Succession of benthic hard-bottom communities in the shallow sublitoral of Comau Fjord, Chile

Succession was already studied over decades. The present thesis investigated the succession on hard substrate at two different study sites within the fjord Comau, Chile. Nine plates were installed at both sites (mouth of fjord and inner fjord) and photographed over three years. Additionally the natural community was recorded and a ground truthing was carried out to verify the analyzed species. Respectively at both sites over 50 different species were identified. Abundance data decreased with only one exception continuously, whereas the percentage cover increased. But the communities on the recruitment plates do still not reach the community structure of the natural environment. The present data showed that the hard-bottom succession in the fjord Comau is best described by the TOLERANCE MODEL (Connell & Slatyer, 1977). An important species of the natural community is the stony coral Desmophyllum dianthus, which normally (outside the fjord) grows beneath 1000 m water depth. The results of this work indicate that the mature community is not reached after 36 months.

Physical properties of deep sea sediments

Erstmals quantitativ bearbeitete Rutschungen aus dem Tiefseebereich des äquatorialen Ostatlantiks liegen auf Hängen von 0,4 Grad und 0,7 Grad - das ist sehr viel flacher als die für statische Rutschungsauslösung benötigte kritische Hangneigung (14 Grad bis 16 Grad ). Im Gegensatz zu Flachwassergebieten kann bei Wassertiefen von über 4000 m natürlich der Einfluß von Wellenwirkung und Tidenhub auf die Hangstabilität vernachlässigt werden. Die Sedimentationsraten sind in diesem Bereich zur Bildung eines Porenwasserüberdruckes vielfach zu niedrig. Nach den Hangstabilitätsanalysen bilden hier Erdbeben den wirksamsten Auslösemechanismus für die Rutschungen. Dies gilt auch für Rutschungen an den Kontinentalrändern von Nordwest- und Westafrika sowie für das europäische Nordmeer und für Rutschungen im nördlichen Fidji-Becken. Das Alter der besonders gut datierten Rutschungen vom nordwestafrikanischen Kontinentalrand und der Tiefsee des äquatorialen Ostatlantiks schwankt zwischen 16,000 J.v.h. und 18,000 J.v.h. sowie etwa 130,000 J.v.h.. Es handelt sich dabei um Phasen des Beginns besonders starker Meeresspiegelschwankungen. Ein Vergleich der Meeresspiegelkurve mit dem Alter älterer Rutschungen zeigt ebenfalls eine Parallele mit Zeiten von Regressionen und Transgressionen. Durch die Meeresspiegelschwankungen werden isostatische Vertikalbewegungen des Tiefseebodens von bis zu 30 m bewirkt, die Spannungen in den Lithosphärenplatten erzeugen. Sie allein sind jedoch nicht groß genug, um Brüche in intakten Plattenbereichen zu verursachen. Entlang alter, ehemals aktiver Transform-Bruchzonen (Fracture Zones) können jedoch die aufgebauten Spannungen eher wieder abgebaut werden. Dabei entstehen kleinere Erdstösse und führen zur Auslösung von Rutschungen. Ein Vergleich der Verbreitung von Transform-Störungen und Rutschungen vor Norwegen, Nordwest- und Westafrika sowie vor dem südlichen Afrika zeigt, daß in diesen Gebieten Rutschmassen tatsächlich besonders häufig entlang und in der Verlängerung von Fracture Zones auftreten. Modellrechnungen, die mit typischen Werten für Hangwinkel (0,5 Grad bis 3 Grad) von Tiefseeböschungen und passive Kontinentalränder sowie für häufig ermittelte Scherfestigkeitsgradienten im Sediment (0,5 kPa/m bis 1,7 kPa/m) durchgeführt wurden, ergaben, daß in Gebieten mit normal konsolidierten Sedimenten (ohne Porenwasserüberdruck) nur Erdbeben Rutschungen ausgelöst haben können.

Mineralogy of southern Kerguelen Plateau sediments

Kaolinite, goethite, minor hematite, and gibbsite were found in fluvial upper Lower Cretaceous basal sediment from the Southern Kerguelen Plateau, Sites 748 and 750, 55°S latitude. This mineral assemblage, derived from the weathering of basalt, indicates near-tropical weathering conditions with high orographic rainfall, at least 100 cm per year. The climate deteriorated by the Turonian or Coniacian, as indicated by the decline in kaolinite content of this sediment. The Upper Cretaceous sediment at Site 748 consists of 200 m of millimeter-laminated, sparsely fossiliferous, wood-bearing glauconitic siltstone and clay stone with siderite concretions deposited on a shelf below wave base. Some graded and cross beds indicate that storms swept over the shelf and reworked the sediment. Overlying this unit is 300 m of intermittently partly silicified, bryozoan-inoceramid-echinoderm-rich glauconitic packstones, grainstones, and wackestones. The dominant clay mineral in both units is identical to the mineral composition of the glauconite pellets: randomly interstratified smectite-mica. The clay fraction has a higher percent of expandable layers than the mineral of the glauconite pellets, and the clay of the underlying subunit has a higher percentage of expandable layers than the clay of the carbonate subunit. Potassium levels mirror these mineral variations, with higher K levels in minerals that have a lower percentage of expandable layers. The decrease in expandability of the mineral in the upper subunit is attributed to diagenesis, the result of higher porosity.

Bryoliths constructed by bryozoans in symbiotic associations with hermit crabs, Golfe d'Arguin, Mauritania

The Golfe d'Arguin offshore of northern Mauritania hosts a rare modern analogue for heterozoan carbonate production in a tropical marine setting. Dominated by ocean upwelling and with additional fertilisation by iron-rich aeolian dust, this naturally eutrophic marine environment lacks typical photozoan communities. A highly productive, tropical cosmopolitan biota dominated by molluscs and suspension-feeders such as bryozoans and balanids characterises the carbonate-rich surface sediments. Overall biodiversity is relatively low and the species present are tolerant against the eutrophic and low-light conditions, the strong hydrodynamic regime governed by ocean upwelling, and the unstable, soft-bottom seafloor with few hard substrata. Here, we describe an ectosymbiosis between the hermit crab Pseudopagurus granulimanus (Miers, 1881) and monospecific assemblages of the encrusting cheilostome bryozoan Acanthodesia commensale (Kirkpatrick and Metzelaar, 1922) that cohabits vacant gastropod shells. Nucleating on an empty gastropod shell, the bryozoan colonies form multilamellar skeletal crusts that produce spherical encrustations and extend the living chamber of the hermit crab through helicospiral tubular growth. This non-obligate mutualistic symbiosis illustrates the adaptive capabilities and benefits from a close partnership in a complex marine environment, driven by trophic conditions, high water energies and instable substratum. Sectioned bryoliths show that between 49 and 97 % of the solid volume of the specimens consists of bryozoan skeleton.