(Tab. XIII.1) TOC content, carbonate content, carbonate mineralogy, percentage of total carbonate, aragonite, low magnesium calcium, and high magnesium calcium, and grain-size contents from samples from the Golfe d'Arguin and from the Western Sahara

Modern carbonate sedimentation takes place on the northern Mauritanian shelf (20°N), where typical tropical components (e.g. hermatypic reefs, calcareous green algae) are absent. Such deposits are reminiscent of extratropical sediment in the geological record. The tropical open shelf of Mauritania is influenced by large siliciclastic dust input and upwelling, highly fertilizing the ocean, as well as strongly limiting the light penetration. In this context, temperature does not appear to be the steering factor of carbonate production. This thesis describes the depositional system of the Golfe d'Arguin off Mauritania and focuses on environmental conditions that control the depositional pattern, in particular carbonate production. The description of this modern analogue provides a tool for paleoenvironmental interpretation of ancient counterparts. The Golfe d'Arguin is a broad shallow shelf comprising extensive shoals (<10 m water depth; i.e. the Banc d'Arguin) on the inner shelf where waters warm up. The sediments collected in water depths between 4 and 600 m are characterized by mixed carbonate and siliciclastic (dust) deposits. They vary from clean coarse-grained, almost pure carbonate loose sediments to siliciclastic-dominated fine-grained sediments. The carbonate content and sediment grain size show a north-south decreasing pattern through the Golfe d'Arguin and are controlled by the hydraulic regime influenced by wind-driven surface currents, swell, and tidal currents. The carbonate grain association is heterozoan. Components include abundant molluscs, foraminifers, and worm tubes, as well as barnacles and echinoderms, elements that are also abundant in extratropical sediments. The spatial distribution of the sedimentary facies of the Golfe d'Arguin does not display a depth zonation but rather a mosaic (i.e. patchy distribution). The depth and climatic signatures of the different sedimentary facies are determined by taxonomic and ecological investigations of the carbonate-secreting biota (molluscs and foraminifers). While certain planktonic foraminifers and molluscs represent upwelling elements, other components (e.g. mollusc and benthic foraminifer taxa) demonstrate the tropical origin of the sediment. The nutrient-rich (and thus also low light-penetration) conditions are reflected in the fact that symbiotic and photosynthetic carbonate-producing organisms (e.g. hermatypic corals) are absent. The Mauritanian deposits represent an environment that is rare in the modern world but might have been more common in the geological past when global temperatures were higher. Taxonomic and ecological studies allow for distinguishing carbonate sediments formed under either tropical high-nutrient or extratropical conditions, thus improving paleoclimate reconstruction.

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.