Μορφομετρικές αναλύσεις ελληνικών σπηλαίων΄: Πως η μορφολογία ερμηνεύει την προέλευση του σπηλαίου.


Δημοσιευμένα: Nov 6, 2023
Λέξεις-κλειδιά:
Μορφομετρία σπηλαίου πρότυπο κάτοψης σπηλαίου Σπήλαιο Πετραλώνων Σπήλαιο Μααρ΄σ φράκταλς μορφομετρικοί δείκτες
Despoina Dora
Γεώργιος Θ. Λαζαρίδης
Κωνσταντίνος Βουβαλίδης
Κωνσταντ΄΄΄ινος Τοκμακίδης
George Veni
Περίληψη

Δύο από τα πιο γνωστά σπήλαια της βόρειας Ελλάδας, το Σπήλαιο των Πετραλώνων  και το Σπήλαιο Μααράς, υποβλήθηκαν σε μορφομετρική ανάλυση. Επιλέχθηκαν στρατηγικά για αυτήν τη μορφομετρική μελέτη, καθώς εκπροσωπούν σπήλαια που διαμορφώθηκαν υπό διαφορετικές σπηλαιογενετικές συνθήκες, με αποτέλεσμα να διακρίνονται σαφώς μεταξύ τους μέσω των προτύπων των κατόψεων τους. Τα σπήλαια μπορούν να παρουσιάζουν σημαντική ποικιλία στα πρότυπά των κατόψεων τους, ανάλογα με την τοπική γεωλογία, υδρογεωλογία, τεκτονική και άλλους παράγοντες. Αυτοί οι ποιοτικοί παρά μετροι της σπηλαιογένεσης, όπως οι γεωλογικοί και υδρογεωλογικοί παράγοντες, μπορούν να αντικατοπτρίζονται στο πρότυπο κάτοψης ενός σπηλαίου (Kambesis et al., 2016). Το Σπήλαιο των Πετραλώνων ανήκει στην κατηγορία διακλαδιζόμενου (ramiform) προτύπου σπηλαίου (Lazaridis, 2009), σύμφωνα με την ταξινόμηση του Palmer (1991). Η υπογενής προέλευση του σπηλαίου υποστηρίζεται από το πρότυπο του λαβύρινθου (maze) (Palmer, 2000), τη μορφολογία του σπηλαίου σε μεσο-κλίμακα και την υδροθερμική δραστηριότητα της γύρω περιοχής (Lazaridis, 2009, Veni et al., 2009). Αντιθέτως, το Σπήλαιο Μααράς έχει ένα τυπικό δενδριτικό πρότυπο (Petalas και Moutsopoulos, 2019). Τα πρότυπα των κατόψεων των δύο σπηλαίων εξετάστηκαν μορφομετρικά χρησιμοποιώντας την Ευκλείδεια και τη fractal γεωμετρία. Οι διάφοροι σπηλαιογενετικοί παράγοντες που δημιουργούν τα πρότυπα των κατόψεων μπορούν να αντανακλώνται σε αριθμητικούς δείκτες, καθιστώντας τους ως μορφομετρικά εργαλεία για την ακριβή διάκριση τους.

Λεπτομέρειες άρθρου
  • Ενότητα
  • Γεωμορφολογία
Λήψεις
Τα δεδομένα λήψης δεν είναι ακόμη διαθέσιμα.
Αναφορές
Addison, P.S., 1997. Fractals and Chaos, Institute of Physics Publishing, Philadelphia, p. 256.
Barton, C.C., Larsen, E., 1985. Fractal geometry of two-dimensional fracture networks at Yucca Mountain, southwestern Nevada. In: Stephansson, O., (Ed.) Proceedings of the International Symposium on Rock Joints, Bjorkliden, Sweden, pp. 77–84.
Chorley, R.J., 1957. Illustrating the laws of morphometry. Geological Magazine, 94(2), 140-150. https://doi.org/10.1017/S0016756800068412
Collon, P., Bernasconi, D., Vuilleumier, C., Renard, P., 2017. Statistical metrics for the characterization of karst network geometry and topology. Geomorphology, 283, 122-142. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2017.01.034
Curl, R.L., 1986. Fractal dimensions and geometries of caves. Mathematical Geology, 18(8), 765-783. https://doi.org/10.1007/BF00899743
Ford, D., Williams, P.D., 2007. Karst hydrogeology and geomorphology. John Wiley & Sons.
Frumkin, A., Fischhendler, I., 2005. Morphometry and distribution of isolated caves as a guide for phreatic and confined paleohydrological conditions. Geomorphology, 67(3-4), 457-471. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2004.11.009
Howard, A.D., Keetch, M.E., Vincent, C.L., 1970. Topological and geometrical properties of braided streams. Water Resources Research, 6(6), 1674-1688. https://doi.org/10.1029/WR006i006p01674
Howard, A.D., 1971. Quantitative measures of cave patterns. Caves and Karst, 13(1), 1-7.
Kambesis, P.N., Larson, E.B., Mylroie, J.E., 2016. Morphometric analysis of cave patterns using fractal indices. Geological Society of America Special Papers, 516, 67-86.
Kampolis, I., Trizonis, V., Psaltakis, Y., 2022. The large underground karst system of Maaras Cave through 3D laser Scanning. Proceedings of the 16th International Congress of the Geological Society of Greece, Patras, 17-19 October, 422-423.
Kincaid, T.R., 1999. Morphologic and fractal characterization of saturated karstic caves. Ph.D. Thesis, University of Wyoming, Wyoming, 174p.
Klimchouk, A.B., 2003. Unconfined versus confined speleogenetic settings: variations of solution porosity. Speleogenesis and Evolution of Karst Aquifers, 1-7. http://dx.doi.org/10.5038/1827-806X.35.1.3
Kouras, A., Katsoyiannis, I., Voutsa, D., 2007. Distribution of arsenic in groundwater in the area of Chalkidiki, Northern Greece. Journal of Hazardous Materials, 147(3), 890-899. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2007.01.124
Lace, M.J., 2008. Coastal cave development in Puerto Rico. Journal of Coastal Research, 24(2), 508-518. https://doi.org/10.2112/07-0911.1
Lazaridis, G., 2009. Petralona cave: morphological analysis and a new perspective on its speleogenesis. In: Klimchouk A, Ford D (eds) Hypogene speleogenesis and karst hydrogeology of Artesian basins. Institute of Speleology and Karstology, Simferopol, Ukraine, pp 233–239.
Lazaridis, G., Dora, D., Vouvalidis, K., 2022. Point distribution statistics of mesoscale dissolutional forms in caves: the analysis of feeder landmarks. 18th International Congress of Speleology, International Union of Speleology, Savoie, Mont Blanc, FR, 24-31 July 2022, pp 181-184.
Mandelbrot, B.B., 1983, The fractal geometry of nature, W. H. Freeman, San Francisco, 468 p.
Mylroie, J.R., Mylroie, J.E., 2007. Development of the carbonate island karst model. Journal of Cave and Karst Studies, 69(1), 59-75.
Novel, J.P., Dimadi, A., Zervopoulou, A., Bakalowicz, M., 2007. The Aggitis karst system, Eastern Macedonia, Greece: Hydrologic functioning and development of the karst structure. Journal of Hydrology, 334(3-4), 477-492. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2006.10.029
Palmer, A.N., 1991. Origin and morphology of limestone caves. Geological Society of America Bulletin, 103(1), 1-21. https://doi.org/10.1130/0016-7606(1991)103%3C0001:OAMOLC%3E2.3.CO;2
Pardo-Iguzquiza, E., Durán-Valsero, J. J., Rodríguez-Galiano, V., 2011. Morphometric analysis of three-dimensional networks of karst conduits. Geomorphology, 132(1-2), 17-28. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2011.04.030
Petalas, C.P., Moutsopoulos, K.N., 2019. Hydrogeologic behavior of a complex and mature karst aquifer system under drought condition. Environmental Processes, 6, 643-671. https://doi.org/10.1007/s40710-019-00382-x
Piccini L., 2011. Recent developments on morphometric analysis of karst caves. Acta Carsologica, 40(1). https://doi.org/10.3986/ac.v40i1.27
Poulianos, N.A., 2007. The cave of the petralonian archanthropiae (8th edition), ISBN 960-86804-3-3, 97 pp.
Reile, P., 2010. EXPEDITION 10 - Le karst du massif du Falakro et la résurgence de Aggitis cave (Maaras) - Résultats des travaux hydrogéologiques et topographiques, Province de Drama - Macedoine, Grèce du Nord.
Roth, M.J., 2004. Inventory and geometric analysis of flank margin caves of the Bahamas. M. Sc. Thesis. Mississippi State University, Mississippi, 117 p.
Veni, G., Poulianos, N.A., Golobović-Deligianni, M., Poulianos, A.N., 2009. Preliminary hydrogeologic survey of Petralona Cave, Chalkidiki, Greece. Proceedings of the 15th International Congress of Speleology, Texas, July 19-26, 1717-1722.
Waterstrat, W.J., Mylroie JE, Owen, A.M., Mylroie, J.R., 2010. Coastal caves in Bahamian eolian calcarenites: differentiating between sea caves and flank margin caves using quantitative morphology. Journal of Cave and Karst Studies, 72(2), 61-74.
Worthington, S. R., 1999. A comprehensive strategy for understanding flow in carbonate aquifers. Karst modeling, 35, 30-37.