Helium isotope ratios and pore gases in deep-sea sediments of the Japan Sea

We have measured the 3He/4He and 4He/20Ne ratios and chemical compositions of gases exsolved from deep-sea sediments at two sites (798 and 799) in the Japan Sea. The 3He/4He and 4He/20Ne ratios vary from 0.642 Ratm (where Ratm is the atmospheric 3He/4He ratio of 1.393*10**-6) to 0.840 Ratm, and from 0.41 to 4.5, respectively. Helium in the samples can be explained by the mixing between atmospheric helium dissolved in bottom water of the Japan Sea and crustal helium in the sediment. The sedimentary helium is enriched in mantle-derived 3He compared with those from the Japan Trench and the Nankai Trough. This suggests that the basement of the Japan Sea has relatively large remnants of mantle-derived helium compared with that of the Pacific. Major chemical compositions of the samples are methane and nitrogen. There is a positive correlation between methane content and helium content corrected for air component. Based on the 3He/4He-Sum C/3He diagram, the major part of methane can be attributed to crustal and/or organic origin.

Annotated record of the detailed examination of Mn deposits from R/V Pola during the first Austrian expedition to the Northern part of the Red Sea (1895-1896)

The paper presents an outline of the first Austrian expedition to the Northern part of the Red Sea with the R/V Pola.

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.

Sedimentology of cores from the Bellingshausen Sea, Antarctic

On the continental rise west of the Antarctic Peninsula there are nine large mounds interpreted as sediment drifts, separated by turbidity current channels. Drift 7 is 150 km long, 70 km wide and up to 700 m high and is asymmetric, with steep sides on the south-east (towards the continent) and south-west, and gentle slopes to north-west and north-east. Cores on the gentle sides of the drift show a cyclicity between brown, bioturbated, diatom-bearing mud with foraminifera and radiolarians, and grey, laminated, barren mud. Biostratigraphic evidence is consistent with a Late Quaternary age. Detailed lithostratigraphy and magnetic susceptibility data allow precise correlation over distances of tens of kilometres. On the basis of chemostratigraphy, the brown sediment is interpreted as interglacial (isotope stages 1 and 5) and the grey as glacial (stages 2-4 and 6). Sedimentation rates are 3.0-5.5 cm/ka. Cores on the steep sides of the drift recovered a condensed section with thinner cycles and hiatuses. Fine grain size, very poor sorting and the absence of a mode in the silt size range indicate deposition from suspension with only weak current activity, There is little evidence for cyclic changes in bottom current strength. Supply of sediment to the benthic nepheloid layer was by entrainment ofmud from turbidity currents, and by settling ofpelagic material (biogenic grains, IRD, sediment suspended in meltwater plumes). Cyclic changes in sediment supply include more biogenic supply in interglacials with less sea ice cover, more terrigenous supply from turbidites in glacials with ice sheets grounded to the shelf edge, and changes in IRD content.

Description and chemical composition of manganese deposits during the deep-sea expedition of the streamer Valdivia in 1898-1899

This monograph forms the fourth part of the tenth volume of the scientific results of the voyage of the German exploring ship Valdivia in the Atlantic and Indian Oceans, made during the years 1898-1899. These volumes are published under the editorship of Prof. Chun, the zoologist of Leipzig, who was leader of the expedition ; and Prof. E. Philippi with the cooperation of Sir John Murray. The nature of the materials brought up at various points during the voyage is well illustrated by a series of plates, similar to those accompanying the Challenger volumes. Among the concretions from the Agulhas Bank were found phosphatic nodules containing 33 per cent, of calcium carbonate, 28 of calcium phosphate, 14.6 of calcium sulphate, and 4.8 of magnesium carbonate, with some ferric oxide, alumina, and silica. These nodules were dredged at a depth of 155 metres. Off the coast of Namibia, a large quantity of manganese nodules were also dredged. Their chemical analysis performed at the Mineralogical Institute of the University Jena show similar composition as the nodules recovered by the "Challenger" at station 253 in the Pacific Ocean.

Part of the global seawater delta oxygen-18 database from reference Nikolayev 1976

Data on oxygen isotope composition of waters from the Sea of Azov.