1. Γενικά στοιχεία

Το Αιγαίο, λόγω του γεωτεκτονικού καθεστώτος από το οποίο διέπεται, αποτελεί ένα ζωντανό γεωλογικό εργαστήρι όπου εξελίσσονται σημαντικά γεωλογικά γεγονότα, με αποτέλεσμα πολλοί γεωεπιστήμονες από όλο τον κόσμο να επισκέπτονται την περιοχή για να παρακολουθήσουν τα ακτουαλιστικά συμβάντα. Ο λόγος για τον οποίο συσσωρεύονται τόσο έντονα γεωτεκτονικά φαινόμενα πρέπει να αναζητηθεί στο ευρύτερο γεωτεκτονικό καθεστώς της περιοχής αλλά και στους γενικούς κανόνες που διέπουν την τεκτονική.

Ο ελληνικός χώρος βρίσκεται στη μεσογειακή-μελανησιακή ζώνη του ηπειρωτικού συστήματος διάρρηξης. Η Ελλάδα ανήκει στο αλπικό σύστημα και πιο συγκεκριμέ­να στο νότιο κλάδο του ορογενετικού συστήματος της Τηθύος, του ωκεανού που βρισκόταν μεταξύ της Ευρασίας, του ενιαίου ηπειρωτικού χώρου της Ευρώπης και της Ασίας στο βορρά, και της Γκοντβάνα, της ενιαίας ηπείρου που περιλάμβανε την Αφρική, την Ινδία και την Αυστραλία στο νότο.

2. Το ελληνικό τόξο

Βασικό τεκτονικό γνώρισμα του ελληνικού χώρου αποτελεί το ελληνικό τόξο. Τα χαρακτηριστικά του ελληνικού τόξου είναι τα εξής: έχει μήκος περίπου 1.500 χλμ., αρχίζει με μορφοτεκτονική διεύθυνση ΒΒΔ-ΝΝΑ στην Αλβα­νία, τη νότια Γιουγκοσλαβία και την ηπειρωτική Ελλάδα, κάμπτεται σε διεύθυνση Δ-Α από τα Κύθηρα στην Κρήτη και στη συνέχεια σε διεύθυνση ΒΑ-ΝΔ στα Δωδεκάνησα και στη Λυσία της νοτιοδυτικής Μικράς Ασίας ως την Isparta και Antalya. Δηλαδή τα δύο σκέλη του τόξου σχηματίζουν ορθή γωνία μεταξύ τους.

Το ελληνικό τό­ξο είναι το μόνο τμήμα από ολόκληρο το σύστημα της Τηθύος όπου συνεχίζεται αυτή τη στιγμή η ορογένεση και το οποίο έχει όλα τα γεωδυναμικά χαρακτηριστικά ενός υπό εξέλιξη ορογενετικού τόξου. Αυτό οφείλεται στο ότι η ανατολική Μεσόγειος πάνω στην οποία συνεχί­ζει να κινείται το ελληνικό τόξο είναι το τελευταίο υπολειμματικό τμήμα της Τηθύος που δεν έχει ακόμη συμμετάσχει στην υπό εξέλιξη αλπική ορογένεση και το οποίο αντιπροσωπεύει τo ακόμη απαραμόρφωτο περιθώριο της αφρικανικής πλά­κας. Αντίθετα, σε όλο το υπόλοιπο μήκος του αλπικού συστήμα­τος της Τηθύος, έχει επέλθει η σύγκρουση ανάμεσα στην Ευρασία και τα διάφορα τμήματα της πρώην Γκοντβάνας. Η ιδιαιτερότητα αυτή του ελληνικού τόξου δίνει τη δυνατότητα μελέ­της των διαφόρων φαινομένων της ορογένεσης εν τη γενέσει τους και διαμόρφωσης ακτουαλιστικών προτύπων, τα οποία στη συνέχεια μπορούν να συγκριθούν με τα αντίστοιχα αποτελέσματα από τις έρευνες στα περι­ειρηνικά ορογενετικά συστήματα και ιδιαίτερα από τις νήσους της Ιαπωνίας.

Μορφολογικά χαρακτηριστικά τεκτονικής σημασίας σχετιζόμενα με το χώρο του Αιγαίου είναι από τα νότια προς τα βόρεια η μεσογειακή ράχη, το ελληνικό τόξο και η δομή του βόρειου Αιγαίου. Η μεσογειακή ράχη ή ελληνική εξωτερική ράχη είναι ένα κύρτωμα του φλοιού της ανατολικής Μεσογείου παράλληλο προς το ελληνικό τόξο. Μεταξύ της μεσογειακής ράχης και του ελληνικού τόξου υπάρχει ένα σύστημα τάφρων που καλείται ελληνική τάφρος.

3. Οι λιθοσφαιρικές πλάκες και η σεισμικότητα της περιοχής του Αιγαίου

Ο νησιωτικός χώρος του Αιγαίου πελάγους καθώς επίσης και οι γύρω από αυτόν παράκτιες περιοχές της Ελλάδας (και της δυτικής Τουρκίας), αποτελούν μία από τις πιο σεισμογενείς περιοχές του πλανήτη με έντονη και ταχύτατη παραμόρφωση. Το γεγονός αυτό έχει ως συνέπεια τη δημιουργία μεγάλου αριθμού ρηγμάτων. Ο καθορισμός του ενεργού πεδίου των τάσεων βασίζεται κυρίως στους μηχανισμούς γένεσης των μεγάλων σεισμών οι οποίοι έγιναν στον ελληνικό χώρο περίπου κατά τα τελευταία 30 χρόνια. Τα αποτελέσματα των πρόσφατων ερευνών πάνω στους μηχανισμούς γένεσης επιφανειακών σεισμών οδήγησαν στο συμπέρασμα ότι ο χώρος του Αιγαίου και των γύρω περιοχών μπορεί να χωριστεί σε δύο μεγάλα τμήματα. Στο εξωτερικό τμήμα του τόξου όπου ασκούνται οριζόντιες τάσεις συμπίεσης και συνεπώς δημιουργούνται ανάστροφα ρήγματα, και στο εσωτερικό τμήμα του τόξου όπου ασκούνται οριζόντιες τάσεις εφελκυσμού και δημιουργούνται κανονικά ρήγματα.

Τα σπουδαιότερα γεωτεκτονικά φαινόμενα τα οποία παρατηρούνται στην επιφάνεια της Γης συμβαίνουν πάνω στα δύο κύρια συστήματα ζωνών διάρρηξης του φλοιού της Γης: το σύστημα των μεσοωκεάνιων ράχεων και το ηπειρωτικό σύστημα ζωνών διάρρηξης.

Ο χώρος του Αιγαίου βρίσκεται στην περιοχή σύγκλισης δύο μεγάλων λιθοσφαιρικών πλακών, της αφρικανικής και της ευρασιατικής. Συνεπώς βασική αιτία των σεισμών και των άλλων γεωλογικά πρόσφατων γεωδυναμικών φαινομένων (ηφαιστειακή δράση κτλ.) στο χώρο αυτό θα μπορούσε να θεωρηθεί η σύγκρουση των δύο αυτών λιθοσφαιρικών πλακών. Όμως ο χώρος αυτός είναι σεισμοτεκτονικά πιο πολύπλοκος. Πρόσφατες έρευνες έδειξαν ότι οι σεισμοί στο χώρο του Αιγαίου και των γύρω περιοχών οφείλονται: α) Σε συμπιεστικές δυνάμεις που ασκούν στα όρια του χώρου αυτού τρεις γειτονικές λιθοσφαιρικές πλάκες κατά την κίνησή τους και β) Σε εφελκυστικές δυνάμεις που ασκούνται μέσα στη λιθόσφαιρα του χώρου αυτού και προκαλούνται από αίτια που βρίσκονται μέσα ή στον πυθμένα της λιθόσφαιρας του Αιγαίου.

3. 1. Τεκτονική συμπεριφορά του εξωτερικού τμήματος του Αιγαίου

Το εξωτερικό τμήμα του χώρου του Αιγαίου παρουσιάζει διαφορετική τεκτονική συμπεριφορά από το εσωτερικό. Στο εξωτερικό τμήμα ασκούνται συμπιεστικές τάσεις, με αποτέλεσμα να δημιουργούνται ανάστροφες διαρρήξεις, η λιθόσφαιρα έχει μεγάλο πάχος και παρατηρείται έλλειψη σεισμών ενδιάμεσου βάθους και μαγματικής δραστηριότητας. Στο εσωτερικό τμήμα το πεδίο των τάσεων είναι εφελκυστικό και παρατηρούνται κανονικές διαρρήξεις, η λιθόσφαιρα έχει μικρό πάχος, υπάρχει έντονη σεισμική δραστηριότητα με σεισμούς ενδιάμεσου βάθους και ηφαιστειότητα.

Έτσι οι συμπιεστικές δυνάμεις στη λιθόσφαιρα του ευρύτερου χώρου του Αιγαίου ασκούνται από τη λιθόσφαιρα της ανατολικής Μεσογείου, από την Απουλία (Αδριατική) λιθοσφαιρική πλάκα και από την τουρκική πλάκα.

Αναλυτικότερα, η σύγκλιση μεταξύ της λιθόσφαιρας της ανατολικής Μεσογείου, που αποτελεί το μπροστινό μέρος της αφρικανικής λιθοσφαιρικής πλάκας, και της λιθόσφαιρας του ευρύτερου χώρου του Αιγαίου, που αποτελεί το μπροστινό μέρος της ευρασιατικής λιθοσφαιρικής πλάκας, πραγματοποιείται κατά μήκος του γνωστού κυρτού μέρους του ελληνικού τόξου (Ζάκυνθος, νότιες ακτές Κρήτης, νότια Ρόδος), και έχει ως συνέπεια την υποβύθιση της λιθόσφαιρας της Mεσογείου κάτω από την λιθόσφαιρα του Αιγαίου. Σε αυτή την κίνηση οφείλονται η επιφανειακή σεισμική δράση κατά μήκος του ελληνικού τόξου, οι σεισμοί ενδιάμεσου βάθους στο νότιο Αιγαίο και η οριοθέτηση του ηφαιστειακού τόξου (Νίσυρος, Μέθανα, Σαντορίνη, Μήλος).

Επίσης η αριστερόστροφη περιστροφή της Απουλίας λιθοσφαιρικής πλάκας έχει ως συνέπεια την εξάσκηση συμπιεστικών δυνάμεων και τη γένεση επιφανειακών σεισμών κατά μήκος των ακτών της Αλβανίας και της πρώην Γιουγκοσλαβίας.

Τέλος στην κίνηση της τουρκικής λιθοσφαιρικής πλάκας προς τα δυτικά οφείλεται το μεγάλο δεξιόστροφο ρήγμα της βόρειας Ανατολίας του οποίου κλάδοι εκτείνονται ως το βόρειο Αιγαίο.

3. 2. Τεκτονική συμπεριφορά του εσωτερικού τμήματος του Αιγαίου

Όσον αφορά τις εφελκυστικές δυνάμεις στο χώρο του Αιγαίου έχουμε τα εξής: Κατά την υποβύθιση της λιθόσφαιρας της ανατολικής Μεσογείου κάτω από τη λιθόσφαιρα του νότιου Αιγαίου, παράγεται θερμότητα στην επάνω επιφάνεια της καταδυόμενης λιθόσφαιρας, λόγω τριβής, με συνέπεια τη δημιουργία ρευμάτων μεταφοράς στο χώρο της ασθενόσφαιρας που βρίσκεται μεταξύ της υποβυθιζόμενης λιθόσφαιρας και της λιθόσφαιρας του Αιγαίου. Έτσι, θερμό υλικό ανεβαίνει προς τη λιθόσφαιρα του Αιγαίου και όταν φθάνει στον πυθμένα της κινείται οριζόντια, ψύχεται και ξαναβυθίζεται. Το θερμό αυτό υλικό κατέχει τον ασεισμικό χώρο (χωρίς εστίες σεισμών) κάτω από τη λιθόσφαιρα του Αιγαίου (περιοχή Κυκλάδων). Κατά την οριζόντια κίνησή τους, τα ρεύματα μεταφοράς ασκούν οριζόντιες εφαπτομενικές δυνάμεις στην κάτω επιφάνεια (πυθμένα) της λιθόσφαιρας του Αιγαίου με συνέπεια την ανάπτυξη δυνάμεων εφελκυσμού μέσα σε αυτή (επεκτατικές δυνάμεις) κατά τη διεύθυνση Β-Ν, τη θραύση της και διείσδυση σε αυτή θερμού υλικού της ασθενόσφαιρας. Στη θραύση αυτή οφείλονται οι επιφανειακοί σεισμοί που παρατηρούνται στον ευρύτερο χώρο του Αιγαίου και στη διείσδυση του θερμού υλικού οφείλονται η ηφαιστειακή δράση και οι γεωθερμικές εκδηλώσεις του χώρου αυτού.

Εδώ πρέπει να σημειωθεί ότι στο εφελκυστικό πεδίο δράσεων που επικρατεί στο χώρο του Αιγαίου συμβάλλει και το μοντέλο, που έχει προταθεί, της οπισθοχώρησης της ζώνης καταβύθισης. Κατά το μοντέλο αυτό η καταβύθιση ψυχρής και πυκνής λιθόσφαιρας της Μεσογείου προκαλεί έλξη προς το νότο, και διαστολή και προώθηση της αιγαακής πλάκας προς την ίδια διεύθυνση.

4. Η γεωτεκτονική εξέλιξη του Αιγαίου

Το Αιγαίο, κατά τη γεωτεκτονική του εξέλιξη, επηρεάστηκε από διάφορα πεδία τάσεων τα οποία δημιούργησαν και ανάλογα ρήγματα ή επαναδραστηριοποίησαν παλαιότερα.

Από το μέσο Πλειστόκαινο μέχρι σήμερα, δηλαδή εδώ και 1 εκατομμύριο χρόνια, ο αιγαιακός χώρος βρίσκεται σε μια εκτεταμένη εφελκυστική φάση με κύρια διεύθυνση εφελκυσμού Β-Ν, η οποία επιβεβαιώνεται και από την ανάλυση των μηχανισμών γένεσης επιφανειακών σεισμών.

Το βόρειο Αιγαίο κυριαρχείται από το πεδίο εφελκυσμού Β-Ν.

Οι κύριες τεκτονικές γραμμές στη Λέσβο προσδιορίζονται από ρήγματα βόρειας-βορειοανατολικής – βορειοδυτικής-νοτιοανατολικής διεύθυνσης καθώς επίσης και από ρήγματα που έχουν διεύθυνση περίπου Α-Δ.

Οι τεκτονικές γραμμές που αναφέρονται παραπάνω μπορούν να θεωρηθούν αποτέλεσμα των μεγάλων κινήσεων που έγιναν κατά τη διάρκεια του Νεογενούς (25-2,5 ΜΑ) και συνεχίζονται μέχρι σήμερα, συνδέονται δε άμεσα με την δημιουργία της αύλακας του βόρειου Αιγαίου. Έχουν χαρακτήρα εφελκυστικό και συμφωνούν με τις αναλύσεις των μηχανισμών γενέσεως σεισμών, που έγιναν και εξακολουθούν να γίνονται στον ίδιο χώρο, πράγμα που επιβεβαιώνει ότι η παραπάνω τεκτονική δομή είναι ακόμη ενεργή.

Ένα μεγάλο μέρος των ρηγμάτων και των διαρρήξεων που έχουν διεύθυνση ΒΒΑ-ΝΝΔ έχουν δημιουργηθεί κατά τη διάρκεια τεκτονικών κινήσεων εφελκυσμού που ανήκουν χρονολογικά στο Πλειόκαινο, ενώ επαναδραστηριοποιούνται ως ρήγματα δεξιόστροφα οριζόντιας μετατόπισης κατά τη διάρκεια τεκτονικών κινήσεων του τεταρτογενούς. Οι επιφάνειες των ρηγμάτων και διαρρήξεων με διεύθυνση ΒΔ-ΝΑ δημιουργούνται και αυτές κατά τη διάρκεια των μεγάλων τεκτονικών επεισοδίων του Πλειόκαινου, ενώ κατά το Πλειστόκαινο επαναδραστηριοποιούνται ως ρήγματα αριστερόστροφα οριζόντιας μετατόπισης. Επίσης τα παραπάνω αυτά δεξιόστροφα και αριστερόστροφα ρήγματα χαρακτηρίζονται από οριζόντια συνιστώσα κανονικής μετάπτωσης λόγω του ενεργού εφελκυστικού πεδίου τάσεων Β-Ν του τεταρτογενούς. Τέλος οι επιφάνειες των ρηγμάτων και των διαρρήξεων με διεύθυνση Α-Δ χαρακτηρίζουν ρήγματα εφελκυσμού κανονικής μετάπτωσης, με κλίσεις άλλοτε προς τα βόρεια και άλλοτε προς τα νότια, και οφείλονται στο γνωστό ισχύον πεδίο τάσεων του τεταρτογενούς.

Είναι ενδιαφέρον ότι, αν και τα ρήγματα στον ευρύτερο χώρο του Αιγαίου έχουν διάφορους προσανατολισμούς, οι διευθύνσεις διαρρήξεων πάνω στα ρήγματα αυτά έχουν σχεδόν σταθερό προσανατολισμό κατά τη διεύθυνση Β-Ν, ιδιότητα η οποία βρίσκεται σε συμφωνία με την άποψη ότι η λιθόσφαιρα του Αιγαίου επεκτείνεται (διαστέλλεται) κατά την ίδια διεύθυνση. Εξαίρεση παρατηρείται μόνο στην περιοχή της λεκάνης του βόρειου Αιγαίου και της βόρειας Τουρκίας (ρήγμα Ανατολίας), όπου επικρατεί δεξιόστροφη κίνηση της μεγάλης ρηξιγενούς ζώνης της Ανατολίας που αποτελείται από δεξιόστροφα ρήγματα διεύθυνσης με μικρή κανονική ή ανάστροφη συνιστώσα.

Αν και η σχετική κίνηση του Αιγαίου ως προς την Ευρασία είναι νοτιοδυτική με ταχύτητα περίπου 4 εκ./έτος, η σχετική διαστολή είναι περίπου 1 εκ./έτος. Ολόκληρη η περιοχή του Αιγαίου παραμορφώνεται κατά 3 εκ./έτος στο βόρειο τμήμα του, 1-2 εκ./έτος στην κεντρική ηπειρωτική Ελλάδα και 2 εκ./έτος στο νότιο Αιγαίο κατά μήκος της τάφρου της Ανατολίας-βόρειου Αιγαίου.

Οι μηχανισμοί γένεσης των σεισμών ενδιάμεσου βάθους στο νότιο Αιγαίο δείχνουν ότι οι σεισμοί αυτοί προκαλούνται από ανάστροφα ρήγματα, αποτέλεσμα που βρίσκεται σε συμφωνία με την κατάδυση της λιθόσφαιρας της Μεσογείου κάτω από τη λιθόσφαιρα του Αιγαίου κατά μήκος του ελληνικού τόξου.

Αποτέλεσμα της κατείσδυσης της αφρικανικής πλάκας κάτω από τη μικροπλάκα του Αιγαίου είναι και η δημιουργία πολλών ηφαιστείων ασβεσταλκαλικής σύστασης, τα οποία αποτελούν το ηφαιστειακό τόξο του νότιου Αιγαίου. Τα ηφαίστεια αυτά είναι το Γυαλί, η Νίσυρος, η Κως, η Πάτμος, η Σαντορίνη, η Μήλος, η Αντίπαρος, η Κρομμυωνία, τα Μέθανα, οι Λιχάδες, τα Καμένα Βούρλα, η Ψαθούρα. Τα παλαιότερα από αυτά τα ηφαίστεια είναι ηλικίας 5 εκατ. ετών, και ορισμένα είναι ενεργά και σήμερα.