Μεταβολές του ανθρωπογενούς περιβάλλοντος κατά μήκος των ανατολικών ακτών της Πελοποννήσου με βάση αρχαιολογικούς και μορφολογικούς δείκτες της άνω ολοκαινικής μεταβολής του επιπέδου της θάλασσας: μεθοδολογική πρόταση γεωαρχαιολογικής προσέγγισης

Abstract

The various processes identified in the Earth's crust, mainly the isostatic response of the earth's crust to the redistribution of ice and ocean loads and the vertical land tectonic movements, interact with global eustatic change and result in the relative sea level changes, causing dramatic changes in the coastal environment with significant socio-economic implications over time.This PhD thesis aims at decoding the potential impact that the complex glacio-hydro-isostatic and vertical tectonic movements might have on the coastal environment of the Late Holocene, exploring the effects of relative sea level changes on the contemporary anthropogenic environment, land-sea relationship, human activity and culture. A total of seventy-three (73) sites and locations were chosen as suitable indicators for observing relative sea level changes, following a systematic, geoarchaeological survey along an extensive geographical area stretching over 785 km, from the west coast of Attica in the northern Saronic Gulf to the eastern coastline of the Peloponnese and, thence, down to the west border of the Laconic Gulf. Systematic observation, mapping and measurement of depths of various geomorphological features, such as tidal notches and successive beachrock formations, allowed for the determination of distinct past sea levels. Conversely, recording the position and the current depth of submerged ancient structures as well as determining their functional elevation on the basis of distinctive functional features allowed for the dating of the inferred sea level stands. In the study area seven distinct Late Holocene sea levels were identified, dating from the Early Bronze Age to the 20th century, and the periods of their relative change were sequentially dated. The palaeogeographic reconstruction of the shore of ancient settlements, residential and farmhouse building complexes and harbour installations was relied on the determination of the respective sea levels and the assessment of the marine transgression in the coastal plains over time.Sea level stand I at the depth of 5.10 ± 0.20 m below present mean sea level (bmsl) is dated to the Early Bronze Age between 5500 yr before present (3500 BC) and 4200 yr before present (2200 BC), indicating a period of sea level stability of at least 1300 years. The dating of this sea level was documented on the basis of characteristic archaeological evidence from the prehistoric sites of Kalamianos in Corinthia, ancient Asine in the Argolid and Pavlopetri in Laconia. It was identified as the sea level contemporary with the period of habitation of the prehistoric sites of Lampayianna and probably of Salandi in the Argolid. The relative change to the next sea level II most likely occurred between 4200 yr before present (2200 BC) and 3500 yr before present (1500 BC). Sea level stand II at 4.40 ± 0.20 m bmsl is dated to the Late Bronze Age between 3500 yr before present (1500 BC) and 3200 yr before present (1190 BC), determining a period of sea level stability of at least 300 years. The dating of this sea level was documented on the basis of characteristic archaeological evidence from the prehistoric sites of Kalamianos and Portoheli (ancient Halieis) and was identified as a sea level stand contemporary with the habitation of the prehistoric sites of Salandi and Pavlopetri. Relative change to the next sea level III seems to have occurred between 3200 yr before present (1190 BC) and 2700 yr before present (700 BC). Sea level stand III at 3.60 ± 0.20 m bmsl ranges within the chronology of the Archaic period to the Late Roman times, i.e. between 2700 yr before present (700 BC) and 1600 yr before present (4th c. AD) or probably 1400 yr before present (6th c. AD), indicating a period of sea level stability of at least 1000 or 1200 years. Level III was found to be repeatedly associated with characteristic archaeological evidence throughout the eastern coast of the Peloponnese. It is identified as the sea level during the life of the harbour installations and building complexes of the Classical period on the island of Aegina, in Palaiokastro (Methana), in Phourkari, possibly in the west end of the bay of Dardiza, in the bay of Kapari (ancient Ermioni), in Thalassopetra, in ancient Asine, at Limen Ieraka and probably in Epidaurus Limera, in Plytra (ancient Asopos) and in Gythion. It is also identified as the sea level during the use of the Roman/Late Roman harbour facilities in Kenchreai, in Aegina and Ancient Epidaurus, as well as many coastal settlements and structures of the same period in the bay of Ayios Vlasis, in Gkliati, Psifta, Soupia, Pigadia, Plepi, in the east side of the Dardiza bay, in Kouverta, Portoheli (ancient Halieis), Thini, ancient Asine, Karathona, Ayia Marina (Daimonia Beach), Plytra (ancient Asopos), Mandilou (Trinisa), Valtaki, Gythion and Vathy. The relative change to the next sea level IV most likely occurred between 1600 yr before present or 1400 yr before present (4th or 6th c. AD) and 800-700 yr before present (13th century).Sea level stand IV at 2.40 ± 0.20 m bmsl dates after 13th c. AD (800-700 yr before present) on the basis of the harbour installations at Ayios Athanasios in the bay of Soupia. In the absence of adequate chronological data from this period, the duration of sea level stand IV is unclear, but certainly short, as its succession by sea level V occurred some time before the First Venetian occupation (14th c. AD). Sea level stand V at 1.45 ± 0.15 m bmsl dates to the First Venetian occupation – First phase of Ottoman domination in 1389 (600 yr before present). It seems to have lasted until about 1839 (160 yr before present), thus defining a period of sea level stability of at least 450 years. This level has been dated on the basis of relevant archaeological evidence at Palaiokastro (Methana), Mpourtzi (Nafplio) and Mylos Beach (Ayios Andreas), corresponding to the period of use of the coastal constructions in Lazareto (Deimezi) and Myloi (Lerna). The relative change to sea level VI appears to have occurred around or after 1840. Sea level stand VΙ at 0.80 ± 0.10 m bmsl dates to the Modern times after 1840 (160 yr before present) and is evidenced in Ermioni (Gourimesi). It is identified at the harbour installations of Kenchreai, Aegina and ancient Epidaurus. It seems to have lasted for a few decades until the early 20th century, when the sea level rose to 0.35 ± 0.15 m bmsl (sea level stand VII) and then reached its present position. Sea level stability of the Late Holocene, defined along the eastern coast of the Peloponnese, seems to be followed by periods of rapid or sudden change, that may not be reasonably attributed to local tectonism, specific fault zones and seismic events. Rather, these rapid changes seem to correlate with a wider regional tectonic regime of a crust block with uniform behaviour incorporating at least the entire Eastern Peloponnese during the Late Holocene. In the study area, the curve of the relative sea level change over the last 5500 years shows a very slow change from the Early Bronze Age (5500 yr before present) to Late Roman times (1400 yr before present) at about 0.30 mm/yr to 0.40 mm/yr, which remarkably increases to 1.75 mm/yr from the Early Byzantine period to Modern times. From the mid-19th c. onwards until the end of the 20th c. the rate of relative sea level change is even greater, in the order of 5 mm/yr.The contribution of a geoarchaeological method of approach applied to coasts is extremely important both in resolving archaeological problems and in understanding local and regional geological phenomena. On the basis of such application, the palaeogeographic reconstruction of a submerged ancient coastal landscape can be accomplished. Its geological and historical path can be traced in relation to the changes in the coastal environment due to the relative sea level changes. Answers can be found on issues relevant to the abandonment or the disruption of the historical continuity of a human habitation site. Reconstructing the coastal environment thus provides a frame for better understanding the activities in relation to it and, ideally, the historical context to which they belong. Finally, the estimation of the relative sea level changes over time combined with accurate coastal topography and climatic modeling can lead to relative sea level change prediction and assessment of marine transgression to coastal plains, so as to support modern city planning, while protecting the densely populated and intensely economically exploited coastal areas.

Οι διάφορες διεργασίες που συμβαίνουν στο γήινο φλοιό, κυρίως η ισοστατική απόκριση του γήινου φλοιού στην ανακατανομή φορτίων πάγου και ωκεανού και οι κατακόρυφες τεκτονικές κινήσεις, αλληλεπιδρούν με την παγκόσμια ευστατική αλλαγή και προκαλούν τις σχετικές μεταβολές του επιπέδου της θάλασσας, επιφέροντας δραματικές αλλαγές στο παράκτιο περιβάλλον με σοβαρές κοινωνικοοικονομικές επιπτώσεις στη διάρκεια του χρόνου. Στην παρούσα διατριβή έγινε προσπάθεια αποκωδικοποίησης των επιπτώσεων στο παράκτιο ανθρωπογενές περιβάλλον των σχετικών μεταβολών του θαλάσσιου επιπέδου κατά το Ανώτερο Ολόκαινο, ως αποτέλεσμα της σύνθετης παγετο-υδρο-ισοστατικής και τεκτονικής επίδρασης στη σχέση ξηράς-θάλασσας σε συνδυασμό με την αρχαία ανθρώπινη παράκτια δραστηριότητα. Η συστηματική γεωαρχαιολογική έρευνα των ακτών σε εβδομήντα τρείς (73) θέσεις μιας μεγάλης γεωγραφικής περιοχής μήκους ακτογραμμής 785 km, που εκτείνεται από τη δυτική ακτή της Αττικής στο βόρειο Σαρωνικό κόλπο, διατρέχει όλη την ανατολική ακτή της Πελοποννήσου και καταλήγει στη δυτική ακτή του Λακωνικού κόλπου, αποκάλυψε πλήθος δεικτών της σχετικής μεταβολής του επιπέδου της θάλασσας. Η παρατήρηση, η χαρτογράφηση και η μέτρηση των βαθών χαρακτηριστικών γεωμορφών, όπως οι παλιρροϊκές εγκοπές και οι διαδοχικές γενεές των beachrocks, επέτρεψαν τον καθορισμό των διαφόρων θαλάσσιων επιπέδων. Η καταγραφή της θέσης, η μέτρηση βαθών και ο καθορισμός του λειτουργικού υψομέτρου των βυθισμένων αρχαίων δομών από ακριβείς αρχαιολογικούς δείκτες επέτρεψαν τη χρονολόγησή τους. Στην περιοχή έρευνας καθορίσθηκαν επτά διακριτά Άνω Ολοκαινικά επίπεδα της θάλασσας, από την Πρώιμη Εποχή του Χαλκού έως τον 20ο αιώνα, και χρονολογήθηκαν οι περίοδοι της σχετικής μεταβολής τους. Η παλαιογεωγραφική αναπαράσταση της ακτής των αρχαίων οικισμών, μικρότερων οικιστικών και παραγωγικών μονάδων και λιμενικών εγκαταστάσεων στη διάρκεια του χρόνου προέκυψε μετά των καθορισμό των θαλάσσιων επιπέδων και την εκτίμηση της θαλάσσιας επίκλυσης στις παράκτιες πεδιάδες. Το θαλάσσιο επίπεδο Ι σε βάθος 5.10 ± 0.20 m κάτω από τη μέση σύγχρονη θαλάσσια στάθμη (bmsl) χρονολογείται στην Πρώιμη Εποχή του Χαλκού, μεταξύ 5500 χρόνια πριν από σήμερα (3500 π.Χ.) και 4200 χρόνια πριν από σήμερα (2200 π.Χ.) και καθορίζει μια περίοδο σταθερότητας του επιπέδου της θάλασσας τουλάχιστον 1300 χρόνων. H χρονολόγηση του επιπέδου αυτού έχει γίνει με βάση αρχαιολογικές ενδείξεις στις προϊστορικές θέσεις Καλαμιανός, Αρχαία Ασίνη και Παυλοπέτρι, και ταυτοποιείται ως το θαλάσσιο επίπεδο λειτουργίας του προϊστορικού οικισμού στα Λαμπαγιαννά και πιθανόν στο Σαλάντι. Η σχετική μεταβολή στο επόμενο θαλάσσιο επίπεδο II φαίνεται ότι έγινε μεταξύ 4200 χρόνια πριν από σήμερα (2200 π.Χ.) και 3500 χρόνια πριν από σήμερα (1500 π.Χ.). Το θαλάσσιο επίπεδο ΙΙ στα 4.40 ± 0.20 m bmsl χρονολογείται στην Ύστερη Εποχή του Χαλκού, μεταξύ 3500 χρόνια πριν από σήμερα (1500 π.Χ.) και 3200 χρόνια πριν από σήμερα (1190 π.Χ.) και καθορίζει μια περίοδο σταθερότητας του επιπέδου της θάλασσας τουλάχιστον 300 χρόνων. H χρονολόγηση του επιπέδου αυτού έχει γίνει με βάση αρχαιολογικές ενδείξεις στις προϊστορικές θέσεις Καλαμιανός και Πορτοχέλι (Αρχαίοι Αλιείς) και ταυτοποιείται ως ένα θαλάσσιο επίπεδο λειτουργίας των οικισμών στο Σαλάντι και στο Παυλοπέτρι. Η σχετική μεταβολή στο επόμενο θαλάσσιο επίπεδο IΙI φαίνεται ότι έγινε μεταξύ 3200 χρόνια πριν από σήμερα (1190 π.Χ.) και 2700 χρόνια πριν από σήμερα (700 π.Χ.). Το θαλάσσιο επίπεδο ΙΙΙ σε βάθος 3.60 ± 0.20 m bmsl χρονολογείται από την Αρχαϊκή περίοδο έως τους Υστερορωμαϊκούς χρόνους, μεταξύ 2700 χρόνια πριν από σήμερα (700 π.Χ.) και 1600 χρόνια πριν από σήμερα (4ος αι. μ.Χ.) ή πιθανότατα 1400 χρόνια πριν από σήμερα (6ος αι. μ.Χ.) και καθορίζει μια περίοδο σταθερότητας του επιπέδου της θάλασσας τουλάχιστον 1000 ή 1200 χρόνων. Το επίπεδο αυτό έχει χρονολογηθεί με βάση πολλές αρχαιολογικές ενδείξεις σε όλο το μήκος των ανατολικών ακτών της Πελοποννήσου. Ταυτοποιείται ως το επίπεδο λειτουργίας των λιμενικών, οικιστικών και παραγωγικών εγκαταστάσεων της Κλασσικής περιόδου στην Αίγινα, στο Παλαιόκαστρο Μεθάνων, στο Φουρκαρί, πιθανόν στη δυτική κατάληξη του όρμου της Δάρδιζας, στον όρμο της Κάπαρης (αρχαία Ερμιόνη), στη Θαλασόπετρα, στην αρχαία Ασίνη, στο Λιμένα Ιέρακα και πιθανόν στην Επίδαυρο Λιμηρά, στην Πλύτρα (αρχαίος Ασωπός) και στο Γύθειο. Επίσης, αποτελεί το επίπεδο λειτουργίας των Ρωμαϊκών/Υστερορωμαϊκών λιμενικών εγκαταστάσεων στις Κεγχρεές, στην Αίγινα και στην Αρχαία Επίδαυρο, και πολλών παράκτιων οικιστικών εγκαταστάσεων και δομών της ίδιας περιόδου στον όρμο του Αγίου Βλάση, στο Γκλιάτη, στην Ψήφτα, στη Σουπιά, στα Πηγάδια, στο Πλέπι, στην ανατολική πλευρά του όρμου Δάρδιζας, στην Κουβέρτα, στο Πορτοχέλι (αρχαίοι Αλιείς), στο Θυνί, στην αρχαία Ασίνη, στην Καραθώνα, στην Αγία Μαρίνα Παραλίας Δαιμονιάς, στην Πλύτρα (αρχαίος Ασωπός), στη Μαντηλού (Τρίνησα), στο Βαλτάκι, στο Γύθειο και στο Βαθύ. Η σχετική μεταβολή στο επόμενο θαλάσσιο επίπεδο IV φαίνεται ότι έγινε μεταξύ 1600 ή 1400 χρόνια πριν από σήμερα (4ος ή 6ος αι. μ.Χ.) και 800-700 χρόνια πριν από σήμερα (13ος αι.). Το θαλάσσιο επίπεδο ΙV στα 2.40 ± 0.20 m bmsl χρονολογείται μετά τον 13ο αι. μ.Χ. (800-700 χρόνια πριν από σήμερα), από τις λιμενικές εγκαταστάσεις στον Άγιο Αθανάσιο στο όρμο Σουπιάς. Ελλείψει πολλών χρονολογικών στοιχείων της περιόδου αυτής, η διάρκεια του επιπέδου είναι ασαφής, αλλά σίγουρα βραχεία, ενώ η αλλαγή του στο επόμενο θαλάσσιο επίπεδο V έγινε κάποια περίοδο πριν την Α’ Ενετοκρατία (14ος αι. μ.Χ.). Το θαλάσσιο επίπεδο V σε βάθος 1.45 ± 0.15 m bmsl χρονολογείται κατά την Α' Ενετοκρατία - Πρώτη φάση Τουρκοκρατίας, από το 1389 (600 χρόνια πριν από σήμερα). Φαίνεται ότι διήρκεσε έως περίπου το 1839 (160 χρόνια πριν από σήμερα) καθορίζοντας έτσι μια περίοδο σταθερότητας του επιπέδου της θάλασσας τουλάχιστον 450 χρόνων. Το επίπεδο αυτό έχει χρονολογηθεί με βάση αρχαιολογικές ενδείξεις στο Παλαιόκαστρο Μεθάνων, στο Μπούρτζι Ναυπλίου και στην Παραλία Μύλος Αγίου Ανδρέα, και ταυτοποιείται ως το επίπεδο λειτουργίας των παράκτιων κατασκευών στο Λαζαρέρο (Δεϊμέζη) και στους Μύλους Λέρνας. Η σχετική μεταβολή στο θαλάσσιο επίπεδο VI φαίνεται ότι έγινε γύρω ή μετά το 1840. Το θαλάσσιο επίπεδο VΙ στα 0.80 ± 0.10 m bmsl χρονολογείται στους Νεότερους Χρόνους, μετά από το 1840 (160 χρόνια πριν από σήμερα) με βάση την αρχαιολογική ένδειξη στην Ερμιόνη (Γκουριμέσι). Ταυτοποιείται στις λιμενικές εγκαταστάσεις των Κεγχρεών, της Αίγινας και της αρχαίας Επιδαύρου. Φαίνεται ότι είχε βραχεία διάρκεια μερικών δεκαετιών μέχρι τις αρχές του 20ου αι., οπότε και διαμορφώθηκε το νεότερο θαλάσσιο επίπεδο VΙI σε βάθος 0.35 ± 0.15 m bmsl, για να μεταβληθεί στη συνέχεια στο σημερινό επίπεδο της θάλασσας. Οι περίοδοι σταθερότητας του επιπέδου της θάλασσας που διαπιστώθηκαν στις ανατολικές ακτές της Πελοποννήσου κατά το Ανώτερο Ολόκαινο φαίνεται να ακολουθούνται από περιόδους γρήγορης ή και απότομης μεταβολής του, οι οποίες, όμως, δεν μπορούν να συνδεθούν με τοπικό τεκτονισμό, συγκεκριμένες ρηξιγενείς ζώνες και σεισμικά γεγονότα. Αυτές οι αλλαγές φαίνεται να αφορούν σε ένα ευρύτερο περιφερειακό τεκτονικό περιβάλλον, που καθορίζει ένα τέμαχος του φλοιού με ενιαία συμπεριφορά στη διάρκεια του Ανωτέρου Ολοκαίνου που περιλαμβάνει τουλάχιστον όλη την ανατολική Πελοπόννησο. Η καμπύλη της σχετικής μεταβολής του επιπέδου της θάλασσας κατά τελευταία 5500 χρόνια στην περιοχή έρευνας δείχνει μια πολύ αργή σχετική μεταβολή από την Πρώιμη Εποχή του Χαλκού (5500 χρόνια πριν από σήμερα) έως τους Υστερορωμαϊκούς χρόνους (1400 χρόνια πριν από σήμερα) με ρυθμό της τάξεως των 0.30 mm/yr έως 0.40 mm/yr, ο οποίος επιταχύνεται αξιοσημείωτα σε 1.75 mm/yr, από τους Πρώιμους Βυζαντινούς χρόνους έως τους Νεότερους χρόνους, ενώ από τα μέσα του 19ου αι. έως το τέλος του 20ου αι. ο ρυθμός της σχετικής μεταβολής του επιπέδου της θάλασσας είναι πολύ ταχύς, της τάξεως των 5 mm/yr. Η συμβολή της γεωαρχαιολογικής προσέγγισης των ακτών είναι εξαιρετικά σημαντική τόσο στην επίλυση αρχαιολογικών προβλημάτων, όσο και στην κατανόηση των τοπικών και περιφερειακών γεωλογικών φαινομένων. Μέσω αυτής μπορεί να ανασυσταθεί παλαιογεωγραφικά ένα βυθισμένο αρχαίο παράκτιο τοπίο και να ιχνηλατηθεί η γεωλογική και ιστορική του διαδρομή σε σχέση με τις μεταβολές του παράκτιου περιβάλλοντος λόγω των σχετικών μεταβολών του επιπέδου της θάλασσας. Μπορεί να δοθεί απάντηση για την εγκατάλειψη ή τη διακοπή της ιστορικής συνέχειας μιας θέσης κατοίκησης. Μπορεί να κατανοηθεί το παράκτιο περιβάλλον και οι ανθρώπινες δραστηριότητες που φιλοξένησε μέσα στο εκάστοτε ιστορικό πλαίσιο. Παράλληλα, η εκτίμηση των ρυθμών της σχετικής μεταβολής του επιπέδου της θάλασσας στη διάρκεια του χρόνου σε συνδυασμό με ακριβή στοιχεία παράκτιας τοπογραφίας και κλιματικού μοντέλου μπορεί να οδηγήσει στην πρόβλεψη της μελλοντικής μεταβολής της στάθμης της θάλασσας και στην εκτίμηση του μεγέθους της θαλάσσιας επίκλυσης στις παράκτιες πεδιάδες, υποβοηθώντας το σύγχρονο πολεοδομικό σχεδιασμό με κύριο άξονα την έγκαιρη ανάσχεση των επιπτώσεων που θα έχει στις πυκνοκατοικημένες και έντονα οικονομικά εκμεταλλευόμενες παράκτιες περιοχές.