Ανασύνθεση παλαιοπεριβάλλοντος στην περιοχή της νοτιοδυτικής Πελοποννήσου με την χρήση χρονολογικών τεχνικών φωταύγειας

Abstract

In this thesis are presented the findings of the paleoenvironmental research performed in the wider region of the southwestern Peloponnesus, Greece, and more precisely at the coastal areas of Mani peninsula, Ormos Dyrou and the greater area of Areopoli. This region was chosen as it combines two distinct features. Firstly, the terrestrial and coastal sedimentary deposits formed there comprise a unique natural “archive” which offers the opportunity for detailed investigations on regional palaeoenvironmental changes, extended back to hundreds of thousands of years. Secondly, because of its great paleoanthropological importance as it is evident by the relevant findings of many researches.A significant part of this study was aimed in defining the chronological framework of the paleoenvironmental changes “recorded” in sedimentary deposits. For this reason, Optically Stimulated Luminescence (OSL) dating technique was used. The estimated ages cover specific parts of the total period from 200,000 years to 350 years before today. During this research, OSL dating technique was, for first time at the specific region, evaluated against radiocarbon dating. The obtained results indicated that OSL age estimations agree well with radiocarbon age estimations so it can be used for further research. It was also revealed that stratigraphic layers which have experienced geological processes, such as calcification, exhibit overestimated OSL ages.In the context of this research, paleotemperature and paleoprecipitation estimations were made by applying appropriate empirical functions, presented in literature. These functions make use of geochemical composition and some other physico-chemical characteristics of paleosols. In addition, the Ionian Sea sea-level reconstruction for the period of the last 250,000 years was attempted. For the reconstruction were used benthic foraminifera isotopic records available in literature. During this study, two Java software tools, DRc and AMc, were also developed. These tools are freely available on the Internet. DRc can be used for dose rate calculation, necessary in OSL dating but also in other dating techniques while AMc can be used for the statistical processing of OSL results as well as other applications.

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή παρουσιάζονται τα ευρήματα της παλαιοπεριβαλλοντικής έρευνας που διενεργήθηκε στην ευρύτερη περιοχή της νοτιοδυτικής Πελοποννήσου και πιο συγκεκριμένα σε παράκτιες περιοχές της χερσονήσου της Μάνης, τον Όρμο Δυρού και στην ευρύτερη περιοχή της Αρεόπολης. Η επιλογή της περιοχής στηρίζεται σε δύο ξεχωριστά χαρακτηριστικά που εμφανίζει και συγκεκριμένα στο πλούσιο φυσικό αρχείο χερσαίων και θαλάσσιων ιζημάτων ταξινομημένων κατά τη στρωματογραφική έννοια που εκτείνονται σε βάθος χρόνου εκατοντάδων χιλιάδων ετών προ της σημερινής εποχής και περικλείουν σημαντικές παλαιοπεριβαλλοντικές πληροφορίες καθώς και στο παλαιοανθρωπολογικό ενδιαφέρον που έχει η συγκεκριμένη περιοχή καθώς συγκεντρώνει ένα μοναδικό πλούτο σχετικών ευρημάτων.Σημαντικό τμήμα της παρούσας έρευνας αποτέλεσε η προσπάθεια χρονολόγησης, με την τεχνική της Οπτικά Διεγειρόμενης Φωταύγειας (ΟΔΦ), κατάλληλων κλαστικών ιζηματογενών πετρωμάτων με σκοπό να καθορισθεί το χρονολογικό πλαίσιο συγκεκριμένων παλαιοπεριβαλλοντικών μεταβολών. Οι ηλικίες που εκτιμηθήκαν καλύπτουν επί μέρους τμήματα της περιόδου 200.000 χρόνια έως τα 350 χρόνια πριν από σήμερα. Τμήμα της έρευνας αποτέλεσε επίσης η συγκριτική μελέτη δύο τεχνικών χρονολόγησης, και συγκεκριμένα της ΟΔΦ και της ραδιοχρονολόγηση με τη μέθοδο 14C, η οποία διενεργήθηκε για πρώτη φορά στην συγκεκριμένη περιοχή. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν έδειξαν πως η τεχνική της ΟΔΦ δύναται να παράξει αξιόπιστες χρονολογικές εκτιμήσεις κατάλληλες να χρησιμοποιηθούν για περαιτέρω έρευνα. Η έρευνα αυτή κατέδειξε επίσης πως στα στρώματα μιας στρωματογραφικής αλληλουχίας που έχουν υποστεί γεωλογικές διαδικασίες, όπως η ασβεστοποίηση, η εκτιμώμενη, με την τεχνική της ΟΔΦ, ηλικία που υπολογίζεται είναι υπερεκτιμημένη.Στο πλαίσιο της παρούσας έρευνας επιχειρήθηκε επίσης, μέσω της εφαρμογής κατάλληλων εμπειρικών συναρτήσεων, διαθέσιμων στη βιβλιογραφία, και με τη χρήση δεδομένων προερχόμενων από γεωχημικές και φυσικοχημικές αναλύσεις παλαιοεδαφών, η εκτίμηση της παλαιοθερμοκρασίας και του παλαιοϋετού των μελετούμενων περιοχών. Επιπλέον, αναπτύχθηκε, μέσω της αξιοποίησης δεδομένων του λόγου σταθερών ισοτόπων οξυγόνου βενθικών τριματοφόρων, διαθέσιμων στη βιβλιογραφία, η καμπύλη της θαλάσσιας παλαιοστάθμης του Ιονίου Πελάγους για την περίοδο των τελευταίων 250.000 χρόνων.Κατά τη διάρκεια της έρευνας αναπτύχθηκαν επίσης δύο εργαλεία λογισμικού σε γλώσσα Java, DRc και AMc, τα οποία διατίθενται ελεύθερα στο διαδίκτυο. Το DRc χρησιμοποιείται, κυρίως, για τον υπολογισμό του ρυθμού δόσης, απαραίτητη παράμετρος για την εφαρμογή της ΟΔΦ και άλλων χρονολογικών τεχνικών και το AMc που χρησιμοποιείται στην στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων της ΟΔΦ και όχι μόνο.