Methane and hydrogen sulfide in porewater of sediment cores from the upwelling area off Namibia

Porewater concentrations of sulfate, methane, and other relevant constituents were determined on four sediment cores from the high productivity upwelling area off Namibia which were recovered from the continental slope at water depths of 1300 and 2000 m. At all four stations a distinct sulfate-methane transition zone was observed several meters below the seafloor in which both sulfate and methane are consumed. Nutrient porewater concentration profiles do not show gradient slope changes at the depths of the transition zones. Flux calculations carried out on the basis of the determined porewater profiles revealed that anaerobic methane oxidation accounts for 100% of deep sulfate reduction within the sulfate-methane transition zone and consumes the total net diffusive sulfate flux. A significant contribution of organic carbon oxidation to the reduction of sulfate at these depths could, therefore, be excluded. We state that porewater profiles of sulfate with constant gradients above the transition zones are indicative for anaerobic methane oxidation controlling sulfate reduction.

Selected Devonian/Carboniferous boundary profiles in the Sauerland area (Rhenish massif)

Selected sections, containing Devonian/Carboniferous boundary beds, are described from the northern and northeastern margin of the Rhenish massif, especially from the Seiler region near Iserlohn and the Warstein area. These sections are from prospecting trenches, quarries and road cuts. The dominantly carbonate sequences were investigated in regard to the development of conodonts. The Devonian/Carboniferous boundary could be placed precisely in both areas by means of the phylogenetic transition from Siphonodella praesulcata to S. sulcata. Compared investigations lead to the following conclusions: - The basal part of the Hangenberg limestone is heterochronous. - The Devonian/Carboniferous boundary lies distinctly below the Hangenberg limestone, i. e. at the same stratigraphical level as the Stockum limestone. - The Imitoceras limestone lens of Stockum and the Stockum limestone represent a special facies within the Hangenberg schists. 80th belong either to the praesulcata- and sulcata-zone or are restricted only to the sulcata-zone. - Protognathodus kuehni appears together with Siphonodella sulcata. Where S. sulcata is lacking, P. kuehni may be considered as a valid index conodont indicating the beginning of the Carboniferous. - The upper part of the Wocklum beds, following above the Wocklum limestone, usually consists up to the lower Carbonilerous boundary in a more or less consistent facies, that of the Hangenberg schists. Only in the section 01 the northeastern wall of the eastern Provincial Quarry at Drewer and in the road profile Rüthen - Nuttlar, the Devonian/Carboniferous boundary is to be placed in a continuous carbonate sequence. - The eastern Provincial Quarry at Drewer is therefore proposed as a new candidate section for the Devonian/Carboniferous boundary stratotype. - In many places the carbonates at the Devonian / Carboniferous boundary and the Hangenberg limestone are characterized by an impoverished conodont fauna. - Using platform conodonts, biofacies models are developed, permitting to conclude on the position of the respective setting 01 sedimentation area, either close to a rise or a basin.

Neptunian dikes and their fillings in carbonates of the Warstein area (northeastern Rhenish massif)

Neptunian dikes and cavities as weil as their fillings are described from Middle to Upper Devonian carbonates of the Warstein area. The genesis of the pre-Upper Carboniferous dikes is due to pre-orogenic synsedimentary tensional movements. Lifting, subsidence and tilting caused joints and cracks, which are enlarged to dikes and cavities on submarine conditions. The post-Upper Carboniferous dikes are based on the orogenesis during Upper Carboniferous time, causing numerous tectonical divisional planes in the sediments. Along these planes a far-reaching karstification took place since mesozoic time. According to their size the cavities are subdivided into macro-, mega- and microdikes. With the exception of one macrodike all the others are limited to the massive limestone. Megadikes especially occur in Upper Devonian cephalopod limestone and in the Erdbach limestone, microdikes can be found in all carbonatic rocks. The dikes follow pre-orogenic, tectonical and sedimentary divisional planes and are orientated to ac-, bc- as well as bedding planes and diagonal directions. The fillings happened down from above either in a solitary event or repeatedly in long-lived dikes during a span of several ten millions of years. More seldom the fillings took place laterally or upside from beneath. The dikes contain - without regard to autochthonous conodont faunas - older and/or younger mixed faunas, too. Occasionally they were used as life district by a trilobite fauna adapted to the dikes. The dikes represent sedimentary pitfalls and conserve sediments eroded in other places. Therefore, by aid of the fillings, it can be demonstrated, that stratigraphic gaps are not absolutely due to primary interruptions of sedimentation, but were caused by reworking. Some dikes contain the distal offsets of slides and suspension streams. Relations between condensation and development of dikes could not be derived in the Warstein area. However, an increase of the frequency of dikes towards east to the eastern margin of the Warstein carbonate platform could be pointed out. This margin is a slope, persisting more than 10 millions of years, between a block and a basin. Evidently cracks and dikes, which were caused by settlements, slides and earth quakes, occured there frequently. The Warstein dikes and cavities, caused by karstification, are filled with terrestrial Lower Cretaceous, marine Upper Cretaceous and terrestrial Pleistocene to Holocene sediments. Tertiary sediments could not be detected.

Ecological investigations in the wadden area off Borkum, East Frisian Islands, Germany

Die Bodentiergemeinschaft des Wattenmeeres ist von Frühjahr bis Herbst eines jeden Jahres durch extrem hohe Dichten von Jungtieren charakterisiert. Die Kenntnisse über die Ansiedlung von fplanktischen Larven im Wattenmeer, sowie die Dynamik postlarvaler Stadien sind aufgrund der üblicherweise verwendeten, großen Siebmaschenweiten gering. Gerade aber diesen Altersstadien kommt möglicherweise eine besondere Stellung im Energiefluß des Wattenmeeres zu. An 5 Stationen (von NWL bis HWL, B1-B5) im Rückseitenwatt der ostfriesischen Insel Borkum wurden 1986 Ansiedlung, räumliche Verteilung, Wachstum, Mortalität und Produktion der Altersklasse 0 von Macoma balthica, Mya arenaria und Cerastoderma edule untersucht. Um die Ansiedlung der planktotrophen Larven dieser Arten zu beschreiben, wurden ihre Dichten in Plankton und Bodenproben miteinander verglichen. Die Untersuchungen zur Dynamik der benthischen Stadien wurden mit zwei in der Probenfläche und der Siebmaschenweite unterschiedlichen Probenserien durchgeführt. Die Drift postlarvaler Stadien wurde durch bodennahe Planktonfänge innerhalb des Eulitorals nachgewiesen. Parallel zu den Untersuchungen an der Endofauna wurden das Vorkommen und die Größe epibenthischer Räuber im Untersuchungsgebiet erfaßt. Die Hauptansiedlung von M. balthica- und M. arenaria-Larven erfolgte nahezu gleichzeitig Ende Mai/Anfang Juni. Die meisten Larven beider Arten gingen an der prielnächsten (tiefsten) Station (B1) zum Bodenleben über, gefolgt von der nächst höher gelegenen Station B2. Während frühe Bodenstadien von M. arenaria nicht im oberen Bereich des Watts (B3,B4) gefunden wurden, ist eine geringfügige Erstansiedlung von M. balthica in diesem Gebiet nicht auszuschließen. Ein die Ansiedlung limitierender Einfluß der relativ dichten Mya arenaria-Siedlung an den Stationen B1 und B2 sowie der Alttiere von M. balthica konnte nicht festgestellt werden. Die Ähnlichkeit des Ansiedlungsprozesses bei beiden Arten, die sich im Zahlenverhältnis Larvenangebot zu Anzahl der ersten Bodenstadien widerspiegelt, kann ein Hinweis auf eine überwiegend passive Ansiedlung der Larven am Boden sein. Der Ort der Hauptansiedlung von C. edule wurde durch den Transekt nicht erfaßt. Die Station B2 war zwar durch ein Herzmuschelfeld charakterisiert, dieses war aber nach zwei Eiswintern nahezu vollständig eliminiert. Der Abundanz der planktischen Larven zufolge war der Hauptansiedlungszeitraum ebenfalls Ende Mai/Anfang Juni. Zu dieser Zeit wurden nur vereinzelt frühe Bodenstadien an den Stationen B1 und B2 gefunden, keine an den Stationen B3 und B4. Während die frühen postlarvalen Stadien von M. arenaria überwiegend am Ort der Ansiedlung blieben, verbreiteten sich die von M. balthica bis in den oberen Bereich des Untersuchungsgebietes (B3-B5). Analog zu der Besiedlung dieser Gebiete durch postlarvale M. balthica wurde die im Verlauf des Untersuchungsjahres stattfindende Kolonisierung der Station B1 durch C. edule ebenfalls postlarvalem Transport zugeschrieben. Demzufolge spielt bei beiden Muschelarten postlarvaler Transport eine wichtige Rolle bei der Besiedlung von Habitaten. Planktonfänge innerhalb der bodennahen Wasserschicht bestätigten, daß im Untersuchungsgebiet M. balthica die am stärksten verdriftende Muschelart war, gefolgt von C. edule. Mortalität, Wachstum, mittlere Biomasse, Produktion und P/B-Verhältnis wurden für M. balthica an den Stationen B1, B3 und B4 sowie für M. arenaria an der Station B1 bestimmt. Wachstum und damit auch Produktion beider Arten erwiesen sich hier - wie an den höher gelegen Stationen (nur M. balthica) - als durch größenselektiven Feinddruck beeinflußt. Der Effekt postlarvalen Transports auf Wachstum wird diskutiert. Übergreifend über die auf Artebene diskutierten Ergebnisse wird die Bedeutung der Dispersion postlarvaler Stadien und die Wirkung epibenthischen Feinddrucks im Wattenmeer erörtert. Der Vergleich postlarvalen Transportes mit der Dispersion planktischer Larvenstadien, der Dispersion von Meiofauna und der Mobilität adulter Stadien der Makrofauna verdeutlicht, daß es sich hierbei um eine Strategie handeln kann, innerhalb eines unvorhersagbaren Biotops freiwerdende Ressourcen zu nutzen und dadurch Konkurrenz zu vermeiden. Es wird die Hypothese aufgestellt, daß Initialansiedlung und Immigration einerseits sowie Feinddruck und Emigration andererseits einen Regelkreis darstellen, der in verschiedenen Teilbereichen des Watts mit unterschiedlicher Geschwindigkeit abläuft.