Changes in the vegetation and trade winds in equatorial Northwest Africa 140,000-70,000 yr B.P., as deduced from two marine pollen records

The deep-sea cores M 16415-2 and M 16416-2 at about 9°N off Sierra Leone were analysed palynologically for the time interval 140,000-70,000 yr B.P. Results were presented in absolute (pollen concentration and pollen influx) and relative diagrams (pollen percentage). In a previous study it was evidenced that in northwest Africa pollen is mainly transported to the Atlantic by wind, so that the efficiency of aeolian pollen transport (pollen flux) could be used to evaluate changes in the intensity of the northeast trade winds. The glacial episodes (represented by the oxygen isotope stages 6 and 4) are characterized by strong northeast trade winds, whereas the last interglacial (stage 5) is characterized by weak trade winds. The pollen influx diagram shows that the intensity of the trade winds increased slightly during the relatively cool intervals of stage 5 (viz. 5.4 and 5.2). Tropical forest had maximally expanded around 124,000 yr B.P. (stage 5.5), around 98,000 yr B.P. (transition of stage 5.3 to 5.2), and around 70,000 yr B.P. (first part of stage 4): an increasing delay of the response of tropical forest to global intervals with maximum temperature is apparent during the last interglacial. As tropical forests need continuous humidity, the record of tropical forest monitors changes in climatic humidity south of the Sahara. During the last interglacial, the southern boundary of the Sahara shifted only little: expansions and contractions of the tropical forest area are correlated with contra-oscillations of the grass-dominated savanna zone. Great latitudinal shifts of the desert savanna boundary, on the contrary, occurred during the penultimate glacial interglacial transition (around 128,000 yr B.P.) to the north, and during the last interglacial-glacial transition (around 65,000 yr B.P.) to the south.

Pollen analysis of sediment core GIK16415-2 in the eastern tropical Atlantic

Palynological data of the marine core M 16415-2 show latitudinal shifts of the northern fringe of the tropical rain forest in north-west Africa during the last 700 ka. Savanna and dry open forest expanded southwards and tropical rain forest expanded northwards during dry and humid periods, respectively. Until 220 ka B.P., the tropical rain forest probably kept its zonal character in West Africa during glacials and interglacials. It is only during the last two glacial periods that the rain forest possibly fragmented into refugia. Throughout the Brunhes chron, pollen and spore transport was mainly by trade winds.

Palynological record and radiocarbon dates for sediment core T89-16, Congo River mouth

We present a high-resolution reconstruction of tropical palaeoenvironmental changes for the last deglacial transition (18 to 9 cal. kyr BP) based on integrated oceanic and terrestrial proxies from a Congo fan core. Pollen, grass cuticle, Pediastrum and dinoflagellate cyst fluxes, sedimentation rates and planktonic foraminiferal d18O ratios, uK37 sea-surface temperature and alkane/alkenone ratio data highlight a series of abrupt changes in Congo River palaeodischarge. A major discharge pulse is registered at around 13.0 cal. kyr BP which we attribute to latitudinal migration of the Intertropical Convergence Zone (ITCZ) during deglaciation. The data indicate abrupt and short-lived changes in the equatorial precipitation regime within a system of monsoonal dynamics forced by precessional cycles. The phases of enhanced Congo discharge stimulated river-induced upwelling and enhanced productivity in the adjacent ocean.

Pollen analysis of ODP Hole 117-720A (Appendix B)

Pollen analytical studies of the ODP Site 720 cores revealed the wide development of the coniferous forest, which mainly composed by Pinus, Picea, Abies and Cedrus deodara, along the Indus river since the early Pleistocene.

XRF scanning, pollen and spores of ODP Site 108-659

Pliocene vegetation dynamics and climate variability in West Africa have been investigated through pollen and XRF-scanning records obtained from sediment cores of ODP Site 659 (18°N, 21°W). The comparison between total pollen accumulation rates and Ti/Ca ratios, which is strongly correlated with the dust input at the site, showed elevated aeolian transport of pollen during dusty periods. Comparison of the pollen records of ODP Site 659 and the nearby Site 658 resulted in a robust reconstruction of West African vegetation change since the Late Pliocene. Between 3.6 and 3.0 Ma the savannah in West Africa differed in composition from its modern counterpart and was richer in Asteraceae, in particular of the Tribus Cichorieae. Between 3.24 and 3.20 Ma a stable wet period is inferred from the Fe/K ratios, which could stand for a narrower and better specified mid-Pliocene (mid-Piacenzian) warm time slice. The northward extension of woodland and savannah, albeit fluctuating, was generally greater in the Pliocene. NE trade wind vigour increased intermittently around 2.7 and 2.6 Ma, and more or less permanently since 2.5 Ma, as inferred from increased pollen concentrations of trade wind indicators (Ephedra, Artemisia, Pinus). Our findings link the NE trade wind development with the intensification of the Northern Hemisphere glaciations (iNHG). Prior to the iNHG, little or no systematic relation could be found between sea surface temperatures of the North Atlantic with aridity and dust in West Africa.

Microflora from Molasse sediments in southern Germany

1. Polleninventar: Erstmals wurde der Sporomorpheninhalt der Süssbrackwassermolasse und der Oberen Süsswassermolasse Südbayerns einer umfassenden Sichtung unterzogen. Von den überprüften 92 Fundstellen erwiesen sich 55 als sporomorphenführend. Nur 15 davon waren so ergiebig, daß ihr Inhalt quantitativ erfaßt und als Grundlage für die Erstellung eines Diagramms herangezogen werden konnte. Dennoch weist der systematische Katalog 272 Formen auf. Dies ist eine im Vergleich mit anderen, in neuerer Zeit bearbeiteten neogenen Pollenfloren Mitteleuropas sehr große Zahl, wie folgende Angaben belegen: Niederrheinische Braunkohle 175 Arten, Braunkohle der Oberpfalz 138 Arten, subalpine Flözmolasse Bayerns 93 Arten und subalpine Molasse der Ostschweiz und der zentralen und westlichen Paratethys 219 Arten. Dieser Reichtum erklärt sich unschwer aus der Größe des Untersuchungsgebietes, das vom Allgäu im Westen bis an die Salzach im Osten reichte. Überwiegend gehören die nachgewiesenen Formen gutbekannten Arten bzw. Formenkreisen an. Deshalb wurde lediglich die Aufstellung von 2 neuen Gattungen, 19 neuen Arten sowie 5 Neukombinationen nötig. Neue Genera: Nr. (165) Ludwigiapollis Nr., (248) Caesalpiniaceaepollenites, 311 Neue Spezies: (039) Polypodiaceoisporltes subtriangularis, (046) P. pityogrammoides, (067) Perinomonoletes imperfectus, (124) Cycadopltes gemmatus, (125) C. concinus, (133) Lillacidites tener, (137) Nupharipollenites microechinatus, (150) Polyporopollenites nanus, (161) Porocolpopollenites subrotundus, (165) Ludwigiapollis labiatus, (169) Sporotrapoidites cucculatus, (190) Tricolpopollenites cribosus, (192) T. variabilis, (204) Tricolporopollenites pulcher, (210) T. operculiferus, (213) T. pseudomarcodurensis, (217) T. magnolaevigatus, (245) Umbelliferaepollenites achldorfensis, (248) Caesalpiniaceaepollenites antiquus Neukombinationen: (081) Pityosporites koraensis, (128) Magnoliaepollenites magnolioides, (130) M. graciliexinus, (168) Sporotrapoidites erdtmannii, (177) Chenopodipollis psilatoides. Für die meisten der vorgefundenen Sporomorphen sind die Lieferpflanzen bereits bekannt. Dennoch gingen parallel zur Bestimmung, d.h. der Zuordnung der Funde zu Gruppen des morphographischen Sporomorphensystems, die Bemühungen auch dahin, solche Lieferpflanzen, v.a. der selteneren oder neu gefundenen Sporomorphen, zu ermitteln; einige der neuen Arten sind in ihrer Verwandtschaft eindeutig, was durch die Benennung zum Ausdruck gebracht wird (s.o). Für die Mehrzahl der neuen Spezies und für viele bisher in ihrer Verwandtschaft unklare Formen ließ sich die botanische Deutung zumindest eingrenzen. Dies gelang für 148 Formen. Es handelt sich dabei teils um subtropisch-tropische Gewächse, teils aber auch um Pflanzen gemäßigter Klimata. Für genaue Zuweisungen sind jedoch umfangreiche Rezentvergleiche nötig, die einer eigenen Bearbeitung vorbehalten bleiben müssen. Auch einige als Sammelgruppen behandelte Formenkreise erfordern für eine Aufgliederung detailliertere Untersuchungen als sie in diesem Rahmen durchführbar waren. (z. B. Tricolpopollenites asper, T. sp. 2 u.a.). Andere Formen und Gattungen wiederum erwiesen sich dagegen als viel zahlreicher und leichter differenzierbar als bisher angenommen (z. B. Pinaceen, Magnoliaceen, Cyperaceen). In diesem Zusamenhang ist auch zu erwähnen, daß von Hemitrapa zwei Arten mit offensichtlich stratigraphischer Aussagekraft unterscheidbar sind; die Interpretation von Tricolporopol1enltes wackersdorfensis sensu MOHR & GREGOR (1984) als Gleditsia muß nach vorliegenden Erkenntnissen dagegen in Frage gestellt werden. Für 36 Formspezies blieb die Lieferpflanze völlig unbekannt oder es lassen sich höchstens vage Vermutungen anstellen. 2. Biostratigraphie: Fragen der Brauchbarkeit von Mikrofloren für die stratgraphische Gliederung der jüngsten Molassesedimente Südbayerns bildeten den zweiten Schwerpunkt vorliegender Bearbeitung. a) Reichweite: Die Fülle des gefundenen Sporomorphenmaterials brachte es mit sich, daß bei etlichen Formen eine weitere stratigraphische Reichweite als bisher angenommen festgestellt wurde. Zum Teil wurde diese Revision durch die Neugliederung des Paratethys-Miozäns nötig. b) Palynologische Gliederung: Im Laufe der Untersuchungen zeigte sich bald, daß allein auf der Basis der mikrofloristischen Bearbeitung kein von anderen Fossilresten unabhängiges stratigraphisches Gliederungsschema zu finden war. Weder die von anderen Autoren favoritisierte Leitformen-Methode, noch die Aufgliederung nach Klimaelementen ergab ein brauchbares Bild. Lediglich die bekannte generelle Abnahme der miozänen, paläotropischen und thermophilen Elemente und die Zunahme der pliozänen, arktoteriären und gemäßigten während des Neogens ließ sich deutlich ausmachen. Dagegen ermöglicht die Berücksichtigung des Sporomorpheninhalts eine Ergänzung und Deutung der vertebrat-stratigraphisch ausgeschiedenen Abfolgen. Voraussetzung ist die Möglichkeit einer Zuordnung zu einer natürlichen Art, Gattung oder wenigstens Familie und daraus ableitbar wiederum die Zuordnung zu einer oder mehreren Pflanzengesellschaften. Aufgeteilt nach Diversität, Dominanz und Verhältnis von 'Feuchtpflanzen' bzw. autochthonen Gemeinschaften zu mesophilen Phanerophyten bzw. allochthonen Gemeinschaften lassen sich in Südbayern fünf Pollenbilder erkennen, die mit den MN-Einheiten der Zoostratigraphie in Beziehung gebracht werden können. Die Pollenbilder 1 und 2, ungefähr entsprechend den Säugereinheiten 4b und 5, dokumentieren gattungsreiche, polydominante Mikrofloren, deren Lieferpflanzen vor allem verschiedenen Naß- und Feuchtgesellschaften angehören. Dementprechend sind Pteridaceen, Schizaeaceen, Cyperaceen und Poaceen relativ häufig. Das Pollenbild 1 (Langenau und Rauscheröd) zeichnet sich durch eine gewisse Artenarmut aus, wohingegen im Pollenbild 2 (Hitzhofen und Rittsteig) die Diversität zunimmt und Palmenpollen neben anderen mesophilen Akzessorien eine merkliche Rolle spielt. Bemerkenswert ist in den Entnahmeprofilen das Vorkommen kohliger Sedimente. Bezeichnend für Sporomorphenbild 3 sind oligodominante Mikrofloren, zusammengesetzt aus Elementen artenarmer Au- und Sumpfwälder (Taxodiaceen, Cyperaceen) sowie mesophiler 'Pionierwälder' (Pinaceen, Leguminosen). Fehlende Kohlebildung und das Zurücktreten mesophiler, d. h. allochthoner Lieferpflanzen sind weitere Charakteristika. Dieses Sporomorphenbild mit den Fundpunkten Gallenbach und Unterneul enspricht ungefähr der Säugereinheit MN 6. Die beiden stratigraphisch jüngsten Pollendiagramme 4 und 5 setzen sich deutlich von dem vorhergehenden ab. Belegt sind nun wiederum gattungsreiche, polydominante Pflanzenge seIl schaften feuchter, aber nicht nasser Biotope, in denen es ebenfalls mancherorts zur Kohlebildung kam. Gegenüber den Sporomorphenbildern und 2 ist der Anteil mesophiler Lieferpflanzen deutlich erhöht auf Kosten der Feuchtelemente. Letzteres gilt vor allem für das Sporomorphenbild 5 (Leonberg), in dem Fagaceen Pollen (Quercus, Fagus) vorherrscht. sporomorphenbild 4 entspricht annähernd MN 8 mit den Fundpunkten Hassenhausen und Achldorf, während Leonberg, nahe Marktl gelegen, MN 9 zugehört. Auf dem Umweg über diese an der Säugetierstratigraphie 'geeichten' Mikrofloren gelingt es, stratigraphisch unsichere Fundpunkte, wenn sie nur genügend formen- und individuenreich sind (Burtenbach, Lerchenberg, Wemding), einzuordnen. Auf diese Weise ergibt sich die in Diagramm 10 dargestellte Reihung vom Liegenden zum Hangenden. Dürftige Sporomorphenfloren oder Floren, die ausschließlich autochthone Feuchtelemente zeigen, können pollenstratigraphisch nicht sicher angesprochen werden, weil ihr Pollendiagramm undeutlich bleiben muß. Entsprechend der anerkannten Unterstellung, daß Phytostratigraphie zugleich Klimastratigraphie ist, läßt die dargestellte, im Grunde auf der Ausscheidung verschiedener Ukotypen basierende Gliederung sich auch paläoklimatisch interpretieren: Danach ist das verarmte Sporomorphenbild 3 in Südbayern als Ausdruck des vegetationsgeschichtlichen Pessimums anzusehen. Da die nachgewiesenen Sippen noch höhere Wärmeansprüche besitzen, ist nicht ein Temperaturrückgang, sondern ein Absinken der Niederschlagsmenge als begrenzender Faktor am wahrscheinlichsten und auf diese Weise das Ausbleiben von Pollen mesophiler Phanerophyten des Hinterlandes einleuchtend. 3. Paläogeographie: Bei dem Versuch, mit benachbarten Gebieten stratigraphische Beziehungen herzustellen, ergab sich, daß dies zwar über eine kürzere Entfernung recht gut gelingt, daß aber vor allem zu den Mikrofloren der niederrheinischen Braunkohle ein signifikanter Unterschied besteht: In Süddeutschland lassen die Pollendiagramme auf eine raschere Veränderung in der Zusammensetzung der Wälder schließen. Mit anderen Worten: altersgleiche Mikrofloren in Nordwestdeutschland täuschen ein höheres Alter vor. Erst im Obersarmat ähneln sich die jeweiligen Sporomorphenbilder. Damit erklärt sich auch, daß frühere Bearbeiter Schwierigkeiten hatten, mikrofloristische Befunde aus Süd- und Nordwestdeutschland miteinander zu korrelieren. Als Ursache für dieses überraschende Phänomen einer mittelmiozänen Diagrammverschiebung wird die stärkere, sprich länger andauernde maritime Beeinflussung des Niederrheingebietes angesehen.

Palynology on sediment profile Tso Kar in Ladakh

Palynological investigation of a 410 cm long core section from Tso Kar (33°10'N, 78°E, 4527 m a.s.l.), an alpine lake situated in the arid Ladakh area of NW India at the limit of the present-day Indian summer monsoon, was performed in order to reconstruct post-glacial regional vegetation and climate dynamics. The area was covered with alpine desert vegetation from ca. 15.2 to 14 kyr BP (1 kyr=1000 cal. years), reflecting dry and cold conditions. High influx values of long-distance transported Pinus sylvestris type pollen suggest prevailing air flow from the west and northwest. The spread of alpine meadow communities and local aquatic vegetation is a weak sign of climate amelioration after ca. 14 kyr BP. Pollen data (e.g. influx values of Pinus roxburghii type and Quercus) suggest that this was due to a strengthening of the summer monsoon and the reduced activity of westerly winds. The further spread of Artemisia and species-rich meadows occurred in response to improved moisture conditions between ca. 12.9 and 12.5 kyr BP. The subsequent change towards drier desert-steppe vegetation likely indicates more frequent westerly disturbances and associated snowfalls, which favoured the persistence of alpine meadows on edaphically moist sites. The spread of Chenopodiaceae-dominated vegetation associated with an extremely weak monsoon occurred at ca. 12.2-11.8 kyr BP during the Younger Dryas interstadial. A major increase in humidity is inferred from the development of Artemisia-dominated steppe and wet alpine meadows with Gentianaceae after the late glacial/early Holocene transition in response to the strengthening of the summer monsoon. Monsoonal influence reached maximum activity in the Tso Kar region between ca. 10.9 and 9.2 kyr BP. The subsequent development of the alpine meadow, steppe and desert-steppe vegetation points to a moderate reduction in the moisture supply, which can be linked to the weaker summer monsoon and the accompanying enhancement of the winter westerly flow from ca. 9.2 to 4.8 kyr BP. The highest water levels of Tso Kar around 8 kyr BP probably reflect combined effect of both monsoonal and westerly influence in the region. An abrupt shift towards aridity in the Tso Kar region occurred after ca. 4.8 kyr BP, as evidenced by an expansion of Chenopodiaceae-dominated desert-steppe. Low pollen influx values registered ca. 2.8-1.3 kyr BP suggest scarce vegetation cover and unfavourable growing conditions likely associated with a further weakening of the Indian Monsoon.

Early - Late Miocene palaeoclimate data and palaefloras of 48 samples from Southern China

Southern China, especially Yunnan, has undergone high tectonic activity caused by the uplift of Himalayan Mountains during the Neogene, which led to a fast changing palaeogeography. Previous study shows that Southern China has been influenced by the Asian Monsoon since at least the Early Miocene. However, it is yet not well understood how intense the Miocene monsoon system was. In the present study, 63 fossil floras of 16 localities from Southern China are compiled and evaluated for obtaining available information concerning floristic composition, stratigraphic age, sedimentology, etc. Based on such reliable information, selected mega- and micro-floras have been analysed with the coexistence approach to obtain quantitative palaeoclimate data. Visualization of climate results in maps shows a distinct spatial differentiation in Southern China during the Miocene. Higher seasonalities of temperature and precipitation occur in the north and south parts of Southern China, respectively. During the Miocene, most regions of Southern China and Europe were both warm and humid. Central Eurasia was likely to be an arid center, which gradually spread westward and eastward. Our data provide information about Miocene climate patterns in Southern China and about the evolution of these patterns throughout the Miocene, and is also crucial to unravel and understand the climatic signals of global cooling and tectonic uplift.

Palynological investigations of profile Cergowa in Poland

The decomposition rate of organic, Compounds, following the death of a plant, is dependent on several external factors. Assimilatory pigments generally undergo a rapid degradation. In certain condition, however, their decomposition may be considerably retarded; e.g. compounds similar to chlorophyll and some carotenoids, as a and ß-carotene, lutein and others, may persist several thousand years in marine and lake Sediments (Vallentyne 1960). Derivatives of chlorophyll were also found in the surface layer of wood soil (Gorham 1959). In this connection the question arises, in what a way a still different environment, namely peat, influences the decomposition rate of pigments. The starting point in these investigations was the fact observed by one of the co-authors, that many subfossil fir needles from various depths of the peat bog in Cergowa Gora were bright yellow green pigmented. Macroscopic otoservations have already suggested that, at least, a part of the pigments did not undergo decomposition. A study was undertaken with the aim to determine the quantitative and qualitative changes in assimilatory pigments, occurring in fir needles in dependence on the pexiod of time they were lying in the peat bog.