Tidal and spatial variations of DI13C and aquatic chemistry in a temperate tidal basin during winter time

Here, the pelagic carbonate system and the ?13C signature of dissolved inorganic carbonate (DIC) were investigated in a tidal basin of the southern North Sea, the Jade Bay, with respect to tidal cycles and a transect towards the North Sea in winter time (January and November, 2010). Physical parameters, major and trace elements, and nutrient concentrations were considered, too. Primary production and pelagic organic matter respiration were negligible during winter time. Both, the compositional variations on the transects as well as during the tidal cycles indicate the mixing of North Sea with fresh water. The combined spatial co-variations of different parameters indicate an introduction of fresh water that was enriched in DI12C, metabolites (e.g., ammonia), protons, and dissolved redox-sensitive elements (e.g., Mn2+). During the January campaign, the discharge via the flood gates was limited due to ice cover of the hinterland drainage ditches, allowing for an observation of tidal variations without significant mixing contributions from surface water discharges. Considering a binary mixing model with North Sea and fresh water as end-members, the extrapolated fresh water end-member composition for this campaign is estimated to contain about 3.8 mmol/kg DIC , and enhanced concentrations of NH4+, Mn2+, and protons compared to North Sea water. The fast temporal response of dissolved geochemical tracers on tidal variations in the Jade Bay indicates a continuous supply of a fresh water component. The measured composition of fresh waters entering the Jade Bay via flood gates (end of October, 2010) did not match the values estimated by the binary mixing model. Therefore, the overall fresh water component likely is a mixture between sources originating from flood gates and (in January) dominating submarine groundwater discharge entering the Jade Bay. This model is consistent with the results obtained during the November campaign, when a more important contribution from flood gates is expected and a more variable fresh water end-member is estimated. The co-variations of the concentrations and the stable carbon isotope composition of DIC are applied to evaluate possible superimposed sink-source-transformation processes in the coastal waters and a general co-variation scheme is suggested.

Settlement characteristics of quartz grains on certain sediment surface forms of tidal beaches along the Baltic and Wadden Sea

Sind in einem Sediment, das unter dem Einfluß einer Strömung abgelagert wurde, richtungsanzeigende Indikatoren vorhanden, so werden sie je nach den momentanen Bedingungen, die zur Zeit der Sedimentation herrschten, ein mehr oder weniger gutes Abbild der Strömungsverhältnisse liefern. Zahlreich sind Strömungsanzeiger organischen Ursprungs, wie z. B. Molluskenschalen u. a. Doch auch anorganische Partikel in Psephiten und Psammiten lassen häufig in ihrer Lagerung eine Abhängigkeit von der Strömungsrichtung erkennen: sie sind "geregelt". Die Autoren der verschiedenen Arbeiten, in denen Regelungen in klastischen Sedimenten untersucht wurden, gingen von der Tatsache aus, daß viele Sedimentpartikel statistisch gesehen keine Kugelform, sondern eine längliche Gestalt besitzen. Die langen Achsen dieser länglich geformten Sedimentkörner werden im folgenden als "Langachsen" bezeichnet. In Sanden sind es vor allem Quarzkörner von annähernd zylindrischer oder ellipsoidischer Form ("Langquarze"), die geeignet sind, durch die Lage ihrer Langachsen strömungsbedingte Regelungen anzuzeigen. Mit der Orientierung solcher Langquarze in marinen und fluviatilen Sanden haben sich bisher vorwiegend amerikanische Autoren befaßt. So untersuchten z. B. Dapples & Rominger (1945) die Sandsohle eines künstlichen Gerinnes. Sie stellten fest, daß die Hauptorientierungsrichtung der Langquarze mit der Strömungsrichtung des fließenden Wassers zusammenfiel. Dabei zeigte das spitze Ende tropfenförmiger ("polarer") Quarze stromab und das stumpfe Ende stromauf. Nanz (1955) maß die Langachsenrichtungen von Langquarzen in Sanden des nassen und trockenen Strandes von Texas und Florida und fand, daß sich diese Achsen vorwiegend parallel zur Auf- und Ablaufrichtung der Wellen und damit senkrecht zum Streichen der Strandlinie einregeln. Curray (1956 b) beobachtete die gleiche Regelung. Er wies ferner darauf hin, daß in Strandwällen und Strandhaken die bevorzugte Richtung der Langquarze senkrecht zum Streichen des Sedimentkörpers liegt. Zahlreiche weitere Autoren beschäftigten sich ebenfalls mit den Fragen der Langquarzregelung, so Schwarzacher (1951), Griffith & Rosenfeld (1953), Vollbrecht (1953), Rusnak (1956), Wendler (1956), Sriramadas (1957). Ganz allgemein war das Ergebnis aller dieser Untersuchungen, daß die aus einer Strömung abgelagerten Langquarze eine Regelung parallel zur Strömungsrichtung zeigen. Eigene Untersuchungen und Überlegungen ergaben, daß die bisher veröffentlichten Ergebnisse und die an sie angeschlossenen Vorstellungen z. T. bestätigt werden können, jedoch z. T. auch erheblich modifiziert werden müssen.