Γεωλογία

Image

Η γεωλογία της Κύπρου ήταν πασίγνωστη από την αρχαιότητα για τον ορυκτό της πλούτο και κυρίως για τον χαλκό της.Η γεωλογία είναι η επιστήμη που ερευνά την ιστορία της εξέλιξης της Γης σε όλα τα στάδια της βαθμιαίας διαμόρφωσής της. Υπό το όνομα γεωλογία περιλαμβάνονται συνοπτικά όλες οι γεωεπιστήμες που ασχολούνται με τη Γη ως σύνολο και ιδιαίτερα με το ανόργανο εξωτερικό τμήμα της Γης, τη λιθόσφαιρα. Η γεωλογία υπό τη στενότερή της έννοια έχει ως αντικείμενο την περιγραφή, τους τρόπους σχηματισμού, τη διάταξη και την ιστορία των διαφόρων πετρωμάτων κατά το πέρασμα των γεωλογικών χρόνων.

 

Η γεωλογία ανάλογα με τα αντικείμενα έρευνας υποδιαιρείται σε πολλούς κλάδους, οι κυριότεροι από τους οποίους είναι:

 

Ορυκτολογία: Ασχολείται με την περιγραφή των ορυκτών τα οποία χαρακτηρίζονται από τη χημική τους σύσταση, κρυσταλλική δομή και συνθήκες σχηματισμού τους.

 

Πετρογραφία και πετρολογία: Ανάλογα με τα στάδια έρευνας διακρίνονται τρεις κατηγορίες: α) Λιθολογία – μακροσκοπική μελέτη των πετρωμάτων, β) Πετρογραφία — λεπτομερής μελέτη των φυσικών και χημικών ιδιοτήτων των πετρωμάτων με τη χρήση μικροσκοπικών και χημικών μεθόδων, γ) Πετρολογία - μελέτη των φυσικών, χημικών και γεωλογικών συνθηκών οι οποίες προκάλεσαν τη γένεση των διαφόρων τύπων των πετρωμάτων.

 

Στρωματογραφία ή ιστορική γεωλογία: Έχει ως αντικείμενο την ανασύσταση της κατάστασης της Γης κατά τις διάφορες   γεωλογικές εποχές.

 

Παλαιοντολογία: Μελετά τα απολιθώματα, δηλ. τα λείψανα ζώων ή φυτών που έζησαν σε παλαιότερες γεωλογικές εποχές.

 

Τεκτονική: Είναι ο κλάδος της γεωλογίας που μελετά τις παραμορφώσεις, μετατοπίσεις και διαταράξεις των πετρωμάτων και γενικά του φλοιού της Γης που προκαλούνται από δυνάμεις, οι οποίες βρίσκονται στο εσωτερικό της Γης.

 

Γεωμορφολογία: Αντικείμενο μελέτης της γεωμορφολογίας είναι η επιφάνεια της Γης και ο καθορισμός των διαδοχικών γεγονότων που τη διαμόρφωσαν.

 

Οικονομική γεωλογία ή κοιτασματολογία: Κοιτάσματα γενικά χαρακτηρίζονται μάζες από συγκεντρώσεις ενός ή περισσοτέρων χρησίμων μεταλλικών ή αμετάλλων ορυκτών τα οποία μπορούν να τύχουν εκμετάλλευσης υπό ορισμένες προϋποθέσεις. Ο κλάδος της γεωλογίας που ασχολείται με την αναζήτηση και εκμετάλλευση των ορυκτών αυτών πρώτων υλών είναι η οικονομική γεωλογία ή κοιτασματολογία.

 

Υδρογεωλογία: Εστιάζει τη μελέτη της στα υπόγεια ύδατα, δηλαδή εντοπισμό και μελέτη υδροφορέων, ποιότητα υπογείων υδάτων και εκμετάλλευσή τους.

 

Τεχνική ή μηχανική γεωλογία: Η γνώση της φύσης του εδάφους είναι ζωτικής σημασίας για την κατασκευή τεχνικών και μεγάλων οικοδομικών έργων όπως δρόμων, γεφυρών, αεροδρομίων, λιμανιών, φραγμάτων και πολυώροφων κτιρίων. Τα πιο πάνω αποτελούν πεδίο μελέτης της τεχνικής ή μηχανικής γεωλογίας.

 

Υποβρύχια γεωλογία: Η ανακάλυψη μεγάλων κοιτασμάτων πετρελαίων και μεταλλευμάτων όπως των γνωστών πολυμεταλλικών κονδύλων (κονδύλων που περιέχουν μαγγάνιο, χαλκό, κοβάλτιο και νικέλλιο), καθώς και η διατύπωση της θεωρίας της Διεύρυνσης των Ωκεανών ή Λιθοσφαιρικών Πλακών ή Παγκόσμιας Τεκτονικής Θεωρίας, οδήγησαν στην ανάπτυξη νέου κλάδου της γεωλογίας, της υποβρύχιας γεωλογίας. Ο κλάδος αυτός αποκλειστικό σκοπό έχει τη μελέτη της γεωλογίας των βυθών των θαλασσών και ωκεανών.

 

Εξελικτική πορεία της γεωλογίας και σύγχρονες αντιλήψεις: Η εξέλιξη της γεωλογίας είναι άμεσα συνυφασμένη με την εξελικτική πορεία του ανθρώπου. Ο πρωτόγονος άνθρωπος ανακάλυψε και χρησιμοποίησε τα σκληρά πετρώματα, όπως τους κερατόλιθους ή πυριτόλιθους (γνωστούς ως αδκιακόπετρες), τον οψιδιανό, τον ανδεσίτη και άλλα για κατασκευή εργαλείων και όπλων. Με την πάροδο των αιώνων εντόπισε και εκμεταλλεύτηκε με αξιοθαύμαστο τρόπο τα διάφορα κοιτάσματα μετάλλων και αμετάλλων ορυκτών όπως χαλκού, κασσίτερου, σιδήρου, χρυσού, αργύρου, αμιάντου, γύψου, ασβεστόλιθου και άλλων.

 

Οι πρώτες προσπάθειες ερμηνείας των γεωλογικών φαινομένων βρίσκονται στη μυθολογία και κοσμογονία των διαφόρων λαών. Η πρώτη όμως προσπάθεια επιστημονικής εξήγησης των φαινομένων αυτών φαίνεται ότι έγινε από τον Αναξίμανδρο το 570 π.Χ. Ο Αναξίμανδρος με βάση τα απολιθωμένα όστρακα που ανακάλυψε σε βράχους μακριά από τη θάλασσα, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η ξηρά στο μέρος εκείνο κάποτε ήταν καλυμμένη από τη θάλασσα. Τη γνώμη αυτή υιοθέτησαν ο Ξενοφάνης (520 π.Χ.), ο Πυθαγόρας και ο Ηρόδοτος (450 π.Χ.). Επιπρόσθετα ο Ηρόδοτος, όπως και πολύ αργότερα ο Πλίνιος (50 μ.Χ.), περιέγραψε εκρήξεις ηφαιστείων και σεισμών και απέδειξε ότι η περιοχή του δέλτα του Νείλου σχηματίστηκε από τη σταδιακή απόθεση ιλύος του ποταμού.

 

Ο Αριστοτέλης (384 - 322 π.Χ.), απέδειξε ότι οι μεταβολές μιας περιοχής από θάλασσα σε ξηρά και τανάπαλιν γίνονταν σε πολύ βραδύ ρυθμό και δεν μπορούσαν να γίνουν αντιληπτές από τον άνθρωπο. Επίσης διαπίστωσε τη σχέση μεταξύ σεισμών και ηφαιστειακής δράσης.

 

Ο πρώτος όμως φιλόσοφος που ασχολήθηκε συστηματικά με τα ορυκτά και τα απολιθώματα ήταν ο μαθητής του Αριστοτέλη, Θεόφραστος, που έγραψε και σχετική πραγματεία. Κατά τη διάρκεια του Μεσαίωνα ο Λεονάρντο ντα Βίντσι (1452 -1519) εξήγησε την προέλευση των ιζηματογενών πετρωμάτων και απολιθωμάτων και ο Αγκρίκολα (1494- 1555) ταξινόμησε κατά ποιητικό τρόπο τα ορυκτά και τα απολιθώματα. Το τέλος του 18ου αιώνα με την ανάπτυξη της χρησιμοποίησης του λιθάνθρακα και των σιδηρομεταλλευμάτων, η γεωλογία σημειώνει αλματώδη πρόοδο. Ο Γάλλος Μπουφάν, ο Ιταλός Αρντουίνο, οι Άγγλοι Τζέιμς Χιούτον και Ουίλλιαμ Σμίθ, θέτουν τις βάσεις της σύγχρονης γεωλογίας. Λίγο αργότερα οι Γάλλοι Κυβιέ και Μπρονιάρ θεμελιώνουν την παλαιοντολογία ως επιστήμη. Η μεταγενέστερη εξέλιξη της γεωλογίας είναι αλματώδης. Οι πρώτες δεκαετίες του 20ού αιώνα χαρακτηρίζονται από τη χρησιμοποίηση των ακτίνων Χ στη μελέτη των ορυκτών, της ραδιενέργειας στον καθορισμό της ηλικίας των πετρωμάτων και των γεωφυσικών μεθόδων στη μελέτη του γήινου φλοιού και του εσωτερικού της Γης.

 

Κατά την τελευταία εικοσιπενταετία η συγκέντρωση πλήθους στοιχείων για το φλοιό και το ανώτερο τμήμα του μανδύα της Γης, κυρίως από τη γεωλογική και γεωφυσική μελέτη του φλοιού των ωκεανών, οδήγησε στη διαμόρφωση της καλούμενης παγκόσμιας τεκτονικής θεωρίας ή θεωρίας των λιθοσφαιρικών πλακών που επέφερε πραγματική επανάσταση στις γεωεπιστήμες. Μέσα στο πλαίσιο της πιο πάνω θεωρίας, εντάσσονται και οι θεωρίες της μετατόπισης των ηπείρων και της διεύρυνσης των ωκεανών.

 

Η θεωρία της μετατόπισης των ηπείρων που διατύπωσε αρχικά ο Τέιλορ το 1910 και υποστήριξε ο Βέγκενερ το 1912, βασίστηκε στην εξαιρετική ομοιότητα τόσο σε σχήμα όσο και γεωλογικούς σχηματισμούς των Ατλαντικών ακτών της Αφρικής και της Νοτίου Αμερικής. Τις ομοιότητες αυτές μεταξύ των δυο ηπείρων απέδωσε ο Βέγκενερ στη διάρρηξη μιας ενιαίας ξηράς της Παγγαίας που διατηρήθηκε ενιαία μέχρι τις αρχές του Μεσοζωικού αιώνα, και τη μετατόπιση του φλοιού των ηπείρων (λιθόσφαιρας) πάνω στο υποκείμενο ανώτερο μέρος του μανδύα της Γης. Η διάρρηξη της Παγγαίας μετά την απόσπαση της Αφρικής, συνεχίστηκε προς βορρά με αποτέλεσμα να αποσπασθεί η Ευρώπη από τη Βόρειο Αμερική.

 

Η θεωρία της μετατόπισης των ηπείρων συνάντησε σφοδρές αντιρρήσεις με αποτέλεσμα να περιπέσει σε αφάνεια μέχρι τις αρχές του 1960 που ο Αμερικανός Χέςς διατύπωσε τη θεωρία της Διεύρυνσης των Ωκεανών η οποία σταδιακά εξελίχτηκε στη θεωρία των Λιθοσφαιρικών Πλακών ή την Παγκόσμια Τεκτονική Θεωρία. Οι θεωρίες αυτές είναι αντίθετες προς την παλαιότερα αποδεκτή αρχή της μονιμότητας των ωκεανών και ηπείρων, γιατί όλες δέχονται τη δυνατότητα διάρρηξης μιας ηπείρου και σχηματισμού μεταξύ των νέων τεμαχίων ωκεανού ή και της καταστροφής ενός ωκεανού.

 

Σύμφωνα με τη Θεωρία των Λιθοσφαιρικών Πλακών ή Παγκόσμιας Τεκτονικής Θεωρίας, η επιφάνεια της Γης χωρίζεται σε μικρό σχετικά αριθμό λιθοσφαιρικών πλακών, οι οποίες εκτός του φλοιού περιλαμβάνουν και μικρό μέρος του ανώτερου μανδύα της Γης.

 

Οι πλάκες αυτές που έχουν συνήθως πάχος 70 -100 χμ. ολισθαίνουν στο υποκείμενο στρώμα του μανδύα της Γης που καλείται ασθενόσφαιρα και έχει πάχος 100- 250 χμ. Οι λιθοσφαιρικές πλάκες είναι άκαμπτες και μπορούν να υποστούν παραμορφώσεις μόνο στα όριά τους, η δε έκταση που καλύπτουν κυμαίνεται μεταξύ ορισμένων δεκάδων τετραγωνικών χιλιομέτρων μέχρι την έκταση του Ειρηνικού Ωκεανού. Η σχετική κίνηση δυο πλακών μπορεί να είναι συγκλίνουσα, αποκλίνουσα ή εφαπτομενική.

 

Στην πρώτη περίπτωση η μια πλάκα καταδύεται υπό γωνία κάτω από την άλλη μέχρι τελικά πέραν από ένα ορισμένο βάθος, το βυθισμένο τμήμα της να καταστραφεί μέσα στο μανδύα. Στην περίπτωση αυτή όταν η μη βυθισμένη πλάκα έχει ωκεάνιο φλοιό, στην οριακή περιοχή των πλακών σχηματίζεται σύστημα ωκεάνιας τάφρου - νησιώτικου τόξου. Όταν όμως η επαφή βρίσκεται στο περιθώριο ηπείρου τότε σχηματίζεται ωκεάνια τάφρος- πτυχωσιγενής οροσειρά. Ανάλογη κατάδυση ηπειρωτικής λιθόσφαιρας είναι δυνατή μόνο σε μικρό βάθος λόγω του μικρού ειδικού της βάρους έναντι του μανδύα.

 

Στην περίπτωση που η σχετική κίνηση είναι αποκλίνουσα οι δυο πλάκες απομακρύνονται η μια από την άλλη και δημιουργείται η μεσοωκεάνια ράχη. Τέτοιες ράχες, δηλ. υποθαλάσσιες οροσειρές, βρίσκονται στον Ατλαντικό, τον Ειρηνικό και τον Ινδικό. Κατά μήκος των ράχεων αυτών ανέρχεται από το μανδύα της Γης μάγμα υπό μορφή φλεβών που προήλθε από τη μερική τήξη του ανώτερου μανδύα. Μέρος του μάγματος αυτού εκχύνεται στο βυθό των ωκεανών σχηματίζοντας τις λεγόμενες πίλλοου λάβες (προσκεφαλοειδείς λάβες), δηλ. λάβες με σφαιροειδές ή ελλειψοειδές σχήμα (Εικ. 2), το δε υπόλοιπο στερεοποιείται κάτω από το σύστημα των πολλαπλών φλεβών (μεταξύ του μανδύα και των φλεβών) σχηματίζοντας διάφορες κατηγορίες πλουτωνίων πετρωμάτων όπως δουνιτών, περιδοτιτών, γάββρων, κλπ. Αυτός ο νέος φλοιός που σχηματίστηκε με τη διείσδυση και έκχυση του μάγματος μεταξύ των δυο πλακών, μετακινείται προς τα έξω με ρυθμό 1-3 εκατοστόμετρα το χρόνο (διεύρυνση των ωκεανών) και σταδιακά καταβυθίζεται μέσα στον ίδιο το μανδύα όταν η πλάκα μετακινούμενη συγκρουσθεί με άλλη πλάκα. Έχει υπολογισθεί ότι 10 εκατομμύρια κυβικά χιλιόμετρα τηγμένου πετρώματος (μάγματος) μεταφέρεται κάθε χρόνο από τον μανδύα της γης και ενσωματώνεται στο φλοιό. Η συνολική όμως επιφάνεια της Γης παραμένει σταθερή γιατί η επαύξηση των πλακών κατά μήκος των μεσοωκεανίων ράχεων αντισταθμίζεται από την κάθοδο και καταστροφή λιθόσφαιρας μέσα στο μανδύα κατά μήκος των ωκεανίων τάφρων.

 

Η περισσότερη ηφαιστειακή δράση συναντάται κατά μήκος των μεσοωκεανίων αυτών ράχεων. Αν και αναμφίβολα ο τρόπος αυτός σχηματισμού πετρωμάτων είναι ο πιο σημαντικός στο ανώτερο τμήμα της Γης και οι περιοχές όπου απαντάται είναι με ακρίβεια γνωστές, εντούτοις η μελέτη του φαινομένου αυτού παραμένει δύσκολη.

 

Το πρόβλημα αντιμετωπίζεται με τρεις τρόπους: α) Με παρατηρήσεις στο ύπαιθρο, κυρίως στην Ισλανδία, όπου μέρος της Μεσοατλαντικής ράχης βρίσκεται πάνω από το επίπεδο της θάλασσας, β) με γεωφυσικές μελέτες του ωκεάνιου φλοιού συμπληρούμενες με δειγματοληψίες και γεωτρήσεις και γ) μελετώντας ένα μικρό σχετικά αριθμό όπου τεμάχια ωκεάνιου φλοιού, οι οφιόλιθοι, έχουν ανυψωθεί και παγιδευτεί μεταξύ δυο προωθούμενων πλακών. Μεταξύ των οφιολιθικών συμπλεγμάτων που έχουν αναγνωρισθεί σε όλες τις ηπείρους, το Τρόοδος θεωρείται σαν πρότυπο. Είναι το καλύτερα ανεπτυγμένο οφιολιθικό σύμπλεγμα στον κόσμο.

 

Ο τρίτος τύπος ορίων των λιθοσφαιρικών πλακών είναι ο εφαπτομενικός κατά μήκος των λεγομένων ρηγμάτων μετασχηματισμού. Κατά την κίνηση των πλακών κατά μήκος των ρηγμάτων αυτών δεν δημιουργείται αλλά ούτε και καταστρέφεται οποιοδήποτε μέρος της λιθόσφαιρας.

 

Η οποιαδήποτε μορφή κίνησης των λιθοσφαιρικών πλακών έχει ως αποτέλεσμα τη μηχανική παραμόρφωση των πετρωμάτων κατά μήκος των ορίων των δυο πλακών και κατ' ακολουθία την απελευθέρωση ενέργειας που μεταδίδεται υπό μορφή σεισμικών κυμάτων (δημιουργία σεισμών). Με βάση την κατανομή των σεισμικών εστιών που όπως είναι φυσικό περιορίζονται σε επιμήκεις λωρίδες κατά μήκος της επαφής των διαφόρων πλακών, καθορίστηκαν τα όρια των πλακών αυτών και ο αριθμός τους. Οι ζώνες των ορίων των πλακών παρουσιάζουν επίσης τεράστιο οικονομικό ενδιαφέρον γιατί διαπιστώθηκε ότι στις ζώνες αυτές σχηματίζονται τα περισσότερα των μεταλλικών κοιτασμάτων όπως χρωμίτη, χαλκού, ψευδαργύρου, μολύβδου, μαγγανίου, χρυσού, αργύρου, κασσιτέρου, υδραργύρου, αντιμονίου και άλλων. Τα πετρώματα επίσης των οφιολιθικών συμπλεγμάτων που θεωρούνται ότι αποτελούν τεμάχια του ωκεάνιου φλοιού που αποσπάσθηκαν και τοποθετήθηκαν επί των ηπείρων, περιέχουν κοιτάσματα που σχηματίστηκαν είτε στο ανώτερο μέρος του μανδύα της γης όπως είναι ο χρωμίτης, είτε μέσα στα πετρώματα του ωκεάνιου φλοιού όπως είναι τα χαλκούχα κοιτάσματα της Κύπρου.

 

Η μετακίνηση των πλακών αποδίδεται σε θερμικά ρεύματα μεταφοράς μάζας και θερμότητας τα οποία δρουν μέσα στο μανδύα. Η δημιουργία των ρευμάτων αυτών είναι το αποτέλεσμα οριζοντίων διαφορών θερμοκρασίας λόγω των οποίων δημιουργούνται ασταθείς καταστάσεις βαρύτητας και κατακόρυφη μεταφορά θερμού και ψυχρού υλικού. Η ανάπτυξη των ρευμάτων αυτών είναι δυνατή μόνο μέσα στην ασθενόσφαιρα, δηλαδή το ανώτερο μέρος του μα νδύα της Γης, το οποίο βρίσκεται πλησίον του σημείου τήξεως.

 

 

 

Α. ΠΑΝΑΓΙΩΤΟΥ

Φώτο Γκάλερι

Image
Image
Image
Image
Image
Image
Image
Image
Image