Ολοκληρωμένη ανάλυση δεδομένων LandSat TM και χωρικών δεδομένων ψηφιακού μοντέλου εδάφους για την εξερεύνηση μιας ρηξιγενούς ζώνης, Λέσβος
Από RemoteSensing Wiki
Πρωτότυπος τίτλος: Integration of Landsat ΤΜ data and DEM-derived spatial models to inestigate a macro-scale shear zone in Lesvos island (Greece)
Συγγραφείς: Poscolieri M., Serelis K., Parcharidis I.
Πηγή:isprs.org
ΣΚΟΠΟΣ
Η παρουσίαση του δομικού προφίλ της νήσου Λέσβου, δίνοντας ιδιαίτερη έμφαση στην παρουσία μιας διατμητικής ζώνης στο ΝΑ κομμάτι του νησιού, που δεν αναφέρεται στη βιβλιογραφία. Η έρευνα βασίζεται στην ολοκληρωμένη ανάλυση δορυφορικών εικόνων και σε χωρικά δεδομένα ψηφιακού μοντέλου εδάφους, με σκοπό το προσδιορισμό δομικών γραμμώσεων, των οποίων η στατιστική εξερεύνηση θα μας φανερώσει τις σχέσεις μεταξύ των δομών πλαστικής και θραυσιγενούς παραμόρφωσης.
ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Η ολοκληρωμένη ανάπτυξη τηλεπισκοπικών δεδομένων και ψηφιακών μοντέλων εδάφους, έχουν επιτρέψει τον εντοπισμό και την λεπτομερειακή μελέτη δομών στον ελληνικό χώρο τόσο μάκρο, όσο και μεσο-σκοπικής κλίμακας. Παρόμοια μέθοδος έχει εφαρμοστεί και στην εργασία για τη Λέσβο. Αυτή η ρηξιγενής ζώνη δεν έχει αναγνωριστεί ούτε σε γεωλογικό χάρτη κλίμακας 1:50.000, ούτε σε σεισμοτεκτονικό χάρτη κλίμακας 1:500.000. Το ρήγμα αυτό δεν αναφέρεται πουθενά εκτός από τον απλό εντοπισμό σε μία εργασία στην Δ. Τουρκία, παρόλη τη μεγάλη σημασία του, αφού συσχετίζει το ΝΑ κομμάτι της Λέσβου με το τεκτονικό καθεστώς του Αιγαίου Πελάγους.
ΤΟΠΟΘΕΣΙΑ ΚΑΙ ΓΕΩΛΟΓΙΚΟ ΥΠΟΒΑΘΡΟ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ
Η Λέσβος είναι ένα νησί του ανατολικού Αιγαίου, πολύ κοντά στις ακτές της Μ. Ασίας. Παρουσιάζει έντονη μορφολογική δομή, με έντονο προς μέτριο ανάγλυφο. Το βόρειο κομμάτι παρουσιάζει τυπικό ηφαιστειακό ανάγλυφο, λόγω μεταλπικής ηφαιστειακής δραστηριότητας. Στο ανατολικό κομμάτι αντίθετα η λιθολογία συνοψίζεται ως εξής:
- Υπόβαθρο (Αν. Παλαιοζωικός – Μ. Τριαδικό): Σχιστόλιθοι με παρεμβολές ψαμμιτών και χαλαζιτών και φακούς ασβεστόλιθων και δολομιτών
- Ενδιάμεσοι κλαστικοί σχηματισμοί: Τριαδικής ηλικίας κλαστικά ανθρακικά πετρώματα και ηφαιστειοϊζηματογενείς σχηματισμοί. Τα κατώτερα στρώματα αποτελούνται από σχιστόλιθους, μεταψαμμίτες, με παρεμβολές κροκαλοπαγών. Τα ανώτερα στρώματα αποτελούνται από μεταβασίτες και ιζηματογενή πετρώματα, όπως κρυσταλλικοί ασβεστόλιθοι και δολομίτες.
- Οφιόλιθοι: Διακρίνονται σε δύο κατηγορίες. Στα υπερβασικά πετρώματα και στους μεταμορφικούς βασικούς οφιολίθους. Τα υπερβασικά που είναι και τα περισσότερα περιλαμβάνουν περιδοτίτες και σερπεντινίτες, με παρεμβολές γαββρικών φλεβών. Τα βασικά αποτελούνται κυρίως από αμφιβολίτες και αμφιβολιτικούς σχιστόλιθους.
- Νεογενείς αποθέσεις: Κυρίως πυροκλαστικό υλικό από εκρήξεις ηφαιστείων και λιμναίες αποθέσεις
- Τεταρτογενείς αποθέσεις: Ποτάμιες και χερσαίες αποθέσεις, κορρήματα και αλουβιακές αποθέσεις στις λεκάνες.
Αναφορικά με την τεκτονική το ΝΑ κομμάτι του νησιού εμφανίζει μια ισοκλινή πτυχή με άξονα ΝΑ – ΒΔ που κλίνει ελαφρώς προς τα ΒΑ. Η πρόσφατη εκτατική δραστηριότητα και οι δυναμικές διαδικασίες του Αιγαίου δημιούργησαν κάθετες παγίδες κατά μήκος του άξονα της πτυχής και δεξιόστροφη περιστροφή του νοτιοανατολικού κομματιού του νησιού. Η υπό μελέτη ρηξιγενής ζώνη βρίσκεται μέσα στους οφιόλιθους Αμπελικού και στους νεογενείς πυροκλαστικές αποθέσεις, ακολουθώντας μια διεύθυνση ΒΔ – ΝΑ. Το τοπίο λόγω λιθολογίας και στρωματογραφίας ποικίλει. Οι ενδιάμεσοι κλαστικοί σχηματισμοί παρουσιάζουν απότομη κλίση, έντονη φυσική βλαστηση και απουσία εδάφους. Οι άλλοι σχηματισμοί εμφανίζουν μέτρια κλίση, πλούσια εδαφοκάλυψη και πυκνή φυσική φυτοκάλυψη με σοδειές.
Η τεκτονική του νησιού επηρεάζεται από την τάφρο του Β. Αιγαίου, που αποτελεί συνέχεια του ρήγματος της Β. Ανατολίας, το οποίο ευθύνεται και για τις εκτατικές κινήσεις.
ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΚΑΙ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ
Για τον εντοπισμό μιας ρηξιγενούς ζώνης μεγάλης κλίμακας και των γραμμώσεων, αναλύθηκαν μια εικόνα Landsat 5 TM και ένα ψηφιακό μοντέλο εδάφους που καλύπτει την υπό μελέτη περιοχή. Επιλέχθηκαν τα κανάλια 7, 3 και 1 του Landsat, τα οποία διορθώθηκαν γεωμετρικά, λαμβάνοντας υπόψη 40 σημεία κατά μήκος της ακτής και με τη βοήθεια της μεθόδου του εγγύτερου γείτονα. Για τη διόρθωση λήφθηκε υπόψη και ο χάρτης 1:100.000 της ΓΥΣ. Για την εδραίωση της γεωλογικής ερμηνείας, τα τρία επιλεχθέντα κανάλια ενισχύθηκαν με την εφαρμογή γραμμικής αποκοπής και τελικά συνδυάστηκαν σε μία ψευδόχρωμη εικόνα με τα κανάλια 7, 3 και 1 να εμφανίζονται σαν κόκκινο, πράσινο και μπλε αντίστοιχα. (Εικ.1)
Για να δημιουργηθεί το ψηφιακό μοντέλο εδάφους, τα υψομετρικά δεδομένα έχουν συλλεχθεί από την ψηφιοποίηση και την παρεμβολή κανάββου και ισοϋψών (ισοδιάστασης 40 μέτρων), με τον ήδη υπάρχοντα τοπογραφικό χάρτη, με μία χωρική ανάλυση 60 μέτρα/εικονοστοιχείο. Το ψηφιακό μοντέλο εδάφους έχει επεξεργαστεί για τον υπολογισμό χωρικών μοντέλων, όπως το σκιασμένο ανάγλυφο, η κλίση και η διεύθυνση των ψηφιακών εικόνων (Εικ.2), σε συνδυασμό με πακέτα GIS όπως το ILWIS.
Τόσο η ψευδόχρωμη εικόνα του θεματικού χάρτη, όσο και τα χωρικά μοντέλα, έχουν χρησιμοποιηθεί για τον οπτικό προσδιορισμό των κύριων ρηξιγενών στοιχείων. Στην Landsat εικόνα, οι γεωλογικές γραμμώσεις έχουν προσδιοριστεί, λαμβάνοντας υπόψη τον τόνο, το χρώμα, την υφή, το πρότυπο κ.ο.κ. Αυτό περιλαμβάνει ένα βαθμό υποκειμενικότητας, γι’ αυτό η εικόνα έχει ερμηνευτεί από δύο συγγραφείς. Η αναγνώριση γραμμώσεων (ρηγμάτων, ρηξιγενών ζωνών, άξονες πτυχών) στα χωρικά μοντέλα βασίστηκε στη τοπογραφία και τη μορφολογία. Μάλιστα οι μορφολογικές αποδείξεις υπολογίστηκαν περισσότερο από την διαφορές στον τόνο στην εικόνα Landsat, λόγω του σύνθετου αναγλύφου της ΝΑ Λέσβου. Τέλος τα αποτελέσματα των αζιμουθίων και από τις δύο μεθόδους συγκρίθηκαν και μεταφράστηκαν, λαμβάνοντας υπόψη τα όσα γνωρίζουμε για τη Λέσβο και πληροφορίες πεδίου, τις οποίες και επιβεβαίωναν.
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ
Από την ερμηνεία των χαρτών με τις γραμμώσεις και τα αντίστοιχα διαγράμματα αζιμουθιακών τάσεων, βλέπουμε ότι στη ψευδόχρωμη δορυφορική εικόνα τα ρήγματα Α – Δ εντοπίζονται εύκολα, κυρίως στο νότιο κομμάτι, αλλά όχι τόσο καλά στα χωρικά μοντέλα, όπου η τάση είναι πιο εμφανής μόνο στη σκιασμένη πλαγιά με βορειοανατολική διεύθυνση φωτός. Η τάση Β – Ν είναι επίσης εμφανής στις δορυφορικές εικόνες, ενώ στις σκιασμένες πλαγιές, ειδικά σε αυτές που φωτίζονται από τα ΝΑ, δεν είναι τόσο εμφανής. Λόγω της αλλαγής διεύθυνσης των λεκανών στη ρηξιγενή ζώνη, μια δομή εντοπίζεται στο συνδιασμένο χάρτη κλίσης-διεύθυνσης και εμφανίζεται ελαφρώς μόνο στο σκιαμένο προφίλ που φωτίζεται από τα ΒΑ. Στην περιοχή της ρηξιγενούς ζώνης υπάρχει έντονη πλαστική παραμόρφωση, όπως μαρτυράται από την παρουσία πολλών πτυχών. Αυτή η παραμόρφωση εμφανίζεται μόνο στην ψευδόχρομη εικόνα και καθόλου στα ψηφιακά μοντέλα.
