Sedimentology and age determinations on core PS2813-1

Die Rekonstruktion des Einflusses von Strömungen und glazialmarinen Prozessen auf das Sedimentationsgeschehen am Kontinentalhang der Antarktischen Halbinsel im westlichen Weddellmeer basiert auf sedimentologischen und geophysikalischen Daten eines Kolbenlotkerns. Der Sedimentkern wurde während des Fahrtabschnitts ANT-XIV/3 mit dem FS "Polarstern" aus einer mächtigen Levee-Struktur eines Rinnen-Rückensystems gewonnen. Es wurden sedimentologische sowie sedimentphysikalische Untersuchungen an dem Kernmaterial durchgeführt. Die texturellen Änderungen im Kern und die Variationen der gemessenen Parameter ermöglichen eine lithofazielle Gliederung und stratigraphische Einstufung der Sedimentabfolge. Die untersuchten Sedimente umfassen den Zeitraum der vier letzten Klimazyklen bis heute und repräsentieren die Ablagerungsbedingungen von mehr als 340 000 Jahren. Vier Faziestypen wurden unterschieden, die sowohl glaziale als auch interglaziale Ablagerungsräume charakterisieren. (1) Die überwiegend groblaminierten Sedimentabfolgen wurden der Laminitfazies zugeordnet. Unter glazialen Umweltbedingungen kam es infolge schwacher Bodenströmungen zur Ablagerung feinkörniger, laminierter, strömungsbetonter Sedimente. (2) Strukturlose, sehr homogene Sedimentabfolgen des Kems beschreiben einen weiteren, den Kaltzeiten zugeordneten, Faziestyp, der durch geringe Variationen in den Sedimenteigenschaften charakterisiert ist. (3) Kernabschnitte, die weitgehend strukturlos sind bzw. leichte Bioturbationen und relativ viel eistransportiertes Material aufweisen, wurden als IRD-Fazies bezeichnet. Sie repräsentiert den Übergang vom Glazial zum Interglazial, in dem sich das Schelfeis und die Meereisbeckung zurückzogen. In den Sedimenten kam es infolge der gesteigerten Kalbungsrate zur Anreicherung der Eisfracht. (4) Die relativ biogenreichen, hellen Ablagerungen wurden der interglazialzeitlichen Karbonatfazies zugeteilt. Der signifikant erhöhte Anteil planktischer Foraminiferen weist auf eine gesteigerte Bioproduktivität im Oberflächenwasser hin, die aus verstärkten jahreszeitlichen Schwankungen der Meereisbedeckung resultiert. Die betrachteten Sedimentationsprozesse, wie biologische Produktivität, Umlagerungsprozesse durch Meeresströmungen, gravitativer Sedimenttransport und Eistransport, sind das Abbild komplexer Wechselwirkungen aus Meeresspiegelschwankungen, Änderungen ozeanographischer Bedingungen und der Vereisungsdynamik. Das Sedimentationsgeschehen im Untersuchungsgebiet wurde folglich durch die Variationen der vorherrschenden Umweltbedingungen bestimmt. Im Glazial kam es unter einer geschlossenen Meereisbedeckung zur Ablagerung feinkörniger, geschichteter Sedimente. Vorwiegend Turbiditströmungen kontrollierten das Sedimentationsgeschehen innerhalb des betrachteten Rinnen-Rückensystems. Unter dem Einfluß der Coriolis-Kraft und wahrscheinlich einer Konturströmung wurden die suspendierten, feinkörnigen Partikel aus dem zentralen Bereich der Rinne verdriftet und über dem nördlichen Uferwall abgelagert. Höherenergetische gravitative Prozesse beeinflußten das Sedimentationsgeschehen episodisch und sind durch gut sortierte Ablagerungen mit erhöhten Gehalten im Mittel- bis Grobsiltbereich dokumentiert. Höhere Sedimentationsraten in den Glazialen trugen verstärkt zur Bildung des Uferwalls bei. Die Ablagerungen der ebenfalls glazialzeitlichen homogenen Fazies belegen unterschiedliche Ablagerungsbedingungen und eine Verschiebung der dominierenden Prozesse. Während des Übergangs vom Glazial zum Interglazial nahm die Bodenwasserbildungsrate durch das Aufschwimmen des Schelfeises zu, wodurch die Strömungsintensität gesteigert wurde. Eine verstärkte Eisbergaktivität wird durch die Anreichung des IRD-Materials dokumentiert. Während interglazialer Zeiten ermöglichten offen-marine Bedingungen im Südsommer eine leicht erhöhte biologische Produktivität, so daß der Ablagerungsraum durch die Sedimentation biogener Komponenten verstärkt beeinflußt wurde.

Colour reflectance and core descriptions from sediment cores from the Weddell Sea

The timing of the last maximum extent of the Antarctic ice sheets relative to those in the Northern Hemisphere remains poorly understood. We develop a chronology for the Weddell Sea sector of the East Antarctic Ice Sheet that, combined with ages from other Antarctic ice-sheet sectors, indicates that the advance to and retreat from their maximum extent was within dating uncertainties synchronous with most sectors of Northern Hemisphere ice sheets. Surface climate forcing of Antarctic mass balance would probably cause an opposite response, whereby a warming climate would increase accumulation but not surface melting. Our new data support teleconnections involving sea-level forcing from Northern Hemisphere ice sheets and changes in North Atlantic deep-water formation and attendant heat flux to Antarctic grounding lines to synchronize the hemispheric ice sheets.

High resolution color reflectance and hematite and goethite record of ODP Hole 184-1143A in the South China Sea

Precipitation has a larger variability than temperature in tropical monsoon regions, thus it is an important climate variable. However, reconstructions of long-term rainfall histories are scarce because of the lack of reliable proxies. Here we document that iron oxide minerals, specifically the ratio of hematite to goethite (Hm/Gt), is a reasonable precipitation proxy. Using diffuse reflectance spectrophotometry, we measured samples from Ocean Drilling Program (ODP) 1143 drilling site (9°21.72'N, 113°17.11'E, 2777 m water depth) for hematite and goethite, whose formation processes are favored by opposing climate conditions. In order to determine the content of hematite and goethite we produced a set of calibration samples by removing the iron oxides to generate the natural matrix to which hematite and goethite in known percentages were added. From these calibration samples we developed a transfer function for determining hematite and goethite concentration from a sample's spectral reflectance. Applying this method to ODP 1143 sediments (top 34 m of a 510 m core with sampling interval of 10 cm) we were able to reconstruct a continuous precipitation history for SE Asia of the past 600 kyr using the Hm/Gt ratio as a proxy of the precipitation variability of Asian monsoon. The reliability of this Hm/Gt proxy is corroborated by its consistency with the stalagmite delta18O data from South China. Comparing long-term Hm/Gt records with the surface temperature gradient of equatorial Pacific Ocean, we found that monsoon precipitation and El Niño are correlated for the last 600 kyr. The development of El Niño-like conditions decreased SE Asia precipitation, whereas precipitation increases in response to La Niña intensification

Shipborne ocean color remote sensing

In this paper, modernized shipborne procedures are presented to collect and process above-water radiometry for remote sensing applications. A setup of five radiometers and a bidirectional camera system, which provides panoramic sea surface and sky images, is proposed for the collection of high-resolution radiometric quantities. Images from the camera system can be used to determine sky state and potential glint, whitecaps, or foam contamination. A peak in the observed remote sensing reflectance RRS spectra between 750-780 nm was typically found in spectra with relatively high surface reflected glint (SRG), which suggests this waveband could be a useful SRG indicator. Simplified steps for computing uncertainties in SRG corrected RRS are proposed and discussed. The potential of utilizing "unweighted multimodel averaging," which is the average of four or more common SRG correction models, is examined to determine the best approximation RRS. This best approximation RRS provides an estimate of RRS based on various SRG correction models established using radiative transfer simulations and field investigations. Applying the average RRS provides a measure of the inherent uncertainties or biases that result from a user subjectively choosing any one SRG correction model. Comparisons between inherent and apparent optical property derived observations were used to assess the robustness of the SRG multimodel averaging ap- proach. Correlations among the standard SRG models were completed to determine the degree of association or similarities between the SRG models. Results suggest that the choice of glint models strongly affects derived RRS values and can also influence the blue to green band ratios used for modeling biogeochemical parameters such as for chlorophyll a. The objective here is to present a uniform and traceable methodology for determining ship- borne RRS measurements and its associated errors due to glint correction and to ensure the direct comparability of these measurements in future investigations. We encourage the ocean color community to publish radiometric field measurements with matching and complete metadata in open access repositories.