης. Οι περίοδοι αποξήρανσης χαρακτηρίζονται από εναποθέσεις εβαποριτών (γύψου και άλλων αλάτων). Το πάχος αυτών των ιζημάτων σε ορισμένα σημεία της Μεσογείου φτάνει τα 2 Km. Ακριβέστερες χρονολογήσεις τοποθετούν τα όρια αυτών των εποχών των εναλλασσόμενων αποξηράνσεων και κατακλίσεων στα 7,2 με 5,5 ΜΑ.

Η διάνοιξη των στενών του Γιβλαρτάρ που συνέβη πριν από 5 ΜΑ και ολοκληρώθηκε στα τέλη του Πλειόκαινο», αποτέλεσε το σημαντικό εκείνο τεκτονικό γεγονός που μετέβαλε την παλαιογεωγραφική εικόνα της Μεσογείου, γιατί επέτρεψε μια καινούργια εισβολή της θάλασσας.

Εξάλλου ο Ελλαδικός χώρος κατά τη διάρκεια του Ανώτατου Μειόκαινου - Πλειόκαινου είχε περίπου τη σημερινή του μορφή με πολλά τμήματα του κατακλυσμένα από θάλασσα, π.χ. Δυτική Πελοπόννησος, τμήματα τη; Κρήτης, Ρόδου και Αττικής, Ζάκυνθος, Κεφαλλονιά, Κέρκυρα, κόλπος του Ορφανού κ.ά. (Σχ. 3), όπως προκύπτει από τη μελέτη των αντίστοιχων αποθέσεων στις παραπάνω περιοχές.

Περιοχές εξάπλωσης του θαλάσσιου Πλειόκαινου στον ελληνικό χώρο. (Κατά Keraudren 1979).

Το Τεταρτογενές είναι η νεότερη χρονικά περίοδος της ιστορίας της Γης, που άρχισε πριν από 1,8-2 εκατομμύρια χρόνια και συνεχίζει μέχρι σήμερα. Χωρίζεται στο Πλειστόκαινο που είναι το κυριότερο τμήμα του και στο Ολόκαινο που είναι τα τελευταία 10 χιλιάδες χρόνια της ιστορίας της Γης. Το Τεταρτογενές παρουσιάζει μια ιδιαιτερότητα στην κλιματική του κατάσταση με τις διαδοχικές εναλλαγές θερμών και ψυχρών περιόδων (παγετώδεις και μεσοπαγετώδεις περίοδοι).

Γενικά οι Τεταρτογενείς σχηματισμοί αποτελούν μια μεγάλη ποικιλία θαλάσσιων αλλά κυρίως χερσαίων αποθέσεων κατά κανόνα χαλαρών, θα πρέπει πάντως να σημειωθεί ότι δεν υπάρχει κάποιο σαφώς καθορισμένο όριο μεταξύ του Πλειόκαινου και Πλειστόκαινου και για το λόγο αυτό συχνά τα αντίστοιχα ιζήματα αναφέρονται αδιαίρετα σαν πλειοπλειστοκαινικά. 'Ένας χαρακτηριστικός και διαδομένος πλειοπλειστοκαινικός σχηματισμός είναι ο χερσαίος σχηματισμός του Βιλλαφράγκιου, ο οποίος αποτελείται γενικά από ποταμοχειμάρρια, ποτάμια και λιμνοδελταϊκά ιζήματα, όπως χαλαρά κροκαλοπαγή, άμμους, αργιλόμαργες κ.ά. Τυπικοί χερσαίοι τεταρτογενείς σχηματισμοί είναι οι παγετώδεις και μεσοπαγετώδεις αποθέσεις. Κυρίως κώνοι πλευρικών κορημάτων, λιθώνες, μοραίνες κ.ά.

Όπως είναι γενικά παραδεκτό κατά τη διάρκεια του Τεταρτογενούς σημειώθηκαν τέσσερις κύριες παγετώδεις περίοδοι, γνωστοί στον ευρωπαϊκό χώρο από την παλιότερη προς τη νεότερη με τις ονομασίες Γκίνζιο, Μινδέλιο, Ρίσσιο και Βούρμιο (Gunz, Mindel, Riss, Wurm). Ενδιάμεσα στις παγετώδεις περιόδους παρεμβάλλονται οι αντίστοιχες μεσοπαγετώδεις περίοδοι.

Εξαιτίας της κατακράτησης μεγάλων ποσοτήτων νερού από τους πάγους, κατά τη διάρκεια των παγετωδών περιόδων, η στάθμη των ωκεανών κατέβαινε σημαντικό (100-200 m). Αντίθετα, κατά τη διάρκεια των μεσοπαγετωδών περιόδων, η στάθμη του νερού ανέβαινε.

Θα πρέπει πάντως να διευκρινιστεί ότι το σημερινό υψόμετρο των απολιθωματοφόρων στρωμάτων, των διάφορων βαθμίδων του Τεταρτογενούς, δεν αποτελεί από μόνο του ασφαλή ένδειξη της στάθμης της θάλασσας για τις αντίστοιχες εποχές, αφού μπορεί να είναι και το αποτέλεσμα νεοτεκτονικών διεργασιών (ανυψώσεις ή καταβυθίσεις). Για το λόγο αυτό τα γεωμορφολογικά στοιχεία πρέπει να εξετάζονται πάντα σε συνδυασμό με την τεκτονική, για την εξαγωγή ασφαλέστερων συμπερασμάτων.

Οι αντίστοιχες θαλάσσιες βαθμίδες του Πλειστόκαινου (Καλάβριο, Εμίλιο, Σικέλιο, Μιλάζιο και Τυρρήνιο) μπορούν να οριστούν με πιο ικανοποιητικό τρόπο, απ' ότι οι χερσαίες, με βάση ορισμένα χαρακτηριστικά απολιθώματα, κυρίως τρηματοφόρα.

Χαρακτηριστικό πάντως της περιοχής της Μεσογείου, είναι οι αυξομειώσεις της στάθμης της θάλασσας, που αναφέρθηκαν προηγούμενα, και που επέφεραν κατά καιρούς απομόνωση του ανατολικού της τμήματος από το δυτικό, καθώς επίσης και την εισβολή από τον Ατλαντικό ωκεανό ψυχρόφιλων πανίδων κατά τις παγετώδεις περιόδους και θερμόφιλων κατά τις μεσοπαγετώδεις. Είχαμε μ' αυτό τον τρόπο γρήγορες μεταβολές πανίδων και κατά συνέπεια αρκετά απολιθωμένα είδη για να προσδιοριστούν τα αντίστοιχα στρώματα.