Travertine plant fossils from Agia Marina and Lapithos – Απολιθώματα φυτών σε τραβερτίνη από την Αγία Μαρίνα και τη Λάπηθο – Cyprus

 See also

All about Cyprus - Όλα για την Κύπρο

Photos by George Konstantinou

Below in English

Κείμενο και φωτογραφίες: Γιώργος Κωνσταντίνου – κατεχόμενη Αγία Μαρίνα και κατεχόμενη Λάπηθος, Κύπρος.

Τα δείγματα που παρουσιάζονται εδώ προέρχονται από την κατεχόμενη Αγία Μαρίνα και την κατεχόμενη Λάπηθο, στη βόρεια Κύπρο. Πρόκειται για φυτικά κατάλοιπα και κυρίως αποτυπώματα φυτών μέσα σε τραβερτίνη, ένα ιδιαίτερο ανθρακικό πέτρωμα που σχηματίζεται από την απόθεση ανθρακικού ασβεστίου από γλυκά νερά.

Ο τραβερτίνης μπορεί να διατηρήσει με εξαιρετικό τρόπο το σχήμα φύλλων, κλαδιών, βλαστών και άλλων φυτικών μερών. Στη Λάπηθο μάλιστα η παρουσία τέτοιων φυτικών αποτυπωμάτων σε τραβερτίνη είναι ιστορικά τεκμηριωμένη στη γεωλογική βιβλιογραφία της Κύπρου. Παλαιά γεωλογική περιγραφή αναφέρει αποθέσεις τραβερτίνη στη Λάπηθο που περιέχουν αποτυπώματα φύλλων και φυλλώματος, μεταξύ άλλων πλατάνων και σκλήθρων.

Τι είναι ο τραβερτίνης

Ο τραβερτίνης (travertine) είναι πορώδες ανθρακικό ιζηματογενές πέτρωμα, αποτελούμενο κυρίως από ανθρακικό ασβέστιο (CaCO₃). Δεν σχηματίζεται στον θαλάσσιο πυθμένα όπως πολλοί ασβεστόλιθοι με θαλάσσια απολιθώματα, αλλά συνδέεται κυρίως με πηγές, αναβλύσεις και ρέοντα γλυκά νερά πλούσια σε διαλυμένο ασβέστιο.

Οι παλαιές αποθέσεις τραβερτίνη της οροσειράς του Πενταδακτύλου έχουν συνδεθεί με παλαιότερες περιόδους του Τεταρτογενούς, όταν οι κλιματικές συνθήκες ήταν υγρότερες και η καρστική δραστηριότητα εντονότερη από τη σημερινή.

Η Λάπηθος είναι ιδιαίτερα χαρακτηριστική περίπτωση. Οι παλαιές γεωλογικές περιγραφές αναφέρουν ότι οι αποθέσεις τραβερτίνη αναπτύσσονται εκεί σε διαδοχικά επίπεδα ή αναβαθμίδες, με χαρακτηριστική μορφολογία που σχετίζεται με την παλαιά δράση των νερών.

Πώς σχηματίζεται

Η δημιουργία του τραβερτίνη αρχίζει από το νερό.

Το βρόχινο νερό εισχωρεί στο έδαφος και στα ασβεστολιθικά πετρώματα. Εμπλουτίζεται σε διοξείδιο του άνθρακα και μπορεί έτσι να διαλύει μέρος του ανθρακικού ασβεστίου του ασβεστόλιθου. Το ασβέστιο μεταφέρεται στη συνέχεια με τα υπόγεια νερά.

Όταν το νερό επανέρχεται στην επιφάνεια μέσω μιας πηγής ή ρέει σε ένα ρυάκι, χάνει μέρος του διαλυμένου CO₂. Η αλλαγή αυτή ευνοεί την κατακρήμνιση του ανθρακικού ασβεστίου:

Ca²⁺ + 2HCO₃⁻ → CaCO₃ ↓ + CO₂ ↑ + H₂O

Έτσι δημιουργούνται σταδιακά λεπτές επικαθίσεις ανθρακικού ασβεστίου πάνω στις επιφάνειες που βρίσκονται μέσα ή δίπλα στο νερό.

Η εξάτμιση μπορεί επίσης να ευνοήσει την κατακρήμνιση, ενώ φυτά, άλγες και μικροοργανισμοί μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά τη διαδικασία.

Πώς δημιουργούνται τα «απολιθώματα» των φυτών

Εδώ βρίσκεται το πιο ενδιαφέρον μέρος της διαδικασίας.

Ένα φύλλο, κλαδάκι, βλαστός, ρίζα, καλάμι, βρύο ή άλλο φυτικό τμήμα πέφτει ή αναπτύσσεται μέσα στο νερό μιας ασβεστούχας πηγής ή ενός ρυακιού.

Το νερό αρχίζει να αποθέτει πολύ λεπτά στρώματα CaCO₃ γύρω από το φυτό. Με την πάροδο του χρόνου δημιουργείται ένα ασβεστολιθικό περίβλημα που αντιγράφει την εξωτερική μορφή του φυτικού τμήματος.

Η διαδικασία μπορεί να συνεχιστεί:

φυτό → επικάλυψη με CaCO₃ → πάχυνση της ασβεστολιθικής κρούστας → αποσύνθεση του οργανικού υλικού → αποτύπωμα ή κενό μέσα στον τραβερτίνη.

Γι' αυτό σε έναν τραβερτίνη μπορούμε να βλέπουμε το περίγραμμα ενός φύλλου, τις νευρώσεις του, κυλινδρικά κενά από κλαδιά ή βλαστούς και πολύπλοκες πορώδεις δομές που δημιουργήθηκαν γύρω από τη βλάστηση.

Το ίδιο φαινόμενο εξηγεί σε μεγάλο βαθμό και την πολύ χαρακτηριστική κυψελώδη και σωληνώδη δομή πολλών τραβερτινών. Το ίδιο το παλαιότερο υλικό από την Κύπρο περιγράφει την περιασβέστωση υδροχαρών φυτών, κλαδιών και φύλλων και τη μεταγενέστερη καταστροφή του οργανικού υλικού.

Γιατί διατηρούνται τόσο καλά τα φύλλα

Ο τραβερτίνης μπορεί να σχηματίζεται σχετικά γρήγορα γύρω από ένα φύλλο. Αν η επικάλυψη αρχίσει πριν καταστραφεί το φυτικό υλικό, η ασβεστιτική κρούστα λειτουργεί ουσιαστικά σαν φυσικό εκμαγείο.

Το αρχικό οργανικό φύλλο μπορεί τελικά να εξαφανιστεί εντελώς. Αυτό που παραμένει δεν είναι απαραίτητα το ίδιο το φυτικό υλικό που «μετατράπηκε σε πέτρα», αλλά συχνά το αποτύπωμα ή το καλούπι που άφησε μέσα στο ανθρακικό ίζημα.

Αυτό είναι σημαντικό για τη σωστή ερμηνεία αυτών των ευρημάτων.

Οι τραβερτίνες της Λαπήθου και τα φυτά

Η Λάπηθος παρουσιάζει ιδιαίτερο παλαιοβοτανικό ενδιαφέρον. Σε ιστορική γεωλογική περιγραφή των τραβερτινών της περιοχής αναφέρονται συγκεκριμένα αποτυπώματα φύλλων και φυλλώματος πλατάνων και σκλήθρων, μαζί με άλλα φυτικά κατάλοιπα.

Αυτό αποτελεί σημαντική ανεξάρτητη επιβεβαίωση ότι οι φυτικές μορφές που παρατηρούνται στους τραβερτίνες της περιοχής δεν είναι απλώς τυχαίες κοιλότητες του πετρώματος αλλά ότι οι αποθέσεις της Λαπήθου είναι πράγματι γνωστές για τη διατήρηση φυτικής ύλης.

Δεν πρέπει όμως να ταυτίζουμε κάθε αποτύπωμα των φωτογραφιών ως Platanus ή Alnus μόνο από αυτή την ιστορική αναφορά. Ο προσδιορισμός συγκεκριμένου φυτικού είδους χρειάζεται τα κατάλληλα μορφολογικά χαρακτηριστικά του κάθε αποτυπώματος.

Τι μας δείχνουν αυτά τα ευρήματα

Τα φυτικά αποτυπώματα στον τραβερτίνη είναι ουσιαστικά ένα αρχείο ενός παλαιού περιβάλλοντος γλυκού νερού.

Δείχνουν ότι, όταν σχηματιζόταν ο τραβερτίνης, υπήρχαν ενεργές πηγές ή άλλα ρέοντα γλυκά νερά και βλάστηση αρκετά κοντά στο νερό ώστε φύλλα, κλαδιά και άλλα φυτικά τμήματα να εγκλωβίζονται στις ανθρακικές αποθέσεις.

Οι παλαιές τραβερτινικές αποθέσεις του Πενταδακτύλου έχουν ερμηνευθεί ως στοιχεία παλαιότερων, υγρότερων τεταρτογενών περιόδων, κατά τις οποίες η κυκλοφορία του νερού και η καρστική δραστηριότητα ήταν εντονότερες.

Έτσι, τα συγκεκριμένα πετρώματα δεν διατηρούν μόνο φυτικά αποτυπώματα. Διατηρούν πληροφορίες για παλαιές πηγές, νερά, βλάστηση και κλιματικές συνθήκες της Κύπρου.

Αγία Μαρίνα και Λάπηθος

Τα δείγματα που παρουσιάζονται προέρχονται από δύο διαφορετικές περιοχές, την κατεχόμενη Αγία Μαρίνα και την κατεχόμενη Λάπηθο. Δεν θεωρούμε αυτόματα ότι οι τραβερτίνες των δύο θέσεων σχηματίστηκαν την ίδια περίοδο ή κάτω από απολύτως ίδιες συνθήκες.

Για τη Λάπηθο υπάρχει σαφής ιστορική γεωλογική τεκμηρίωση τόσο για τις εκτεταμένες τραβερτινικές αποθέσεις όσο και για τα φυτικά αποτυπώματα που περιέχουν.

Για τα συγκεκριμένα δείγματα της Αγίας Μαρίνας, χωρίς ακριβή στρωματογραφική μελέτη της θέσης, δεν αποδίδουμε αυθαίρετα συγκεκριμένη ηλικία ή φυτικό είδος.

Και οι δύο περιοχές βρίσκονται σήμερα στο κατεχόμενο τμήμα της Κυπριακής Δημοκρατίας.

Ταξινόμηση του υλικού

Τύπος πετρώματος: Τραβερτίνης (Travertine)
Κατηγορία: Χημικό/βιογενώς επηρεαζόμενο ανθρακικό ιζηματογενές πέτρωμα
Κύριο ορυκτό συστατικό: Ανθρακικό ασβέστιο (CaCO₃)
Περιβάλλον σχηματισμού: Ηπειρωτικά γλυκά νερά, κυρίως πηγές και ρέοντα ασβεστούχα νερά
Διατηρημένο υλικό: Φυτικά αποτυπώματα και ίχνη φυτικών τμημάτων
Τοποθεσίες: Αγία Μαρίνα και Λάπηθος, κατεχόμενη Κύπρος
Φυτικός προσδιορισμός των συγκεκριμένων δειγμάτων: Plantae indet.

Πηγές

Bellamy – The Geology of Cyprus – ιστορική γεωλογική περιγραφή των τραβερτινών της Λαπήθου και των φυτικών αποτυπωμάτων τους.

Geological research on the Kyrenia Range – παλαιές τεταρτογενείς τραβερτινικές αποθέσεις και καρστικές πηγές του Πενταδακτύλου. 

TEXT AND PHOTOS: GEORGE KONSTANTINOU – OCCUPIED AGIA MARINA AND OCCUPIED LAPITHOS, CYPRUS.

The material presented here comes from occupied Agia Marina and occupied Lapithos, in northern Cyprus. It consists of plant remains and, principally, plant impressions preserved in travertine, a distinctive carbonate rock formed through the precipitation of calcium carbonate from freshwater.

Travertine can preserve the shapes of leaves, twigs, stems and other plant material in remarkable detail. At Lapithos, such plant impressions are historically documented in the geological literature of Cyprus. An early geological description specifically records travertine deposits containing impressions of leaves and foliage, including plane and alder trees.

What is travertine?

Travertine is a porous carbonate sedimentary rock composed mainly of calcium carbonate (CaCO₃). Unlike many limestones containing marine fossils, travertine commonly forms around springs and flowing freshwater rich in dissolved calcium carbonate.

Ancient travertine deposits of the Kyrenia Range have been associated with earlier Quaternary periods when climatic conditions were wetter and karst activity was more intense than today.

Lapithos is a particularly impressive example. Historical geological descriptions record successive travertine terraces there, produced by ancient freshwater activity.

How does travertine form?

Rainwater penetrates soil and limestone and becomes enriched in carbon dioxide. This allows it to dissolve calcium carbonate from the limestone.

The dissolved calcium is transported underground. When the water emerges from a spring or flows in a stream, it loses some of its dissolved CO₂, favouring precipitation of calcium carbonate:

Ca²⁺ + 2HCO₃⁻ → CaCO₃ ↓ + CO₂ ↑ + H₂O

Layer after layer of calcium carbonate can consequently accumulate around rocks, plants and other objects lying in or beside the flowing water.

Evaporation may also assist precipitation, while plants, algae and microorganisms can significantly influence the process.

How are the plant “fossils” formed?

A leaf, twig, stem, root, moss or other piece of vegetation becomes immersed in or repeatedly wetted by calcium-rich water.

Calcium carbonate begins coating its surface. Successive mineral layers eventually produce a rigid carbonate coating that reproduces the shape of the plant.

The sequence can be simplified as:

plant → CaCO₃ coating → thickening carbonate crust → decay of plant tissue → impression or cavity preserved in travertine.

Consequently, travertine may preserve leaf outlines and venation, hollow tubes left by twigs and stems, and complex porous structures formed around vegetation.

This process also explains much of the characteristic cellular and tubular texture of travertine. The earlier Cyprus account similarly describes the calcification of aquatic vegetation, branches and leaves followed by the disappearance of the original organic tissues.

Why can leaves be preserved so well?

Travertine can precipitate sufficiently rapidly around plant material for a carbonate coating to form before the plant has completely decomposed.

The resulting crust acts as a natural mould. Eventually, the original organic material may disappear entirely. What remains is therefore not necessarily a leaf that has itself “turned to stone”, but often its impression or mould within the carbonate deposit.

This distinction is important when interpreting these remains.

Travertine and fossil plants at Lapithos

Lapithos is especially interesting from a palaeobotanical perspective. Historical geological literature specifically records impressions of leaves and foliage of plane and alder trees in the local travertine deposits.

This provides independent evidence that the plant-like structures found in Lapithos travertine are not merely random cavities: the deposits are genuinely known to preserve vegetation.

However, this does not mean that every specimen shown here can automatically be identified as Platanus or Alnus. Species or genus identification requires suitable diagnostic features preserved in each individual impression.

What do these remains tell us?

Plant-bearing travertine provides a record of an ancient freshwater environment.

Its formation indicates active springs or other flowing freshwater, together with vegetation close enough for leaves, twigs and other plant material to become incorporated into the growing carbonate deposits.

Ancient travertine deposits of the Kyrenia Range have been interpreted as evidence of wetter Quaternary climatic phases, when groundwater circulation and karst processes were more active.

These rocks therefore preserve more than plant impressions. They can provide evidence of ancient springs, freshwater systems, vegetation and environmental conditions in Cyprus.

Agia Marina and Lapithos

The specimens presented here come from two separate areas: occupied Agia Marina and occupied Lapithos. The travertine deposits at the two localities should not automatically be assumed to have formed at exactly the same time or under identical environmental conditions.

For Lapithos, there is clear historical geological documentation of both extensive travertine deposits and the plant impressions they contain.

For the particular Agia Marina specimens, no precise geological age or plant identification is assigned without stratigraphic study of their original context.

Both localities are today situated in the occupied area of the Republic of Cyprus.

Classification of the material

Rock type: Travertine
Category: Chemical/biogenically influenced carbonate sedimentary rock
Principal mineral component: Calcium carbonate (CaCO₃)
Depositional environment: Continental freshwater, especially springs and flowing calcium-rich waters
Preserved material: Plant impressions and traces of plant remains
Localities: Agia Marina and Lapithos, occupied Cyprus
Identification of the particular plant remains: Plantae indet.

Sources

Bellamy – The Geology of Cyprus – historical geological account of the Lapithos travertines and their preserved plant impressions.

Geological research on the Kyrenia Range – Quaternary travertine deposits, fossil springs and former humid climatic phases.