Εισαγωγή στην εξέλιξη

1.1. Η Περιβαλλοντολογική αλλαγή

      1.1.1. Γεωλογικές εποχές

      Ο πλανήτης μας, η Γη, όπως τον ξέρουμε, έχει μια ηλικία 4,5 δισεκατομμυρίων ετών. Kατά την διάρκεια του μεγάλου αυτού χρονικού διαστήματος, μεγάλες ανακατατάξεις συνέβησαν στην επιφάνειά του, υπό την επήρεια γεωλογικών πιέσεων, θερμοκρασιακών και χημικών μεταβολών.

      Η κυρίαρχη επιστημονική άποψη θεωρεί, ότι κατά την διάρκεια αυτών των ανακατατάξεων μια σειρά από αξιοσημείωτες βιοχημικές αντιδράσεις μέσα στο νερό, οδήγησαν στην δημιουργία της ζωής [1]. Κατά αυτό τον τρόπο, οι πρώτες μορφές ζωής φαίνεται ότι αναπτύχθηκαν αρχικά μόνο μέσα στο νερό, πριν από 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια , ενώ τα πρώτα σύγχρονης μορφής ευκαρυωτικά κύτταρα σχηματίστηκαν, σύμφωνα με το αρχείο απολιθωμάτων πριν από 1,4 δις. χρόνια, ενώ σύμφωνα με στοιχεία* από τις μοριακές ακολουθίες πολύ πιο πριν [2]. Στην συνέχεια πιο σύνθετες πολυκύτταρες μορφές ζωής εξελίχθηκαν με τον περεταίρω διαχωρισμό τους σε ζώα, φυτά και μύκητες. Ο πρώτος αποικισμός της ξηράς επιτεύχθηκε από πράσινα φυτά πριν από 480 εκ. χρόνια, σύμφωνα με τα απολιθώματα που έχουν βρεθεί, και τα πρώτα ζώα που τα ακολούθησαν αργότερα (κάποια αρθρόποδα που μοιάζουν με αράχνες), ενώ τα σπονδυλωτά καθυστέρησαν τον αποικισμό αυτό, πολύ περισσότερο .

       Φθάνοντας σε σχετικά πιο πρόσφατες εποχές, σύγχρονου τύπου οργανισμοί όπως  Αγγειόσπερμα (ανθοφόρα φυτά ), πουλιά και θηλαστικά, υπήρχαν μεταξύ των δεινοσαύρων και των πτεροσαύρων -οι οποίοι κυριάρχησαν κατά την διάρκεια του Μεσοζωικού αιώνα, ωστόσο δεν εμφανίζονται στο αρχείο των απολιθωμάτων - ως σαφείς αντιπρόσωποι των παρόντων Τάξεων θηλαστικών και πουλιών - πριν από την μαζική εξάλειψή των τελευταίων στο τέλος του Κρητιδικού (πριν 65 εκ. χρόνια) (εικόνα 2) [2].

       Σε όλο αυτό το διάστημα οι γεωλογικές μεταβολές έβαλαν την σφραγίδα τους στην εξέλιξη της ζωής, μέσα από δραματικές αλλαγές της γήινης επιφάνειας σε οριζόντιο και κάθετο επίπεδο. Ορογενέσεις και καθιζήσεις, ηφαιστειακές εξάρσεις, διάβρωση των εδαφών και των πετρωμάτων και μεταβολές στην παγκόσμια στάθμη της θάλασσας, αλλοίωσαν το φυσικό ανάγλυφο χαρακτηριστικά. Η δυναμική του πύρινου, ακόμη και σήμερα, πυρήνα της γης, σε συνάρτηση με τον λεπτό γήινο φλοιό, επέβαλε μέσα από γεωτεκτονικές ανακατατάξεις, μια συνεχή γεωγραφική αλλαγή. Αποτέλεσμα όλων αυτών και άλλων διεργασιών είναι η ετερογενής εδαφική διαστρωμάτωση μεταξύ διαφορετικών περιοχών της γης, αντικατοπτρίζοντας τις ιδιαίτερες κατά τόπους γεωλογικές και τεκτονικές ιστορίες.

     Η ταξινόμηση των γεωλογικών στρωμάτων καθώς και η μελέτη των αιτιών και των διαδικασιών σχηματισμού τους στην πορεία του χρόνου, αποτελεί το ευρύ αντικείμενο της γεωλογίας. Ένας μεγάλος σύμμαχος σε αυτή την προσπάθεια των γεωλόγων, είναι οι σχηματισμοί  ιζηματοειδών εδαφικών στρωματώσεων. Τα ιζήματα είναι κατακερματισμένα γεωλογικά υλικά που προέρχονται από την διάβρωση εδαφών ή πετρωμάτων και μεταφέρονται μέσω του νερού και του ανέμου σε λεκάνες απόθεσης. Οι ιζηματογενείς αποθέσεις στοιβάζονται η μία πάνω στην άλλη δημιουργώντας ακολουθίες, η περιγραφή των οποίων ονομάζεται Στρωματογραφία. Βασική αρχή της τελευταίας είναι ότι η ηλικίες των στρωματώσεων μεγαλώνουν αναλογικά με το βάθος. Για παράδειγμα, χώματα από την διάβρωση μιας βουνοπλαγιάς θα συσσωρευτούν κατά την διάρκεια του χρόνου σε μια κοιλάδα καλύπτοντας το προηγούμενο έδαφος, που υπό κανονικές συνθήκες θα έχει παλαιότερη ηλικία ως γεγονός εδαφικού σχηματισμού (εικόνα 1). Μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές δυνάμεις, όπως η ροή λάβας ή η εναλλαγή εδάφους και θάλασσας (δες παρακάτω), καταθέτουν διαφορετικά υλικά ή διαμορφώνουν διαφορετικές δομές, σχηματίζοντας μια εμφανή διαδοχή στρωμάτων, η οποία επιτρέπει στους επιστήμονες να δημιουργήσουν ιεραρχίες μεταξύ των στρωμάτων αυτών. Η διάκρισή τους βασίζεται στις φυσικές ιδιότητες τους (χρώμα, σχήμα κλπ) και η διαφορετικότητά τους αντιπροσωπεύει διαφορετικές συνθήκες απόθεσης και ηλικίες.

*Αυτή η διαφορά στις ημερομηνίες απόκλισης μεταξύ των στοιχείων που προέρχονται από τους μοριακούς βιολόγους και από τους παλαιοντολόγους είναι συνήθης, και θα μας απασχολήσει στην συνέχεια περισσότερο. 

Εικόνα 1: Η εικόνα παρουσιάζει μια υποθετική ακολουθία γεωλογικών στρωμάτων(δεξιά από το Α έως το Ε) από τα οποία τα Α,Β,Γ και Δ είναι ιζήματα, ενώ τα Ε,Ζ και Η αποτελούν παλαιό μητρικό πέτρωμα. Σύμφωνα με την ηλικιακή αρχή της στρωματογραφίας, το παλαιότερο όλων των στρωμάτων είναι το Η ενώ το νεότερο είναι το Α. Η χρόνια διαβρωτική επιρροή του ρέματος στα αριστερά και η διάβρωση του στρώματος Α, έχουν αλλοιώσει την στρωματογραφική ακολουθία στην αριστερή πλευρά, έτσι ώστε μόνο η δεξιά να είναι αντιπροσωπευτική. Το στρώμα Α  θα μπορούσε να αποτελείται από  σχετικά πρόσφατα εδάφη διαμορφωμένα από την επίδραση των φυτών, του ανέμου και των θερμοκρασιακών διαφορών. Το στρώμα Β αποτελείται από φερτά υλικά μεταφερόμενα από παλαιότερους χείμαρρους. Το στρώμα Γ περιέχει απολιθώματα θηλαστικών και θα μπορούσε να αντιπροσωπεύει το ίζημα  μιας λίμνης που υπήρχε στο απώτερο παρελθόν, ή το ίζημα από μια πλημμύρα. Το στρώμα Δ αποτελείται από εβαπορίτες και μαρτυρά την ύπαρξη μιας θαλάσσιας λεκάνης. Το στρώμα Ε συμβολίζει ένα κονιορτοποιημένο ιζηματογενές πέτρωμα προϊόν πολύ παλαιάς διάβρωσης. Η διάβρωση των ανώτερων εδαφών ή οι τεκτονικές ανορθώσεις επιτρέπουν στους παλαιότερης ηλικίας σχηματισμούς να βγαίνουν στην επιφάνεια.

     Υπολείμματα  ζώων και φυτών που έζησαν κατά τον χρόνο σχηματισμού των ιζημάτων, θα βρεθούν υπό κανονικές συνθήκες στο ίδιο στρώμα. Η στρωματογραφική μελέτη τους θα επιτρέψει μια σχετική χρονολόγηση, υπό την έννοια ότι τα απολιθώματα σε ένα δεδομένο στρώμα θα είναι νεότερα από εκείνα που έχουν κατατεθεί στα κατώτερα στρώματα. Κατά συνέπεια μπορεί να μην ξέρουμε τις ακριβείς ή απόλυτες ημερομηνίες των απολιθωμάτων, αλλά μπορούμε να τα τοποθετήσουμε χρονικά σε σχέση με τα υπολείμματα σε άλλα στρώματα.

      Ειδικά τα θαλάσσια απολιθώματα, κατέχουν περίοπτη θέση στην γεωλογία. Ο Charles Lyell (Principles of Geology, Murray, London, 1833) έκανε την επίσημη υποδιαίρεση των γεωλογικών στρωμάτων σε σχετικές περιόδους, βασισμένος σε απολιθωμένα κογχύλια που περιέχονται μέσα σε αυτά, και αντιπροσωπεύονται από σημερινά διαβιώντα δείγματα. Η ηλικία της γης χωρίστηκε έτσι σε Γεωλογικές Εποχές, που αντιπροσωπεύουν μια κλίμακα της γήινης ηλικίας, εκφραζόμενη από τις γεωλογικές μεταβολές. Για παράδειγμα, το γεγονός της απότομης μετάβασης σε διαφορετικές θαλάσσιες πανίδες που παρατήρησε σε ιζήματα κοντά στο Γιβραλτάρ, οδήγησε τον Lyell να ορίσει το Μειόκαινο- Πλειόκαινο όριο. Έκτοτε τα θαλάσσια απολιθώματα που βρίσκονται στις διαδοχικές στρώσεις των ιζημάτων αποτελούν ένα εργαλείο που χρησιμοποιείται θεμελιωδώς για να βοηθήσει να επιβληθεί χρονολογική τάξη στα αρχεία των εδαφικών στρωματογραφιών. Έτσι, οι θαλάσσιες απολιθωμένες πανίδες αναγνωρίζονται, χρονολογούνται και ονομάζουν τα στρώματα στα οποία περιλαμβάνονται, επιτρέποντας τον χρονολογικό συσχετισμό διαφορετικών ποιοτικά και χωρικά κατανεμημένων εδαφικών στρωμάτων. Με τον τρόπο αυτό μπορούν να συσχετιστούν και να χρονολογηθούν σχετικά, στρωματώσεις από διαφορετικές και απομακρυσμένες περιοχές. Λόγω των μεγάλων γεωλογικών ανακατατάξεων τα θαλάσσια ιζήματα δεν βρίσκονται μόνο σε χαμηλού υψομέτρου περιοχές, αλλά και σε ορεινούς σχηματισμούς. Για παράδειγμα στην Β.Ιταλία σε υψόμετρο 2000 μ. μπορούμε να βρούμε σήμερα ιζήματα εβαποριτών που πριν από 5 εκ. χρόνια σχηματίστηκαν στον βυθό της Μεσογείου. Αρκετοί από εμάς άλλωστε έχουν βρεθεί αντιμέτωποι με το παράδοξο θέαμα θαλάσσιων κοχυλιών μέσα στα εδάφη ορεινών περιοχών.

    Ειδικότερα μεγάλης σημασίας για την Παλαιοοικολογία και τις συναφείς επιστήμες, είναι τα Τριματοφόρα (foraminifera), πολυποίκιλοι μονοκύτταροι μικροοργανισμοί που ζούσαν, και ζουν, κυρίως σε θαλάσσια ύδατα, και αποτελούν την μεγαλύτερη πηγή μικροαπολιθωμάτων, μαζί με το νανοπλαγκτόν [3] . Οι πανίδες αυτές μπορούν να μας δώσουν πληροφορίες για το αν μια εδαφική ιζηματοειδής στρωμάτωση  δημιουργήθηκε από αποθέσεις χερσαίας, θαλάσσιας ή λιμναίας προέλευσης (καταμαρτυρώντας το  υπερκείμενο πανάρχαιο περιβάλλον απόθεσης), ή το βάθος αυτών των λεκανών, καθώς επίσης και πληροφορίες για το κλίμα της περιόδου που αντιπροσωπεύουν όπως θα εξετάσουμε εκτενέστερα παρακάτω.

     Δεν είναι όμως μόνο τα θαλάσσια μικροαπολιθώματα που προσφέρουν πληροφορίες στην Παλαιοοικολογία. Απολιθωμένοι σπόροι φυτών ή κόκκοι γύρης μεταξύ άλλων, μπορούν να αξιοποιηθούν σήμερα από τους ερευνητές και να μας δώσουν πληροφορίες για το (Παλαιο-) κλίμα ή την σύνθεση (Παλαιο-) χλωρίδας που αντιπροσωπεύουν. Με όλα αυτά και με άλλα στοιχεία, μπορούμε να αναδημιουργήσουμε γεωγραφικούς ,κλιματικούς, φυτογεωγραφικούς χάρτες καθώς και χάρτες κατανομής των ειδών πανίδας για πανάρχαιες εποχές. Έτσι, αξιοποιώντας τα οικολογικά στοιχεία αυτά, μπορούμε να υποστηρίξουμε υποθέσεις και ολόκληρα σενάρια για την φυλογένεση των ειδών και ειδικότερα της ανθρώπινης εξέλιξης.

         Εικόνα 2: Ο πίνακας κάνει μια ανασκόπηση των ηλικιών της γης, σε σχέση με σημαντικά περιβαλλοντολογικά γεγονότα

                                                         Χρονολόγηση των απολιθωμάτων

     Γενικά τα απολιθώματα χρονολογούνται με την ανάθεση ηλικιών στα εδαφικά στρώματα στα οποία περιλαμβάνονται. Η εκτίμηση της ηλικίας τους γίνεται με σχετική ή απόλυτη χρονολόγηση. Την σχετική χρονολόγηση αποτελεί η διαδικασία του στρωματογραφικού συσχετισμού που αναφέραμε παραπάνω. Εκτός από τον στρωματογραφικό συσχετισμό, μια άλλη κλασσική τεχνική σχετικής χρονολόγησης είναι η ανάλυση απορρόφησης φθορίου, που στηρίζεται στην αρχή ότι κόκαλα που απολιθώνονται στο ίδιο έδαφος και για το ίδιο χρονικό διάστημα θα απορροφήσουν την ίδια αναλογία φθορίου από τα τοπικά υπόγεια νερά.

     Τα απολιθώματα μπορούν επίσης να χρονολογηθούν ακριβέστερα, με χρονολόγηση εκφραζόμενη σε αριθμούς (απόλυτη χρονολόγηση), μέσα από αρκετές μεθόδους. Μια διάσημη μέθοδος είναι η 14C, ή άνθρακας -14, τεχνική που χρησιμοποιείται για να χρονολογήσει οργανικά υπολείμματα ηλικίας έως 50.000 χρόνια. Η μέθοδος αυτή είναι μια  ραδιομετρική  τεχνική, αποκαλούμενη έτσι επειδή μετρά ραδιενεργό αποσύνθεση. Οι ραδιομετρικές τεχνικές στηρίζονται στην αρχή του χρόνου ημίσειας ζωής. Σύμφωνα με αυτή, τα ραδιενεργά ισότοπα μετά από τον χρόνο σχηματισμού τους χάνουν το μισό της έντασης της ακτινοβολίας τους, μετά την πάροδο ενός σταθερού χρονικού διαστήματος. Για παράδειγμα ο 14C χάνει το μισό της έντασης ακτινοβολίας του κάθε 5.730 χρόνια. Κατ’ αυτό τον τρόπο, με την πάροδο 5.730 ετών από την ηλικία σχηματισμού του, η ένταση της ακτινοβολίας του θα έχει μειωθεί στο ½ της αρχικής, ενώ με την πάροδο 11.460 (2 χ 5.730) ετών θα μειωθεί περεταίρω στο ¼ και ούτω κάθε εξής. Επομένως γίνεται κατανοητό ότι για λόγους εργαστηριακής ακρίβειας των μετρήσεων, η δυνατότητα της μεθόδου αυτής περιορίζεται σε εφαρμογές χρονολόγησης περιόδων 40-50 χιλ. ετών. Αρκετές άλλες ραδιομετρικές τεχνικές όμως, είναι σήμερα διαθέσιμες για την χρονολόγηση των παλαιότερων περιόδων. Μία από τις ευρύτατα χρησιμοποιούμενες είναι η κάλιο-Αργό (K/A) τεχνική. Το 40K είναι ένα ραδιενεργό ισότοπο καλίου που μετατρέπεται σε αργό 40, το οποίο είναι αέριο. Ο χρόνος ημίσιας ζωής του 40K είναι περίπου, 1.3 δισεκατομμύριο έτη. Επιπλέον, ενώ η 14C χρονολόγηση μπορεί να γίνει μόνο επάνω σε οργανικά υπολείμματα, η K/A  χρονολόγηση μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για ανόργανες ουσίες: πετρώματα και μεταλλεύματα. Το 40K μετά την εποχή σχηματισμού του στα πετρώματα, μετατρέπεται βαθμιαία σε αργό 40. Το αέριο αυτό παγιδεύεται στο εσωτερικό των πετρωμάτων έως ότου θερμανθούν έντονα (όπως με την ηφαιστειακή δραστηριότητα), σε σημείο ώστε να μπορεί να δραπετεύσει.  Όταν το πέτρωμα κρυώσει, η μετατροπή του καλίου σε αργό επαναλαμβάνεται. Η χρονολόγηση γίνεται με τη θέρμανση εκ νέου του πετρώματος στο εργαστήριο και τη μέτρηση του δραπετεύοντος αέριου. Με τον τρόπο αυτό, με την εύρεση και χρονολόγηση ηφαιστειακών πετρωμάτων εντός ενός στρώματος που περιέχει επίσης απολιθώματα, διευκρινίζεται ότι τα απολιθώματα είναι ηλικίας αντίστοιχης με αυτή που θα υποδειχθεί από τα μετρούμενα πετρώματα. Ομοίως με την χρονολόγηση ηφαιστειακών πετρωμάτων σε υπερκείμενα ή κατώτερα στρώματα από αυτά που βρέθηκαν τα απολιθώματα, συμπεραίνεται ότι τα απολιθώματα είναι παλαιότερα ή νεότερα της ηλικίας που θα ληφθεί από την χρονολόγηση των πετρωμάτων (εικόνα4). Ένα πρόβλημα στην εφαρμογή αυτής της τεχνικής είναι ότι τα απολιθώματα δεν ανακαλύπτονται πάντα μαζί με ηφαιστειακά στρώματα (τα οποία όπως είδαμε αποτελούν προϋπόθεση για την χρονολόγηση αυτή). Ακόμη, όπως και η 14 C χρονολόγηση, η K/A  τεχνική ισχύει για μια συγκεκριμένη χρονολογική περίοδο στο απολιθωμένο αρχείο. Επειδή δε ο χρόνος ημίσειας ζωής του 40K είναι πολύ μεγάλος, η τεχνική αυτή δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί (για λόγους ακρίβειας) για υλικά λιγότερο από 500.000 ετών.

      Επιπλέον ραδιομετρικές τεχνικές χρονολόγησης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για διασταύρωση των K/A ημερομηνιών, επίσης με τη χρησιμοποίηση μεταλλευμάτων που περιβάλλουν τα απολιθώματα. Μια τέτοια μέθοδος, η χρονολόγηση σειράς ουράνιου,  μετρά τις διαδρομές διάσπασης που παράγονται κατά τη διάρκεια της αποσύνθεσης ραδιενεργού ουράνιου (238U) σε μόλυβδο. Δύο ακόμη ραδιομετρικές  τεχνικές είναι ιδιαίτερα χρήσιμες για τα απολιθώματα που δεν μπορούν να χρονολογηθούν από την 14C (ηλικίες μεγαλύτερες από 40,000 έτη) ή την K/A ( ηλικίες μικρότερες από 500,000 έτη). Αυτές οι μέθοδοι είναι της θερμοφωταύγειας (thermoluminescence -TL) και της αντήχησης περιστροφής ηλεκτρονίων (electron spin resonance-ESR). Και οι δύο, TL και ESR μετρούν τα ηλεκτρόνια που παγιδεύονται στα πετρώματα και τα μεταλλεύματα. Μόλις ληφθεί μια ημερομηνία για ένα πέτρωμα που βρίσκεται συνδεμένο με ένα απολίθωμα, η ημερομηνία μπορεί επίσης να εφαρμοστεί και στο απολίθωμα αυτό.

Εικόνα 3: Ο πίνακας συνοψίζει τις κυριότερες  μεθόδους απόλυτης χρονολόγησης που χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση της ηλικίας των απολιθωμάτων.

Εικόνα 4: Τομή  ιζηματοειδών στρωμάτων. Τα κίτρινα πλαίσια αντιστοιχούν σε ηφαιστειακά πετρώματα. Αν ένας απολιθωματοφόρος ορίζοντας όπως ο Γ δεν περιέχει στοιχεία που να επιτρέψουν την άμεση χρονολόγηση του, τότε η χρονολόγησή του γίνεται σε σχέση με τα άλλα στρώματα. Ως εκ τούτου, αν τα ηφαιστειακά πετρώματα της στρώσης Β εκτιμηθούν για παράδειγμα σε μια ηλικία 5 εκ.ετών ενώ αυτά της στρώσης Ε σε 6 εκ. έτη, τότε συμπεραίνουμε ότι η ηλικία των απολιθωμάτων της στρώσης Γ είναι μεταξύ 5 και 6 εκ. ετών. Αυτό το παράδειγμα στην πράξη συναντάται πολλές φορές, Εναλλακτικά, αντί για ηφαιστειακά πετρώματα, τα ιζήματα θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν θαλάσσιες πανίδες. Γενικά, η χρονολόγηση  απολιθωμάτων που δεν μπορούν να συσχετισθούν με κάποιο ιζηματοειδές πλαίσιο, είναι προβληματική.

      Στην πράξη η εφαρμογή όλων αυτών των μεθόδων σημαίνει ότι όταν ανακαλύψουμε ένα πολύ παλιό άγνωστης ηλικίας απολίθωμα σε κάποιο γεωλογικό στρώμα, αν το στρώμα αυτό είναι χρονολογημένο, αυτομάτως θα γνωρίζουμε την ηλικία του απολιθώματος που περιλαμβάνεται σε αυτό. Αν δεν έχει χρονολογηθεί θα μπορούσαμε να κάνουμε συσχετισμό αυτής της στρωμάτωσης με κάποια άλλη που είναι χρονολογημένη, για να έχουμε κάποια εκτίμηση της ηλικίας του. Εννοείται ότι μια ιδιαίτερη στρωμάτωση μπορεί να περιλαμβάνει μια εκτενή περιοχή σε έκταση και οποιοδήποτε απολίθωμα βρεθεί μέσα σε αυτή την χαρακτηριστικά ομοιογενή στρώση θα είναι της αυτής χρονικής περιόδου. Βεβαίως δεν θα πρέπει κάποιος να φανταστεί χρονική ακρίβεια της τάξης ετών, παρά μάλλον εκατομμυρίων ετών, σημειωτέον δε, ότι αυτή η χαλαρή χρονική τάξη εκτίμησης αυξάνει όσο πορευόμαστε σε γεγονότα παλαιότερων εποχών. Συνεπώς οι Παλαιοντολόγοι είναι αρκετά ικανοποιημένοι όταν ανακοινώνουν ότι το τάδε απολίθωμα «εκτιμήθηκε να είναι ηλικίας ΜΝ6» για παράδειγμα, δηλαδή ηλικίας 13,5 - 15 εκ. χρόνων (εύρος εκτίμησης 1,5 εκ.χρόνια) ή ηλικίας πρώιμου Μειόκαινου (23-16 εκ. χρόνια πριν).

      1.1.2. Η κλιματική αλλαγή

      Η έννοια του κλίματος χαρακτηρίζει τις συνθήκες υγρασίας και θερμοκρασίας στην γήινη επιφάνεια. Αυτές με την σειρά τους καθορίζουν τις περιβαλλοντολογικές ζώνες του πλανήτη μας.

      Στην διάρκεια της γήινης εξέλιξης και της εξέλιξης της ζωής οι κλιματικές αλλαγές επέδρασαν καταλυτικά στην διαμόρφωση της σημερινής σύνθεσης και κατανομής της χλωρίδας και της πανίδας. Μια σειρά από παράγοντες τους οποίους θα εκθέσουμε παρακάτω, επηρέασαν και επηρεάζουν τις κλιματικές αλλαγές. Οι παράγοντες αυτοί είναι [8]:

<!--[                  a. το ποσό και το σχέδιο διανομής της ηλιακής ακτινοβολίας καθώς μεταβάλλεται από την απόσταση , τις τροχιακές διακυμάνσεις και τις αλλαγές της αξονικής κλίσης της γήινης τροχιάς γύρω από τον ήλιο (εικόνα 8)

<!--[                  b. το ποσό της ηλιακής ακτινοβολίας που απορροφάται ή αντανακλάται από την ατμόσφαιρα και την γήινη επιφάνεια

<!--[                  c. τις ατμοσφαιρικές διαδικασίες συμπεριλαμβανομένων της εξάτμισης και του σχηματισμού των νεφών και των βροχοπτώσεων

<!--[                  d. τα ρεύματα του αέρα και των ωκεανών τα οποία ανακατανέμουν την θερμότητα και την υγρασία σε όλη την υδρόγειο με έναν συγκεκριμένο τρόπο

<!--[                  e. το μέγεθος και η κατανομή της εδαφικής κάλυψης των παγετώνων, των χερσαίων μαζών και των φυτών

<!--[                   f. οι ιδιαιτερότητες του γεωλογικού ανάγλυφου

<!--[                   g.  η ηφαιστιακή δραστηριότητα, λόγω των τεράστιων αερομεταφερόμενων  νεφών σκόνης .

      Μια σειρά από μεθόδους έχουν αναπτυχθεί για να καταγράψουν τις κλιματικές αλλαγές του μακρινού παρελθόντος, μερικές από τις οποίες μας παρέχουν εντυπωσιακή ακρίβεια των κλιματικών διακυμάνσεων. Τις σπουδαιότερες από αυτές θα παρουσιάσουμε συνοπτικά κατωτέρω.

                                           Ανάλυση θαλάσσιων ισοτόπων οξυγόνου

    Η αλληλεπίδραση μεταξύ του ωκεανού και της ατμόσφαιρας αποτελεί τον πυρήνα της μεθόδου ανάλυσης σταθερών ισοτόπων οξυγόνου, μια τεχνική που έχει φέρει επανάσταση στις παλαιοκλιματικές μελέτες από τη δεκαετία του '50.

             Κατά τη διάρκεια της εξάτμισης, το σταθερό ισότοπο 18O  εμπλουτίζεται στο ωκεάνιο νερό καθώς το
         ελαφρύτερο 16O απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα. Στην οικοδόμηση των σκελετών τους, ορισμένοι
         θαλάσσιοι μικροοργανισμοί όπως τα Τριματοφόρα, απορροφούν τα ισότοπα του οξυγόνου σε αναλογία ίση

         με αυτή που περιέχονται στο νερό της θάλασσας. Ένας εμπλουτισμένος σε 18O ωκεανός θα οδηγήσει έτσι

         σε μια υψηλότερη αναλογία 18O προς 16^Ο, στα κελύφη των μικροσκοπικών κοχυλιών. Αλλά η μεταφορά    

         ισοτόπων από το θαλάσσιο νερό στα Τριματοφόρα, επηρεάζεται εν τούτοις, από τη θερμοκρασία.  Για κάθε

         1 °C πτώση στη θερμοκρασία του νερού, η αναλογία  18O προς 16O μέσα στα Τριματοφόρα αυξάνεται κατά

         περίπου 0,22 ‰. Επομένως η αναλογία ισοτόπων οξυγόνου  δ18O στα Τριματοφόρα είναι ένα μέτρο ή
         πληρεξούσιο, και της θερμοκρασίας του νερού και της εξάτμισης. Κατά τον σχηματισμό των παγετώνων το

         16Ο που είναι απελευθερωμένο στον αέρα, συσσωρεύεται σε διάφορα ποσοστά , μεταξύ των ηλικιακών

         στρώσεων πάγου. Έτσι ένας συσχετισμός μεταξύ θαλάσσιου 18Ο και παγετωνικού 16Ο μπορεί να μας

         δώσει μια εκτίμηση και της θερμοκρασίας και της εξάτμισης για μια δεδομένη εποχή. Ωστόσο για τις εποχές

         πριν την δημιουργία των παγετώνων, η αναλογία 18Ο μπορεί να μας παρέχει μόνο μια εκτίμηση για την

         θερμοκρασιακή διακύμανση.  Τα πλαγκτονικά είδη των Τριματοφόρων μας δίνουν πληροφορίες για τις

         συνθήκες της θαλάσσιας επιφάνειας, ενώ τα βενθικά Τριματοφόρα παρέχουν στοιχεία για το βαθύ ωκεάνιο

         περιβάλλον. Τα στοιχεία αυτά που λαμβάνονται από τα Τρηματοφόρα, θεωρείται ότι απεικονίζουν ένα

         ευρύτερο αρχείο του σχηματισμού παγετώνων και της θερμοκρασιακής ιστορίας του πλανήτη μας

         (εικόνα 6 και 7). Η ιστορία αυτή είναι αναδημιουργημένη με την μέτρηση του δ18O στους σκελετούς των

         απολιθωμένων Τριματοφόρων που βρίσκονται στα δείγματα που εξάγονται με τρυπάνι από  μεγάλα θαλάσσια

         βάθη.

     Η εικόνα 6 απεικονίζει τη μέση καμπύλη για τα βενθικά Τριματοφόρα για τα τελευταία 70 εκατομμύρια χρόνια. Σύμφωνα με αυτήν την καμπύλη, μια ουσιαστική παγκόσμια ψύξη των ωκεανών κλιμακώνεται από το Παλαιόκαινο και μετά, και κορυφώνεται στην σημερινή περίοδο. Ειδικότερα μπορούμε να παρατηρήσουμε ότι οι πιο απότομες μεταβολές θερμοκρασιακής πτώσης παρουσιάστηκαν πριν από ~33 εκ. έτη, πριν από ~13 εκ. έτη και πριν από ~3 εκ. έτη. Ο πλανήτης μας λοιπόν βρίσκεται σε μια συνεχή πορεία ψύχρανσης. Ωστόσο όπως φαίνεται στο πιο αναλυτικό γράφημα της εικόνας 7, η μέση αυτή πορεία συνίσταται σε συνεχείς ταλαντώσεις μεταξύ κρύων και ζεστών περιόδων, το εύρος των οποίων έχει αυξηθεί χαρακτηριστικά τα τελευταία 5 εκ. έτη, ενώ κορυφώνεται τα τελευταία 700.000 έτη.

             Εικόνα 7: Ταλαντώσεις της αναλογίας δ18Ο τα τελευταία 6 εκ. χρόνια. Στην καμπή των 2,5 εκ ετών, θεωρείται ότι 

             σχηματιστήκαν οι πρώτοι παγετώνες στο Β. ημισφαίριο. Πηγή: Potts (1998) [8].

     Η μελέτη της συχνότητας και του εύρους της ταλάντωσης, δείχνει ότι η διακύμανση του δ18O  εμφανίζεται με ορισμένες περιοδικότητες. Για τα προηγούμενα 1 εκατομμύριο έτη, οι κυρίαρχοι κύκλοι είναι  περίπου κάθε 100.000 έτη και διαρκούν 41.000 έτη. Αυτές οι κυκλικότητες ταιριάζουν με τις παραλλαγές στη γήινη τροχιά γύρω από τον ήλιο, μια ιδέα που προτάθηκε από τον Croll (1875) και έπειτα επεκτάθηκε από τον μαθηματικό Milankovitch (1941) [8]. Σήμερα γνωρίζουμε επακριβώς ότι συμβαίνουν τα εξής. Η Γη διαγράφει τον ετήσιο κύκλο της γύρω από τον ήλιο με μια μεταβαλλόμενη τροχιά: από σχεδόν κυκλική, σε ελλειψοειδή. Επομένως, κάποια στιγμή φθάνει στο κοντινότερο σημείο της ως προς τον ήλιο, το λεγόμενο Περιήλιο, που στην εποχή μας επιτυγχάνεται την πρώτη εβδομάδα του Ιανουαρίου, αλλά μακροπρόθεσμα μεταθέτεται σε άλλους μήνες. Μια τέτοια κυκλική μετάθεση από Ιανουάριο σε Ιανουάριο ολοκληρώνεται σε διάστημα που ποικίλει από 19.000-26.000 χρόνια. Η διαφορά αυτή οφείλεται στην θέση των άλλων πλανητών, οι οποίοι βρίσκονται ακριβώς στην ίδια θέση κάθε 400.000 χρόνια, αν και κάθε 100.000 χρόνια έρχονται πολύ κοντά στην θέση αυτή. Έτσι λοιπόν ένας πλήρης κύκλος εκκεντρικότητας (κυκλική προς επιμήκη μετατόπιση της γήινης ελλειπτικής τροχιάς γύρω από τον ήλιο)συμβαίνει περίπου κάθε 100.000 χρόνια (αν και πλήρης κάθε 400.000 χρόνια). Κατά αυτό τον τρόπο, στην περίοδο που διανύουμε σήμερα, τον πιο ζεστό μήνα τον Ιούλιο βρισκόμαστε κατά 3% πιο μακριά από τον ήλιο, λαμβάνοντας 7% λιγότερη θερμότητα. Επί πλέον η μεταβαλλόμενη κλίση του άξονα περιστροφής του πλανήτη μας σε σχέση με τον ήλιο) ποικίλλει περίπου μεταξύ 21.4° και 24.4° σε έναν κύκλο 41.000 ετών (η τελευταία μέγιστη κλίση ήταν 9.500 χρόνια πριν, ενώ η τρέχουσα είναι 23,4^ο και μειώνεται) [9]. Η μετάπτωση των Ισημεριών, λόγω της γήινης αξονικής ταλάντευσης, αλλάζει το συγχρονισμό των εποχών ανάλογα με την απόσταση από τον ήλιο, σε έναν κύκλο που διαρκεί περίπου 21.000 έτη. Κατά την διάρκεια αυτού του κύκλου, το βόρειο ημισφαίριο είναι γερμένο προς τον ήλιο στα διαδοχικά διαφορετικά σημεία της γήινης τροχιάς και επηρεάζεται περισσότερο από τις μεταβολές αυτές.

     Η εναλλαγή της μέσης θερμοκρασίας στην γη στην πορεία του χρόνου, έχει επιπτώσεις στην διαμόρφωση του όγκου σχηματισμού των παγετώνων. Οι τελευταίοι, επηρεάζουν την διαμόρφωση της παγκόσμιας θαλάσσιας στάθμης των ωκεανών (εικόνα 9), αν και επιπλέον αυτή, μακροπρόθεσμα είναι συνάρτηση και των τεκτονικών αλλαγών και της πλήρωσης των θαλάσσιων λεκανών με ιζήματα.

     Ένα σημαντικό σημείο της αλλαγής κλίματος ήταν η αρχή της έναρξης των παγετώνων στα υψηλά γεωγραφικά πλάτη (στο βόρειο ημισφαίριο) περίπου στα 2,8 μΑ, ένα γεγονός που έχει συνδεθεί με τα γεγονότα στην εξέλιξη του σύγχρονου ανθρώπινου γένους Χόμο [8]. Τα πρώτα σημαντικά γεγονότα επιπλέοντος πάγου στον Ατλαντικό εμφανίστηκαν στα 2,51 και 2,37 εκατομμύρια έτη πριν, με τον χειμερινό πάγο να φθάνει στο γεωγραφικό πλάτος της σημερινής Αγγλίας [9]. Το γεγονός ότι τα πρώτα μέλη του γένους Χόμο καταγράφονται μετά από αυτή την περίοδο στην Αφρική, την Γεωργία και την Ινδονησία, ίσως να μην αποτελεί σύμπτωση.

                                             Ανάλυση σταθερών ισοτόπων των εδαφών

     Κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες, μέσα σε εδαφικές στρωματώσεις παλαιών εδαφών (Paleosols) είναι δυνατόν να συντηρηθούν οργανικά υπολείμματα και αποθέσεις ανθρακικών αλάτων που περιέχουν σταθερά ισότοπα, τα οποία μπορούμε να λάβουμε ως πληρεξούσια ενός συγκεκριμένου τύπου βλάστησης. Η εξαγωγή τέτοιων πληροφοριών βασίζεται στην χημεία της φωτοσύνθεσης των φυτών.

      Τα  περισσότερα φυτά φωτοσυνθέτουν με έναν από τους δύο πιο συνήθεις χημικούς τρόπους . Ο ένας περιλαμβάνει 3 άτομα άνθρακα (C3 φυτά) και ο άλλος 4 (C4 φυτά). Η C4 βλάστηση αποτελείται από όλες τις χλόες σε θερμές, ξηρές συνθήκες και σε περιβάλλον χαμηλών συγκεντρώσεων CO2 στην ατμόσφαιρα.. Τα C3 φυτά περιλαμβάνουν τα ξυλώδη είδη, τα ποώδη, και τις χλόες που προσαρμόζονται για να  αναπτυχθούν σε δροσερές  εποχές και σκιά. Οι δύο κατηγορίες έχουν μη επικαλυπτόμενες  διανομές δ13C (αναλογία των ισοτόπων άνθρακα 13C/12C). Στα εδάφη της εύκρατης  ζώνης, επομένως, το 13C μπορεί να δείξει την αλλαγή στο κλίμα ή το ατμοσφαιρικό CO2. Στα τροπικά πεδινά εδάφη, αυτή η μέτρηση μπορεί να δείξει επίσης τη δομή βλάστησης, σε μια κλίμακα από πυκνά δασώδη έως ανοικτού τύπου βιότοπο λιβαδιών. Επιπλέον, η αναλογία ισοτόπων οξυγόνου μπορεί να μετρηθεί στο εδαφολογικό ανθρακικό άλας και τότε συσχετίζεται με τη μέση ετήσια θερμοκρασία. Η συνδυασμένη ανάλυση των δ13C και δ18O από παλαιά εδάφη, επομένως, μπορεί να επιτρέψει μια αρκετά συγκεκριμένη ερμηνεία της σύνθετης σχέσης μεταξύ του εδάφους και της ατμοσφαιρικής χημείας, της βλάστησης και της θερμοκρασίας [8]. 

             Ακολουθίες απολιθωμένης γύρης

     Η ανάλυση των απομειναριών γύρης, διαχωρίζει την απολιθωμένη γύρη σε δενδρώδη (δασών και θαμνώνων) και χλόης. Η πρώτη μπορεί να μας δώσει μια καλή εικόνα για το ποσοστό δασοκάλυψης στις εύκρατες ζώνες, αλλά λιγότερο καλή όσο αφορά τα τροπικά δάση, επειδή τα τελευταία έχουν χαμηλότερο ποσοστό παραγωγής γύρης από τις χλόες. Με την οργάνωση περεταίρω δεικτών για την γύρη της χλόης, εξάγονται πληροφορίες για την ξηρασία σε περιοχές όπως η Αφρική [8]. Επί πλέον το ποσοστό γύρης από ορισμένα είδη φυτών μπορεί να αποτελέσει σημαντικό θερμοκρασιακό δείκτη, αντανακλώντας την σχέση μεταξύ θερμοκρασίας περιβάλλοντος και γεωγραφικής κατανομής του συγκεκριμένου είδους. Γενικότερα εφόσον η απολιθωμένη γύρη αντιστοιχηθεί σε συγκεκριμένα είδη φυτών, μπορούμε να έχουμε μια λεπτομερή σύνθεση της χλωρίδας ειδικά για τις πιο πρόσφατες εποχές, των οποίων η χλωρίδα συσχετίζεται ευκολότερα με σύγχρονα είδη.

      Επιπλέον ως δείκτες για την Παλαιο-φυτογεωγραφία και το κλίμα μπορούν να ληφθούν και κάποια είδη πανίδας, όπως έντομα ή ερπετά, δεδομένης της εξάρτησής τους από ένα συγκεκριμένο κλιματικό ή φυτογεωγραφικό περιβάλλον.      

    1.1.3.  Η παλαιογεωγραφική αλλαγή

Εικόνα 10 : Με βάση τα στοιχεία του παλαιομαγνητισμού μπορούμε να εκτιμήσουμε τις γεωλογικές ανακατατάξεις που συνέβησαν εκατομμύρια έτη πριν. Στην συγκεκριμένη περίπτωση το κίτρινο πλαίσιο περικλείει περιοχές της Ελλάδος που σε σχέση με την αρχική τους θέση έχουν περιστραφεί με την φορά του ρολογιού, κατά 50^ο, από το Μέσο Μειόκαινο έως σήμερα. Έτσι, με βάση την συγκεκριμένη μελέτη, ο νομός Αχαΐας εκτιμάται ότι πριν από εκατομμύρια χρόνια  βρισκόταν εκεί που είναι σήμερα η νήσος Λήμνος. Τα μαύρα βέλη δείχνουν μαγνητικές φορές πετρωμάτων σε διάφορα σημεία της Ελλάδος. Χάρτης με βάση τους Hinsbergena et al (2005).

     Όπως είναι αναμενόμενο, η μαγνητική φορά δεν μπορεί να μας δείξει μετατοπίσεις μαζών κατά μήκος των ισημερινών, εφόσον είναι προσανατολισμένη ως προς τους μεσημβρινούς (παράλληλα με τον γήινο άξονα). Για αυτή την περίπτωση, μια άλλη εφαρμογή του παλαιομαγνητισμού έχει χρησιμοποιηθεί, όπως θα δούμε στην συνέχεια.

      Την δεκαετία του ΄50 και στις αρχές της δεκαετίας του ΄60, οι λεπτομερείς βυθομετρήσεις των ωκεανών, κατέδειξαν ότι ένα τεράστιο δίκτυο υποθαλάσσιων οροσειρών είναι διασπαρμένο σε όλη την υδρόγειο. Οι υποθαλάσσιες αυτές οροσειρές είναι γνωστές ως Μεσο-ωκεάνιες Κορυφογραμμές. Η δειγματοληψία πετρωμάτων από αυτές τις οροσειρές έδειξε ότι είναι σχηματισμένες από ηφαιστιακό πέτρωμα (Βασάλτη). Αυτά τα στοιχεία οδήγησαν τον Harry Hess το 1960, να προτείνει την υπόθεση της Διάδοσης του Θαλάσσιου Πυθμένα. Σύμφωνα με αυτή την υπόθεση, οι υποθαλάσσιες κορυφογραμμές αποτελούν υπόγεια ηφαίστεια των οποίων η λάβα έχει διαμορφώσει την ωκεάνια κρούστα (βυθό). Με την ανάδυση και τον σχηματισμό νέας κρούστας, η παλαιά πιέζεται προς τα πλάγια, με αποτέλεσμα την εξάπλωση του θαλάσσιου πυθμένα. Τοιουτοτρόπως, σύμφωνα με αυτή την υπόθεση, η εξάπλωση του θαλάσσιου πυθμένα προκαλεί τις μετακινήσεις των ηπείρων.

     Με την μέτρηση του μαγνητισμού στον βυθό των ωκεανών, οι επιστήμονες παρατήρησαν ότι παράλληλα προς τις Μέσο-ωκεάνιες κορυφογραμμές, έχουν σχηματιστεί μαγνητικές λωρίδες ανάστροφης πολικότητας. Η ακολουθίες της έντασης του μαγνητικού πεδίου αυτών των λωρίδων ονομάζονται γραμμικές μαγνητικές ανωμαλίες (εικόνα 11).

Εικόνα 11: Εκατέρωθεν των υποθαλάσσιων Μέσο-ωκεάνιων Κορυφογραμμών έχουν διαμορφωθεί συμμετρικά μαγνητικές λωρίδες στην ωκεάνια κρούστα. Η ακολουθία του σχηματισμού τους είναι ανάλογη προς την χρονική διακύμανση της  πολικότητας του μαγνητικού πεδίου της γης και η ηλικία που αντιπροσωπεύουν είναι ανάλογη με την απόσταση από την κορυφογραμμή. Οι γραμμικές μαγνητικές ανωμαλίες θεωρείται ότι επιβεβαιώνουν την υπόθεση της εξάπλωσης του θαλάσσιου πυθμένα. 

     Το μαγνητικό πεδίο της γης, για άγνωστους λόγους, αλλάζει την πολικότητά* του σε άτακτα χρονικά διαστήματα (συνήθως από 200.000 έως 1.000.000 χρόνια). Κατά αυτό τον τρόπο, με την απομάκρυνση των ηπειρωτικών πλακών, ο εκλυόμενος βασάλτης θα μαγνητισθεί αναλόγως προς την ένταση του μαγνητικού πεδίου που επικρατεί την εποχή του σχηματισμού του. Η ηλικία σχηματισμού των μαγνητικών λωρίδων έχουν υπολογισθεί με βάση τα θαλάσσια απολιθώματα και οι μαγνητικές λωρίδες περεταίρω έχουν αναγνωρισθεί και ταξινομηθεί σε μια ακολουθία που περιλαμβάνει τα τελευταία 200 εκ. χρόνια, δεδομένου ότι σε μια τέτοια ηλικία έχει υπολογισθεί το παλαιότερο υποθαλάσσιο πέτρωμα.  Έτσι από την μελέτη των γραμμικών μαγνητικών ανωμαλιών μπορεί να υπολογισθεί η προηγούμενη θέση των ηπειρωτικών πλακών.  

Εικόνα 12 : Αυτή την παμπάλαια εποχή η θάλασσα κυριαρχεί στην γήινη επιφάνεια και η ζωή περιορίζεται αποκλειστικά σε αυτήν υπό μορφή πρωτόγονων πολυκύτταρων οργανισμών. Το κλίμα αυτή την εποχή ήταν ψυχρό, περίπου ανάλογο με το σημερινό. Χάρτης από την αναφορά [1].

     Σε μια πανάρχαια εποχή, η Γη κατακλυζόταν από θάλασσα (εικόνα 12), ενώ σιγά σιγά η προοδευτική ανάδυση της ξηράς σχημάτισε μια ενιαία ήπειρο που ονομάζεται Πανγαία (εικόνα 13). Η ήπειρος αυτή, κατακερματίστηκε σε επιμέρους ηπείρους και νησιά. Στο μεγαλύτερο διάστημα της πιο πρόσφατης περιόδου αυτών των συμβάντων (Καινοζωικός Αιώνας), η Αφρική παράμεινε σχετικά σταθερή γεωγραφικά, ενώ στην Ευρασία συνέβησαν κοσμοϊστορικές ανακατατάξεις (βλ. εικ.16).

Εικόνα 13: Το Πέρμιο σηματοδοτεί το τέλος του Παλαιοζωικού αιώνα, με ένα γεγονός μαζικής εξάλειψης των ειδών ζωής της γης. Αυτή την εποχή μεγάλες έρημοι είχαν σχηματισθεί σε μια ξηρά που εξουσιαζόταν από τα ερπετά. Χάρτης από την αναφορά [1].

Εικόνα 14: Κατά το Ηώκαινο οι υψηλές θερμοκρασίες που διαμορφώθηκαν ήδη από το Παλαιόκαινο, διατηρούνταν αρκετά  ώστε τα τροπικά δάση να είναι διασπαρμένα τόσο βόρεια, όσο η Βρετανία και το Καζακστάν. Η Ινδική Ήπειρος έχοντας ξεκολλήσει από την ΝΑ Αφρική, «ταξιδεύει» σαν σχεδία προς την Ασία. Η πρόσκρουσή της με την τελευταία οδήγησε στην ανάδυση της οροσειράς των Ιμαλάϊων. Χάρτης από την αναφορά [1].

Εικόνα 15: Η εφαρμογή των γνώσεών μας για την μετακίνηση των τεκτονικών πλακών, επιτρέπει μια εκτίμηση για την παλαιογεωγραφία της γήινης επιφάνειας μετά από 50 εκ. έτη. Όπως μπορούμε να δούμε στην ανωτέρω προσομοίωση, η Μεσόγειος θα έχει συνθλιβεί υπό την πίεση της Αφρικής και στην θέση της θα έχει σχηματισθεί μια οροσειρά. Χάρτης από την αναφορά [1].

     Για πολλές δεκάδες εκατομμύρια χρόνια, η Αφρική διαχωριζόταν από την Ευρασία από έναν μεγάλο θαλάσσιο διάδρομο που ονομάζεται Τηθύς και ένωνε τον Ινδικό και τον Ειρηνικό ωκεανό με τον Ατλαντικό. Η πρόσκρουση όμως της Αφρο-Αραβικής πλάκας με την Ευρασία πριν από 30 εκ. έτη, περιόρισε σημαντικά αυτό τον θαλάσσιο διάδρομο. Στην συνέχεια η τεκτονική πίεση της ανάδυσης των Άλπεων διαχώρισε την Τηθύ σε δύο επιμέρους τμήματα, την Παρατηθύ και την Παλαιο-Μεσόγειο. Από εδώ και πέρα το μεγαλύτερο ρόλο, όσον αφορά τον καταμερισμό ξηράς και θάλασσας, έπαιξε η διακύμανση της παγκόσμιας θαλάσσιας στάθμης (ευστατικότητα).

      Στην εικόνα 17, μπορούμε να διακρίνουμε την παλαιο-γεωγραφία του περι-Μεσογειακού χώρου κατά το Ακουιτάνιο. Ένας ανοιχτός θαλάσσιος διάδρομος συνδέει τον Ινδό-ειρηνικό με τον Ατλαντικό ωκεανό, στην θέση που βρίσκεται σήμερα η Μεσόγειος. Η θαλάσσια αυτή περιοχή ονομάζεται Θαλάσσιος Διάδρομος της Τηθύος (Tethyan Seaway) και αποτελεί υπόλειμμα του ωκεανού της Τηθύος των παλαιότερων εποχών. Οι υποθέσεις για τις περατώσεις τέτοιων θαλάσσιων περιοχών από γέφυρες στεριάς (landbridge), βασίζονται κυρίως στις μελέτες πανίδων θηλαστικών, δεδομένου ότι μια ευρεία ανταλλαγή τέτοιων πανίδων προϋποθέτει χερσαία σύνδεση.

     Εικόνα 19: Παλαιογραφική άποψη του Ευρωπαϊκού χώρου κατά το Μέσο Τορτόνιο (8 εκ.έτη πριν). Το σημερινό Αιγαίο     και η σημερινή μορφή της Ελληνικής χερσονήσου, διαγράφεται  μόλις αυτή την εποχή. Χάρτης με βάση τον Rogl (1999)[6].

    Ένα από τα πιο συζητημένα παλαιογεωγραφικά ζητήματα αυτής της περιόδου, είναι η χρονολόγηση της περάτωσης του θαλάσσιου διαδρόμου μεταξύ Αφρικής και Ευρασίας. Σύμφωνα με κάποιες απόψεις κάτι τέτοιο δεν επιτεύχθηκε πριν από το Μέσο* Βουρδιγάλιο, περίπου 18-19 εκ. έτη πριν (εικόνα 18), οπότε συγκρούσθηκε η Αφρο-Αραβική πλάκα με την Ανατολία. Άλλοι ** υποστηρίζουν παλαιότερες συνδέσεις, αλλά σε κάθε περίπτωση εντός της  διάρκειας των τελευταίων 30 εκ. ετών.

     Κατά την επόμενη περίοδο του Τορτονίου, η Παρατηθύς χωρίζεται στην Κεντρική Παρατηθύ (Παννόνια Λεκάνη) που αποτελείται από ένα σύμπλεγμα λιμνών γλυκού νερού και την Ευξείνια θάλασσα που εκτείνεται στο ανατολικό τμήμα της Παρατηθύς. Η θαλάσσια επίκλυση αυτής της εποχής δημιουργεί το Αιγαίο πέλαγος κατά το Πρόσφατο Τορτόνιο (περίπου πριν 8,5 εκ. έτη) και η Ελληνική χερσόνησος αρχίζει να σχηματίζεται με την μορφή που την γνωρίζουμε σήμερα. Λίγο πριν από τον πλημμυρισμό της Αιγαίας λεκάνης, τα απολιθώματα του Ouranopithecus macedoniensis*** αφέθηκαν στην λεκάνη του Αξιού, με μια ηλικία περίπου 9,5 εκ. έτη.

     Αμέσως μετά από το Τορτόνιο, στην ηλικία του Μεσσηνίου (5-7 εκ. έτη πριν) στην Μεσόγειο συνέβη ένα από τα συγκλονιστικότερα γεωλογικά γεγονότα όλων των εποχών. Η Κρίση αλμυρότητας του Μεσσηνίου.

* από εδώ και πέρα, όπως συνηθίζεται κατά την γεωλογική ορολογία, θα προσδιορίζουμε ακριβέστερα χρονικώς τις γεωλογικές ηλικίες, προτάσσοντας τα επίθετα Πρόσφατο, Μέσο και Πρώιμο, υπό την έννοια ότι πιο πρόσφατη θα είναι μια  εποχή όσο εγγύτερη χρονικά βρίσκεται στο παρών, ενώ αντίθετα πρώιμη είναι μια εποχή πιο εγγύτερη προς το παρελθόν.

** το θέμα αυτό θα εξετάσουμε εκτενώς στο τρίτο μέρος αυτού του βιβλίου, μιας και αποτελεί ουσιαστικό στοιχείο της «Υπόθεσης του Αιγαιάνθρωπου Ι».

*** ο Ouranopithecus macedoniensis είναι το «κεντρικό πρόσωπο» αυτής της μελέτης, εφόσον μέσα από αυτήν αποδεικνύεται ότι αποτελεί τον παλαιότερο πρόγονο του ανθρώπινου είδους.