Oxygen isotope composition of planktonic foraminifer Globigerinoides ruber in sediment core GeoB1413 from the eastern edge of the South Atlantic central gyre

Die Paläozeanographie versucht die Klimageschichte des Quartärs zu rekonstruieren und die Zusammenhänge zwischen Klimaänderungen und ozeanischer Zirkulation besser zu verstehen. Ein wichtiges Hilfsmittel stellen die planktischen Foraminiferen dar. Die Analyse planktischer Foraminiferengemeinschaften hat gezeigt, daß die Verbreitung dieser Protozoa durch die Umweltbedingungen in den Oberflächenwasserströmen bestimmt wird (BoLTOVSKOY, 1969; CIFELLI& BENIER, 1976; OTIENS, 1991). Durch ihre Ablagerung und Erhaltung am Meeresboden speichern sie diese Informationen und bilden einen Indikator für Wassermassen und Oberflächenwassertemperaturschichtung. Zeitliche und räumliche Veränderungen der Faunenvergesellschaftungen und der Verhältnisse stabiler Sauerstoff- und Kohlenstoffisotope einzelner Foraminiferenarten haben damit einen maßgeblichen Beitrag zur Kenntnis der spätquartären Temperatur- und Zirkulationsänderungen der Oberflächenströme geliefert (SHACKLETON & OPDYKE, 1973; BE et al., 1976; RUDDIMAN & McooYRE, 1976; VINCENT & BERGER, 1981; CLIMAP, 1981; RA VELO et al., 1990). Mit Hilfe der planktischen Foraminiferen soll diese Arbeit einen Beitrag zur Rekonstruktion der spätquartären Ozeanographie des Südatlantiks liefern. Die Oberflächenströme des Südatlantiks sind das Bindeglied im Wärmeaustausch zwischen niederen und hohen Breiten. Durch den Südäquatorialstrom (SEC) werden warme Wassermassen, die sich aufgrund der hohen Sonneneinstrahlung im tropischen Atlantik gebildet haben, in den Nordatlantik transportiert. Die Wärme wird im Nordatlantik unter Bildung des Nordatlantischen-Tiefenwassers (NADW) an die Atmosphäre abgegeben. Durch dieses Ereignis wird maßgeblich das nordeuropäische Klima beeinflußt (BROECKER & DENTON, 1989). Die Intensität des SEC wird durch den saisonal variierenden SE-, NE-Passat gesteuert, der hauptsächlich durch die Präzession der geneigten Erdachse bzw. durch die Insolation auf der Nordhalbkugel kontrolliert wird (Mc OOYRE et aI., 1989; MOLFINO & Mc INTYRE, 1990). Der SEC fließt entlang des Äquators von Ost nach West und kalte, nährstotfreiche, tiefere Wassermassen (Südatlantisches-Zentralwasser (SACW)) steigen vor allem im Osten auf und erzeugen das hochproduktive äquatoriale Auftriebsgebiet. Im Osten ist der Temperaturgradient in der Wassersäule steiler, und die Thermoklinentiefe nimmt von Ost nach West zu. Die Lage der Thermokline ist damit ein wesentlicher Faktor, der den Wärmehaushalt im Atlantik mitbestimmt. So wird z. B. im äquatorialen Auftriebsgebiet und im Auftriebsgebiet des küstennahen Benguela-Stroms, wo die Thermoklinentiefe durch aufsteigende kalte Wassermassen gering ist, eine Wärmezunahme von 100 W/qm im Wärmehaushalt erreicht (PETERSON & STRAMMA, 1991). Zur spätquartären Rekonstruktion des Wärmeflusses und der Oberflächenzirkulation im Südostatlantik ist es daher wichtig, auch die zeitlichen und räumlichen Veränderungen tieferer Wasserschichten (bis 300 m) zu erfassen.

Microbial community, biomarker concentrations and their isotopic signature in sediment of Gullfaks and Tommeliten methane seeps in the Northern North Sea

Gullfaks is one of the four major Norwegian oil and gas fields, located in the northeastern edge of the North Sea Plateau. Tommeliten lies in the greater Ekofisk area in the central North Sea. During the cruises HE 208 and AL 267 several seep locations of the North Sea were visited. At the Heincke seep at Gullfaks, sediments were sampled in May 2004 (HE 208) using a video-guided multiple corer system (MUC; Octopus, Kiel). The samples were recovered from an area densely covered with bacterial mats where gas ebullition was observed. The coarse sands limited MUC penetration depth to maximal 30 centimeters and the highly permeable sands did not allow for a high-resolution, vertical subsampling because of pore water loss. The gas flare mapping and videographic observation at Tommeliten indicated an area of gas emission with a few small patches of bacterial mats with diameters <50 cm from most of which a single stream of gas bubbles emerged. The patches were spaced apart by 10-100 m. Sampling of sediments covered by bacterial mats was only possible with 3 small push cores (3.8 cm diameter) mounted to ROV Cherokee. These cores were sampled in 3 cm intervals. Lipid biomarker extraction from 10 -17 g wet sediment was carried out as described in detail elsewhere (Elvert et al., 2003; doi:10.1080/01490450303894). Briefly, defined concentrations of cholestane, nonadecanol and nonadecanolic acid with known delta 13C-values were added to the sediments prior to extraction as internal standards for the hydrocarbon, alcohol and fatty acid fraction, respectively. Total lipid extracts were obtained from the sediment by ultrasonification with organic solvents of decreasing polarity. Esterified fatty acids (FAs) were cleaved from the glycerol head group by saponification with methanolic KOH solution. From this mixture, the neutral fraction was extracted with hexane. After subsequent acidification, FAs were extracted with hexane. For analysis, FAs were methylated using BF3 in methanol yielding fatty acid methyl esters (FAMES). The fixation for total cell counts and CARD-FISH were performed on-board directly after sampling. For both methods, sediments were fixed in formaldehyde solution. After two hours, aliquots for CARD-FISH staining were washed with 1* PBS (10mmol/l sodium phosphate solution, 130mmol/l NaCl, adjusted to a pH of 7.2) and finally stored in a 1:1 PBS:ethanol solution at -20°C until further processing. Samples for total cell counts were stored in formalin at 4°C until analysis. For sandy samples, the total cell count/CARD-FISH protocol was optimized to separate sand particles from the cells. Cells were dislodged from sediment grains and brought into solution with the supernatant by sonicating each sample onice for 2 minutes at 50W. This procedure was repeated four times and supernatants were combined. The sediment samples were brought to a final dilution of 1:2000 to 1:4000 and filtered onto 0.2µm GTTP filters (Millipore, Eschbonn, Germany).