Πρόλογος Δρ. Χαμπίκ-Σαχάκ Μαρουκιάν Ξεφυλλίζοντας πίσω στο χρόνο, σταματώ στο ακαδημαϊκό έτος 1992-93 του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών. Στο πέμπτο εξάμηνο του τρίτου έτους του Τμήματος Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος του Τομέα Γεωγραφίας-Κλιματολογίας, διδασκόταν το υποχρεωτικό μάθημα της Γεωμορφολογίας. Ως υπεύθυνος της θεωρητικής διδασκαλίας και δύο εκ των τριών τμημάτων των εργαστηριακών ασκήσεων, συνάντησα για πρώτη φορά την τότε φοιτήτρια Νίκη Ευελπίδου. Στο ίδιο εξάμηνο διδάχτηκε και το μάθημα της Παράκτιας Γεωμορφολογίας και Διαχείρισης του Παράκτιου Περιβάλλοντος, στο οποίο ήμουν υπεύθυνος. Η κ. Ευελπίδου το παρακολούθησε και φαίνεται ότι διαποτίστηκε με τον ιό των παράκτιων διεργασιών και γεωμορφών. Ο αριθμός των φοιτητών εκείνης της χρονιάς ήταν περίπου 100 άτομα. Κάνοντας μια γρήγορη έρευνα της μελλοντικής ακαδημαϊκής εξέλιξης των συμφοιτητών της μέχρι σήμερα, έβγαλα το συμπέρασμα ότι μόνο η κ. Ευελπίδου έχει φτάσει στο βαθμό της Αναπληρώτριας Καθηγήτριας, που σύντομα εύχομαι να είναι Τακτική Καθηγήτρια Γεωμορφολογίας στο ΕΚΠΑ.
Στην διάρκεια των 25 τελευταίων ετών, η Νίκη Ευελπίδου έχει εξελιχθεί σε μια υπερεπιστήμων. Το βιογραφικό της αποτελεί επίτευγμα μιας υπεράνθρωπης κοπιαστικής προσπάθειας πλήρους επιτυχιών, που την έχουν κάνει γνωστή όχι μόνο σε πανελλήνιο επίπεδο, αλλά παγκοσμίως. Μέσα σε 20 χρόνια έχει δημοσιεύσει εκατοντάδες επιστημονικές εργασίες σε έγκριτα διεθνή επιστημονικά περιοδικά και πρακτικά συνεδρίων. Η συμμετοχή της στην δημοσίευση πλέον των 13 συγγραμμάτων σε αντικείμενα του επιστημονικού της ενδιαφέροντος είναι επίσης μια αξιοζήλευτη επιτυχία. Το εκπαιδευτικό της έργο είναι εξίσου σημαντικό. Έχει συμμετάσχει στην διδασκαλία προπτυχιακών
8
Μεταβολές Θαλάσσιας Στάθμης
και μεταπτυχιακών μαθημάτων, στην επίβλεψη διπλωματικών και μεταπτυχιακών εργασιών, όπως επίσης και διδακτορικών διατριβών, εκπαιδευτικών σεμιναρίων, εργασιών υπαίθρου και διαλέξεων. Από τις πιο σημαντικές, κατ’ εμέ, προσφορές της στην επιστήμη αποτελεί η προσπάθεια της εκλαΐκευσής της μέσω συνεντεύξεων της σε τηλεοπτικά κανάλια και εφημερίδες. Λίγοι το έχουν κατορθώσει αυτό.
Το συνολικό έργο της Νίκης Ευελπίδου μόνο με υπερθετικά επίθετα μπορεί να χαρακτηριστεί. Η ίδια είναι εργασιομανής και τελειομανής. Πολυπράγμων, με σωρεία συνεργασιών με διεθνώς αναγνωρισμένους επιστήμονες και Πανεπιστήμια, δε διστάζει να συμμετέχει και να διοργανώνει ημερίδες, σεμινάρια, συνέδρια σε θέματα της ειδικότητάς της, όπως στην παράκτια γεωμορφολογία, στις μεταβολές της θαλάσσιας στάθμης, τη μεθοδολογική μελέτη και ανάλυση των παράκτιων συστημάτων, τις εφαρμογές των νέων τεχνολογιών και της αρχαιογεωμορφολογίας. Η μεταφορά όμως όλων αυτών, που έμαθε στα φοιτητικά της χρόνια και των γνώσεων που απέκτησε, στις επόμενες δεκαετίες στις νεότερες γενιές αποτελεί προτεραιότητά της και το αποδεικνύει με τα διδακτικά συγγράμματα που έχει εκδώσει μέχρι σήμερα. Ένα τέτοιο δείγμα αποτελεί και το παρόν βιβλίο, το οποίο θα αποτελέσει σημαντική προσθήκη στην μελέτη και διδαχή των παράκτιων διεργασιών και των μεταβολών της θαλάσσιας στάθμης.
Τις τελευταίες δεκαετίες η γεωμορφολογία έχει εξελιχθεί σημαντικά. Οι διεργασίες και οι παράγοντες, που επηρεάζουν το παράκτιο τοπίο, συμπεριλαμβανομένων των μεταβολών της θαλάσσιας στάθμης, αποτελούν σημαντικά στοιχεία για την κατανόηση της εξέλιξής του και της παλαιογεωγραφικής αναπαράστασής του. Οι διεπιστημονικές προσεγγίσεις, που περιλαμβάνουν περιβαλλοντικά, οικολογικά, αρχαιολογικά στοιχεία καθώς και θέματα διαχείρισης επιτρέπουν να αποκτήσουμε μια συνολικότερη εικόνα για την εξέλιξη της παράκτιας ζώνης. Στο ίδιο πλαίσιο, τέτοιες διεπιστημονικές προσεγγίσεις συνεισφέρουν στην καλύτερη ερμηνεία και κατανόηση των μεταβολών της θαλάσσιας στάθμης κατά το Ολόκαινο.
Το βιβλίο αυτό έρχεται να καλύψει ακριβώς αυτή την ανάγκη. Η Νίκη Ευελπίδου μάς μεταφέρει όλες τις γνώσεις και εμπειρίες, που έχει αποκτήσει, μέσω ενός παιδαγωγικού, πολύ ευανάγνωστου και καλά εικονογραφημένου συγγράμματος. Ένα σημαντικό στοιχείο είναι ότι απευθύνεται τόσο σε νέους γεωμορφολόγους, όσο και στο ευρύ-
Πρόλογος Δρ. Χαμπίκ-Σαχάκ Μαρουκιάν
9
τερο κοινό. Το βιβλίο χωρίζεται σε δυο μέρη. Το πρώτο αποτελεί μια εισαγωγή στις μεταβολές της θαλάσσιας στάθμης σε διαφορετικές χρονικές κλίμακες και στις επιπτώσεις τους τόσο στο παράκτιο περιβάλλον, όσο και στις ανθρωπογενείς δραστηριότητες. Το δεύτερο μέρος είναι αφιερωμένο στα διαφορετικά είδη δεικτών θαλάσσιας στάθμης, τις μεθοδολογίες που χρησιμοποιούνται για την μελέτη και ερμηνεία τους και την ακρίβειά τους, παρέχοντας παράλληλα πλούσιο φωτογραφικό υλικό. Είμαι σίγουρος πως αυτό το βιβλίο θα αποτελέσει ένα σημαντικό βοήθημα για όποιον ασχολείται ή επιθυμεί να γνωρίσει την έρευνα των μεταβολών της θαλάσσιας στάθμης.
Είμαι πεπεισμένος ότι η Νίκη Ευελπίδου θα προσφέρει πολύ περισσότερα στις επόμενες δεκαετίες και της εύχομαι υγεία και επιτυχία στο μέλλον. Δρ. Χαμπίκ-Σαχάκ Μαρουκιάν Ομότιμος Καθηγητής Γεωμορφολογίας Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος Σχολή Θετικών Επιστημών ΕΚΠΑ
Πρόλογος Η επιφάνεια της θάλασσας μετακινείται συνεχώς εξαιτίας της παλίρροιας, των κυμάτων και των μετεωρολογικών συνθηκών. Ωστόσο, μη λαμβάνοντας υπόψη περιοδικές ή τυχαίες κινήσεις, η μέση θαλάσσια στάθμη θεωρείται σταθερή και συχνά χρησιμοποιείται ως υψομετρική αναφορά. Στην πραγματικότητα, η μέση θαλάσσια στάθμη μεταβάλλεται στο χώρο και το χρόνο. Μπορεί να οριστεί ως ισοδυναμική επιφάνεια του πεδίου βαρύτητας. Μια τέτοια επιφάνεια μπορεί επομένως να «παραμορφωθεί» από την αστρολογική επιρροή (παλίρροια) ή την μετεωρολογική (κύματα) και από οποιοδήποτε παράγοντα μπορεί να μεταβάλλει την δύναμη βαρύτητας μέσα στη Γη, στην επιφάνειά της και στους ωκεανούς. Η γνώση τέτοιων μεταβολών, που έλαβαν χώρα στο παρελθόν, είναι απαραίτητη, ώστε να κατανοηθούν οι προγενέστερες μεταβολές στάθμης θάλασσας και να προβλεφθούν οι μελλοντικές.
Όλα ξεκίνησαν πριν από 7 περίπου χρόνια, όταν διάβασα ένα σχετικό άρθρο, που υπέγραφε ο Dr. Paolo Pirazzoli. Πολύ σύντομα συνάντησα τον άνθρωπο που με ενέπνευσε σε αυτό το ταξίδι γνώσης και μαθήτευσα κοντά του.
Το βιβλίο αυτό αποτελεί την περιληπτική καταγραφή εμπειριών, που προέκυψαν τα τελευταία επτά χρόνια, από εκτεταμένες εργασίες υπαίθρου και συμμετοχή σε ερευνητικές ομάδες από όλο τον κόσμο. Μερικοί σταθμοί γνώσης, που δεν θα έπρεπε να παραληφθούν, είναι η συμμετοχή μου στην COST δράση με θέμα «Improved Constraints on Models of Glacial Isostatic Adjustment», ένα δίκτυο από 21 Ευρωπαϊκές χώρες και άλλες εκτός Ευρώπης, που υποστήριξε για 4 χρόνια την επικοινωνία και την ανταλλαγή απόψεων με ερευνητές του χώρου. Το Εντατικό Πρόγραμμα με θέμα «Sea level changes», μιας δράσης που
12
Μεταβολές Θαλάσσιας Στάθμης
υποστηρίχθηκε από το Erasmus και έφερε σε επαφή νέους επιστήμονες και καθηγητές από 5 Πανεπιστήμια της Ευρώπης, για να θέσουν τις εκπαιδευτικές βάσεις σε θέματα που άπτονται των μεταβολών της στάθμης της θάλασσας. Το Ευρωπαϊκό πρόγραμμα McAgenda ενός Erasmus+ σχεδίου, που απευθύνεται σε μεταπτυχιακούς φοιτητές και υποψήφιους διδάκτορες των Γεωεπιστημών. Ειδικά, η ομάδα, η οποία αφορούσε στο αντικείμενο «Γεωλογία Τεταρτογενούς-Αρχαιογεωμορφολογία», βοήθησε πολύ μέσω των εποικοδομητικών συζητήσεων και των κοινών εργασιών υπαίθρου που έλαβαν χώρα. Το βιβλίο αυτό απευθύνεται σε φοιτητές και ερευνητές με υπόβαθρο στην Φυσική Γεωγραφία, Γεωμορφολογία, Γεωλογία, Περιβάλλον, Θαλάσσιες Επιστήμες, Γεωαρχαιολογία και Αρχαιολογία, που ασχολούνται με τις μεταβολές στάθμης θάλασσας, με την παλαιογεωγραφία, ή και με την παράκτια και υποθαλάσσια γεωμορφολογία.
Σε αυτό το σημείο θα ήθελα να ευχαριστήσω όλους όσοι με βοήθησαν να ολοκληρώσω αυτή τη διαδρομή, αυτούς που με ενέπνευσαν, αυτούς που πίστεψαν σε εμένα, τους καθηγητές μου για τις γνώσεις που μου χάρισαν απλόχερα, τους φοιτητές μου για τις εποικοδομητικές συζητήσεις και τις απορίες που έθεσαν και οι οποίες αποτέλεσαν έναυσμα περαιτέρω σκέψης και έρευνας, τους φίλους και την οικογένειά μου για τις ώρες που τους στέρησα. Ιδιαίτερη μνεία θα ήθελα να κάνω στον καθηγητή μου στην γεωμορφολογία κ. Χαμπίκ Μαρουκιάν, ο οποίος με τα εύστοχα σχόλιά του και τις παρατηρήσεις του με καθοδήγησε στην ολοκλήρωση αυτού του πονήματος. Το ταξίδι ήταν υπέροχο και ελπίζω μέσα από αυτό το σύγγραμμα να καταφέρω να σας μεταφέρω κάτι από αυτό. Νίκη Ευελπίδου Αθήνα, 2017
Περιεχόμενα Μέρος Πρώτο Μεταβολές στάθμης θάλασσας: Παρελθόν, παρόν και μέλλον......19 Εισαγωγή............................................................................................20 Τι είναι οι μεταβολές της θαλάσσιας στάθμης; .................................21 Ιστορικό πλαίσιο ................................................................................22 Αίτια διακύμανσης της θαλάσσιας στάθμης......................................26 Θαλάσσιες στάθμες πριν από το τεταρτογενές .................................32 Οι θαλάσσιες στάθμες κατά το τεταρτογενές ....................................34 Η στάθμη της θάλασσας κατά το ολόκαινο........................................37 Παλαιογεωγραφία .............................................................................41 Χρονολόγηση των μεταβολών της θαλάσσιας στάθμης από τον όγκο του πάγου ....................................................................42 Γιατί ανεβαίνει σήμερα η θαλάσσια στάθμη;....................................44 Η κλιματική αλλαγή και η παγκόσμια σχετική άνοδος της θαλάσσιας στάθμης .....................................................................46 Σύγχρονες μετρήσεις μεταβολών της στάθμης της θάλασσας ..........51 Εκτιμήσεις της στάθμης της θάλασσας..............................................53 Εκτιμήσεις από παλιρροιογράφους ...................................................55 Εκτιμήσεις μέσω δορυφορικής αλτιμετρίας ......................................57 Χωρική διακύμανση στις τάσεις.........................................................59 Η άνοδος της στάθμης της θάλασσας και οι συνακόλουθες επιπτώσεις .........................................................................................60 Παράκτιες πλημμύρες........................................................................70
14
Μεταβολές Θαλάσσιας Στάθμης
Περιβαλλοντικοί μετανάστες .............................................................71 Παράκτιοι υγρότοποι .........................................................................72 Η οικονομική διάσταση της ανόδου της θαλάσσιας στάθμης...........73 Διαχείριση της ανόδου της θαλάσσιας στάθμης ...............................74 Η στάθμη της θάλασσας και η κοινωνία ............................................79 Βιβλιογραφία .....................................................................................84 Μέρος Δεύτερο Δείκτες μεταβολής στάθμης θάλασσας..........................................103 Εισαγωγή..........................................................................................104 Η μεσόγειος θάλασσα ......................................................................111 Βιβλιογραφία ...................................................................................115 Ιζηματολογικοί δείκτες....................................................................125 Εισαγωγή..........................................................................................126 Αναπαράσταση παλαιοπεριβάλλοντος............................................128 Μέθοδοι ...........................................................................................130 Σύλλογοι δεδομένων ως δείκτες μεταβολής στάθμης θάλασσας ...131 Ιζηματολογία ....................................................................................133 Ολοκαινική τύρφη ............................................................................135 Ενδείξεις μετεωρολογικών παλιρροιών ...........................................136 Μέθοδοι και εργαλεία .....................................................................138 Υψόμετρο και συμπύκνωση .............................................................140 Σφάλματα .........................................................................................142 Ερμηνεύοντας τους πυρήνες των γεωτρήσεων ...............................142 Οργάνωση δεδομένων και οπτικοποίηση........................................144 Βιβλιογραφία ...................................................................................144 Βιολογικοί δείκτες ...........................................................................147 Εισαγωγή..........................................................................................148 Υπερπαλιρροιακή ζώνη (supratidal zone) ........................................153 Μεσοπαλιρροιακή ζώνη (intertidal zone) ........................................153 Υποπαλιρροιακή ζώνη (subtidal zone) .............................................153 Vermetidae.......................................................................................155 Cirripedia ..........................................................................................157
Περιεχόμενα
15
Βαλανίδες.........................................................................................157 Chthamalidae ...................................................................................158 Μυτιλίδες .........................................................................................159 Λιθοφάγα .........................................................................................159 Οστρεΐδες.........................................................................................162 Σερμουλίδες .....................................................................................162 Ασβεστοφύκη ...................................................................................164 Κοράλλια ..........................................................................................165 Κατάλληλοι δείκτες θαλάσσιας στάθμης.........................................165 Μόνιμα βυθισμένοι βιολογικοί δείκτες ...........................................166 Δείκτες βιοδιάβρωσης .....................................................................167 Βιοδιαβρωτικοί οργανισμοί και τα ίχνη τους...................................168 Μικροοργανισμοί........................................................................168 Σπόγγοι .....................................................................................168 Παλυπολοκοφόρα .......................................................................169 Γαστερόποδα ..............................................................................173 Πεταλίδες ...............................................................................173 Παράκτια γαστερόποδα.........................................................174 Δίθυρα .....................................................................................174 Σκουλήκια....................................................................................176 Θαλάσσιοι αχινοί ........................................................................178 Echinometra ...........................................................................178 Μέθοδοι πεδίου..........................................................................178 Βιβλιογραφία ...................................................................................182 Γεωμορφολογικοί δείκτες ...............................................................191 Εισαγωγή..........................................................................................192 Σχηματισμός ακτόλιθων ...................................................................194 Παρουσία ακτόλιθων στη σημερινή ακτογραμμή ...........................197 Οι ακτόλιθοι ως δείκτες μεταβολής της θαλάσσιας στάθμης – Προβληματισμοί ..............................................................................199 Σχέσης υψομέτρων ................................................................199 Χρονολόγηση .........................................................................201
16
Μεταβολές Θαλάσσιας Στάθμης
Βιβλιογραφία ...................................................................................203 Θαλάσσιες Αναβαθμίδες ................................................................209 Εισαγωγή..........................................................................................210 Βιβλιογραφία ...................................................................................214 Θαλάσσιες εγκοπές .........................................................................217 Εισαγωγή..........................................................................................218 Μηχανισμοί σχηματισμού θαλάσσιων εγκοπών.........................218 Μηχανική κυματική διάβρωση ..............................................219 Κυματική διάβρωση..........................................................220 Κυματική απόξεση ............................................................221 Αποσάθρωση .........................................................................223 Αποσάθρωση λόγω αλάτων και διαβροχή-ξήρανση ........223 Χημική αποσάρθρωση ......................................................224 Κρυογενής αποσάρθρωση ................................................226 Βιο-διάβρωση ..............................................................227 Μηχανισμοί πολλών διαδικασιών ...............................229 Θαλάσσιες εγκοπές διάλυσης...........................................230 Δομικές εγκοπές................................................................230 Λιθολογικές εγκοπές .........................................................232 Εγκοπές απόξεσης.............................................................232 Θαλάσσιες εγκοπές κυματωγής........................................232 Εγκοπές κυματικής δράσης...............................................232 Παλιρροιακές εγκοπές ......................................................232 Προφίλ ..............................................................................235 Τροποποίηση μιας παλιρροιακής εγκοπής εξαιτίας αλλαγών στη σχετική στάθμη της θάλασσας ...................237 Ανυψωμένες παλιρροιακές εγκοπές............................241 Βυθισμένες παλιρροιακές εγκοπές..............................243 Ρυθμός μέγιστης υποσκαφής ...........................................251 Οι παλιρροιακές εγκοπές σήμερα ....................................252 Βιβλιογραφία ...................................................................................254
Περιεχόμενα
17
Αρχαιολογικοί δείκτες .....................................................................267 Εισαγωγή..........................................................................................268 Ιστορικό πλαίσιο έρευνας στη Μεσόγειο.........................................272 Ρωμαϊκές ιχθυοδεξαμενές .........................................................273 Κατασκευή ρωμαϊκών ιχθυοδεξαμενών ..........................................276 Επιλογή θέσης των ρωμαϊκών ιχθυοδεξαμενών..............................277 Επιλογή είδους νερού για τις ιχθυοδεξαμενές ................................280 Αρχιτεκτονική των Ρωμαϊκών ιχθυοδεξαμενών...............................286 Αρχιτεκτονικά στοιχεία για τη δημιουργία σκιάς .......................302 Θερμοκρασία ..............................................................................302 Κεραμικά .....................................................................................302 Υλικά που χρησιμοποιήθηκαν στις Ρωμαϊκές ιχθυοδεξαμενές........303 Μέθοδοι αλιείας ..............................................................................304 Λιμενικές εγκαταστάσεις ............................................................306 Είδη αρχαίων λιμένων......................................................................309 Ασταθείς ακτές.................................................................................310 Βυθισμένα λιμάνια......................................................................310 Ανυψωμένα λιμάνια ...................................................................311 Θαμμένα λιμάνια ........................................................................313 Θαμμένα ποτάμια λιμάνια.....................................................315 Θαμμένα λιμνοθαλάσσια λιμάνια .........................................316 Διαβρωμένα λιμάνια..............................................................317 Αρχαιολογικά ευρήματα ως δείκτες μεταβολής στάθμης θάλασσας ....................................................................................318 Μεθοδολογικές εκτιμήσεις .........................................................326 Δυσκολίες στον καθορισμό του παλαιότερου λειτουργικού ύψους.....................................................................................326 Δυσκολίες στην εκτίμηση της βύθισης ..................................326 Βιβλιογραφία ...................................................................................326