Μετά τη γενίκευση της χρήσης των γαιανθράκων (του κάρβουνου δηλαδή, κυρίως λιγνίτη) στις αρχές του 18ου αιώνα στην καθηµερινότητα και σταδιακά τον 19ο αιώνα σε καθολική και παγκόσµια κλίµακα, οι επιστήµονες ξεκίνησαν να ερευνούν συστηµατικά τους τρόπους (αλλά και τους τόπους) που δηµιουργήθηκαν τα κοιτάσµατα κάρβουνου.
Ήδη από την αρχή οι γεωλόγοι και οι χηµικοί διαπίστωσαν ότι τα κάρβουνα προέρχονταν από φυτική ύλη που είχε υποστεί χηµικές αλλαγές. Πέρα από αυτήν την γενικά αποδεκτή επιστηµονική θέση δεν υπήρξε οµοφωνία ως προς τον τρόπο µε τον οποίο τα κάρβουνα βρέθηκαν µέσα στα γεωλογικά στρώµατα.
Για να εξηγήσουν τον τρόπο συσσώρευσης του κάρβουνου µέσα στα γεωλογικά στρώµατα οι γεωλόγοι για πάνω από 130 χρόνια είχαν χωριστεί σε δύο επιστηµονικά στρατόπεδα:
Από την µια ήταν αυτοί που υποστήριζαν «το δόγµα της αλλόχθονης προέλευσης» των γαιανθράκων. Μια υπόθεση που παρέµεινε αδιαµφισβήτητη µέχρι το τέλος του δέκατου όγδοου αιώνα, αλλά έπεσε σε δυσµένεια στις αρχές του δέκατου ένατου αιώνα. Σύµφωνα µε αυτήν, τα κοιτάσµατα γαιανθράκων είχαν σχηµατιστεί από µεταφερόµενα διαφόρων µεγεθών φυτικά λείψανα, σε θέσεις (λεκάνες) συγκέντρωσης και απόθεσής τους και είχαν µε αυτόν τον τρόπο εγκλωβιστεί µέσα στους γεωλογικούς σχηµατισµούς.
Το αντίπαλο στρατόπεδο υποστήριξε µια άλλη υπόθεση που διατυπώθηκε το 1778 ως αποτέλεσµα µακρόχρονων µελετών και παρατηρήσεις και σύντοµα κέρδισε τη γενική αποδοχή. Είναι γνωστή ως «το δόγµα της in situ (αυτόχθονης) ανάπτυξης». Σύµφωνα µε αυτήν την υπόθεση, τα φυτά που έδωσαν τη φυτική ύλη για την δηµιουργία των κοιτασµάτων κάρβουνου αναπτύχθηκαν εκεί όπου βρέθηκε το κοίτασµα κάτω από συνθήκες που ευνόησαν τη δηµιουργία του [1]. Σε όλο αυτό το χρονικό διάστηµα των επιστηµονικών συζητήσεων και διαφωνιών, τα ευρήµατα απολιθωµένων ριζών και ιστάµενων κορµών δένδρων υπήρξαν καθοριστικής σηµασίας για την εδραίωση της αυτόχθονης ανάπτυξης κοιτασµάτων γαιανθράκων.
Διαφόρου μεγέθους ιστάμενοι κορμοί δένδρων, του Απολιθωμένου Δάσους Χανίων, εντός του βενετσιάνικου λατομείου στον Σταυρό Ακρωτηρίου.
Η µετατροπή της φυτικής ύλης σε τύρφη και αργότερα σε ωριµότερους τύπους γαιάνθρακα εξελίσσεται µέσω της βιοχηµικής και γεωχηµικής ενανθράκωσης, µιας µακρόχρονης γεωλογικής διαδικασίας, που µόλις πρόσφατα αρχίσαµε να κατανοούµε και η οποία, µεταξύ άλλων, µπορεί να οδηγήσει και σε διατήρηση µέσω απολίθωσης, ιστών και φυτικών δοµών των αρχικών φυτών.
Εκτός της ενανθράκωσης, η πιο γνωστή διαδικασία απολίθωσης είναι αυτή που διατύπωσε ο Θεόφραστος (371 π.Χ. – 287 π.Χ.) από την Ερεσό της Λέσβου στο µνηµειώδες έργο του «Περί λίθων»: η πυριτίωση, που είναι η διαδικασία αντικατάστασης των φυτικών ιστών µε άµορφο διοξείδιο του πυριτίου, που σε ορισµένες περιπτώσεις επίσης µπορεί να οδηγήσει σε διατήρηση της λεπτοµερούς φυτικής δοµής τµηµάτων φυτών και δένδρων.
Και ενώ η ενανθράκωση δηµιουργεί κοιτάσµατα γαιανθράκων, η πυριτίωση συνδέεται µε συγκριµένους τύπους ηφαιστειακών εκρήξεων, αυτών που παράγουν µεγάλες ποσότητες ηφαιστειακών υλικών (κυρίως σποδού, δηλ. ηφαιστειακής στάχτης). Μετά την έκρηξη το παχύ στρώµα ηφαιστειακών υλικών, όταν έχει σχετικά χαµηλή θερµοκρασία ώστε να µην κάψει τα δένδρα, τα αποµονώνει από το ατµοσφαιρικό οξυγόνο και τους παρέχει ενεργό άµορφο διοξείδιο του πυριτίου δηµιουργώντας ένα περιβάλλον ιδανικών συνθηκών για αυτού του είδους την απολίθωση, κυρίως ιστάµενων κορµών δένδρων, που όταν βρίσκονται σε αυξηµένους αριθµούς σε µια σχετικά στενή περιοχή εξάπλωσης ονοµάζονται απολιθωµένα δάση [2].
Υπάρχει όµως και µια τρίτη, ακόµα πιο σπάνια διαδικασία, η ασβεστιτοποίηση, η οποία οδηγεί σε απολίθωση τµήµατα ανώτερων δένδρων, σε ιδιαίτερα αποθετικά περιβάλλοντα όπως τα παράλια περιβάλλοντα που φιλοξενούν αµµοθίνες ή/και αιολιανίτες. Μέσα στο έντονα οξειδωτικό περιπαραλιακό περιβάλλον που αποδοµεί κάθε µορφή οργανικής ύλης, η ασβεστιτοποίηση (διατήρηση) φαίνεται να συµβαδίζει κατά θέσεις µε την αποσύνθεση (καταστροφή) των φυτικών ιστών. Η διατήρηση στις ίδιες περιοχές µε τις απολιθωµένες ρίζες, δηλ. τους ριζόλιθους και απολιθωµένων ιστάµενων κορµών, απαιτεί έναν µηχανισµό ταχύτατης εναπόθεσης ιζηµάτων κάτω από τα οποία θάφτηκαν τα δένδρα και µάλιστα πριν οδηγηθούν στην αποσύνθεση. Ένα τέτοιο ειδικό και σπάνιο περιβάλλον δηµιουργήθηκε πριν µερικές χιλιάδες χρόνια στο παραλιακό µέτωπο του Σταυρού, όταν οι αιολιανιτικές αποθέσεις, που έχουν µεγάλο πορώδες, εναλλάχθηκαν αποθετικά µε επάλληλα εδαφικά στρώµατα, που έχουν µικρό έως ανύπαρκτο πορώδες και επιτρέψανε την απολίθωση εκτός των ριζών που βρισκόντουσαν έτσι και αλλιώς εντός των παλαιοεδαφών, την απολίθωση επίσης µέσω ασβεστιτοποίησης και των σπάνιων και µοναδικών ιστάµενων κορµών στο Απολιθωµένο ∆άσος Χανίων, στον Σταυρό Ακρωτηρίου.
*Ο Μανόλης Μανούτσογλου είναι καθηγητής και τ. Κοσµήτορας της Σχολής Μηχανικών Ορυκτών Πόρων του Πολυτεχνείου Κρήτης
