Γεωλογική μελέτη τυρφώνων από την περιοχή Maputaland της Μοζαμβίκης

• Κύριος συγγραφέας: Χρυσοχός, Μάριος-Παναγιώτης
• Άλλοι συγγραφείς: Χρηστάνης, Κίμων
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2020
• Θέματα: Τυρφώνες; Παλαιοπεριβάλλον; Ανθρακοπετρογραφία; Peatlands; Paleoenvironmental; Coal-petrography; Maceral

H τύρφη αξιοποιείται για μεγάλο χρονικό διάστημα από τον άνθρωπο σε διάφορες εφαρμογές, όπως στην παραγωγή ενέργειας, στη γεωργία καθώς και σε χημικές βιομηχανίες. Στη Νότια Αφρική, αν και η εκμετάλλευσή της είναι ζωτικής σημασίας για την ανάπτυξη κυρίως της γεωργίας, εντούτοις ελάχιστη είναι η έρευνα που έχει διεξαχθεί μέχρι σήμερα σε τυρφώνες. Στην παρούσα εργασία διερευνώνται οι διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στο τυρφογενές καθώς και στo ανόργανo στρώμα, έτσι ώστε να ανιχνευθούν οι μεταβολές των φυσικών, πετρογραφικών και χημικών χαρακτηριστικών των οργανογενών και ανόργανων ιζημάτων, συναρτήσει των παραμέτρων της τυρφογένεσης, όπως το κλίμα και οι τοπικές γεωλογικές συνθήκες. Απώτερο στόχο συνιστά η μοντελοποίηση παλαιοπεριβαλλόντων, καθώς και η διασαφήνιση εκείνων των παραγόντων που οδηγούν στην τυρφογένεση. Η έρευνα εστιάστηκε στους ενδοηπειρωτικούς τοπογενείς τυρφώνες της περιοχής Maputaland της Μοζαμβίκης. Η τυρφογένεση εξακολουθεί να είναι ενεργή στα οικοσυστήματα αυτά ακόμη και σήμερα. Η δειγματοληψία κάλυψε όλο το σύνολο του χρονικού διαστήματος τυρφογένεσης στους αντίστοιχους τυρφώνες. Εξετάστηκαν τα ποιοτικά και ποσοτικά χαρακτηριστικά των οργανικών και ανόργανων ιζημάτων που απαντούν στους τυρφώνες. Πιο αναλυτικά, πραγματοποιήθηκαν προσεγγιστική και στοιχειακή ανάλυση, προσδιορισμοί των πτητικών συστατικών, του pH, της ηλεκτρικής αγωγιμότητας (eC), των ορυκτών φάσεων και της ανθρακοπετρογραφικής σύστασης, αλλά και στοιχειακή ανάλυση με τη μέθοδο της φασματοσκοπίας φθορισμού ακτίνων Χ (XRF). Αναφορικά με τους ορυκτολογικούς προσδιορισμούς, σε κάποια δείγματα κρίθηκε απαραίτητη η ανάλυση του αργιλικού κλάσματος και η ημιποσοτικοποίησή του με τη μέθοδο της περιθλασιμετρίας ακτίνων Χ (XRD). Σε γενικές γραμμές κατά την απόθεση των οργανογενών ιζημάτων επικρατούσαν συνθήκες ενδιάμεσες, δηλαδή ολιγοτροφικές έως ρεοτροφικές (10,12-54,26%, τέφρα επί ξηρού). Η περιεκτικότητα τους σε S χαρακτηρίζεται ως υψηλή (≤8,9%, επί ξηρού). Το pH καθώς και η eC όλων των δειγμάτων κυμαίνονται 1,9-8,1 και 33-2407 μS/cm, αντίστοιχα. Επιπρόσθετα, το μέγιστο πάχος τύρφης ανέρχεται στα 2,5 m. Οι παράγοντες, που έλεγχαν την εισροή ανόργανων συστατικών στους τυρφώνες της Maputaland, είναι η αιολική δράση, γεγονός που αντανακλάται στην έντονη παρουσία αμμοθινών, καθώς και τα ποτάμια συστήματα. Η ορυκτολογική σύσταση των ανόργανων συστατικών συνδέεται με τους γειτνιάζοντες γεωλογικούς σχηματισμούς και αποτελείται πρωτίστως από αργιλοπυριτικά ορυκτά (χαλαζίας, άστριοι και αργιλικά ορυκτά) και δευτερογενώς από θειούχα και ανθρακικά, ενώ σε μικρότερο βαθμό από θειικά ορυκτά. Σύμφωνα με την ανάλυση του αργιλικού κλάσματος, η τύρφη περιέχει ορυκτά, όπως ο αλλοϋσίτης και μικτά φύλλα (mix layer) αυτού με ιλλίτη, μοντμοριλλονίτη και βερμικουλίτη. Ωστόσο τα αργιλοπυριτικά ορυκτά αποτελούν τις βασικότερες πηγές των κύριων, δευτερευόντων στοιχείων και ιχνοστοιχείων που ανιχνεύθηκαν, ενώ σε μικρότερο βαθμό συνδέονται με τα θειούχα, ανθρακικά και φωσφορικά ορυκτά. Από πλευράς ανθρακοπετρογραφικής σύστασης στα δείγματα επικρατεί η ομάδα του χουμινίτη (57,6-78,6%, άνευ ανόργανων συστατικών), με ξεκάθαρη υπεροχή του δετροχουμινίτη (35,2-50,8%), ενώ ακολουθούν η ομάδα του ινερτινίτη (13,8-38,2%), που απαρτίζεται κυρίως από ινερτοδετρινίτη (8,4-28,8%). Ελάχιστη είναι η συμβολή της ομάδας του λειπτινίτη (≤9,6%). Τα περιβάλλοντα σχηματισμού τύρφης που αναγνωρίστηκαν, υπάγονται στις εξής κατηγορίες: λιμνοτελματικό, μετάβαση λιμνοτελματικού προς τελματικό και αμιγές τελματικό πεδίο. Σε καθένα από αυτά η διατήρηση των ιστών, η οξείδωση του οργανικού υλικού, το ποσοστό των φερτών υλικών και η ζελατινοποίηση μεταβάλλονται ανάλογα, εξαρτώμενα από τις κλιματικές συνθήκες και ειδικότερα από τη στάθμη του υδροφόρου ορίζοντα. Επιπρόσθετα, κυρίαρχη σε όλη τη διάρκεια της τυρφογένεσης είναι η ποώδης βλάστηση. Εν κατακλείδι αξιοσημείωτο είναι το υψηλό ποσοστό του ινερτινίτη και του ανόργανου κλάσματος της τύρφης (6,7-35,6%, ολικό δείγμα), που υποδεικνύει αυξομειώσεις του υδροφόρου ορίζοντα λόγω ξαφνικών αλλαγών των κλιματικών συνθηκών, με αποτέλεσμα είτε την οξείδωση του οργανικού υλικού από σποραδικές φωτιές τοπικά ή γειτονικά του παλαιοτυρφώνα, είτε τη θρυμματοποίηση και αποδόμησή του μέσω εισροής νερών πλούσιων σε οξυγόνο, τα οποία πιθανά συνδέονται με ξαφνικά πλημμυρικά επεισόδια.