Lacustrine sediments from two setions in northern Greece

We investigated two lignite quarries in northern Greece for orbital and suborbital climate variability. Sections Lava and Vegora are located at the southern and northern boundaries of the Ptolemais Basin, a northwest southeast elongated intramontane basin that contains Upper Miocene to Lower Pliocene lacustrine sediments. Sediments show cyclic alterations of marl-rich (light), and coal-rich or clay-rich (dark) strata on a decimeter to meter scale. First, we established low-resolution ground-truth stratigraphy based on paleomagnetics and biostratigraphy. Accordingly, the lower 67 m and 65 m that were investigated in both sections Vegora and Lava, respectively, belong to the Upper Miocene and cover a time period of 6.85 to 6.57 and 6.46 to 5.98 Ma at sedimentation rates of roughly 14 and 22 cm/ka. In order to obtain a robust and high-resolution chronology, we then tuned carbonate minima (low L* values; high magnetic susceptibility values) to insolation minima. Besides the known dominance of orbital precession and eccentricity, we detected a robust hemi-precessional cycle in most parameters, most likely indicative for monsoonal influence on climate. Moreover, the insolation-forced time series indicate a number of millennial-scale frequencies that are statistically significant with dominant periods of 1.5-8 kyr. Evolutionary spectral analysis indicates that millennial-scale climate variability documented for the Ptolemais Basin resembles the one that is preserved in ice-core records of Greenland. Most cycles show durations of several tens of thousands of years before they diminish or cease. This is surprising because the generally argued cause for Late Quaternary millennial-scale variability is associated with the presence of large ice sheets, which cannot be the case for the Upper Miocene. Possible explanations maybe a direct response to solar forcing, an influence on the formation of North Atlantic Deep Water through the outflow of high-salinity water, or an atmospheric link to the North Atlantic Oscillation.

Description of sampling sites in Northern Russia

The youngest ice marginal zone between the White Sea and the Ural mountains is the W-E trending belt of moraines called the Varsh-Indiga-Markhida-Harbei-Halmer-Sopkay, here called the Markhida line. Glacial elements show that it was deposited by the Kara Ice Sheet, and in the west, by the Barents Ice Sheet. The Markhida moraine overlies Eemian marine sediments, and is therefore of Weichselian age. Distal to the moraine are Eemian marine sediments and three Palaeolithic sites with many C-14 dates in the range 16-37 ka not covered by till, proving that it represents the maximum ice sheet extension during the Weichselian. The Late Weichselian ice limit of M. G. Grosswald is about 400 km (near the Urals more than 700 km) too far south. Shorelines of ice dammed Lake Komi, probably dammed by the ice sheet ending at the Markhida line, predate 37 ka. We conclude that the Markhida line is of Middle/Early Weichselian age, implying that no ice sheet reached this part of Northern Russia during the Late Weichselian. This age is supported by a series of C-14 and OSL dates inside the Markhida line all of >45 ka. Two moraine loops protrude south of the Markhida line; the Laya-Adzva and Rogavaya moraines. These moraines are covered by Lake Komi sediments, and many C-14 dates on mammoth bones inside the moraines are 26-37 ka. The morphology indicates that the moraines are of Weichselian age, but a Saalian age cannot be excluded. No post-glacial emerged marine shorelines are found along the Barents Sea coast north of the Markhida line.

Pollen records of 11 profiles from Wendland in northern Germany

1) Ingesamt 11 Profile aus sechs Mooren und Seen im Gebiet des Hannoverschen Wendlandes wurden pollenanalytisch untersucht. Die Ablagerungen umfassen den Zeitraum vom Beginn der Älteren Tundrenzeit bis zur Gegenwart. 2) Die Waldgeschichte des Hannoverschen Wendlandes weist teils Merkmale der atlantisch geprägten Gebiete Nordwestdeutschlands, teils solche des kontinental beeinflußten nordostdeutschen Raumes auf und nimmt damit eine Zwischenstellung ein. 3) Die Kiefer wandert zu Beginn der Allerödzeit ein, d.h. später als im mecklenburgisch-märkischen Gebiet und im mitteldeutschen Trockengebiet. Im Verlauf der Allerödzeit bildeten sich hier wie dort lichte Kiefern-Birken-Wälder aus. 4) In der Jüngeren Tundrenzeit fand zunächst nur eine geringe Auflichtung der Wälder statt, und die Kiefer überwog weiterhin. Erst im späteren Verlauf dieser stadialen Phase breitete sich die Birke aus und verdrängte die Kiefer. Der späte Rückgang der Kiefer stellt eine Parallele zu der Entwicklung in Südostmecklenburg und in der Altmark dar. Die Abgrenzung dieser Phasen in der Jüngeren Tundrenzeit ist durch eine 14C-Datierung gesichert. 5) Noch im Atlantikum ähneln die Diagramme aus dem Gartower Talsandgebiet im Osten des Wendlandes in ihren hohen Kiefernanteilen denen der Sandergebiete in Brandenburg. Die Diagramme aus dem Moränengebiet des westlichen Wendlandes schließen dagegen mehr an die der östlichen Lüneburger Heide und des Hamburger Gebietes an. Dieser Unterschied wird auf edaphische Unterschiede zurückgeführt. 6) Seit dem frühen Subboreal glich auch die Vegetation des Gartower Gebietes mehr den buchenarmen Waldgesellschaften auf sauren Sandböden, wie sie im atlantischen Westen vorkommen. Die Kiefern sind fast ganz aus dem Waldbild verschwunden, wobei der rasche Rückgang zu Beginn des Subboreals sicher zu einem wesentlichen Teil vom Menschen beeinflusst worden ist. Die anschließende kiefernarme Zeit dauerte im gesamten Wendland bis zum Beginn der Kieferaufforstungen in der Neuzeit. 7) In allen untersuchten Diagrammen ist etwa seit dem Subboreal eine Besiedlung nachzuweisen. Diese muß im Osten des Wendlandes intensiver gewesen sein als im Westen. Es lassen sich Phasen geringer und intensiver Besiedlung nachweisen. 8) Seit Beginn des Subboreals ist das Waldbild schon so stark vom Menschen beeinflusst, dass die Ausbreitungsgeschichte der Laubwaldarten nicht ohne Berücksichtigung der Siedlungsphasen diskutiert werden kann. Besonders im Westen bestand eine ausgedehnte Lindenphase, die durch eine Siedlungszeit (Bronzezeit) beendet wurde. Beim folgenden Rückgang der Siedlungsintensität breitet sich bevorzugt die Hainbuche aus, die dann bei der nächsten Besiedlungsphase (Eisenzeit) zurückging. Erst danach erfolgte die maximale Rotbuchenausbreitung, die nur im Westteil des Wendlandes bedeutende Ausmaße zeigte, während im Ostteil rot- und hainbuchenreiche Eichenwälder entstanden. 9) Seit Beginn der mittelalterlichen Besiedlung ist dann der Eingriff des Menschen so stark gewesen, dass die edaphisch bedingten Unterschiede zwischen Moränen- und Sandergebieten im Pollenspektrum verwischt wurden. Sowohl die buchenreichen Wälder des westlichen als auch die buchenarmen Wälder des mittleren und des östlichen Teilgebietes müssen zu fast reinen Eichenwäldern geworden sein. 10) Calluna-Heiden sind im östlichen Wendland schon in vorgeschichtlicher Zeit nachzuweisen. Im Mittelalter und in der Neuzeit treten sie im gesamten Wendland auf. Etwa im 18. und 19. Jahrhundert war die Ausdehnung der Heideflächen am größten. Erst danach wurden sie im Zuge der Kiefernaufforstungen bis auf geringe Reste verdrängt. 11) Während in der spätglazialen Vegetation Juniperus auftritt, ist der Wacholder sowohl in vorgeschichtlicher als auch in geschichtlicher Zeit - im Gegensatz zur Lüneburger Heide - wohl niemals ein Bestandteil der anthropogenen Calluna-Heiden gewesen.

Biogenic and mineral composition and foraminiferal stratigraphy of sediment cores obtained in northern Germany

The Ratekau boring ended in clays of the so-called Asterigerina-Zone; these clays have shallow-water features in the uppermost samples. The clays are overlain by deep-water clays with pteropods; this formation is split into two parts by a shallow-water deposit. The fossiliferous series ends upward in sandy deposits with shallow-water fossils. The question is raised whether the two deep-water deposits might correspond to the Lower Doberg Beds (Eochattian) and the Upper Doberg Beds (Neochattian) at the Doberg hill, closer to the rim of the basin. All fossiliferous samples from this boring are thought to be of Late Oligocene age; the boundary towards the Middle Oligocene, however, could not be ascertained. The Vaale boring ended in rather typical Septaria clay of the Middle Oligocene. This clay is capped by some metres of unfossiliferous glauconite clays, which in turn are overlain by silts and silty clays with planktonic fossils identical to those found at Dingden locality. These deposits are tentatively dated as Early Miocene. The next higher series of samples consists of sands and clays deposited in shallower waters. They contain a rich fauna of benthic molluscs, which, according to the current notion in stratigraphy, would have a Reinbek Age. In addition, they contain a set of planktonic fossils which differs from the 'Lower Miocene' assemblages. These sands and clays are overlain by a thick series of marine sands very poor in fossils. Finally, four metres of clay with foraminifera, having Younger Miocene affinities, form the top of the fossiliferous sequence. The borings at Wulksfelde and Langenhorn were not far apart and their sediments are easily correlated. Both wells start below in continental 'Lignite Sands' and contain overlying shallow water sands and clays. These yielded Hemmoor benthic mollusca, supposed to indicate Lower Miocene in the relevant literature; however, we encountered their planktonic foraminifera in the uppermost Miocene as well. The same planktonic species were found in all samples of both borings. These deposits under discussion furthermore contain a particular pteropod species. They are overlain by a thick series of gypsiferous clays, with scarce fossils. The uppermost fossiliferous clays (probably Langenfelde Age) contain another pteropod species, not met with in other samples. The discrepancies between the plankton zonation and the traditional subdivision according to benthic molluscs in the borings of Vaale, Wulksfelde and Langenhorn (and in samples from Twistringen, Dingden and Antwerp localities as well) renders the time-stratigraphic value of the denominations Reinbek and Hemmoor rather doubtful. The samples of the Westerland boring can be placed in the Gram and Sylt stages of local chronostratigraphy on the strength of the Astarte series established by HINSCH. The Gram samples contain a typical pteropod species; both groups of samples contain the same planktonic foraminifera as the borings Wulksfelde and Langenhorn. Our material did not bring the problem of the Miocene-Pliocene boundary in this region any closer to a solution. In conclusion, it can be claimed that this investigation provides strong arguments that the usual recognition of Hemmoor and Reinbek does not correspond to well-defined chronostratigraphical units. A better chronostratigraphic subdivision has to be based on the examination of many more samples, and on a better understanding of the paleoecology of the fossils involved.

Abundance of mesozooplankton from nine cruises in Northern Adriatic Sea during NA64

The NA64-Mesozooplankton dataset contains biogeochemistry and mesozooplankton data collected in a series of 9 cruises in the Northern Adriatic completed from January 1965 to September 1965 monthly, and December 1965. Biogeochemistry sampling was undertaken using 5L Nansen bottles fired at 0m, 5m, 10m, 20m, 30m and/or bottom depths. The dataset includes 709 samples analysed for nitrate, phosphate, temperature, salinity and density. Mesozooplankton sampling was undertaken at the same locations as for biogeochemistry, using two different net (Hensen non-closing and Appstein closing net). The dataset includes 146 samples analysed for mesozooplankton composition (at higher taxonomic level), abundance and volume settlement. After sedimentation and volume measurement, the fish larva and fish eggs were extracted from samples (egss of Engraulis encrasicholus were determined). Chaetognaths were partly isolated. Identification at higher taxonomic level of zooplankters was completed. Taxonomic identification was done at Smithonian Mediterranean Centre in Salambo. After sedimentation and volume measurement, the fish larva and fish eggs were extracted from samples (egss of Engraulis encrasicholus were determined). Chaetognaths were partly isolated. Identification at higher taxonomic level of zooplankters was completed. Taxonomic identification was done at Smithonian Mediterranean Centre in Salambo.

Topsoil properties and abundance of Acari and Collembola species in northern Victoria Land, Antarctica

Soil fauna in the extreme conditions of Antarctica consists of a few microinvertebrate species patchily distributed at different spatial scales. Populations of the prostigmatic mite Stereotydeus belli and the collembolan Gressittacantha terranova from northern Victoria Land (Antarctica) were used as models to study the effect of soil properties on microarthropod distributions. In agreement with the general assumption that the development and distribution of life in these ecosystems is mainly controlled by abiotic factors, we found that the probability of occurrence of S. belli depends on soil moisture and texture and on the sampling period (which affects the general availability of water); surprisingly, none of the analysed variables were significantly related to the G. terranova distribution. Based on our results and literature data, we propose a theoretical model that introduces biotic interactions among the major factors driving the local distribution of collembolans in Antarctic terrestrial ecosystems.

Biogeochemistry from nine cruises in Northern Adriatic Sea during NA64

The NA64-Mesozooplankton dataset contains biogeochemistry and mesozooplankton data collected in a series of 9 cruises in the Northern Adriatic completed from January 1965 to September 1965 monthly, and December 1965. Biogeochemistry sampling was undertaken using 5L Nansen bottles fired at 0m, 5m, 10m, 20m, 30m and/or bottom depths. The dataset includes 709 samples analysed for nitrate, phosphate, temperature, salinity and density. Mesozooplankton sampling was undertaken at the same locations as for biogeochemistry, using two different net (Hensen non-closing and Appstein closing net). The dataset includes 146 samples analysed for mesozooplankton composition (at higher taxonomic level), abundance and volume settlement. Temperature was measured with a standard oceanographic thermometers. Salinity was determined by titration after Mohr-Knudsen using standardised water I.C.E.S. Copenhagen with 0,01 permil accuracy. Density was calculated using the following equation Sigma-t = T - (sigma 0 + 0,1324) 1 - At + Bt (sigma 0 - 0,1324). Phosphate samples for the determination of nutrients were collected in 500 ml and filtrated through 0,3 µm membrane filter. 3ml of cloroform was added to stabilize the samples. They were analysed after few days in the laboratory on land. Nitrate samples for the determination of nutrients were collected in 500 ml and filtrated through 0,3 µm membrane filter. 3ml of cloroform was added to stabilize the samples. They were analysed after few days in the laboratory on land.

Lithology and palynology of profiles from three low mountain ranges in northern Germany

Im Fichtelgebirge, im Harz und in der Rhön wurden die spätglazialen und frühpostglazialen Ablagerungen von vier Mooren in 625-805 m Meereshöhe pollenanalytisch hinsichtlich von Makrofossilien (Samen, Früchte) und stratigraphisch untersucht. 1. Nur im Fichtelgebirge konnte in 625 m Höhe ein vollständiger Spätglazialablauf aufgedeckt werden. Es handelt sich dabei um einen ehemaligen kleinen See südlich Fichtelberg, der wahrscheinlich durch Tieftauen eines begrabenen Firn- oder Schneefeldes entstand. Betula pubescens wurde kontinuierlich vom Ende der Älteren Tundrenzeit bis zum Boreal nachgewiesen. Auf nahe Vorkommen von Kiefern darf man seit IIb (Jüngere Allerödzeit) schließen, sie wurden aber durch die Jüngere Tundrenzeit, während der es noch zu Solifluktionserscheinungen kam, von ihren höher gelegenen Standorten wieder verdrängt. Die allerödzeitlichen Birken- bzw. Birkenkiefernwälder müssen in diesen Höhen noch licht oder parkartig gewesen sein. Verbreitet waren Rasengesellschaften, die hauptsächlich aus Gramineen und Artemisia bestanden. Auch Beutla nana und Pollen von Ephedra cf. distachya wurden nachgewiesen. In der Seelohe (770-780 m) ist nur der Ausklang einer waldarmen Zeit, offensichtlich der Jüngeren Tundrenzeit, erfaßt. Großreste von Bäumen fehlen. 2. Im Oberharz (Radauer Born, 800 m) wurde nur ein kurzes Stück der Jüngeren Tundrenzeit aufgedeckt. Großreste von Bäumen fehlen hier ebenfalls. Aus dem Praeboreal stammt der erst fossile Nachweis von Betuala nana im Oberharz. Die Zwergbirke wächst auf dem Moor noch heute und gilt hier als Eiszeitrelikt. 3. Eine Datierung der spätglazialen Ablagerungen vom Roten Moor in der Rhön ist zur Zeit nur mit Vorbehalt möglich. Zwar wurde hier der Laacher Bimstuff gefunden, er ist jedoch umgelagert und unmittelbar über dem Tuffhorizont befindet sich eine Schichtlücke. Wahrscheinlich zeigt die Bimsstuffschicht aber doch noch den Allerödhorizont an. 4. Während der Jüngeren Tundrenzeit dürfte im Fichtelgebirge die Waldgrenze bei etwas 600 m gelegen haben. Das bedeutet gegenüber der heutigen Waldgrenze eine Erniedrigung um rund 700 m. Am Schluß der Älteren Tundrenzeit lag die Waldgrenze wahrscheinlich wie in der Allerödzeit höher als 600-650 m, aber unter 800 m. 5. Pollenkörner der Ericalen sind in den Ablagerungen aus dem Harz wesentlich häufiger als in den anderene Gebieten. Häufungen von Ericalen-pollen sind besonders für Spätglazialablagerungen solcher Gebiete charakteristisch, die heute im subozeanischen oder ozeanischen Klimabereich liegen (Niederlande, Irland). 6. Während sich die Bodengegensätze in der heutigen Vegetation der drei Untersuchungsgebiete sehr deutlich bemerkbar machen, wurden keine nennenswerten Unterschiede im spätglazialen Pollenniederschlag der drei Mittelgebirge gefunden. Vermutlich erfolgte die Auswaschung der Nährstoffe aus den an sich nährstoffkräftigen Granitverwitterungsböden während der Späteiszeit nicht so rasch, wie es heute der Fall ist. Die Niederschlagsmengen dürften geringer und das Klima weniger humid gewesen sein. 7. In der Liste der spätglazialen Pflanzen überwiegen die Arten mit borealzirkumpolarer Verbreitung. Arktisch-alpine Arten treten zurück. Kontinentale und subatlantische bzw. subozeanische Arten sind etwa gleich stark vertreten.