Γεωλογικοί και γεωμορφολογικοί παράγοντες διαμόρφωσης της εσωτερικής τρωτότητας σκληρών διερρηγμένων πετρωμάτων: Εφαρμογή στη νήσο Τήνο

Abstract

This study examines the effects of geomorphological factors and the formation of intrinsic vulnerability, and include the geomorphological criteria, in order to formulate the vulnerability assessment methods and apply them in the case of Tinos Island, that will lead to the development of the final map of vulnerability together with the geomorphological characteristics for Tinos Island. The concept of groundwater vulnerability is based on the theory that the natural environment can offer some degree of protection to aquifers against contaminants entering the subsurface environment by natural or human causes. Thus, the need of studying groundwater vulnerability becomes continuously more essential, although it has underestimated or ignored the geomorphological factors. Tinos is the third largest island of Cyclades. Its shape is trianglular and it geographically belongs to the eastern Cyclades. The climate of the island is dry-temperate. The mean air temperature in July is 26°C and in December 10-11°C. The mean annual rainfall reaches 250-300mm. Relative humidity over Tinos reaches 65 to 70%. The prevailing winds during the year are northerly. The predominant direction is the Etesian northerly and northeasterly winds that prevail with high frequency and intensity during the summer months in the Aegean Sea. Tinos Island belongs to the geotectonic unit, known as Atticoclycladic complex. Three groups or sequences of rocks participate in the geological structure of Tinos, the sequence of metamorphic rocks, which is dominant, the sequence of ingenious rocks and that of quaternary sediments. The existence of three main categories of folds and two groups of faults is characteristic. The area is characterized by weak seismicity. The basic factors affecting the hydrogeologic character of the island are the generally permeable character due to secondary porosity of the geological formations, the alternations of relatively permeable and impermeable layers, the tectonics and the degree of dissection and weathering of the formations. Tectonism is the most important reason of valley development, along which most springs issue. As discontinuities fracture the upper part of the rock, surface water infiltration is facilitated. When surface water infiltrates in depth, it meets the bedrock, which is impermeable in relation to the weathered schist lying above, resulting the issuing of springs at the weathered rock/ bedrock contact. The island’s morphology is controlled mainly by the extension of lithological formations and tectonics, together with climate, as well as human activity. On the island three morphological units with different relief types can be distinguished: the first unit which covers the biggest part of the island, the second unit which is present at the two ends of the island, and the third unit which is found at the eastern part of the island and is characterized by granitic weathering forms. In the descriptive study, the most important geomorphological features were mapped, described and assessed in combination with intrinsic vulnerability. Specifically, the honeycomb weathering forms (tafoni and alveoles), the tors and core stones, the valley forms, the drainage network, the deep erosion forms, the inselbergs, the intramontane basins, the planation surfaces, the plains, the topographic bents and the coastal forms, were mapped. This study resulted in the creation of the island’s geomorphological map at a scale of 1:50 000.

Η παρούσα διατριβή πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια του Προγράμματος, ΠΕΝΕΔ 2001 της Γενικής Γραμματείας Έρευνας και Τεχνολογίας και σκοπό είχε την μελέτη της επίδρασης των γεωμορφολογικών παραγόντων στη διαμόρφωση της εσωτερικής τρωτότητας, έτσι ώστε να διατυπωθούν γεωμορφολογικά κριτήρια, προκειμένου να συμπεριληφθούν στις μεθόδους εκτίμησης της τρωτότητας και να εφαρμοστούν στη Νήσο Τήνο, ώστε να δημιουργηθεί ένας τελικός χάρτης τρωτότητας από πλευράς γεωμορφολογικών χαρακτηριστικών για τη Νήσο Τήνο. Η έννοια της τρωτότητας (vulnerability) στηρίζεται στην παραδοχή ότι το φυσικό περιβάλλον έχει τη δυνατότητα να προσφέρει προστασία, ως ένα βαθμό, στους υπόγειους υδροφορείς, από τους ρυπαντές που εισέρχονται στο υπέδαφος, από φυσικά ή ανθρωπογενή αίτια. Έτσι, γίνεται ολοένα και πιο επιτακτική η ανάγκη έρευνας της τρωτότητας, που όμως έχει υποεκτιμήσει ή αγνοήσει τους γεωμορφολογικούς παράγοντες. Η Τήνος είναι το τρίτο σε μέγεθος νησί των Κυκλάδων, έχει σχήμα ορθογωνίου τριγώνου και γεωγραφικά ανήκει στις ανατολικές Κυκλάδες. Το κλίμα του νησιού είναι ξηρό-εύκρατο. Οι τιμές της θερμοκρασίας αέρα κατά τον χειμώνα κυμαίνονται στους 10- 11°C ενώ το καλοκαίρι στους 26° C. Η μέση ετήσια βροχόπτωση είναι 250-300mm. Η σχετική υγρασία αέρα λαμβάνει τιμές της τάξης του 65-70%. Κατά την ψυχρή περίοδο οι επικρατούντες άνεμοι είναι οι βόρειοι και οι βορειοανατολικοί και κατά την θερμή περίοδο επικρατούν οι Ετήσιοι Άνεμοι με μεγάλη συχνότητα και ένταση. Το νησί της Τήνου υπάγεται στην γεωτεκτονική ενότητα που είναι γνωστή σαν Αττικοκυκλαδική Κρυσταλλοσχιστώδης Μάζα. Στη γεωλογική δομή της μετέχουν η ομάδα ή ακολουθία των μεταμορφωμένων πετρωμάτων, η οποία κυριαρχεί, η ομάδα των μαγματικών πετρωμάτων και η ομάδα ή ακολουθία των τεταρτογενών ιζημάτων. Χαρακτηριστική είναι η ύπαρξη τριών κύριων κατηγοριών πτυχών και δύο ομάδων ρηγμάτων. Η περιοχή χαρακτηρίζεται από ασθενή σεισμικότητα. Οι βασικοί παράγοντες που επιδρούν και διαμορφώνουν τον υδρογεωλογικό χαρακτήρα είναι ο διαπερατός χαρακτήρας των γεωλογικών σχηματισμών, λόγω δευτερογενούς πορώδους, οι εναλλαγές διαπερατών και αδιαπέρατων στρωμάτων, ο τεκτονισμός και ο βαθμός κερματισμού και αποσάθρωσης των πετρωμάτων. Η σημαντικότερη αιτία του σχηματισμού των κοιλάδων κατά μήκος των οποίων εμφανίζεται η πλειοψηφία των πηγών, είναι κυρίως ο τεκτονισμός. Συγκεκριμένα, καθώς οι ασυνέχειες κατακερματίζουν τα ανώτερα στρώματα διευκολύνουν την κατείσδυση των επιφανειακών νερών. Καθώς το νερό κατεισδύει σε βαθύτερα στρώματα του σχιστόλιθου, συναντά τον υγιή σχιστόλιθο, ο οποίος είναι αδιαπέρατος σε σχέση με τον υπερκείμενο κατακερματισμό, με αποτέλεσμα στο σημείο επαφής κατακερματισμένου/ υγιούς σχιστόλιθου και ανάλογα με την τοπογραφία να δημιουργούνται πηγές. Η μορφολογία του νησιού ελέγχεται κυρίως από την εξάπλωση των λιθολογικών σχηματισμών και το τεκτονικό καθεστώς. Επηρεάζεται, όμως, σημαντικά και από το κλίμα, καθώς επίσης καθοριστικό ρολό έχει και η ανθρώπινη δραστηριότητα. Στο νησί μπορούν να διακριθούν τρεις μορφολογικές ενότητες. Η πρώτη ενότητα καταλαμβάνει το μεγαλύτερο τμήμα του νησιού, η δεύτερη ενότητα εμφανίζεται στα δύο άκρα του νησιού, καθώς και στις βόρειες ακτές και η τρίτη ενότητα βρίσκεται το ανατολικό τμήμα του νησιού και χαρακτηρίζεται από τις μορφές εξαλλοίωσης των γρανιτών.