X-ray fluorescence (XRF) measurements of two sediment cores from the Ceara Rise

Die XRF-Daten wurden an Archivhälften der Schwerelotkerne GeoB4402-2 und GeoB4407-3 erhoben, die am Nordwest-Hang des Ceará-Rückens gezogen wurden. Der Ceará-Rücken liegt im westlichen, äquatorialen Atlantik im Ablagerungsgebiet des Amazonas. Die Messdaten wurden mit dem XRF-Kern-Scanner "CORETEX (Corescanner Texel)" im Marum in Bremen erhoben, der auf dem Prinzip der Röntgenfluoreszenzanalyse beruht (gemessene Auflösung: 1 cm). Der Sedimenteintrag, speziell der Eintrag von terrigenem Material (durch Verwitterung entstandenes Material auf den Kontinenten), in die Ozeane ist ein immer noch schlecht verstandener Prozess, der aber für eine Vielzahl von geologischen Fragestellungen von entscheidender Bedeutung ist. Der terrigene Sedimenteintrag am Ceará-Rücken ist nahezu ausschließlich vom Amazonas geprägt. Die abgelagerten Sedimente auf dem Ceará-Rücken können als Zwei-Komponentensystem beschrieben werden. Eine Quelle ist der terrigene Eintrag aus dem Amazonas. Die zweite Quelle ist biogenes Kalziumkarbonat, dass vom kalkigen Plankton (vor allem Coccolithophoriden und zum Teil Foraminiferen) aus der oberen Wassersäule stammt. Heutzutage ist der westliche, tropische Atlantik die Hauptpassage des Transfers von warmem Oberflächenwasser vom Süd- in den Nordatlantik. Die Abgabe von Wärme und Feuchtigkeit aus den Tropen könnte im Zusammenhang mit kurzfristigen Klimawechseln stehen. Untersuchungen an Hand von Aufzeichnungen aus der nördlichen Hemisphäre weisen darauf hin, dass kurzfristige Klimaschwankungen der Nordhemisphäre zu Veränderungen der atmosphärischen Zirkulation in niedrigen Breiten auf einer Zeitskala von nur wenigen Tausenden Jahren führen können. Eine wichtige Frage dabei ist, wie der spätpleistozäne Eintrag von Terrigen-Material durch den Amazonas gesteuert ist durch Klimaschwankungen in den Tropen in Wechselwirkung mit den Vereisungs- und Abschmelzphasen der Nordhemisphäre. Hierbei sind sowohl die Glazial-Interglazial Zyklen als auch kurzfristige Klimaschwankungen wie die Dansgaard-Oeschger-Zyklen und die mit ihnen verbundenen Heinrich-Ereignisse von Bedeutung.

X-ray fluorescence scanning of discrete samples on the Schwalbenberg II loess-paleosol sequence, raw data, magnetic susceptibility, organic carbon and U-ratio as grainsize index

The Schwalbenberg II loess-paleosol sequence (LPS) denotes a key site for Marine Isotope Stage (MIS 3) in Western Europe owing to eight succeeding cambisols, which primarily constitute the Ahrgau Subformation. Therefore, this LPS qualifies as a test candidate for the potential of temporal high-resolution geochemical data obtained X-ray fluorescence (XRF) scanning of discrete samplesproviding a fast and non-destructive tool for determining the element composition. The geochemical data is first contextualized to existing proxy data such as magnetic susceptibility (MS) and organic carbon (Corg) and then aggregated to element log ratios characteristic for weathering intensity [LOG (Ca/Sr), LOG (Rb/Sr), LOG (Ba/Sr), LOG (Rb/K)] and dust provenance [LOG (Ti/Zr), LOG (Ti/Al), LOG (Si/Al)]. Generally, an interpretation of rock magnetic particles is challenged in western Europe, where not only magnetic enhancement but also depletion plays a role. Our data indicates leaching and top-soil erosion induced MS depletion at the Schwalbenberg II LPS. Besides weathering, LOG (Ca/Sr) is susceptible for secondary calcification. Thus, also LOG (Rb/Sr) and LOG (Ba/Sr) are shown to be influenced by calcification dynamics. Consequently, LOG (Rb/K) seems to be the most suitable weathering index identifying the Sinzig Soils S1 and S2 as the most pronounced paleosols for this site. Sinzig Soil S3 is enclosed by gelic gleysols and in contrast to S1 and S2 only initially weathered pointing to colder climate conditions. Also the Remagen Soils are characterized by subtle to moderate positive excursions in the weathering indices. Comparing the Schwalbenberg II LPS with the nearby Eifel Lake Sediment Archive (ELSA) and other more distant German, Austrian and Czech LPS while discussing time and climate as limiting factors for pedogenesis, we suggest that the lithologically determined paleosols are in-situ soil formations. The provenance indices document a Zr-enrichment at the transition from the Ahrgau to the Hesbaye Subformation. This is explained by a conceptual model incorporating multiple sediment recycling and sorting effects in eolian and fluvial domains.