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.

Pollen and spore counts, influx rates and concentrations at DSDP Hole 64-480

Preliminary analyses of 56 samples from the upper 49 meters of Hole 480 (Cores 1-11) show marked changes in pollen frequencies and concentrations. The largely varved cores (1, 2, 3, 10, and 11) are characterized by low concentrations and pollen types such as Gramineae, Low-spine Compositae and Cheno/Ams. The largely homogeneous section (Cores 3 through 10) contains higher pollen concentrations and is dominated by TCT (probably Juniperus) and Artemisia. Picea pollen is also present in this section. The record as a whole is thought to represent most of the last glacial cycle.

Survey of pollen and spores in DSDP Holes 96-618 and 619

A preliminary palynological survey of 118 samples from the Mississippi Fan (Sites 615, 616, and 620) and from 2 intraslope basins (Sites 619 and 618) shows pollen in all samples. Reworked pollen is generally abundant, forming over 50% of the sum of pollen and reworked pollen. Concentration of nonreworked pollen is usually low (on the order of tens to hundreds of pollen grains per cubic centimeter wet sediment). Conifers, primarily Pinus, Picea, and Tsuga, dominate Pleistocene marine pollen spectra; significant percentages of Quercus are present in Holocene sediments and in sediments deposited during oxygen-isotope Stage 5.

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.

Miocene flora and paleoclimate estimations of Schrotzburg, South Germany

We present a detailed palaeoclimate analysis of the Middle Miocene (uppermost Badenian-lowermost Sarmatian) Schrotzburg locality in S Germany, based on the fossil macro- and micro-flora, using four different methods for the estimation of palaeoclimate parameters: the coexistence approach (CA), leaf margin analysis (LMA), the Climate-Leaf Analysis Multivariate Program (CLAMP), as well as a recently developed multivariate leaf physiognomic approach based on an European calibration dataset (ELPA). Considering results of all methods used, the following palaeoclimate estimates seem to be most likely: mean annual temperature ~15-16°C (MAT), coldest month mean temperature ~7°C (CMMT), warmest month mean temperature between 25 and 26°C, and mean annual precipiation ~1,300 mm, although CMMT values may have been colder as indicated by the disappearance of the crocodile Diplocynodon and the temperature thresholds derived from modern alligators. For most palaeoclimatic parameters, estimates derived by CLAMP significantly differ from those derived by most other methods. With respect to the consistency of the results obtained by CA, LMA and ELPA, it is suggested that for the Schrotzburg locality CLAMP is probably less reliable than most other methods. A possible explanation may be attributed to the correlation between leaf physiognomy and climate as represented by the CLAMP calibration data set which is largely based on extant floras from N America and E Asia and which may be not suitable for application to the European Neogene. All physiognomic methods used here were affected by taphonomic biasses. Especially the number of taxa had a great influence on the reliability of the palaeoclimate estimates. Both multivariate leaf physiognomic approaches are less influenced by such biasses than the univariate LMA. In combination with previously published results from the European and Asian Neogene, our data suggest that during the Neogene in Eurasia CLAMP may produce temperature estimates, which are systematically too cold as compared to other evidence. This pattern, however, has to be further investigated using additional palaeofloras.

Miocene microflora and palaeoclimatic estimates of the Stetten section (Austria)

Pollen analyses have been proven to possess the possibility to decipher rapid vegetational and climate shifts in Neogene sedimentary records. Herein, a c. 21-kyr-long transgression-regression cycle from the Lower Austrian locality Stetten is analysed in detail to evaluate climatic benchmarks for the early phase of the Middle Miocene Climate Optimum and to estimate the pace of environmental change. Based on the Coexistence Approach, a very clear signal of seasonality can be reconstructed. A warm and wet summer season with c. 204-236 mm precipitation during the wettest month was opposed by a rather dry winter season with precipitation of c. 9-24 mm during the driest month. The mean annual temperature ranged between 15.7 and 20.8 °C, with about 9.6-13.3 °C during the cold season and 24.7-27.9 °C during the warmest month. In contrast, today's climate of this area, with an annual temperature of 9.8 °C and 660 mm rainfall, is characterized by the winter season (mean temperature: -1.4 °C, mean precipitation: 39 mm) and a summer mean temperature of 19.9 °C (mean precipitation: 84 mm). Different modes of environmental shifts shaped the composition of the vegetation. Within few millennia, marshes and salt marshes with abundant Cyperaceae rapidly graded into Taxodiaceae swamps. This quick but gradual process was interrupted by swift marine ingressions which took place on a decadal to centennial scale. The transgression is accompanied by blooms of dinoflagellates and of the green alga Prasinophyta and an increase in Abies and Picea. Afterwards, the retreat of the sea and the progradation of estuarine and wetland settings were a gradual progress again. Despite a clear sedimentological cyclicity, which is related to the 21-kyr precessional forcing, the climate data show little variation. This missing pattern might be due to the buffering of the precessional-related climate signal by the subtropical vegetation. Another explanation could be the method-inherent broad range of climate-parameter estimates that could cover small scale climatic changes.

Pollen and macroremains from profiles from site Osterholz and Elm

The biostratigraphic classification of the Pleistocene in north-western and central Europe is still insufficiently known, in spite of numerous geological and vegetation-history investigations. The question is not even clear, for example, how often a warm-period vegetation with thermophilous trees such as Quercus, Ulmus, Tilia, Carpinus etc could develop here. In past years, on the basis of several geological and vegetation-history findings, suspicion has often been expressed that some of the classical stages of the Pleistocene could include more warm periods than heretofore assumed, and as a result of recent investigations the period between the Waal and Holstein interglacials seems to include at least two warm periods, of which the Cromer is one. This paper contributes to this problem. The interglacial sediments coming from the Elm-Mountains near Brunswick and from the Osterholz near Elze - both within the limits of the German Mittelgebirge - were investigated by pollen analysis. In both cases a Pinus-Betula zone and a QM zone were found. The vegetation development of the Pinus-Betula zone is characterized in both sequences by the early appearance of Picea. Because of strong local influence at the Osterholz a detailed correlation is difficult. However, vegetation development at the time of the QM zone at both sites was similar; it is especially characterized by the facts that Ulmus clearly migrated to the site earlier than Quercus and was very abundant throughout this time. Furthermore, both diagrams show very low amounts of Corylus. The interglacial of the Osterholz shows in addition to the above; a Carpinus-QM-Picea-zone in which Eucommia reaches a relative high value and in the upper of which Azolla filiculoides was also found. The similarity of vegetation development justifies acceptance of the same age for the occurrences. A comparison of the vegetation development at the Elm and the Osterholz with those of the Eem, Holstein, Waal, and Tegelen warm periods as well as with all the Cromer sites so far investigated shows that only a correlation with the Cromer Complex is possible. This correlation is supported by the geologic relations in the Osterholz (the deposit is overlain by Elster till). Therefore the till-like material with Scandinavian rock fragments underlying the deposit at Elm is of particular interest. The 'Rhume' interglacial beds at Bilshausen, only 60 km south of Osterholz, is also assigned to the Cromer complex, but the two deposits cannot be of the same age because the vegetation development differs. Therefore the Cromer complex must include at least two warm periods. Further conclusions about the relative stratigraphic position of these two occurrences and correlations of other Cromer sites are at this time not possible, however.

Table 2. Percentage of palynomorphs found in each sample through Longling section

The Longling Coal Mine (W. Yunnan) is situated in an area of substantial geotectonic activity. Its Late Pliocene palynoflora is of considerable interest, since the area represents a centre of biodiversity. Eighty-two palynomorphs belonging to 61 families were recovered from the lignite. The palynoflora is dominated by angiosperms (68.3%), with ferns (24.4%), gymnosperms (4.9%) and algae (2.4%). Comparisons indicate that most of the palynoflora was derived from the Montane Humid Evergreen Broad-leaved Forest, with lesser contributions from the Tsuga dumosa Forest and Evergreen Coniferous Broad-leaved Mixed Forest, as well as the Montane Mossy Evergreen Broad-leaved Forest. This indicates that the Late Pliocene climate was cooler than that of the present. In the course of the accumulation of the lignite, the climate underwent five major phases of warming and cooling.