(Table 1) Strontium isotope data for marine barnacles, ODP Hole 178-1103A

Strontium isotope ratios from multiple plates of two barnacle fragments from Site 1103 (Ocean Drilling Program Leg 178) provide maximum age estimates for the oldest glacial sedimentary package drilled. Three moderately preserved barnacle fragments from 262.63 meters below seafloor (mbsf) yielded a mean best-fit age of 7.4 Ma. A single, well-preserved fragment from the same horizon yielded a best-fit age of 12.2 Ma. Two moderately preserved fragments from 262.98 mbsf yielded a mean best-fit age of 7.8 Ma. The calculated mean strontium ages of 7.8 and 7.4 Ma agree well with the diatom estimates of 8.68 to 5.89 Ma for the underlying sediments.

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.

(Table 1) Diatom abundance and preservation in ODP Hole 130-806B samples

We report on diatom abundance and preservation stratigraphy in the uppermost four cores of Ocean Drilling Program Hole 806B, which span the Quaternary period. Changes in diatom abundance and preservation show a rather complicated pattern, with much noise at high frequencies. However, in the cycles corresponding to eccentricity and obliquity variations, the picture is quite clear. Abundance and preservation follow glacial-interglacial cycles, with lowest abundances and poorest preservation observed in sediments that correspond to glacial stages. Seventy taxa compose the diatom assemblage of Hole 806B (from Samples 130-806B-1H-1, 8-9 cm, to -4H-7, 73-74 cm) with Azpeitia nodulifera as the dominant member. This species exhibits significant size variations related to glacial and interglacial stages during the Pleistocene. The distribution of power in the Fourier spectrum of the diatom signal (in the time domain) displays the expected Milankovitch frequencies (at 100,41, and 24-18 k.y.). It also shows concentration at various "odd" frequencies, especially at 62 k.y., suggesting a complicated response of productivity (and silicate chemistry) to climatic forcing.

Age model of ODP Site 184-1146 (Table 1)

Clay mineral assemblages at ODP Site 1146 in the northern South China Sea are used to investigate sediment source and transport processes and to evaluate the evolution of the East Asian monsoon over the past 2 Myr. Clay minerals consist mainly of illite (22-43%) and smectite (12-48%), with associated chlorite (10-30%), kaolinite (2-18%), and random mixed-layer clays (5-22%). Hydrodynamic and mineralogical studies indicate that illite and chlorite sources include Taiwan and the Yangtze River, that smectite and mixed-layer clays originate predominantly from Luzon and Indonesia, and that kaolinite is primarily derived from the Pearl River. Mineral assemblages indicate strong glacial-interglacial cyclicity, with high illite, chlorite, and kaolinite content during glacials and high smectite and mixed-layer clay content during interglacials. During interglacials, summer enhanced monsoon (southwesterly) currents transport more smectite and mixed-layer clays to Site 1146 whereas during glacials, enhanced winter monsoon (northerly) currents transport more illite and chlorite from Taiwan and the Yangtze River. The ratio (smectite+mixed layers)/(illite+chlorite) was adopted as a proxy for East Asian monsoon variability. Higher ratios indicate strengthened summer-monsoon winds and weakened winter-monsoon winds during interglacials. In contrast, lower ratios indicate a strongly intensified winter monsoon and weakened summer monsoon during glacials. Spectral analysis indicates the mineral ratio was dominantly forced by monsoon variability prior to the development of large-scale glaciation at 1.2 Myr and by both monsoon variability and the effects of changing sea level in the interval 1.2 Myr to present.

(Table 1) Stable oxygen isotope ratios of interstitial waters from ODP Sites 164-994 and 164-997

The d18O values of interstitial waters from Site 994 and Site 997 sediments, Blake Ridge, western Atlantic, tend to decrease with depth from 0.3 per mil to -0.5 per mil Standard Mean Ocean Water in the upper 200 mbsf, then fluctuate with significant positive spikes of Delta = 0.2 per mil - 0.5 per mil in the gas hydrate zone (200 to 450 mbsf), and finally increase from -0.4 per mil to -0.2 per mil toward 700 mbsf. Positive shifts of d18O IW in the gas hydrate zone are probably caused by the dissociation of gas hydrates originally contained in sediment cores. Gas hydrates recovered from the sites are enriched in 18O, d18O ranging between 2.7 per mil and 3.5 per mil. d18O values of gas hydrates and ambient interstitial waters give an oxygen isotopic fractionation factor of 1.0034-1.0040 at 12°-16°C and ~31 MPa (3 km below sea level). Based on this fractionation and observed isotopic anomalies in the gas hydrate zone, gas hydrates occupy 6% to 12% of pore-space volume within Blake Ridge sediments.

(Table 1) Sulfur contents and isotope composition in rocks and minerals from DSDP/ODP Hole 504B

DSDP Hole 504B is the only hole in oceanic crust to penetrate through the volcanic section and into hydrothermally altered sheeted dikes. We have carried out petrologic and sulfur isotopic analyses of sulfide and sulfate minerals and whole rocks from the core in order to place constraints on the geochemistry of sulfur during hydrothermal alteration of ocean crust. The nearly 600 m-thick pillow section has lost sulfur to seawater and has net d34S = -1.8 per mil due to degassing of SO2 during crystallization and subsequent low temperature interaction with seawater. Hydrothermally altered rocks in the 200 m-thick transition zone are enriched in S and 34S (4300 ppm and +3.0 +/-1.2 per mil, respectively), whereas the more than 500 m of sheeted dikes contain 720 ppm S with d34S = +0.6 +/-1.4 per mil. These data are consistent with the presence of predominantly basaltic sulfur in hydrothermal fluids deep in the crust: following precipitation of anhydrite during seawater recharge, small amounts of seawater sulfate were reduced at temperatures >250°C through conversion of igneous pyrrhotite to secondary pyrite and minor oxidation of ferrous iron in the crust. The S- and 34S-enrichments of the transition zone are the results of seawater sulfate reduction and sulfide deposition during subsurface mixing between upwelling hot (up to 350°C) hydrothermal fluids and seawater. Seawater sulfate was probably reduced through oxidation of ferrous iron in hydrothermal fluids and in the transition zone rocks. Alteration of the upper crust resulted in loss of basaltic sulfur to seawater, fixation of minor seawater sulfur in the crust and redistribution of magmatic sulfur within the crust. This caused net increases in sulfur content and d34S of the upper 1.8 km of the oceanic crust.