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.

Pollen analysis, particle size analysis, end-member modelling and x-ray fluorescence measurements from sediment cores off Cape Ghir, Morocco

Understanding past human-climate-environment interactions is essential for assessing the vulnerability of landscapes and ecosystems to future climate change. This is particularly important in southern Morocco where the current vegetation is impacted by pastoralism, and the region is highly sensitive to climate variability. Here, we present a 2000-year record of vegetation, sedimentation rate, XRF chemical element intensities, and particle size from two decadal-resolved, marine sediment cores, raised from offshore Cape Ghir, southern Morocco. The results show that between 650 and 850 AD the sedimentation rate increased dramatically from 100 cm/1000 years to 300 cm/1000 years, and the Fe/Ca and pollen flux doubled, together indicating higher inputs of terrestrial sediment. Particle size measurements and end-member modelling suggest increased fluvial transport of the sediment. Beginning at 650 AD pollen levels from Cichorioideae species show a sharp rise from 10% to 20%. Pollen from Atemisia and Plantago, also increase from this time. Deciduous oak pollen percentages show a decline, whereas those of evergreen oak barely change. The abrupt increase in terrestrial/fluvial input from 650 to 850 AD occurs, within the age uncertainty, of the arrival of Islam (Islamisation) in Morocco at around 700 AD. Historical evidence suggests Islamisation led to population increase and development of southern Morocco, including expanded pastoralism, deforestation and agriculture. Livestock pressure may have changed the vegetation structure, accounting for the increase in pollen from Cichorioideae, Plantago, and Artemisia, which include many weedy species. Goats in particular may have played a dominant role as agents of erosion, and intense browsing may have led to the decline in deciduous oak; evergreen oak is more likely to survive as it re-sprouts more vigorously after browsing. From 850 AD to present sedimentation rates, Fe/Ca ratios and fluvial discharge remain stable, whereas pollen results suggest continued degradation. Pollen results from the past 150 years suggest expanded cultivation of olives and the native argan tree, and the introduction of Australian eucalyptus trees. The rapidly increasing population in southern Morocco is causing continued pressure to expand pastoralism and agriculture. The history of land degradation presented here suggests that the vegetation in southern Morocco may have been degraded for a longer period than previously thought and may be particularly sensitive to further land use changes. These results should be included in land management strategies for southern Morocco.