Investigation of sediment core PS2556 from Bellingshausen Sea, Antarctica

Die Rekonstruktion der glaziomarinen Sedimentationsprozesse am antarktischen Kontinentalrand des westlichen Bellingshausenmeeres erfolgte durch die sedimentologische Auswertung eines 962 cm langen Schwerelotkernes aus 3594 m Wassertiefe. Der Kern wurde während des Fahrtabschnittes ANT-XI/3 mit dem FS "Polarstern" vom Scheitel einer Sediment- "Drift" gezogen. An dem Sedimentkern wurde eine lithologische Beschreibung, sowie sedimentologische Untersuchungen und sedimentphysikalische Messungen durchgeführt. Anhand der Ergebnisse konnten signifikante Änderungen in der Zusammensetzung und Struktur der Sedimente erkannt, und drei Faziestypen unterschieden werden. Die Faziestypen charakterisieren jeweils glaziale oder interglaziale Zeiträume. Der größte Teil der Sedimentabfolge gehört der Laminitfazies an. Dabei handelt es sich um feinlaminierte Sedimentabschnitte, die vorwiegend aus feinkörnigen, terrigenen Komponenten zusammengesetzt sind. In die feinlaminierten Abschnitte sind vereinzelte, wenige Milimeter bis Zentimeter mächtige Siltlagen eingeschaltet. Die biogenen Anteile sind gering, Anzeichen für Bodenleben fehlen völlig. Die Manganfazies wird von authigen gebildeten Mangankonkretionen dominiert, die jeweils diskrete Lagen bilden. Dabei handelt es sich zum einen um Mikromanganknollen und -krusten und zum andern um manganhaltige Gangfüllungen. Biogene und terrigene Anteile sind in diesem Faziestyp unbedeutend. Die Biogenfazies ist von strukturlosen und stark bioturbierten Sedimenten gekennzeichnet. In diesen Sedimentabschnitten ist der hohe Anteil an Eisfracht (IRD) und die erhöhten Gehalte an Kalziumkarbonat und Opal in der Sandfraktion markant. Die stratigraphische Einordnung des Sedimentkernes erfolgte über die von Grobe & Mackensen (1992) entwickelte Lithostratigraphie, mit deren Einheiten die Faziestypen des Sedimentkernes korreliert werden konnten. Dabei ergaben sich zwei mögliche Altersmodelle und ein Basisalter von ca. 250.000 Jahren. Anhand der stratigraphischen Fixpunkte wurden Sedimentationsraten des Gesamtsedimentes und Akkumulationsraten des Kalziumkarbonates, des Biogenopals und des organisch gebundenen Kohlenstoffes berechnet. Dabei wurde gezeigt, daß lediglich das Kalziumkarbonat und der Biogenopal als Anzeiger für biologische Produktion dienen können, wobei Lösungsprozesse in der Wassersäule und im Sediment eine große Rolle spielen. Der Gehalt an organisch gebundenem Kohlenstoff ist in dem Sedimentkern nur erhaltungsbedingt zu erklären. Die Sedimentationsprozesse der einzelnen Faziestypen sind von den Eisverhältnissen, der biologischen Produktion, dem gravitativen Transport und der Umlagerung durch Meeresströmungen abhängig. Die Auswirkung der einzelnen Faktoren ist jeweils unterschiedlich ausgeprägt und wirkt sich spezifisch auf die einzelnen Parameter aus. In den Glazialen hatte ein Vorstoß des Schelfeises über die Schelfkante zur Anlieferung großer Sedimentmassen geführt, die über gravitativen Transport den Kontinentalhang hinunter transportiert wurden. Die Feinfracht wurde über parallel zum Kontinentalhang laufende Konturströme westwärts transportiert und in der Larninitfazies der Driftkörper abgelagert. Am Ende der Glaziale kam es zur Sedimentation der Manganfazies. Die geringen Sedimentationsraten am Kamm der Sedimentdrift kamen aufgrund reduzierter Intensität der Konturströme und fehlender Umlagerung von Schelfsedimenten in Folge rückschreitender Schelfeisrnassen zustande. In den Interglazialen kam es durch den aufsteigenden Meeresspiegel zum Aufschwimmen des Schelfeises. Der damit verbundene Abbau der Eisrnassen über dem Schelf, hatte eine hohe Sedimentation von IRD zur Folge. Mit fortschreitendem Interglazial kam es in Zeiten nur saisonaler Meereisbedeckung zu verstärkter biologischer Produktion und zur Sedimentation biogenen Materials.

(Appendix) Petrographic record from excavation profiles in Old-Luebeck (Liubice), north Germany

Die Frage einer Küstensenkung spielt seit Jahrzehnten bei der geologischen Erforschung des norddeutschen und niederländischen Flachlandes eine große Rolle. Der Schwerpunkt der bisherigen Arbeiten lag im südlichen Nordseeraum. Gerade dieses Gebiet bereitet aber wegen seines Aufbaues aus jungen, teilweise stark setzungsfähigen Gesteinen, des von Ort zu Ort und im Laufe der Zeit unterschiedlichen Einflusses der Gezeiten sowie wegen mancher anderer Bedingungen sehr große methodische Schwierigkeiten. Deshalb überrascht es nicht, daß die einzelnen Untersuchungen noch in den letzten beiden Jahrzehnten für die verschiedenen Abschnitte zu sehr abweichenden Folgerungen kamen, so daß die heute bekannten Einzeltatsachen nur ein recht widerspruchsvolles Gesamtbild ergeben. Da eine Klärung der Probleme durch eine Neubearbeitung an der Nordsee zunächst wenig erfolgversprechend erscheint, wird die Aufmerksamkeit unvermeidlich auf die Verhältnisse im südwestlichen Ostseeraum gelenkt. Hier bestehen in mancher Hinsicht einfachere Bedingungen, die eine derartige Untersuchung begünstigen. Vor allem die Nachbarschaft des skandinavischen Hebungsgebietes am gleichen Wasserbecken, die sehr geringen Gezeitenwirkungen und die hier weit verbreiteten Sandschüttungen bieten bessere Vergleichsmöglichkeiten und schalten viele Fehlerquellen aus. In der voliegenden Arbeit wurden die litorinazeitlichen und die nachlitorinazeitlichen Vertikalbewegungen des Landes und die eustatischen Schwankungen des Wasserstandes im südwestlichen Ostseeraum mit geologisch-morphologischen Methoden und durch die Auswertung von Lage und Verbreitung ur- und frühgeschichtlicher Funde sowie unter Auswertung von pollenanalytisch datierten Bohrprofilen und Pegelaufzeichnungen untersucht.

Distribution of microorganisms in recent sediments of Kiel Bay

Die angewandte Mikropaläontologie bestimmt heute im wesentlichen das Alter eines Gesteins mit Hilfe von Faunenvergesellschaftungen. Aus der Zusammensetzung der Fauna, aus dem Einsatz oder Fehlen bestimmter Gattungen und Arten, aus den Mineralien, die das Gestein aufbauen, aus dem ganzen Bild, das eine aus einem Gestein herausgeschlämmte Fauna dem Bearbeiter gibt, läßt sich das Alter dieses Gesteins festlegen. Will man aber verschiedene Bohrungen, vor allem auch räumlich weit voneinander getrennter Gebiete, miteinander parallelisieren, so liegt das Kernproblem der Mikropaläontologie in der Frage, ob es sich bei verschiedenen Faunen tatsächlich um Alters- oder nur um Faziesunterschiede handelt. Da die Grundlagen der mikropaläontologischen Arbeitsweise zum weitaus größten Teil auf den Ergebnissen von Untersuchungen fossiler Faunen beruhen, müssen zu ihrer Unterbauung Untersuchungen an recentem Material folgen. Besonders spielt das Ineinandergreifen mariner und brackischer Sedimente in der angewandten Mikropaläontologie eine große Rolle. Auf Grund der Tatsache, daß ein großer Teil von Gattungen und Arten der Foraminiferen an der Wende Kreide/Tertiär ausstirbt und neue an ihre Stelle treten, stellt Glässner (1948) die Behauptung auf, daß die aktualistisch gewonnenen Ergebnisse für vortertiäre Faunen nur eine geringe Bedeutung besitzen. Auch seien vortertiäre, brackische Foraminiferen nicht bekannt (Glässner 1948, S. 191). Hiltermann (1948) konnte aber bereits im nordwestdeutschen Malm brackische, d. h. in Brackwasser eindringende Foraminiferen nachweisen. Auf jeden Fall behalten aktualistische Unterlagen ihren Wert für das Tertiär und Quartär. Die Faunen, die in recenten, brackischen Sedimenten nebeneinander auftreten, sind in einem Bohrprofil in einem Gestein übereinander zu erwarten. Gelingt es, die Beziehungen einer recenten Fauna zu ihrer Umwelt zu klären, dann können umgekehrt aus fossilen, ihnen gleichen oder ähnlichen Faunen Rückschlüsse auf die Entstehungsbedingungen von Gesteinen gezogen werden. Unter Umständen können der Verlauf einer Transgression, Küstennähe, die Höhe des Salzgehaltes des Meerwassers, die vorherrschenden Temperaturen u. a., aus ihnen abgelesen werden. Die Ostsee ist ein klassisches Brackwassergebiet der Erde. Ihr westlicher Teil, die Kieler Bucht, wurde erst in jüngster geologischer Zeit vom Meer überflutet. Nach Tapfer (1940) begann hier die flandrische Transgression erst etwa um 7500 v. d. Zw. mit dem Erreichen des heutigen Meeresniveaus. Seit dieser Zeit erst entstehen neue Küstenformen, wird der Meeresboden umgelagert und bilden sich marine und brackische Absätze in diesem Gebiet.

Trace metal investigations in the fjords of Kiel Bight, Western Baltic Sea - data report of 1977/78

This data report includes the analytical results of about 220 water wamples collected at 33 stations in the Fjords of Kiel ,...