Geomorphological evolution and environmental changes that influenced human habitation along the Anthemountas Valley during the Holocene

Abstract

This doctoral dissertation focuses on the geomorphological evolution and environmental changes that influenced human habitation in the Anthemountas Valley (Northern Greece) during the Holocene. In recent years, the basin has become the subject of intensive archaeological investigation, as it demonstrates continuous human occupation from the Neolithic period to the present day. The location and long-term use of settlement sites appear to be closely tied to geomorphology, geography, and the natural processes that have shaped the local environment. Moreover, the basin was strongly affected by active tectonics, climatic changes, and sea-level changes during the transition from the Pleistocene to the Holocene. The research follows a geoarchaeological and geomorphological approach, combining the reconstruction of fluvial processes, the interpretation of sedimentary environments, and the assessment of tectonic controls with the spatial dynamics of human occupation. It is well established that river systems respond rapidly to extreme events, such as floods or tectono-climatic interactions, which leave clear signatures in their sedimentary records. The methodological framework includes geomorphological mapping, longitudinal profile analysis, SL index calculation, sedimentological analysis, radiocarbon (C14) dating, and Bayesian age-depth modelling. Eight sediment cores were drilled across the valley, of which two (E2-1 and TP1-1) were selected for detailed stratigraphic and sedimentological study. The results reveal a lithostratigraphic sequence spanning approximately 30,000 years BP - currently the most extensive continuous record from the region. The geomorphological evolution of the Anthemountas River Basin during the Pleistocene and Holocene is closely linked to tectonic activity, sea-level fluctuations, and climatic variability. A phase of intense sedimentation is identified during the Early Holocene, reflecting enhanced fluvial activity under wetter climatic conditions and rising sea levels. However, the absence of marine deposits within the sediment cores suggests that the Holocene transgression did not reach the interior of the basin. Tectonic influence, particularly from antithetic faults of the Anthemountas Fault system, appears to have significantly affected stream courses and hydrological behavior (e.g., avulsions, fluvial erosion), with direct consequences for settlement patterns. This dissertation highlights the value of geomorphological analysis in reconstructing past environmental conditions and contributes to our understanding of human-environment interaction, particularly in tectonically and climatically sensitive regions of the Eastern Mediterranean.

Η παρούσα διδακτορική διατριβή εστιάζει στη μελέτη της γεωμορφολογικής εξέλιξης και των περιβαλλοντικών αλλαγών που επηρέασαν την ανθρώπινη κατοίκηση στην κοιλάδα του Ανθεμούντα (Βόρεια Ελλάδα) κατά το Ολόκαινο. Την τελευταία δεκαετία η περιοχή βρίσκεται στο επίκεντρο αρχαιολογικών ερευνών, καθώς παρουσιάζει μια διαχρονική ανθρώπινη κατοίκηση από την Νεολιθική εποχή έως και σήμερα. Η τοποθεσία και η διαχρονικότητα των θέσεων κατοίκησης φαίνεται ότι έχουν στενή σχέση με την γεωμορφολογία, την γεωγραφία και τις φυσικές διεργασίες που διαμόρφωσαν το φυσικό περιβάλλον της περιοχής. Επιπρόσθετα, η κοιλάδα ήταν πολύ επηρεασμένη από την ενεργό τεκτονική, τα κλιματικά γεγονότα και τις αλλαγές στο επίπεδο της θάλασσας κατά την διάρκεια της μετάβασης από το Πλειστόκαινο στο Ολόκαινο. Η έρευνα ακολουθεί μια γεωαρχαιολογική-γεωμορφολογική προσέγγιση, συνδυάζοντας την ανασύσταση των ποτάμιων διεργασιών, την ερμηνεία ιζηματογενών περιβαλλόντων, την επίδραση της τεκτονικής και τη σχέση γεωμορφολογικής εξέλιξης και ανθρώπινης παρουσίας. Έρευνες έχουν δείξει ότι τα ποτάμια συστήματα εμφανίζουν ταχεία αντίδραση σε ακραία φαινόμενα, όπως πλημμύρες ή κλιματική-τεκτονική αλληλεπίδραση, στοιχεία των οποίων καταγράφονται στα ποτάμια ιζήματα. Οι μέθοδοι που εφαρμόστηκαν γι’αυτή την μελετη είναι γεωμορφολογική χαρτογράφηση, ανάλυση επιμήκων προφίλ, υπολογισμός του δείκτη SL, ιζηματολογικές αναλύσεις, ραδιοχρονολογήσεις C14 και δημιουργία μοντέλου βάθους-ηλικίας. Οκτώ γεωτρήσεις πραγματοποιήθηκαν, εκ των οποίων δύο (E2-1 και TP1-1) επιλέχθηκαν για λεπτομερή ιζηματολογική ανάλυση. Τα αποτελέσματα δείχνουν μια λιθοστρωματογραφική ακολουθία περίπου 30.000 ετών B.P., την πιο εκτεταμένη της περιοχής μέχρι σήμερα. Η εξέλιξη της κοιλάδας του ποταμού Ανθεμούντα κατά τη διάρκεια του Πλειστόκαινου και του Ολόκαινου συνδέεται στενά με την τεκτονική δραστηριότητα, τις αλλαγές στη στάθμη της θάλασσας και το κλίμα. Η ανάλυση έχει εντοπίσει τα υλικά πρόσχωσης του Ύστερου Πλειστόκαινου και τη μετάβαση στο Ολόκαινο. Κατά το πρώιμο Ολόκαινο παρατηρείται έντονη ιζηματογένεση, ενδεικτική αυξημένης ποτάμιας δραστηριότητας λόγω υγρότερων συνθηκών και ανόδου της στάθμης της θάλασσας. Ωστόσο, η απουσία θαλάσσιων ιζημάτων στους πυρήνες δείχνει ότι η θαλάσσια διείσδυση δεν έφτασε στο εσωτερικό της λεκάνης. Η τεκτονική επίδραση, ιδιαίτερα μέσω αντιθετικών ρηγμάτων, φαίνεται να επηρέασε σημαντικά την πορεία και συμπεριφορά των ρεμάτων της λεκάνης (π.χ. μεταθέσεις κοίτης, διάβρωση), με άμεση επίπτωση στην θέση των οικισμών. Η διατριβή αναδεικνύει τη σημασία της γεωμορφολογικής μελέτης στην ανασύσταση του παλαιοπεριβάλλοντος και συνεισφέρει στη γνώση για την αλληλεπίδραση μεταξύ ανθρώπου και περιβάλλοντος, ειδικά σε τεκτονικά και κλιματικά ευαίσθητες περιοχές της Ανατολικής Μεσογείου.