K katavóthres Argostoli ( καταβόθρες , od κατά, níže a βόθρος, díry, jámy ), jsou, jak jejich název napovídá řecky, „ polykací díry “. Ekvivalentní ponorům odpovídají vstupu mořské vody do trhlin ve skále a tuto absorpci doprovázejí podivným hlukem. Oni jsou také nazýváni „mořské mlýny Argostoli “, protože asi poloviny XIX th století, kdy byly vybudovány mlýny využívají svou moc.
Vyskytují se pouze v Fanari (Greek Φανάρι ), extrémním severním cípu malém poloostrově části Argostoli na Jónské ostrovy z Kefalonia , Řecko .
Mořská voda vstupuje do podzemí dutinami zvanými hydrologické ztráty pro řeky, jejichž vstupní bod, a to je pozoruhodný aspekt tohoto jevu, je pod hladinou moře. To nemá obdoby. A pokusy o vědecké vysvětlení daly v minulosti vzniknout mnoha hypotézám.
Po velmi dlouhou dobu jsme se divil, kde tato mořská voda se děje. Bylo snadné si představit, podzemní jeskyně, které by obdržely tuto vodu, ale protože mizí voda byla již pod hladinou moře, v souladu se zásadou spojité nádoby. Tyto jeskyně by se nakonec se naplnily a mořská voda měla přestat být nasávána. A to zejména proto, že Středozemní moře není poznamenáno přílivy a odlivy: realitu katavóthres jsme tedy nemohli ospravedlnit fenoménem přílivu a odlivu.
Geologicky as ohledem na systém katavóthres tvoří hlavní část ostrova Kefalonia v zásadě na jedné straně Mount Roudi a Mount Ainos , dva po sobě následující řetězce krasových hor ( vápence a dolomity pocházející z křídy ( - 145 až - 65 Ma ) v paleogenu ( -65 až -23 Ma )), orientovaný na severozápad / jihovýchod, přidán na východním pobřeží Mount Kokkini Rachi , také krasová hora, která však pochází z triasu ( - 251 až -200 Ma ) a Jurassic ( -200 až -145 Ma ); a na druhé straně terciérní sedimenty ( -65 až -2,6 Ma ) na jih a jihovýchod. Křídové a paleogenní vápence se nacházejí na poloostrově Erisos a na severu a západě poloostrova Palikki; a terciární sedimenty na jih a východ od druhého. Přírodní studny a závrty se zhroutily a způsobily vznik četných závrtů, které jsou charakteristické pro ostrov obecně a zejména pro vnitrozemí Sami .
Vrstvy křídového vápence se zde svažují k východu. To znamená, že hlavní část srážek na masivu, odvedená téměř úplně prostředníkem studní a dalších podzemních dutin masivu, je směrována na východ; povrch masivu zůstává velmi suchý. Hydrologická síť poloostrova Palikki a Erisos je nezávislá na síti hlavní části ostrova.
Mnoho teorií bylo formulováno v průběhu času a byly provedeny pokusy s tyčinkami, olejem, barvivy a různými technikami, aby se zjistilo, kde se voda znovu objevuje. V roce 1957 Dr. Pane , Dlaždice 40 kg z fluoresceinu a malými kousky barevného dřeva se do něj bez dalšího úspěchu.
Tyto hydrogeologů rakouský Viktor Maurin a Joseph G. Zotl, financované rakouské rady pro výzkum provedla studie hydrogeologických přes ostrov v letech 1959 až 1963. 243 přírodních zdrojů a propadů jsou pak mapovány, měření tvrdosti, jejichž pH , elektrická vodivost a teplotní vody. Určují tak hydrogeologické zóny, včetně zřízení tří zón pronájmu brakické vody.
Zdroji brakické vody na ostrově jsou voda z obnovy krasového podloží. Počáteční hypotéza spočívala v tom, že tyto obnovy měly být výstupními body mořské vody, která vstoupila do podzemí u katavóthresů v Argostóli . Největší brakické vodní zdroje se nacházejí v zátoce Sami - Aghia Effimia (východní pobřeží ostrova), kde je uvedeno 35 pramenů. Karavomylosův pramen tam v létě roku 1963 tekl přes 300 l / s a dlouho se používal k pohonu konvenčního vodního mlýna. Jiné zdroje jsou také dobře známé místně, například zdroje Phrydi nebo Paleomylos. Všechny zdroje zálivu, mezi Sami a Aghia Effimia, jsou brakické a jsou u poměrně velkého počtu buď na úrovni moře nebo níže. Z 25 zdrojů v této oblasti má 25 letní průtok (měřeno v roce 1963) nižší než 20 l / s ; tři zdroje přesahují 100 l / s .
Druhá oblast brakických zdrojů je v severní části zálivu Livadi (západní pobřeží ostrova, záliv mezi ostrovem a jeho poloostrovem Palikki), kde jsou brakické zdroje mírného toku.
Zdroje sladké vody z dešťové vody infiltrované do hory se nacházejí pouze na úpatí hor, v treťohorních sedimentech, které jsou nepropustnější a tvoří bariéru proti vodě: na jih a na jih, na východ od hory Ainos a na jih od Mount Kokkini Rashi (který je na východním pobřeží). Zajímavé je, že také v zátoce Livadi (západně od hory Ainos ) najdeme největší zdroje sladké vody, zejména v laguně Koutavos (v řečtině Κούταβος , 200 m od Farsy), kde pramen dodává více než 100 L / s ; je to hlavní vodní zdroj v Argostóli .
Pokud jde o katavóthry, nejsnadněji identifikovatelným v době studie (a nyní) je odpad používaný ve Stevensonově mlýně postaveném v roce 1831 a v mlýně Migliaressi, známém také jako „nový mlýn“, postavený v roce 1859. o několik set metrů dále na jih od první. Stevenson tam vybudoval malý kamenný kanál, dlouhý 46 ma široký asi 2 m , rozšířil několik vstupních pruhů a zablokoval několik dalších. Průtok v kanálu přicházející vody se mění podle přílivu a odlivu, jehož průměrná amplituda je v tomto bodě 40 cm . Následné výkyvy průtoku jsou regulovány ventily. Přijatá opatřeníÚnor 1963naznačují, že maximální rozdíl v hladině vody mezi uzavřeným ventilem a otevřeným ventilem je vysoký 73 cm (Wiebel v roce 1874 označuje 137 cm , což odpovídá vzestupu ostrova mezi dvěma měřeními během zemětřesení v roce 1953 ). Když jsou ventily uzavřeny, vidíme příchod čerstvé vody do katavóthres přes praskliny ve skále.
Mlýn Migliaressi má více než 200 m kanálů. V době studie byly úplně suché.
Kromě větrného mlýna katavóthres existuje mnoho dalších, menších, asi 1 km podél východního pobřeží poloostrova. Mezi nimi V. Maurin a JG Zötl identifikují 10 dalších, z nichž nejdůležitější dostává 10 l / s .
Tato hydrografická vložka, vyrobená v roce 1959, je nezbytná, ale nedostatečná k pochopení fenoménu katavóthres. V létě roku 1961 Maurin a Zötl pověřili V. Tischa a A. Reisingera (oba ze Salcburku) ověřením existence podmořského průniku mořské vody do půdy v zátoce Sami - Aghia Effimia, hlavní oblast brakické oblasti vodní zdroje. Tisch a Seitinger nenašli nic, ale naopak si povšimli existence četných vypouštění brakické vody.
Maurin a Zoetl také chtějí mít monitorování nejdůležitějších zdrojů, pokud je to možné. Pramen Phridi, jeden z největších zdrojů v zátoce Sami - Aghia Effimia, bude pravidelně monitorovánČervenec 1961 na Listopad 1962 N. Nikolakos, zemědělec z Kefalonie.
Trvalý rozdíl v hladině mezi mořem a vodními body mezi Fanari (severní špička poloostrova Argostóli ) a Argostóli byl již dlouho uznáván - hladina vodních bodů byla nižší než hladina moře. rozdíl zůstal rozporuplný a ve vzájemném rozporu. V roce 1961 nechali Maurin a Zoetl instalovat rozchod ve vzdálenosti 32 m od pobřeží v „novém mlýně“, který doplňoval stávající. Poznamenávají, že hladina moře během pobytu kolísala o 34 cm, hlavně kvůli působení větru; přílivy samy o sobě nemají téměř žádný účinek. Poznamenávají také, že změny vodní hladiny v poli sledují změny v mořské hladině, s určitým zpožděním a vodní hladinou v polní vodě mezi 59 cm a 96 cm v době jejich pozorování., Kde najdeme zhruba 34 cm Další podobná měření provedená v srpnu 1963 ukazují kolísání vody v poli o 1,2 m, což může být způsobeno výjimečnými srážkami, které předcházely tomuto poslednímu měření.
V. Maurin a J. Zötl, kteří jsou konečně připraveni experimentovat se sledováním toku vody, se rozhodnou pro fluorescein (velmi silné zelené barvivo viditelné pod UV zářením ) a musí vypočítat potřebné množství s přihlédnutím k celkovému toku vody. zdroje na straně Sami . Kromě 35 již uvedených zdrojů, které jim místní obyvatelé říkají, že průměrný celkový průtok v zimě je asi 3000 l / s, se dozvěděli, že existuje i pět větších podvodních zdrojů. Na základě odhadovaného celkového průtoku pro tuto zónu 10 000 l / s (tj. 8,6 milionů m³ za 10 dní nebo 17,2 milionu m³ za 20 dní) se rozhodnou pro 160 kg fluoresceinu - což je jejich limit financování - o kterém se domnívají, že by měl zajistit koncentrace 10 −8 . The26. února 1963, 160 kg uraninu ( fluorescein ) je uloženo pod kontrolu A. Dounase a A. Morikise, dvou řeckých geologů, v jednom z katavóthresů ve Fanari. Poté začíná analýza vzorků vody (celkem asi 580), odebraná na několika místech: zdroje na severu a východě zálivu Livadi, záliv Sami - Aghia Effimia a oblast Poros (kromě ponořených obnov v moři). Výběry budou ukončeny dne10. dubna.
První stopy barvy se objeví o patnáct dní později, 12. března, u zdroje 3 km od Vlachaty, zhruba na půli cesty mezi Sami a Aghia Effimia. 13 a14. března, zbarvení se objevuje u jiných zdrojů na jih od tohoto, zejména u pramenů Phridi a Karavomylos, jakož i v jezeře jeskyně Melissani . Skupina pramenů severně od pramene Phridi, která vidí první stopy barvy na14. března(16 dní metrem), dává nejsilnější měření, s maximální fluorescein koncentraci 2.10 -9 na16. března(18denní výlet pod zemí). Melissani jeskyně jezero je jediné oživení také dosáhnout řádově 10 -9 . V zátoce Sami - Aghia Effimia se všechny ožívající barevné prameny táhnou přes 3 km.
Ve zdrojích Livadi Bay, ani v těch poblíž Porosu se neobjevila žádná barva.
V. Maurin a J. Zötl poukazují na to, že srážky od října do prosince 1962 , předcházející jejich zkušenostem, byly neobvykle silné a bezprecedentní po celá desetiletí; a že ti od ledna do března, i když méně intenzivní, byli také velmi významně vyšší, než je obvyklý průměr pro tyto měsíce. Tok studovaných zdrojů se vynásobil 10. Některé podvodní ožívající prameny, obvykle neviditelné, během tohoto období vytvářely na hladině moře šumění.
Obvykle je podíl sladké vody / mořské vody v ožívajících pramenech zálivu Sami - Aghia Effimia se liší velmi málo: řádově 3,5 / 1 pro zdroje skupiny Phidri a 6/1 pro Karavomylos. Po těchto přívalových deštích v zimě 61–62 poklesly proporce sladkovodní / mořské vody na 6/1 pro Phidri a 8,5 / 1 pro Karavomylos. Z toho Maurin a Zötl odvodili, že existuje omezení pro dodávku mořské vody v podzemním komunikačním systému mezi západem a východem ostrova.
Další provedené pozorování uvádí, že teplota ožívajících brakických vodních zdrojů je po celý rok prakticky konstantní: 15 ° v únoru, 15,1 ° v srpnu pro Phridi; 14,9 ° v srpnu pro Karavomylos. Maurin a Zötl zjistili tato čísla i po výše zmíněných výjimečných deštích a usuzují, že teplota vody není podmíněna teplotou slané nebo sladké vody, ale průchodem těchto vod v hornaté masě.
V propojených nádobách jsou hladiny vody v připojených trubkách stejné bez ohledu na jejich tvar, průměr nebo počet trubek. Ale dva jevy sem přicházejí, aby tento výsledek změnily.
Jeden předvedl Leonardo da Vinci (1452-1519), který odhalil zákon rovnováhy dvou kapalin různé hustoty : ve spojovacích nádobách bude hladina vody v části obsahující nejvíce kapaliny hustá nižší než hladina vody v části obsahující méně hustou kapalinu. Konkrétně, pokud jedna z nádob obsahuje slanou vodu a druhá nádoba obsahuje čerstvou vodu, obě nádoby spolu komunikují, ale hladina vody v nádobě se slanou vodou bude nižší než ve váze se sladkou vodou. Rovněž pokud z některé ze zkumavek odeberete trochu vody, hladina vody poklesne zpět na obě strany současně.
Druhý odpovídá Pascalovu principu , základnímu zákonu hydrostatiky , kde je tlak v kapalině přímo úměrný hloubce (nebo výšce vodního sloupce) a jeho hustotě.
Tvorba hydrologického systému katavóthres sahá do vývoje krasové struktury během pleistocénu (2,6 Ma na 11 430 let) na základě vápenců dříve uložených během křídy .
Během postupného zalednění pleistocénu kvůli množství ledu, který snižuje množství vody o stejné množství, hladina moře dramaticky klesá - například během posledních zalednění před 12 000 lety klesá ve Středozemním moři asi o 100 m . Během těchto ledových dob jsou Kefalonia a ostrov Zante sjednoceny. Na druhé straně je celek, který tvoří, oddělen od ostrova Ithaca na východě Kefalonie : východní pobřeží Kefalonie , zejména zátoka Sami - Aghia Effimia, má velmi vysoký sklon a zalednění mimo jiné - zalednění, tempo pobřeží se téměř nemění. Naproti tomu na západním pobřeží Kefalonie má záliv Livadi současnou maximální hloubku 28 m; během zalednění je proto z velké části odkrytý a poté vytváří povodí s relativně nepropustným dnem, kde se může setkávat voda.
Poté vstupuje do hry orientace vápencových vrstev: jsou orientovány na východ, na druhou stranu ostrova. A v době zalednění už byl masiv zkreslený , označený jeskyněmi, studnami, kanály a průchody všeho druhu. Od místa, kde vody v oblasti Livadi na západě přirozeně proudí pohořím směrem na východ a na druhou stranu ostrova, v tomto případě k zálivu Sami - Aghia Effimia. Jedná se o poměrně běžný jev, který lze mimo jiné najít v poljéch bývalé Jugoslávie s podzemními cestami často přesahujícími 50 km - zde v Kefalonii musí voda projít jen 15 km (po přímce).
Po posledním zalednění stoupá hladina moře a vyplňuje chodbu podzemními cestami toku čerstvé vody pod horou. Tento vzestup a naplnění se prokázalo, když se v roce 1961 Maurinovi a Zoetl podařilo získat stalaktity z jeskyní ponořených do moře, jedna v hloubce 3 ma druhá v hloubce 26 m. Věk těchto stalaktitů určuje na uhlíku 14 KO Münnich z Fyzikálního ústavu univerzity v Heidelbergu . První krápník je starý přibližně 16 400 let, druhý 20 400 let. Zatímco se krápníky nemohou tvořit ve vodě, tyto věky jsou daty ponoření příslušných jeskyní. To však stále nevysvětluje, proč je voda z moře nasávána katavóthry. Tento bod vyřešili H. Bergmann a Th. Glanz z Technické školy ve Štýrském Hradci .
Dříve se uvádí, že brakické zdroje zátoky Sami - Aghia Effimia vypouštějí více čerstvé vody než mořské vody, a to v poměru měnícím se (v běžných dobách) od 3,5 / 1 do 6 / 1. C t je tedy to, že alespoň více než 3/4 jejich vody pochází z masivu, který svým způsobem slouží jako houba k ukládání vody ze zimních dešťů. Oba krasové hory na Ainos a Roudi tvoří přírodní vodní nádrže. Dešťová voda nezůstává na povrchu; proniká dovnitř hor prasklinami a dalšími otvory charakteristickými pro krasový terén. Velikost tohoto masivu vysvětluje malý rozdíl mezi letním a zimním tokem u zdrojů (a také vysvětluje stálost teploty).
Naproti tomu v krasovém masivu nejsou trhliny a další vnitřní otvory rovnoměrně rozloženy: jejich velikost se zmenšuje se snižováním nadmořské výšky. Toto je praktický výsledek aplikovaný v geologii Pascalova principu . Výsledkem je, že čím více voda klesá, tím rychleji proudí a její potenciální energie se postupně transformuje na energii kinetickou. Tyto toky dokážou vytvořit tlakovou hlavu, která se zde nachází pod hladinou moře. Protože existuje komunikace mezi umístěním tlakové hlavy a otvorem do moře na západním pobřeží ve Fanari, a protože tato tlaková hlava uvnitř hory je větší (kvůli výšce a zmenšené velikosti vnitřních komunikačních cest) než tlaková hlava vytvořená mořem na úrovni katavóthres, je mořské vody nasáván do systému. Stejně tak u brakických zdrojů na východním pobřeží je voda přicházející pod hladinu moře tam vyvedena silou tlakových hlav před systémem. To je princip přírodních artéských studní .
V roce 1835 anglický výběrčí daní Stevenson jako první použil katavóthres k provozu kukuřičného mlýna a nainstaloval zde popsaná zařízení. V roce 1859 D. Migliaressi nainstaloval další mlýn stejného typu o několik set metrů dále na jih. Přestali pracovat ve třicátých letech minulého století a byli úplně zničeni během zemětřesení v Kefalonii v roce 1953 . Na začátku 60. let byly přestavěny jako turistická atrakce, ale nebyly funkční.