Rock-magnetic data of ODP Site 105-645 (Appendix)

We present the rock-magnetic stratigraphy for Ocean Drilling Program (ODP) Leg 105, Site 645 (Baffin Bay). Variations in magnetic mineral concentration (X) and particle size (XAKM/X) are used to correlate advanced piston corer (APC) cores from several holes at Site 645. Downsite variations in rock-magnetic parameters and carbonate content are placed within the framework of inferred changes in sedimentation. These results suggest an initiation of Northern Hemisphere ice rafting in Baffin Bay in the early-late Pliocene (approximately 3.4 Ma).

Paleomagnetic properties of basalts of ODP Hole 111-504B (Table 3)

Downhole magnetic field measurements were conducted in Hole 504B on the Costa Rica Ridge during ODP Leg 111. Three magnetic groups within oceanic basement at this site are tentatively defined, based on the interval mean values of the downhole magnetic field. Statistical analyses show that there are significant differences in the inclinations of natural remanent magnetization (NRM) among the three magnetic groups. Although this could be caused by various factors, we explain the inclination difference among the three groups by simple tectonic displacements of basement by faulting after its formation, about 5.9 Ma ago. Based on the intensities of NRM and inclinations measured in the basement core samples drilled in Hole 504B on DSDP Legs 69, 70, and 83 and ODP Leg 111, the investigated section of basement formation can be divided into three or four magnetic zones that parallel the zones defined by the downhole magnetic field, alteration, and lithology. Downhole magnetic field and paleomagnetic data generally correlate positively, in spite of some discrepancies. The magnetic susceptibility values of the core samples were used to derive the insitu NRM from the downhole magnetic field data.

Sedimentology and age determinations on core PS2813-1

Die Rekonstruktion des Einflusses von Strömungen und glazialmarinen Prozessen auf das Sedimentationsgeschehen am Kontinentalhang der Antarktischen Halbinsel im westlichen Weddellmeer basiert auf sedimentologischen und geophysikalischen Daten eines Kolbenlotkerns. Der Sedimentkern wurde während des Fahrtabschnitts ANT-XIV/3 mit dem FS "Polarstern" aus einer mächtigen Levee-Struktur eines Rinnen-Rückensystems gewonnen. Es wurden sedimentologische sowie sedimentphysikalische Untersuchungen an dem Kernmaterial durchgeführt. Die texturellen Änderungen im Kern und die Variationen der gemessenen Parameter ermöglichen eine lithofazielle Gliederung und stratigraphische Einstufung der Sedimentabfolge. Die untersuchten Sedimente umfassen den Zeitraum der vier letzten Klimazyklen bis heute und repräsentieren die Ablagerungsbedingungen von mehr als 340 000 Jahren. Vier Faziestypen wurden unterschieden, die sowohl glaziale als auch interglaziale Ablagerungsräume charakterisieren. (1) Die überwiegend groblaminierten Sedimentabfolgen wurden der Laminitfazies zugeordnet. Unter glazialen Umweltbedingungen kam es infolge schwacher Bodenströmungen zur Ablagerung feinkörniger, laminierter, strömungsbetonter Sedimente. (2) Strukturlose, sehr homogene Sedimentabfolgen des Kems beschreiben einen weiteren, den Kaltzeiten zugeordneten, Faziestyp, der durch geringe Variationen in den Sedimenteigenschaften charakterisiert ist. (3) Kernabschnitte, die weitgehend strukturlos sind bzw. leichte Bioturbationen und relativ viel eistransportiertes Material aufweisen, wurden als IRD-Fazies bezeichnet. Sie repräsentiert den Übergang vom Glazial zum Interglazial, in dem sich das Schelfeis und die Meereisbeckung zurückzogen. In den Sedimenten kam es infolge der gesteigerten Kalbungsrate zur Anreicherung der Eisfracht. (4) Die relativ biogenreichen, hellen Ablagerungen wurden der interglazialzeitlichen Karbonatfazies zugeteilt. Der signifikant erhöhte Anteil planktischer Foraminiferen weist auf eine gesteigerte Bioproduktivität im Oberflächenwasser hin, die aus verstärkten jahreszeitlichen Schwankungen der Meereisbedeckung resultiert. Die betrachteten Sedimentationsprozesse, wie biologische Produktivität, Umlagerungsprozesse durch Meeresströmungen, gravitativer Sedimenttransport und Eistransport, sind das Abbild komplexer Wechselwirkungen aus Meeresspiegelschwankungen, Änderungen ozeanographischer Bedingungen und der Vereisungsdynamik. Das Sedimentationsgeschehen im Untersuchungsgebiet wurde folglich durch die Variationen der vorherrschenden Umweltbedingungen bestimmt. Im Glazial kam es unter einer geschlossenen Meereisbedeckung zur Ablagerung feinkörniger, geschichteter Sedimente. Vorwiegend Turbiditströmungen kontrollierten das Sedimentationsgeschehen innerhalb des betrachteten Rinnen-Rückensystems. Unter dem Einfluß der Coriolis-Kraft und wahrscheinlich einer Konturströmung wurden die suspendierten, feinkörnigen Partikel aus dem zentralen Bereich der Rinne verdriftet und über dem nördlichen Uferwall abgelagert. Höherenergetische gravitative Prozesse beeinflußten das Sedimentationsgeschehen episodisch und sind durch gut sortierte Ablagerungen mit erhöhten Gehalten im Mittel- bis Grobsiltbereich dokumentiert. Höhere Sedimentationsraten in den Glazialen trugen verstärkt zur Bildung des Uferwalls bei. Die Ablagerungen der ebenfalls glazialzeitlichen homogenen Fazies belegen unterschiedliche Ablagerungsbedingungen und eine Verschiebung der dominierenden Prozesse. Während des Übergangs vom Glazial zum Interglazial nahm die Bodenwasserbildungsrate durch das Aufschwimmen des Schelfeises zu, wodurch die Strömungsintensität gesteigert wurde. Eine verstärkte Eisbergaktivität wird durch die Anreichung des IRD-Materials dokumentiert. Während interglazialer Zeiten ermöglichten offen-marine Bedingungen im Südsommer eine leicht erhöhte biologische Produktivität, so daß der Ablagerungsraum durch die Sedimentation biogener Komponenten verstärkt beeinflußt wurde.

Sedimentological and paleomagnetic investigations on two gravity cores and ODP sites 113-690 and 693 off Kapp Norvegia, Antarctic continental margin

Oligocene to Quaternary sediments were recovered from the Antarctic continental margin in the eastern Weddell Sea during ODP Leg 113 and Polarstern expedition ANT-VI. Clay mineral composition and grain size distribution patterns are useful for distinguishing sediments that have been transported by ocean currents from those that were ice-rafted. This, in turn, has assisted in providing insights about the changing late Paleogene to Neogene sedimentary environment as the cryosphere developed in Antarctica. During the middle Oligocene, increasing glacial conditions on the continent are indicated by the presence of glauconite sands, that are interpreted to have formed on the shelf and then transported down the continental slope by advancing glaciers or as a result of sea-level lowering. The dominance of illite and a relatively high content of chlorite suggest predominantly physical weathering conditions on the continent. The high content of biogenic opal from the late Miocene to the late Pliocene resulted from increased upwelling processes at the continental margin due to increased wind strength related to global cooling. Partial melting of the ice-sheet occurred during an early Pliocene climate optimum as is shown by an increasing supply of predominantly current-derived sediment with a low mean grain size and peak values of smectite. Primary productivity decreased at ~ 3 Ma due to the development of a permanent sea-ice cover close to the continent. Late Pleistocene sediments are characterized by planktonic foraminifers and biogenic opal, concentrated in distinct horizons reflecting climatic cycles. Isotopic analysis of AT. pachyderma produced a stratigraphy which resulted in a calculated sedimentation rate of 1 cm/k.y. during the Pleistocene. Primary productivity was highest during the last three interglacial maxima and decreased during glacial episodes as a result of increasing sea-ice coverage.

Magnetic properties of igneous rocks recovered at ODP Leg 127 sites

Measurements of natural remanent magnetization (NRM), initial susceptibility (K), anisotropy of magnetic susceptibility, frequency dependent susceptibility (Xfd), and viscous remanent magnetization (VRM) are reported from volcanic rocks recovered during ODP Leg 127 in the Japan Sea. The results indicate a significant difference between the basalts drilled in the Yamato Basin (Site 794 and 797) and in the Japan Basin (Site 795). The Koenigsberger ratios (Q) show very low values in the Yamato Basin attesting that the remanence is not dominant over the induced magnetization. This evidence could explain why no magnetic anomaly pattern has been recognized in this basin. Experiments of VRM acquisition and decay show that both the processes are multistage with the acquisition process proceeding more rapidly and deviates more from a log (t) law than the corresponding decay. The sediments interlayered with the basalts in the acoustic basement of the Yamato Basin show processes of remagnetization related to the emplacement of the dikes. Temperatures of heating between 200° and 250°C were estimated from the different unblocking temperatures of the two components of magnetization.

(Table 1) Magnetic viscosity coefficient, VRM and NRM of DSDP Hole 6-57

THE magnetic properties of the basalts which form layer 2 of the oceanic lithosphere are important because of their relevance to the hypothesis (Vine and Matthews, 1963, doi:10.1038/199947a0) of seafloor spreading. Most studies of these magnetic properties have been carried out on basalts obtained from dredge hauls taken predominantly from ocean ridge systems and fracture zones. These constitute special areas of the oceanic crust where the sediment cover is negligible. It is of interest to compare the magnetic properties of the dredged basalts with samples recovered from holes drilled through the overlying sediments into the basaltic layer at places distant from ridge axes. Samples obtained from the abandoned Mohole project and, more recently, from the Deep Sea Drilling Project (DSDP) possessed magnetic properties similar to those of dredged basalts (Cox and Doell, 1962, doi:10.1029/JZ067i010p03997; Lowrie et al., 1973, doi:10.1016/0012-821X(73)90198-2). Here I describe highly unstable magnetic characteristics found in basalts from DSDP hole 57.