Composition of sedimentary rocks from the Shapkina River valley, Bolshezemelskaya Tundra

A facies-genetic and stratigraphic subdivision of the Quaternary sequence in the Shapkina River valley has been accomplished. The riverbank shows outcrops of three glacial complexes with different mineralogical-petrographic compositions and structural characteristics, which can be correlated and stratificated. Datings of intermoraine horizons (alluvial, marine, lacustrine, and lacustrine-boggy sediments) have been based on palynological and paleomicrotheriological data. The Middle Neopleistocene section can be divided into two till horizons corresponding to two autonomous glaciations (Pechora and Vychegda). They are separated by a member of subaqueous Rodionov sediments. The Pechora till formed in the course of glacier motions from the northeast. Glacial horizons are mainly composed of the Vychegda till transported from the Northwest terrigenous provenance. Lithology of the Upper Neopleistocene Polyarnyi till testifies to its formation in the upper course of the river from material transported from the Northeast terrigenous-mineralogical provenance in the upper course of the river and from the Fennoscandian glaciation center in the lower course of the river. The paper presents the first lithological investigation and substantiation of genesis of various facies of Neopleistocene intermoraine marine sediments (sediments of the beach and fore-beach zones and shallow-water shelf).

Investigation of sediment core PS2556 from Bellingshausen Sea, Antarctica

Die Rekonstruktion der glaziomarinen Sedimentationsprozesse am antarktischen Kontinentalrand des westlichen Bellingshausenmeeres erfolgte durch die sedimentologische Auswertung eines 962 cm langen Schwerelotkernes aus 3594 m Wassertiefe. Der Kern wurde während des Fahrtabschnittes ANT-XI/3 mit dem FS "Polarstern" vom Scheitel einer Sediment- "Drift" gezogen. An dem Sedimentkern wurde eine lithologische Beschreibung, sowie sedimentologische Untersuchungen und sedimentphysikalische Messungen durchgeführt. Anhand der Ergebnisse konnten signifikante Änderungen in der Zusammensetzung und Struktur der Sedimente erkannt, und drei Faziestypen unterschieden werden. Die Faziestypen charakterisieren jeweils glaziale oder interglaziale Zeiträume. Der größte Teil der Sedimentabfolge gehört der Laminitfazies an. Dabei handelt es sich um feinlaminierte Sedimentabschnitte, die vorwiegend aus feinkörnigen, terrigenen Komponenten zusammengesetzt sind. In die feinlaminierten Abschnitte sind vereinzelte, wenige Milimeter bis Zentimeter mächtige Siltlagen eingeschaltet. Die biogenen Anteile sind gering, Anzeichen für Bodenleben fehlen völlig. Die Manganfazies wird von authigen gebildeten Mangankonkretionen dominiert, die jeweils diskrete Lagen bilden. Dabei handelt es sich zum einen um Mikromanganknollen und -krusten und zum andern um manganhaltige Gangfüllungen. Biogene und terrigene Anteile sind in diesem Faziestyp unbedeutend. Die Biogenfazies ist von strukturlosen und stark bioturbierten Sedimenten gekennzeichnet. In diesen Sedimentabschnitten ist der hohe Anteil an Eisfracht (IRD) und die erhöhten Gehalte an Kalziumkarbonat und Opal in der Sandfraktion markant. Die stratigraphische Einordnung des Sedimentkernes erfolgte über die von Grobe & Mackensen (1992) entwickelte Lithostratigraphie, mit deren Einheiten die Faziestypen des Sedimentkernes korreliert werden konnten. Dabei ergaben sich zwei mögliche Altersmodelle und ein Basisalter von ca. 250.000 Jahren. Anhand der stratigraphischen Fixpunkte wurden Sedimentationsraten des Gesamtsedimentes und Akkumulationsraten des Kalziumkarbonates, des Biogenopals und des organisch gebundenen Kohlenstoffes berechnet. Dabei wurde gezeigt, daß lediglich das Kalziumkarbonat und der Biogenopal als Anzeiger für biologische Produktion dienen können, wobei Lösungsprozesse in der Wassersäule und im Sediment eine große Rolle spielen. Der Gehalt an organisch gebundenem Kohlenstoff ist in dem Sedimentkern nur erhaltungsbedingt zu erklären. Die Sedimentationsprozesse der einzelnen Faziestypen sind von den Eisverhältnissen, der biologischen Produktion, dem gravitativen Transport und der Umlagerung durch Meeresströmungen abhängig. Die Auswirkung der einzelnen Faktoren ist jeweils unterschiedlich ausgeprägt und wirkt sich spezifisch auf die einzelnen Parameter aus. In den Glazialen hatte ein Vorstoß des Schelfeises über die Schelfkante zur Anlieferung großer Sedimentmassen geführt, die über gravitativen Transport den Kontinentalhang hinunter transportiert wurden. Die Feinfracht wurde über parallel zum Kontinentalhang laufende Konturströme westwärts transportiert und in der Larninitfazies der Driftkörper abgelagert. Am Ende der Glaziale kam es zur Sedimentation der Manganfazies. Die geringen Sedimentationsraten am Kamm der Sedimentdrift kamen aufgrund reduzierter Intensität der Konturströme und fehlender Umlagerung von Schelfsedimenten in Folge rückschreitender Schelfeisrnassen zustande. In den Interglazialen kam es durch den aufsteigenden Meeresspiegel zum Aufschwimmen des Schelfeises. Der damit verbundene Abbau der Eisrnassen über dem Schelf, hatte eine hohe Sedimentation von IRD zur Folge. Mit fortschreitendem Interglazial kam es in Zeiten nur saisonaler Meereisbedeckung zu verstärkter biologischer Produktion und zur Sedimentation biogenen Materials.

A novel route to the synthesis of mesoporous Titania with full anatase nanocrystalline domains

A porous, high surface area TiO2 with anatase or rutile crystalline domains is advantageous for high efficiency photonic devices. Here, we report a new route to the synthesis of mesoporous titania with full anatase crystalline domains. This route involves the preparation of anatase nanocrystalline seed suspensions as the titania precursor and a block copolymer surfactant, Pluronic P123 as the template for the hydrothermal self-assembly process. A large pore (7 - 8 nm) mesoporous titania with a high surface area of 106 - 150 m(2)/g after calcination at 400degreesC for 4 h in air is achieved. Increasing the hydrothermal temperature decreases the surface area and creates larger pores. Characteristics of the seed precursors as well as the resultant mesoporous titania powder were studied using XRD analysis, N-2-adsorption/desorption analysis, and TEM. We believe these materials will be especially useful for photoelectrochemical solar cell and photocatalysis applications.

Visible light photocatalyst: Iodine-doped mesoporous titania with a bicrystalline framework

Iodine-doped (I-doped) mesoporous titania with a bicrystalline (anatase and rutile) framework was synthesized by a two-step template hydrothermal synthesis route. I-doped titania with anatase structure was also synthesized without the use of a block copolymer as a template. The resultant titania samples were characterized by X-ray diffraction, Raman spectroscopy, Fourier transform infrared, nitrogen adsorption, transmission electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, and UV-visible absorption spectroscopy. Both I-doped titania samples, with and without template, show much better photocatalytic activity than commercial P25 titania in the photodegradation of methylene blue under the irradiation of visible light (> 420 nm) and UV-visible light. Furthermore, I-doped mesoporous titania with a bicrystalline framework exhibits better activity than I-doped titania with anatase structure. The effect of rutile phase in titania on the adsorptive capacity of water and surface hydroxyl, and photocatalytic activity was investigated in detail. The excellent performance of I-doped mesoporous titania under both visible light and UV-visible light can be attributed to the combined effects of bicrystalline framework, high crystallinity, large surface area, mesoporous structure, and high visible light absorption induced by I-doping.