Γεωλογία και απολιθώματα, κατανοώντας τον φυσικό μας κόσμο

Σύνταξη άρθρου: Στέλλα Κυρίκου

Επιμέλεια άρθρου: Κωνσταντίνος Ουρανός

Η Ελλάδα, αλλά και η Αττική ιδιαίτερα, είναι πλούσιες σε απολιθώματα. Ας δούμε πώς σχηματίζονται και πώς ο σχηματισμός τους αυτός είναι θέμα και της Γεωλογίας.

Για να κατανοήσουμε καλύτερα τι είναι τα απολιθώματα και πώς δημιουργούνται αλλά και για να μάθουμε γιατί υπάρχουν θέσεις (τόποι) στις οποίες δεν συναντώνται καθόλου, ενώ αντιθέτως σε άλλες υπάρχει μεγάλη συγκέντρωση και παρουσία τους, θα πρέπει πρώτα – πρώτα να μάθουμε κάποια πράγματα για τη Γη.

Όπως γνωρίζουμε όλοι, στο σχήμα της η Γη, εκτός από τις μορφολογικές ανωμαλίες στην επιφάνειά της, μοιάζει πολύ σφαίρα. Με τη χρήση όμως της προηγμένης τεχνολογίας (διαστημόπλοια, ερευνητικοί δορυφόροι, εργασίες επιφανείας κ.τλ.), οι οποίες μας δίνουν πολύ ακριβέστερες μετρήσεις, αποδεικνύεται ότι η Γη δεν είναι τέλεια σφαίρα. Για την ακρίβεια, έχει πεπλατυσμένο σφαιροειδές (ελλειψοειδές) σχήμα. Το αντιλαμβανόμαστε αυτό καθώς παρουσιάζει  κάποιες διαφορές μεταξύ της ισημερινής ακτίνας, η οποία είναι ελαφρώς μεγαλύτερη (6.378.150 μέτρα) και της πολικής ( 6.356.777 μέτρα ). Αυτό βέβαια εξηγείται από το πώς η βαρύτητα και οι φυγόκεντρες δυνάμεις της περιστροφής επενεργούν πάνω στη Γη.

Όσον αφορά στη δομή της Γης διακρίνουμε τα εξής τρία μέρη:

1. Ο φλοιός: Πρόκειται για το εξωτερικό περίβλημα της Γης. Το πάχος του δεν είναι το ίδιο παντού. Κάτω από τις ηπείρους διαφέρει πολύ, φτάνοντας έως και τα 80 χιλιόμετρα, ενώ στους ωκεανούς κυμαίνεται μεταξύ 4 και 8 χιλιομέτρων.
2. Ο μανδύας: Διακρίνεται σε εξωτερικό, με πάχος 900 χιλιομέτρων, και εσωτερικό μανδύα με πάχος 2.000 χιλιομέτρων.
3. Ο πυρήνας: Εκτείνεται έως το κέντρο της Γης στα 6.370 χιλιόμετρα.

Ο στερεός φλοιός της Γης μαζί με τον εξωτερικό μανδύα αποτελούν τη λιθόσφαιρα. Ο στερεός φλοιός αποτελείται από στέρεα υλικά, τα οποία καλούνται πετρώματα. Ένα πέτρωμα συναποτελείται από πολλά και διαφορετικά ορυκτά. Με άλλα λόγια, τα ορυκτά είναι τα δομικά συστατικά των πετρωμάτων. Αξίζει να σημειωθεί πως τα πρώτα υλικά που χρησιμοποίησε ο άνθρωπος ως εργαλεία και όπλα ήταν (μαζί με τα ξύλα, τα οστά και τα κοχύλια βεβαίως) ορυκτά και πετρώματα. Τα χρησιμοποίησαν οι πρωτόγονοι άνθρωποι και για άλλες χρήσεις, όπως για τις τόσο διάσημες βραχογραφίες στα σπήλαια. Εκεί έκαναν, συγκεκριμένα, χρήση ορυκτών οξειδίων του σιδήρου (Fe) και του μαγκανίου (Mn). Η χρήση τους λοιπόν, δεν ήταν και δεν είναι μόνο εργαλειακή.

Ας δούμε τι είναι τα πετρώματα και πώς μας οδηγούν στα απολιθώματα

Διακρίνονται τρεις τύποι πετρωμάτων ανάλογα με τον τρόπο σχηματισμού τους:

1. Ιζηματογενή πετρώματα. Σχηματίζονται με τους εξής τρόπους:

• από την απόθεση υλικών αποσάθρωσης* που αιωρούνται στο νερό (ποτάμια, λίμνες κ.ά.) ή στον αέρα,
• από την απόθεση υλικών ηφαιστειακής προέλευσης,
• από την καταβύθιση συστατικών διαφόρων διαλυμάτων λόγω εξάτμισης,
• από τη συσσώρευση σκελετών ή σκελετικών στοιχείων ζωικών (ραδιολαρίτες, διατομίτες, σπογγόλιθοι κ.ά.) και φυτικών οργανισμών (τύρφες, λιγνίτες, λιθάνθρακες, πετρέλαιο, σαπροπηλός κ.ά.).

Κατόπιν συντελείται μία ιδιαίτερη διεργασία, η διαγένεση. Διαγένεση καλείται το σύνολο των διεργασιών που υφίσταται το ίζημα μετά την απόθεσή του. Συμβαίνει κατά τη διάρκεια της λιθοποίησής του, όπου μετατρέπεται σιγά – σιγά σε συμπαγές πέτρωμα.

2. Πυριγενή (ή μαγματικά ή εκρηξιγενή) πετρώματα. Σχηματίζονται από την κρυστάλλωση του μάγματος σε μάζες ποικίλων σχημάτων και διαστάσεων.

Τα πυριγενή πετρώματα διαιρούνται σε τρεις κατηγορίες, βάσει του περιβάλλοντος, στο οποίο πραγματοποιείται η στερεοποίησή τους., Η πρώτη κατηγορία σχηματίζεται στην επιφάνεια της Γης, ή κάτω από αυτήν και σε συνθήκες ελάχιστης πίεσης (ηφαιστειογενή), η δεύτερη μέσα σε ρήγματα ή άλλες ασυνέχειες των πετρωμάτων κοντά στην επιφάνεια (φλεβικά), και τέλος, η τρίτη σε υπόγεια στρώματα του στερεού φλοιού της Γης, υπό συνθήκες μεγάλης πίεσης (πλουτώνεια).

3. Μεταμορφωμένα πετρώματα. Πρόκειται στην ουσία για ανακυκλωμένα πετρώματα. Μπορεί να είναι είτε ιζηματογενή, είτε πυριγενή ή και προηγούμενα μεταμορφωμένα, τα οποία βρίσκονται ξανά βαθιά μέσα στη Γη λόγω τεκτονικών κινήσεων των λιθοσφαιρικών πλακών. Εκεί υφίστανται ένα σύνολο αλλαγών και αντιδράσεων με αυτό το ακραίο περιβάλλον. Εκτίθενται σε συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας διαφορετικές από αυτές που επικρατούσαν, όταν σχηματίστηκαν. Πρόκειται για πολύ σύνθετο φαινόμενο, τη λεγόμενη μεταμόρφωση.

(*αποσάθρωση: το σύνολο των φυσικών, χημικών ή βιολογικών διεργασιών, που συμβάλλουν στην καταστροφή ενός πετρώματος)

Πού τελικά βρίσκουμε τα απολιθώματα;

Όπως είναι λοιπόν κατανοητό από την εισαγωγή που έγινε παραπάνω, τα απολιθώματα απαντούν σχεδόν αποκλειστικά στα ιζηματογενή πετρώματα, διότι μόνο σε αυτά οι συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας, στις οποίες σχηματίζονται, επιτρέπουν στα οργανικά υπολείμματα να διατηρήσουν το σχήμα τους και να απολιθωθούν. Μέσα λοιπόν στα ιζήματα και ιζηματογενή πετρώματα βρίσκουμε τόσο μακροαπολιθώματα (π.χ. οστά, κελύφη οστράκων, κορμούς και φύλλα δέντρων ) όσο και μικροαπολιθώματα ( π.χ. γύρη φυτών, κελύφη μικροσκοπικών οργανισμών κ.ά.) και τα οποία οι παλαιοντολόγοι μελετούν στο μικροσκόπιο. Με αυτόν τον τρόπο εξηγείται το γιατί σε κάποιες περιοχές της Γης υπάρχουν απολιθώματα και σε άλλες όχι.

Και πώς τελικά διατηρούνται τα απολιθώματα;

Μέσω της διαδικασίας της απολίθωσης! Για να μπορέσει όμως να γίνει η διαδικασία αυτή, θα πρέπει ο οργανισμός που πεθαίνει να έχει, οπωσδήποτε, σκληρό σκελετό ή κέλυφος ή όστρακο και γενικά σκληρά τμήματα. Θα πρέπει επίσης να καλυφθεί γρήγορα από ίζημα σε κατάλληλες συνθήκες, ώστε να μετατραπεί σε πέτρωμα (από+λίθος), διαφορετικά και εάν παραμείνει για πολύ καιρό στην επιφάνεια, η δράση του νερού και του αέρα θα τον εξαφανίσουν. Όλα τα μαλακά μέρη πάντα αποσυντίθενται λόγω σήψης μετά τον θάνατο κάθε οργανισμού. Μόνο σε εξαιρετικά σπάνιες περιπτώσεις, όπου επικρατούν έντονο ψύχος, ξηρασία, έλλειψη οξυγόνου κ.τ.λ., μπορούν να «απολιθωθούν» και μαλακά μέρη, όπως μύες, ιστοί κ.ά. . Αυτό συνέβη με τα μαμούθ, που θάφτηκαν κάτω από χιόνι και πάγο στη Σιβηρία. Παρ’όλα αυτά η πιθανότητα να απολιθωθεί, με τέτοιες διαδικασίες, ένας οργανισμός είναι μικρή.

Τρόποι απολίθωσης:

1. Κύρια απολίθωση: αφορά κυρίως στα δόντια και τα οστά των οργανισμών
2. Ενανθράκωση: απαντά κυρίως στα φυτικά λείψανα που βρίσκονται είτε μέσα σε νερό ή σε χώρο κλειστό, όπου δεν έχουν επικοινωνία με το περιβάλλον
3. Διατήρηση: κατάψυξη, ταρίχευση, μουμιοποίηση, εκμαγείωση και περιασβέστωση. Με τον τρόπο αυτόν διατηρούνται και τα μαλακά μέρη του οργανισμού.

Ποια η αξία των απολιθωμάτων 

Η αξία των απολιθωμάτων για την επιστήμη και για τη γνώση του Κόσμου είναι τεράστια. Θα μπορούσαμε να πούμε ότι τα απολιθώματα είναι το «αλφάβητο» με το οποίο έχει γραφτεί η ιστορία της Γης. Αποτελούν κλειδιά για την καταγραφή του γεωλογικού χρόνου, καθώς συμβάλλουν στον προσδιορισμό της σχετικής ηλικίας των γεωλογικών στρωμάτων του στερεού φλοιού της Γης, μέσα στα οποία βρίσκονται κλεισμένα. Επίσης, η μελέτη των απολιθωμάτων δίνει πολλά στοιχεία για τις βιολογικές   (Παλαιοοικολογία), περιβαλλοντικές (Παλαιοπεριβάλλον) και γεωγραφικές (Παλαιογεωγραφία) συνθήκες στις οποιές έζησαν σε διάφορες περιοχές, καθώς και για την εξέλιξη των οργανισμών μέσα στο γεωλογικό χρόνο.

Απολιθώματα οι άνθρωποι ανακάλυπταν από πολύ παλιά και υπάρχουν αναφορές για αυτά σε πηγές ακόμη και της Αρχαιότητας. Όμως μόνο με τη θεμελίωση της επιστήμης της Παλαιοντολογίας, τον 19ο αιώνα, κατανοήθηκε η σημασία και η αξία τους. Πέραν μάλιστα των όσων έχουμε ήδη προαναφέρει, τα απολιθώματα αποτελούν και τεκμήριο της εξέλιξης των ειδών. Αυτή η συγκεκριμένη ανακάλυψη υπήρξε σταθμός στην ανθρώπινη Σκέψη και είχε ισχυρό αντίκτυπο στον πολιτισμό με ευρύτερες προεκτάσεις στη θρησκεία, τη φιλοσοφία, τις αντιλήψεις του Ανθρώπου.

Στην Αττική υπάρχουν αρκετές απολιθωματοφόρες περιοχές, όπως λέγονται στην Παλαιοντολογία. Μία από αυτές, ανάμεσα σε άλλες πολλές, από τις πιο γνωστές μάλιστα στον κόσμο, είναι και το Πικέρμι. Διαβάστε λεπτομέρειες στο άρθρο μας: Πικέρμι, παγκόσμιας αξίας απολιθώματα στην Αττική!

 

Πηγές

1. Δερμιτζάκης Μιχαήλ Δ & Θεοδώρου Γεώργιος Ε. (1994). Γλωσσάριο Γεωλογικών Εννοιών. Έκδοση Γκελμπέσης Γιώργος.
2. Γεωργιάδου-Δικαιούλια Ε., Συμεωνίδης Ν. Κ. & Θεοδώρου Γ. Ε. (2003). Παλαιοντολογία. Μέρος Α’, Σελ. 21-23.
3. Δερμιτζάκης Μιχαήλ Δ. & Λέκκας Σπύρος Π. (2003). Διερευνώντας τη Γη: Εισαγωγή στη γενική γεωλογία. 2^η Έκδοση Αθήνα: Κοράλλι-Γκελμπέσης Γιώργος.
4. Κατερινόπουλος Αθανάσιος Ε. (2008). Ο κόσμος των ορυκτών. Εκδόσεις Συμμετρία. Σελ.7-8.
5. Τσιραμπίδης Ανανίας (2008). Ιζηματογενή πετρώματα. Εκδόσεις Γιαχούδη. Σελ. 9-20.