Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/12225
Title: The floral study and the observed vegetational changes during Miocene regarding the palaeoenvironmental evolution of the Messara-Gavdos area in Crete
Other Titles: Η μελέτη και οι αλλαγές της βλάστησης στο Μειόκαινο σε σχέση με την παλαιοπεριβαλλοντική εξέλιξη της λεκάνης Μεσσαρά-Γαύδου, στην Κρήτη
Authors: Ζηδιανάκης, Ιωάννης
Keywords: Miocene
Plant fossils
Flora
Vegetation
Messara (Crete)
Gavdos
Environment
Keywords (translated): Μειόκαινο
Φυτικά λείψανα
Χλωρίδα
Βλάστηση
Μεσσαρά (Κρήτη)
Γαύδος
Περιβάλλον
Abstract: Based on macro-remains, three fossil plant assemblages are described from the Miocene of the Messara Basin (southern Crete) and the adjacent Gavdos Island. The palaeoflora of Kassanoi, which is the oldest (Messara Basin, Viannos Fm, Serravallian), is mainly documented by leaf imprints, including a fern, a conifer (Tetraclinis cf. salicornioides) and 24 angiosperms. The assemblage is dominated by Daphnogene polymorpha, Myrica lignitum, Podocarpium podocarpum and Salix cf. angusta. Well documented are further Berchemia multinervis, Decodon gibbosus, Fraxinus sp., Populus populina and Ulmus cf. plurinervia. The plant record from Pitsidia (Messara Basin, Ambelouzos Fm, Lower Tortonian) comprises thousands of specimens. The plant material is preserved as imprints often covered by an inorganic encrustation (replica). One alga, 2 ferns, at least 5 conifers and more than 45 woody angiosperms have been identified. Dominant species are Myrica lignitum and Pinus pitsidiensis sp. nov. documented by vegetative and reproductive organs. Leaves of deciduous oaks (Q. pseudocastanea and Q. cf. kubinyii) and Daphogene polymorpha as well as twigs of Taxodium dubium are also fairly common. Several further taxa are represented by both vegetative and fertile (fruits/infructescences) organ remains such as Liquidambar europaea, Podocarpium podocarpum, Acer and Ulmus (ZIDIANAKIS et al., 2017). Other well documented taxa are ”Pteris” oeningensis, two- and five-needled pines as well as the woody dicots Acer integrilobum, A. tricuspidatum, Carya sp., Fagus gussonii, Mimosites sp., Populus populina, Quercus mediterranea and Ulmus cf. plurinervia. A unique mass-occurrence of Myrica and Pinus characterises the flora of Pitsidia (ZIDIANAKIS et al., 2014). Myrica remains include leaves, fruits and male catkins. The leaves have been assigned to Myrica lignitum (UNGER) SAPORTA, the fruits, sometimes even attached to their infructescence axis, to M. ceriferiformis KOWNAS, and the male catkins to M. cf. goeppertii. Taphonomic evidence indicates that the different plant organs derived from a single species of Myrica. The fruit size, the unbranched male catkins and mainly the fused filaments into a staminal column in the male flower, point towards the sect. Cerophora (sensu CHEVALIER) of the subgen. Morella (ZIDIANAKIS et al., 2015). This reveals a closer affinity to the American, African and Macaronesian species of Myrica than to Asian ones. Pinus pitsidiensis sp. nov. includes dwarf and long shoots, isolated needles, fascicle bracts and probably pollen cones, winged seeds and isolated scales of male cones. Based on the number of needles per fascicle, the persistence of the basal sheath, the distribution of stoma rows and resin ducts in the needles an assignment to sect. Pinus, subgen. Pinus is proposed for this species (ZIDIANAKIS et al., 2016). From the palaeoflora of Metochia which is the youngest (Gavdos Island, Metochia Fm, middle Tortonian) (MANTZOUKA et al., 2015), further taxa are reported, among them are a five-needled pine, Quercus mediterranea, and cf. Ziziphus paradisiaca. Remarkable is the leaf remain of a palm (Sabalites sp.). The age estimation of the plant-bearing sediments was possible according to previous studies and is based on bio-stratigraphy (Pitsidia, Metochia, and Kassanoi) (e.g. MEULENKAMP et al., 1979; ANTONARAKOU, 2001; ZACHARIASSE et al., 2011), on Sr-isotope stratigraphy (Pitsidia) (KRÖGER, 2004) and magneto- and cyclo-stratigraphy (Metochia) (HILGEN et al., 1995; KRIJGSMAN et al., 1995). In Pitsidia excavation, a square grid was established in order to record the collected specimens three- dimensionally. The enumeration of the flora has been attempted and the lateral and vertical distribution of the material within the fossiliferous deposits is pictured. Damages on Pitsidia plant material due to biostratonomic and diagenetic processes have been examined. Judging from the frequency of the after-shedding damages, the material underwent severe mechanical stress probably due to transportation. The studied floras share only a few elements. Differences in composition may be attributed to differences in environmental and mainly depositional settings. Additionally, these floras are compared to the further Neogene record of Crete and the Greek peninsula as well as to the modern flora of the area. Also, plant/arthropod interactions were analysed to assess further palaeo-synecological signals. The spectrum of traces in Pitsidia comprises external foliage feeding, piercing and sucking, galling, mining and oviposition as main types of leaf damages. The plant material is evaluated systematically-taxonomically. Vegetation assessment is attempted both empirically-sociologically and by the Integrated Plant Record (IPR) vegetation analysis. The climate is estimated based on the Coexistence Approach (CA). The reconstructed vegetation models are thoroughly presented and discussed in the context of the palaeoenvironmental history of the Messara-Gavdos area. According to the IPR vegetation analysis, the plant assemblages of Pitsidia and Kassanoi were classified to the zonal subtropical, subhumid sclerophyllous or microphyllous forest (ShSF). A mixed mesophytic broad-leaved forest with a small proportion of thermophilic elements resulted for Metochia. The palaeoclimatic datasets from the floras of Pitsidia and Metochia reveal a warm temperate to subtropical climate (13.5 to 18.5 oC for the mean annual temperature and approx. 850–1600 mm for the mean annual precipitation), with a weak seasonal drought that did not coincide with the warmest period of the year. Thus, a Cfa-type sensu KÖPPEN-GEIGER system can be referred for the Messara-Gavdos area.
Abstract (translated): Η παρούσα εργασία πραγματεύεται τρεις απολιθωμένες χλωρίδες, η περιγραφή των οποίων βασίστηκε στα φυτικά λείψανα (αποτυπώματα) που συλλέχθηκαν εντός Μειοκαινικών ιζημάτων της Λεκάνης της Μεσσαράς (Νότια Κρήτη) και του γειτονικού νησιού της Γαύδου. Η παλαιοχλωρίδα των Κασσάνων, η οποία είναι και η παλιότερη σε ηλικία (Μεσσαρά, Σχηματισμός Βιάννου, Σερραβάλλιο), περιλαμβάνει κυρίως λείψανα φύλλων μεταξύ των οποίων ένα είδος πτεριδόφυτου, ένα κωνοφόρο (Tetraclinis cf. salicornioides) καθώς και 24 αγγειόσπερμα. Στη συνάθροιση κυριαρχούν τα είδη Daphnogene polymorpha, Myrica lignitum, Podocarpium podocarpum και Salix cf. angusta. Επίσης αναγνωρίστηκαν τα Berchemia multinervis, Decodon gibbosus, Fraxinus sp., Populus populina και Ulmus cf. plurinervia. Τα φυτικά λείψανα των Πιτσιδίων (Μεσσαρά, Σχηματισμός Αμπελούζου, κατώτερο Τορτόνιο) περιλαμβάνουν χιλιάδες δείγματα, κυρίως απολιθωμένα φύλλα, καθώς και ποικιλία φυτικών αναπαραγωγικών οργάνων. Στην πλειοψηφία τους έχουν διατηρηθεί ως αποτυπώματα, συχνά συνοδευόμενα από ένα ανόργανης φύσεως κάλυμμα (με τη μορφή αντιγράφου του φυτικού οργάνου). Συνολικά, αναγνωρίστηκαν ένα είδος φύκους, δύο πτεριδόφυτα, τουλάχιστον 5 κωνοφόρα και περισσότερα από 45 ξυλώδη αγγειόσπερμα. Κυρίαρχα τάξα αποτελούν τα Myrica lignitum και Pinus pitsidiensis sp. nov. Ως πολυπληθή χαρακτηρίζονται τα λείψανα φύλλων των φυλλοβόλων βελανιδιών (Q. pseudocastanea and Q. cf. kubinyii), του Daphogene polymorpha καθώς και τα βραχυκλάδια του Taxodium dubium. Στη συνάθροιση αρκετά τάξα αντιπροσωπεύονται τόσο από βλαστικά όσο και από αναπαραγωγικά όργανα (καρποί/ταξικαρπίες) όπως η Liquidambar europaea, το Podocarpium podocarpum καθώς και τα γένη Acer και Ulmus (ZIDIANAKIS et al., 2017). Άλλα συχνά εμφανιζόμενα στη συνάθροιση χλωριδικά στοιχεία είναι τα ”Pteris” oeningensis, δύο είδη πεύκου με βραχυκλάδια που φέρουν δύο και πέντε βελόνες αντίστοιχα καθώς και τα δικότυλα Acer integrilobum, A. tricuspidatum, Carya sp., Fagus gussonii, Mimosites sp., Populus populina, Quercus mediterranea και Ulmus cf. plurinervia. Η συνάθροιση των Πιτσιδίων χαρακτηρίζεται από μία μοναδική, μαζική παρουσία των γενών Myrica και Pinus (ZIDIANAKIS et al., 2014). Τα υπολείμματα του γένους Myrica περιλαμβάνουν εκτός από φύλλα, καρπούς και αρσενικές ταξιανθίες (ίουλους). Τα φύλλα αναγνωρίστηκαν ως Myrica lignitum (UNGER) SAPORTA, οι καρποί, ενίοτε με μορφή ολόκληρων ταξικαρπιών, ως M. ceriferiformis KOWNAS και οι ίουλοι ως M. cf. goeppertii. Τα ταφονομικά δεδομένα της θέσης, συνηγορούν στο γεγονός ότι τα παραπάνω φυτικά μέρη προέρχονται από ένα και μόνο είδος Myrica. Μάλιστα η εξαιρετική απολίθωση ορισμένων δειγμάτων βοήθησε στη διατήρηση σημαντικών μικρο-μορφολογικών και ανατομικών λεπτομερειών ταξινομικής αξίας. Το μέγεθος των καρπών, οι μη διακλαδισμένοι ίουλοι και κυρίως η σύμφυση των νημάτων των στημόνων στα αρσενικά ανθίδια επιτρέπουν την κατάταξη του απολιθωμένου είδους στο sect. Cerophora (κατά CHEVALIER) του υπογένους Morella και τη συσχέτισή του με τα σύγχρονα αμερικάνικα και αφρικάνικα (συμπεριλαμβανομένων των Κανάριων νήσων) παρά με τα ασιατικά είδη του γένους (ZIDIANAKIS et al., 2015). Το αμερικάνικο είδος Myrica cerifera L. προτείνεται ως το εγγύτερο μορφολογικά σύγχρονο είδος με βάση την πυκνότητα των αδένων επί της φυλλικής επιφάνειας καθώς και τη μορφολογία του καρπού και των αρσενικών ταξιανθιών. Τα υπολείμματα του νέου είδους πεύκου Pinus pitsidiensis που βρέθηκαν στα Πιτσίδια περιλαμβάνουν βραχυκλάδια, βλαστούς, μεμονωμένες βελόνες, βράκτια, καθώς και πιθανότατα αρσενικούς κώνους, πτερυγιοφόρους καρπούς και μεμονωμένα λέπια θηλυκών κώνων. Αξιολογώντας μορφο-ανατομικά δεδομένα όπως ο αριθμός βελόνων ανά βραχυκλάδιο, η διατήρηση του περιβλήματος της βάσης του βραχυκλαδίου καθώς και η κατανομή των στοματίων στην επιφάνεια των βελόνων και των ρητινοφόρων αδένων στο παρέγχυμα, προτάθηκε η ταξινόμηση του είδους αυτού στο sect. Pinus του υπογένους Pinus (ZIDIANAKIS et al., 2016). Σημερινά είδη πεύκου συγκρίσιμα με το P. pitsidiensis θεωρούνται τα P. canariensis και P. roxburghii του subsect. Pinaster και το P. kesiya του subsect. Pinus. Όσον αφορά την χλωρίδα στα Μετόχια η οποία είναι η νεότερη σε ηλικία (Γαύδος, Σχηματισμός Μετόχια, μέσο Τορτόνιο) και έχει περιγραφεί κατά το πρόσφατο παρελθόν (MANTZOUKA et al., 2015), οκτώ νέα είδη αναγνωρίστηκαν ανάμεσα στα οποία ένα πεύκο με πέντε βελόνες ανά βραχυκλάδιο, μία αειθαλής βελανιδιά (Quercus mediterranea) και το cf. Ziziphus paradisiaca. Ιδιαίτερα σημαντικό εύρημα θεωρείται ένα δείγμα φύλλου της οικογένειας των φοινικοειδών (ως Sabalites sp.). Οι ηλικίες των ιζημάτων που φιλοξενούν τις υπό εξέταση χλωρίδες έχουν υπολογιστεί με την βοήθεια κυρίως βιο-στρωματογραφικών δεδομένων (Πιτσίδια, Κασσάνοι και Μετόχια) (π.χ. MEULENKAMP et al., 1979; ANTONARAKOU, 2001; ZACHARIASSE et al., 2011) καθώς και με τη χρήση ραδιοϊσοτόπων Sr (Πιτσίδια) KRÖGER, 2004), όπως και μαγνητο- και κυκλο-στρωματογραφίας (Μετόχια) (HILGEN et al., 1995; KRIJGSMAN et al., 1995). Ειδικά στα Πιτσίδια, η ανασκαφή πραγματοποιήθηκε με τη βοήθεια δειγματοληπτικού κάναβου και η θέση κάθε φυτικού λειψάνου καταγράφηκε. Οι πυκνότητες των πιο κοινών χλωριδικών στοιχείων εντός του ιζήματος υπολογίστηκαν και ερευνήθηκε η πλευρική και κατακόρυφη κατανομή τους εντός των απολιθωματοφόρων στρωμάτων. Επιπλέον, στο απολιθωμένο υλικό εξετάστηκαν οι βλάβες από τη δράση βιοστρατονομικών και διαγενετικών διεργασιών. Κρίνοντας από τα υψηλά ποσοστά που παρατηρήθηκαν, συμπεραίνουμε ότι μεγάλο ποσοστό των φύλλων, μετά την πτώση τους και πριν την εναπόθεσή τους, υπέστησαν σημαντική μηχανική καταπόνηση, πιθανότατα κατά την μεταφορά του στο χώρο απολίθωσης. Επίσης, ο τρόπος σχηματισμού των ανόργανων επικαλύψεων επί των απολιθωμάτων στα Πιτσίδια με τη μορφή αντιγράφων συζητείται. Από τη σύγκριση των τριών χλωρίδων προκύπτει ότι αυτές μοιράζονται λίγα σχετικά τάξα. Η χλωριδική αυτή ανομοιογένεια θα μπορούσε κυρίως να αποδοθεί στις διαφορετικές περιβαλλοντικές συνθήκες και κυρίως στα διαφορετικά περιβάλλοντα απόθεσης του φυτικού υλικού. Επιπλέον, επιχειρήθηκε μία σύντομη σύγκριση των εξεταζόμενων χλωρίδων με άλλες Νεογενής χλωρίδες της Κρήτης και της Ελληνικής χερσονήσου καθώς και με τη σύγχρονη χλωρίδα της περιοχής. Η παλαιοοικολογική εξέταση του φυτικού υλικού, και ιδιαίτερα των Πιτσιδίων που παρουσιάζει την υψηλότερη ποιότητα απολίθωσης, αποκάλυψε ένα ευρύ φάσμα από ίχνη αλληλεπίδρασης φυτών-αρθροπόδων, κυρίως με τη μορφή ζημιών επί του φυλλώματος. Η κατανάλωση μέρους του ελάσματος, η νύξη-μύζηση φυτικού χυμού, η ανάπτυξη κηκιδίων, η ανόρυξη στοών εντός του παρεγχυματικού ιστού καθώς και η εναπόθεση ωών είναι οι κυριότερες μορφές που καταγράφηκαν. Το απολιθωμένο υλικό αξιοποιήθηκε για την περιγραφή βασικών στοιχείων της βλάστησης και του κλίματος της ευρύτερης περιοχής κατά το Μειόκαινο. Η φυτο-κοινωνιολογική ανασύσταση της βλάστησης που επιχειρήθηκε εξετάστηκε υπό το πρίσμα της παλαιοπεριβαλλοντικής εξέλιξης της περιοχής Μεσσαρά-Γαύδος όπως αυτή προκύπτει από στρωματογραφικές και γεωτεκτονικές εργασίες που έχουν πραγματοποιηθεί στην περιοχή. Εφαρμόζοντας τη μέθοδο IPR (integrated plant record) ανάλυσης της βλάστησης, οι φυτικές συνάθροισης των Πιτσιδίων και των Κασσάνων κατατάχθηκαν στα υποτροπικά, σκληρόφυλλα ή μικρόφυλλα δάση (ShSF) ενώ η χλωρίδα στα Μετόχια βρέθηκε ότι αντιπροσωπεύει ένα μικτό μεσοφυτικά πλατύφυλλο δάσος με μικρό ποσοστό θερμόφιλων στοιχείων. Η χρήση της μεθόδου CA (coexistence approach) για την εκτίμηση του παλαιοκλίματος έδειξε για την ευρύτερη περιοχή της Μεσσαράς-Γαύδου ένα θερμό εύκρατο έως υποτροπικό κλίμα (μέση ετήσια θερμοκρασία 15,5–18,5 oC και μέσο ετήσιο ύψος βροχόπτωσης περίπου 850–1.600 mm), με περιορισμένη εποχική ξηρασία η οποία δε συμπίπτει με την θερμή περίοδο του έτους, πιθανόν τύπου Cfa κατά το σύστημα των KÖPPEN-GEIGER.
Appears in Collections:Τμήμα Γεωλογίας (ΔΔ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Nemertes_Zidianakis(geo).pdf34.93 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.