Aerosols over the East Atlantic in spring and summer 2001

Data on the concentration and mineral composition of aerosols collected by nets in Cruise 18 of R/V Akadernik Fedorov on a submeridional section in the East Atlantic are presented. An empirical curve for calculating efficiency factor of a net is given for different concentrations of mineral part of aerosols. Fluxes of lithogenic part of aerosols to the sea surface are calculated. A comparison of lithogenic fluxes from the atmosphere and in the water column of the ocean showed that values of fluxes practically coincide in areas with dominating supply of dry atmospheric material. These fluxes strongly differ in the intratropical convergence zone, where deposition of aerosols depends on atmospheric precipitation, or in regions, where sedimentary material is supplied to the ocean mainly by river run-off. Residence time of aerosol lithogenic matter in the euphotic layer is calculated.

Composition of sediments from the north-west African continental margin

Entlang dreier Profile vom NW-afrikanischen Kontinentalrand wurden Oberflächensedimente aus Wassertiefen zwischen 39m und 1514m auf ihre Zusammensetzung der Sandfraktion, auf ihre Gehalte an Karbonat und organischer Substanzen sowie auf ihre mineralogische Zusammensetzung hin untersucht. 1) Die auf dem Schelf und dem oberen Hang abgelagerten Sedimente (<500m) zeichnen sich durch hohe Sandgehalte (>70%) und durch hohe Grob/Fein-Verhältnisse aus. Unterhalb dieses Bereiches nimmt der Einfluß von Strömungen, die die Ablagerung von wesentlichen Mengen an Feinmaterial oberhalb 500m verhindern, ab, wie die starke Abnahme des Sandgehaltes, des Quarz/Glimmer und des Grob/Fein-Verhältnisses zeigen. Die Sedimente aus diesen Wassertiefen werden zum großen Teil aus Partikeln der Siltfraktion aufgebaut. Mit zunehmender Tiefe ist auch eine Zunahme der Tonfraktion zu beobachten, wobei höhere Tonanteile (>10%) erst in Tiefen unterhalb von 1200m auftreten. 2) Die quantitative Komponentenanalyse der Sandfraktion zeigt, daß der karbonatische Anteil fast ausschließlich biogener Herkunft ist. Er besteht zum wesentlichen Teil aus planktonischen Komponenten, vorwiegend Foraminiferen und mengenmäßig nur sehr untergeordnet auftretenden Pteropoden. Das opalkieselige Plankton (Diatomeen, Radiolarien) ist nur in geringen Mengen in den untersuchten Proben vorhanden. Auch das Benthos stellt nur eine untergeordnete Komponente der Sandfraktion dar. Vor allem der Anteil von Foraminiferen und Mollusken nimmt mit zunehmender Wassertiefe relativ deutlich ab. Die übrigen benthonischen Komponenten sind im Sediment nur in geringen Anteilen vertreten. 3) Hauptsedimentbildner im Profil Nouakchott sind die nichtbiogenen, terrigen-detritischen Sandkomponenten. Sie bestehen vorwiegend aus Quarz und mit zunehmender Wassertiefe aus Kotpillen bzw. Kotpillenaggregaten. Je nach Tiefe treten vor allem Glimmer (>1000m) und Glaukonit (<800m) hinzu. Die restlichen Komponenten treten nur gelegentlich und in äußerst geringen Mengen im rezenten Oberflächensediment auf. 4) Quarz wird als Windstaub mit dem NE-Passat und vor allem durch den "Harmattan" aus der Sahara heraustransportiert und vorwiegend über dem Schelfbereich sedimentiert. Windstaubmaterial besteht primär weitgehend aus Siltkorngrößen, die vor Nouakchott über die Schelfkante hinaustransportiert werden und zu einer Grobsiltanreicherung am mittleren Hang führen. 5) Das Verhältnis zwischen den karbonatischen Biogenkomponenten und den nichtbiogenen Partikeln spiegelt sich deutlich in der Karbonatverteilung sowohl des Gesamtsedimentes als auch der Sandfraktion wider. Relativ hohe Karbonatgehalte vor Cap Leven im Norden stehen sehr geringen Anteilen von Nouakchott gegenüber. Mit zunehmender Wassertiefe ist eine deutliche Abnahme des Karbonatanteils zu verfolgen. 6) Die Tatsache, daß das Profil Cap Blanc im Bereich des ganzjährigen Auftriebs liegt, spiegelt sich nicht in der Zusammensetzung der Sandfraktion wider. Südlich der Zone des ganzjährigen Auftriebs weisen verschiedene Parameter (Radiolarien, Diatomeen, Verhältnis von Radiolarien zu planktonischen Foraminiferen, Benthos/Plankton-Verhältnis der Foraminiferen) trotz abnehmender Auftriebsintensität eher steigende Werte auf. Dies ist wesentlich auf eine infolge des Nährstoffeintrages durch Flußzufuhr bedingte Verschiebung der maximalen Primärproduktion weit in südliche Richtung zurückzuführen. 7) In den aufgeführten Parametern zeigen sich von Profil zu Profil sehr deutliche fazielle Unterschiede, obwohl der großklimatische Hintergrund im gesamten Untersuchungsgebiet etwa gleich ist. Vor Cap Leven bildet sich eine Fazies, die im wesentlichen aus planktonischen Foraminiferen besteht, während das Sediment vor Nouakchott zum überwiegenden Teil aus nichtbiogenen Komponenten aufgebaut wird. Im Übergangsbereich vor Cap Blanc bildet sich eine Mischfazies, die keinerlei Prägung durch das Auftriebsgeschehen erhält. Die Ursachen dieser faziellen Unterschiede werden auf fehlenden Terrigeneinfluß vor Cap Leven einerseits und hohe Terrigenanlieferung vor Nouakchott andererseits zurückgeführt. 8) Die Zusammensetzung und Verteilung der rezenten Grobfraktionssedimente am Kontinentalrand vor Nw-Afrika wird somit im wesentlichen als Ergebnis einer Überprägung der Biogenanlieferung durch nichtbiogene Komponenten angesehen. Wesentlicher steuernder Faktor ist demnach das hier vorherrschende Windsystem.

The magnesium isotope composition of diagenetic dolomites from ODP Hole 112-685A and 201-1230A of the Peru Margin

The magnesium isotope composition of diagenetic dolomites and their adjacent pore fluids were studied in a 250 m thick sedimentary section drilled into the Peru Margin during Ocean Drilling Program (ODP) Leg 201 (Site 1230) and Leg 112 (Site 685). Previous studies revealed the presence of two types of dolomite: type I dolomite forms at ~ 6 m below seafloor (mbsf) due to an increase in alkalinity associated with anaerobic methane oxidation, and type II dolomite forms at focused sites below ~ 230 mbsf due to episodic inflow of deep-sourced fluids into an intense methanogenesis zone. The pore fluid delta 26Mg composition becomes progressively enriched in 26Mg with depth from values similar to seawater (i.e. -0.8 per mil, relative to DSM3 Mg reference material) in the top few meters below seafloor (mbsf) to 0.8 ± 0.2 per mil within the sediments located below 100 mbsf. Type I dolomites have a delta 26Mg of -3.5 per mil, and exhibit apparent dolomite-pore fluid fractionation factors of about -2.6 per mil consistent with previous studies of dolomite precipitation from seawater. In contrast, type II dolomites have delta 26Mg values ranging from -2.5 to -3.0 per mil and are up to -3.6 per mil lighter than the modern pore fluid Mg isotope composition. The enrichment of pore fluids in 26Mg and depletion in total Mg concentration below ~ 200 mbsf is likely the result of Mg isotope fractionation during dolomite formation, The 26Mg enrichment of pore fluids in the upper ~ 200 mbsf of the sediment sequence can be attributed to desorption of Mg from clay mineral surfaces. The obtained results indicate that Mg isotopes recorded in the diagenetic carbonate record can distinguish near surface versus deep formed dolomite demonstrating their usefulness as a paleo-diagenetic proxy.

Sediment composition and sedimentation rates of four Holes in ODP Leg 166

To date, work on the Great Bahama Bank's western, leeward margin has centred chiefly on seismic-scale expressions of carbonate sequences and systems tracts. However, periplatform, slope sediments also exhibit very well developed cyclicity on scales of decimetres to several metres. It is these small-scale, high-frequency cycles within the larger-scale facies successions of the Quaternary which form the main topic of this paper. Previous studies have shown that the small-scale cycles correlate to the orbitally forced, high-frequency sea-level changes. Therefore these cycles should indicate how sea level has affected the slope development and thus platform-margin evolution during this period. Through detailed, high-resolution sequence stratigraphy of the Great Bahama Bank's leeward margin, obtained via delta18O isotope and mineralogical (XRD) analyses, confined by U/Th dating and nannofossil bioevents, a greater understanding of the bedding geometries within the Pleistocene-Holocene seismic sequences and clues as to the nature of the slope development has been achieved. The high-resolution seismic profiles indicate that since the Plio-Pleistocene change in geometry, in which the Great Bahama Bank developed into a rimmed platform, continued steepening and subsequent progradation of the leeward margin has typified slope development during the Quaternary, which is described as an accretionary slope. However, on the basis of our observations we conclude that only the early to lower middle Pleistocene section (isotope stages 45-20) and the Holocene (isotope stage 1) of the leeward margin is accretionary. This indicates that a degree of erosion and/or by-passing has occurred on the leeward margin since the lower middle Pleistocene (isotope stage 19). During the first part of this period (isotope stages 19-12) erosion and/or by-passing occurred in the middle to lower slope regions and toe-of-slope. By the end of the upper middle to late Pleistocene phase (isotope stages 11-2) erosion also occurred on the upper slope. This erosion by currents at the toe-of-slope and oversteepening of the upper and middle slopes have led to back-cutting upslope and resulted in the progressive retreat of the toe-of-slope towards the platform to the east. However, the rise in sea level since the Last Glacial Maximum to its present-day level has allowed high productivity on the platform top during the Holocene and the deposition of a thick sediment wedge on the slope and sedimentation across the entire leeward flanks. This has led to the redevelopment of an accretionary slope and continued westward progradation of the Great Bahama Bank's western, leeward margin.