Benthic foraminifera in the Tasman Sea, Emerald Basin and Challenger Plateau

Im Rahmen des TASQWA-Projektes (Quarternary Variability of Water Masses in the Southern Tasman Sea and the Southern Ocean) wurde eine erstmalige quantitative und taxonomische Bestandsaufnahme der rezenten, benthischen Tiefseeforaminiferen der Korngrößenfraktion > 250 µm in 27 Sedimentoberflächenproben aus dem austral-antarktischen Gebiet durchgeführt. Es konnten 137 Arten bestimmt werden, wobei aber keine Art dominante Anteile in den Proben erreichte. Über benthische Tiefseeforaminiferen im untersuchten Gebiet existiert kaum Literatur. Es gibt zwar aus dem 19. Jhrd. sehr gut dokumentierte Foraminiferen in diesem Bereich, diese decken aber längst nicht alle gefundenen Exemplare ab. Erst um die Jahrtausendwende beschäftigten sich Autoren wieder intensiver mit den australischen und neuseeländischen, benthischen Foraminiferen. Aber auch sie drangen nicht bis in die Tiefsee vor, sondern blieben vorwiegend im Schelfbereich. Aufgrund dieser spärlichen Literatur ist jede einzelne Art ausführlich mit Synonymieliste und Abbildung dokumentiert worden. Die PAST-Analyse generierte mit den 137 Arten und den 27 Stationen sechs Faunenvergesellschaftungen, die überwiegend bathymetrisch zoniert sind. Ab 562 m beginnt am Campbell Plateau in der Hochproduktionszone die Bulimina-Vergesellschaftung. Diese Vergesellschaftung zeichnet sich durch die höchste Individuenzahl aus. Ab 959 m findet sich die Rhizammina-Vergesellschaftung, die im Untersuchungsgebiet am weitesten verbreitet ist. Die weniger oft anzutreffende Cibicides-Vergesellschaftung läßt sich ab 1660 m Tiefe finden. Nur in einer einzigen Probe an der Tasmanschwelle in 2146 m Tiefe, tritt die Reophax-Vergesellschaftung auf, in der die Textulariina überwiegen. Die weniger oft anzutreffende Ehrenbergina-Vergesellschaftung läßt sich ab 1841 m finden. In dieser Vergesellschaftung, in der die Artenanzahl fast an das Niveau der Hochproduktionszone heranreicht, halten sich Rotaliina und Textulariina die Waage. Im Emerald Becken ab 3909 m Tiefe beginnt die Jaculella- Vergesellschaftung. Diese liegt in einem echten Hungergebiet und besteht hauptsächlich aus Textulariina. Im gesamten Untersuchungsgebiet lassen sich durch die Probenauswertung vier unterschiedliche Lebensräume (Challenger Plateau, Campbell Plateau, Emerald Becken und Tasmanschwelle) ausmachen. Da jedoch nur zwei Sedimentoberflächenproben am Challenger Plateau genommen wurden, konnte dieser Bereich nur eingeschränkt mit den anderen drei Bereichen verglichen werden. Die Foraminiferengemeinschaften des Challenger Plateaus und der Tasmanschwelle können jedoch im oberen Bereich der Wassersäule auch nur eingeschränkt miteinander verglichen werden, da man an der Tasmanschwelle Sedimentoberflächenproben erst ab 1634 m genommen hat und am Campbell Plateau Proben ab 562 m vorhanden sind. Die oberen Bereiche (ab 562 m bis ca. 1300 m) des Campbell Plateaus sind Hochproduktionsbereiche, die die höchsten Individuenzahlen pro 10 cm**3 Sediment und die höchste Artenvielfalt aufweisen. Am Südwesthang des Campbell Plateaus läßt sich eine Abfolge der verschiedenen Foraminiferenvergesellschaftungen bis hinunter in das Emerald Becken nachweisen. An der Tasmanschwelle selbst läßt sich keine ausgeprägte Hochproduktionszone erkennen. Generell gibt es hier weniger Arten und weniger Individuen pro 10 cm**3 Sediment als am Cambell Plateau. Das Emerald Becken, als tiefster Bereich des Untersuchungsgebietes und als echtes Hungergebiet, nimmt eine Sonderrolle ein.

Benthic foraminifera analysis of two sediments cores from the northern Cape Basin in the eastern South Atlantic Ocean

Two late Quaternary sediment cores from the northern Cape Basin in the eastern South Atlantic Ocean were analyzed for their benthic foraminiferal content and benthic stable carbon isotope composition. The locations of the cores were selected such that both of them presently are bathed by North Atlantic Deep Water (NADW) and past changes in deep water circulation should be recorded simultaneously at both locations. However, the areas are different in terms of primary production. One core was recovered from the nutrient-depleted Walvis Ridge area, whereas the other one is from the continental slope just below the coastal upwelling mixing area where present day organic matter fluxes are shown to be moderately high. Recent data served as the basis for the interpretation of the late Quaternary faunal fluctuations and the paleoceanographic reconstruction. During the last 450,000 years, NADW flux into the eastern South Atlantic Ocean has been restricted to interglacial periods, with the strongest dominance of a NADW-driven deep water circulation during interglacial stages 1, 9 and 11. At the continental margin, high productivity faunas and very low epibenthic d13C values indicate enhanced fluxes of organic matter during glacial periods. This can be attributed to a glacial increase and lateral extension of coastal upwelling. The long term glacial-interglacial paleoproductivity cycles are superimposed by high-frequency variations with a period of about 23,000 yr. Enhanced productivity in surface waters above the Walvis Ridge, far from the coast, is indicated during glacial stages 8, 10 and 12. During these periods, cold, nutrient-rich filaments from the mixing area were probably driven as far as to the southeastern flank of the Walvis Ridge.

Catchment characteristics and soil and water chemistry of the San Francisco basin and subbasins, Ecuador

In this study, the Mean Transit Time and Mixing Model Analysis methods are combined to unravel the runoff generation process of the San Francisco River basin (73.5 km**2) situated on the Amazonian side of the Cordillera Real in the southernmost Andes of Ecuador. The montane basin is covered with cloud forest, sub-páramo, pasture and ferns. Nested sampling was applied for the collection of streamwater samples and discharge measurements in the main tributaries and outlet of the basin, and for the collection of soil and rock water samples. Weekly to biweekly water grab samples were taken at all stations in the period April 2007-November 2008. Hydrometric data, Mean Transit Time and Mixing Model Analysis allowed preliminary evaluation of the processes controlling the runoff in the San Francisco River basin. Results suggest that flow during dry conditions mainly consists of lateral flow through the C-horizon and cracks in the top weathered bedrock layer, and that all subcatchments have an important contribution of this deep water to runoff, no matter whether pristine or deforested. During normal to low precipitation intensities, when antecedent soil moisture conditions favour water infiltration, vertical flow paths to deeper soil horizons with subsequent lateral subsurface flow contribute most to streamflow. Under wet conditions in forested catchments, streamflow is controlled by near surface lateral flow through the organic horizon. Exceptionally, saturation excess overland flow occurs. By absence of the litter layer in pasture, streamflow under wet conditions originates from the A horizon, and overland flow.

Late Eocene to early Oligocene carbonate and barite accumulation rates in the Pacific Basin

The late Eocene through earliest Oligocene (40-32 Ma) spans a major transition from greenhouse to icehouse climate, with net cooling and expansion of Antarctic glaciation shortly after the Eocene/Oligocene (E/O) boundary. We investigated the response of the oceanic biosphere to these changes by reconstructing barite and CaCO3 accumulation rates in sediments from the equatorial and North Pacific Ocean. These data allow us to evaluate temporal and geographical variability in export production and CaCO3 preservation. Barite accumulation rates were on average higher in the warmer late Eocene than in the colder early Oligocene, but cool periods within the Eocene were characterized by peaks in both barite and CaCO3 accumulation in the equatorial region. We infer that climatic changes not only affected deep ocean ventilation and chemistry, but also had profound effects on surface water characteristics influencing export productivity. The ratio of CaCO3 to barite accumulation rates, representing the ratio of particulate inorganic C accumulation to Corg export, increased dramatically at the E/O boundary. This suggests that long-term drawdown of atmospheric CO2 due to organic carbon deposition to the seafloor decreased, potentially offsetting decreasing pCO2 levels and associated cooling. The relatively larger increase in CaCO3 accumulation compared to export production at the E/O suggests that the permanent deepening of the calcite compensation depth (CCD) at that time stems primarily from changes in deep water chemistry and not from increased carbonate production.