Microflora from Molasse sediments in southern Germany

1. Polleninventar: Erstmals wurde der Sporomorpheninhalt der Süssbrackwassermolasse und der Oberen Süsswassermolasse Südbayerns einer umfassenden Sichtung unterzogen. Von den überprüften 92 Fundstellen erwiesen sich 55 als sporomorphenführend. Nur 15 davon waren so ergiebig, daß ihr Inhalt quantitativ erfaßt und als Grundlage für die Erstellung eines Diagramms herangezogen werden konnte. Dennoch weist der systematische Katalog 272 Formen auf. Dies ist eine im Vergleich mit anderen, in neuerer Zeit bearbeiteten neogenen Pollenfloren Mitteleuropas sehr große Zahl, wie folgende Angaben belegen: Niederrheinische Braunkohle 175 Arten, Braunkohle der Oberpfalz 138 Arten, subalpine Flözmolasse Bayerns 93 Arten und subalpine Molasse der Ostschweiz und der zentralen und westlichen Paratethys 219 Arten. Dieser Reichtum erklärt sich unschwer aus der Größe des Untersuchungsgebietes, das vom Allgäu im Westen bis an die Salzach im Osten reichte. Überwiegend gehören die nachgewiesenen Formen gutbekannten Arten bzw. Formenkreisen an. Deshalb wurde lediglich die Aufstellung von 2 neuen Gattungen, 19 neuen Arten sowie 5 Neukombinationen nötig. Neue Genera: Nr. (165) Ludwigiapollis Nr., (248) Caesalpiniaceaepollenites, 311 Neue Spezies: (039) Polypodiaceoisporltes subtriangularis, (046) P. pityogrammoides, (067) Perinomonoletes imperfectus, (124) Cycadopltes gemmatus, (125) C. concinus, (133) Lillacidites tener, (137) Nupharipollenites microechinatus, (150) Polyporopollenites nanus, (161) Porocolpopollenites subrotundus, (165) Ludwigiapollis labiatus, (169) Sporotrapoidites cucculatus, (190) Tricolpopollenites cribosus, (192) T. variabilis, (204) Tricolporopollenites pulcher, (210) T. operculiferus, (213) T. pseudomarcodurensis, (217) T. magnolaevigatus, (245) Umbelliferaepollenites achldorfensis, (248) Caesalpiniaceaepollenites antiquus Neukombinationen: (081) Pityosporites koraensis, (128) Magnoliaepollenites magnolioides, (130) M. graciliexinus, (168) Sporotrapoidites erdtmannii, (177) Chenopodipollis psilatoides. Für die meisten der vorgefundenen Sporomorphen sind die Lieferpflanzen bereits bekannt. Dennoch gingen parallel zur Bestimmung, d.h. der Zuordnung der Funde zu Gruppen des morphographischen Sporomorphensystems, die Bemühungen auch dahin, solche Lieferpflanzen, v.a. der selteneren oder neu gefundenen Sporomorphen, zu ermitteln; einige der neuen Arten sind in ihrer Verwandtschaft eindeutig, was durch die Benennung zum Ausdruck gebracht wird (s.o). Für die Mehrzahl der neuen Spezies und für viele bisher in ihrer Verwandtschaft unklare Formen ließ sich die botanische Deutung zumindest eingrenzen. Dies gelang für 148 Formen. Es handelt sich dabei teils um subtropisch-tropische Gewächse, teils aber auch um Pflanzen gemäßigter Klimata. Für genaue Zuweisungen sind jedoch umfangreiche Rezentvergleiche nötig, die einer eigenen Bearbeitung vorbehalten bleiben müssen. Auch einige als Sammelgruppen behandelte Formenkreise erfordern für eine Aufgliederung detailliertere Untersuchungen als sie in diesem Rahmen durchführbar waren. (z. B. Tricolpopollenites asper, T. sp. 2 u.a.). Andere Formen und Gattungen wiederum erwiesen sich dagegen als viel zahlreicher und leichter differenzierbar als bisher angenommen (z. B. Pinaceen, Magnoliaceen, Cyperaceen). In diesem Zusamenhang ist auch zu erwähnen, daß von Hemitrapa zwei Arten mit offensichtlich stratigraphischer Aussagekraft unterscheidbar sind; die Interpretation von Tricolporopol1enltes wackersdorfensis sensu MOHR & GREGOR (1984) als Gleditsia muß nach vorliegenden Erkenntnissen dagegen in Frage gestellt werden. Für 36 Formspezies blieb die Lieferpflanze völlig unbekannt oder es lassen sich höchstens vage Vermutungen anstellen. 2. Biostratigraphie: Fragen der Brauchbarkeit von Mikrofloren für die stratgraphische Gliederung der jüngsten Molassesedimente Südbayerns bildeten den zweiten Schwerpunkt vorliegender Bearbeitung. a) Reichweite: Die Fülle des gefundenen Sporomorphenmaterials brachte es mit sich, daß bei etlichen Formen eine weitere stratigraphische Reichweite als bisher angenommen festgestellt wurde. Zum Teil wurde diese Revision durch die Neugliederung des Paratethys-Miozäns nötig. b) Palynologische Gliederung: Im Laufe der Untersuchungen zeigte sich bald, daß allein auf der Basis der mikrofloristischen Bearbeitung kein von anderen Fossilresten unabhängiges stratigraphisches Gliederungsschema zu finden war. Weder die von anderen Autoren favoritisierte Leitformen-Methode, noch die Aufgliederung nach Klimaelementen ergab ein brauchbares Bild. Lediglich die bekannte generelle Abnahme der miozänen, paläotropischen und thermophilen Elemente und die Zunahme der pliozänen, arktoteriären und gemäßigten während des Neogens ließ sich deutlich ausmachen. Dagegen ermöglicht die Berücksichtigung des Sporomorpheninhalts eine Ergänzung und Deutung der vertebrat-stratigraphisch ausgeschiedenen Abfolgen. Voraussetzung ist die Möglichkeit einer Zuordnung zu einer natürlichen Art, Gattung oder wenigstens Familie und daraus ableitbar wiederum die Zuordnung zu einer oder mehreren Pflanzengesellschaften. Aufgeteilt nach Diversität, Dominanz und Verhältnis von 'Feuchtpflanzen' bzw. autochthonen Gemeinschaften zu mesophilen Phanerophyten bzw. allochthonen Gemeinschaften lassen sich in Südbayern fünf Pollenbilder erkennen, die mit den MN-Einheiten der Zoostratigraphie in Beziehung gebracht werden können. Die Pollenbilder 1 und 2, ungefähr entsprechend den Säugereinheiten 4b und 5, dokumentieren gattungsreiche, polydominante Mikrofloren, deren Lieferpflanzen vor allem verschiedenen Naß- und Feuchtgesellschaften angehören. Dementprechend sind Pteridaceen, Schizaeaceen, Cyperaceen und Poaceen relativ häufig. Das Pollenbild 1 (Langenau und Rauscheröd) zeichnet sich durch eine gewisse Artenarmut aus, wohingegen im Pollenbild 2 (Hitzhofen und Rittsteig) die Diversität zunimmt und Palmenpollen neben anderen mesophilen Akzessorien eine merkliche Rolle spielt. Bemerkenswert ist in den Entnahmeprofilen das Vorkommen kohliger Sedimente. Bezeichnend für Sporomorphenbild 3 sind oligodominante Mikrofloren, zusammengesetzt aus Elementen artenarmer Au- und Sumpfwälder (Taxodiaceen, Cyperaceen) sowie mesophiler 'Pionierwälder' (Pinaceen, Leguminosen). Fehlende Kohlebildung und das Zurücktreten mesophiler, d. h. allochthoner Lieferpflanzen sind weitere Charakteristika. Dieses Sporomorphenbild mit den Fundpunkten Gallenbach und Unterneul enspricht ungefähr der Säugereinheit MN 6. Die beiden stratigraphisch jüngsten Pollendiagramme 4 und 5 setzen sich deutlich von dem vorhergehenden ab. Belegt sind nun wiederum gattungsreiche, polydominante Pflanzenge seIl schaften feuchter, aber nicht nasser Biotope, in denen es ebenfalls mancherorts zur Kohlebildung kam. Gegenüber den Sporomorphenbildern und 2 ist der Anteil mesophiler Lieferpflanzen deutlich erhöht auf Kosten der Feuchtelemente. Letzteres gilt vor allem für das Sporomorphenbild 5 (Leonberg), in dem Fagaceen Pollen (Quercus, Fagus) vorherrscht. sporomorphenbild 4 entspricht annähernd MN 8 mit den Fundpunkten Hassenhausen und Achldorf, während Leonberg, nahe Marktl gelegen, MN 9 zugehört. Auf dem Umweg über diese an der Säugetierstratigraphie 'geeichten' Mikrofloren gelingt es, stratigraphisch unsichere Fundpunkte, wenn sie nur genügend formen- und individuenreich sind (Burtenbach, Lerchenberg, Wemding), einzuordnen. Auf diese Weise ergibt sich die in Diagramm 10 dargestellte Reihung vom Liegenden zum Hangenden. Dürftige Sporomorphenfloren oder Floren, die ausschließlich autochthone Feuchtelemente zeigen, können pollenstratigraphisch nicht sicher angesprochen werden, weil ihr Pollendiagramm undeutlich bleiben muß. Entsprechend der anerkannten Unterstellung, daß Phytostratigraphie zugleich Klimastratigraphie ist, läßt die dargestellte, im Grunde auf der Ausscheidung verschiedener Ukotypen basierende Gliederung sich auch paläoklimatisch interpretieren: Danach ist das verarmte Sporomorphenbild 3 in Südbayern als Ausdruck des vegetationsgeschichtlichen Pessimums anzusehen. Da die nachgewiesenen Sippen noch höhere Wärmeansprüche besitzen, ist nicht ein Temperaturrückgang, sondern ein Absinken der Niederschlagsmenge als begrenzender Faktor am wahrscheinlichsten und auf diese Weise das Ausbleiben von Pollen mesophiler Phanerophyten des Hinterlandes einleuchtend. 3. Paläogeographie: Bei dem Versuch, mit benachbarten Gebieten stratigraphische Beziehungen herzustellen, ergab sich, daß dies zwar über eine kürzere Entfernung recht gut gelingt, daß aber vor allem zu den Mikrofloren der niederrheinischen Braunkohle ein signifikanter Unterschied besteht: In Süddeutschland lassen die Pollendiagramme auf eine raschere Veränderung in der Zusammensetzung der Wälder schließen. Mit anderen Worten: altersgleiche Mikrofloren in Nordwestdeutschland täuschen ein höheres Alter vor. Erst im Obersarmat ähneln sich die jeweiligen Sporomorphenbilder. Damit erklärt sich auch, daß frühere Bearbeiter Schwierigkeiten hatten, mikrofloristische Befunde aus Süd- und Nordwestdeutschland miteinander zu korrelieren. Als Ursache für dieses überraschende Phänomen einer mittelmiozänen Diagrammverschiebung wird die stärkere, sprich länger andauernde maritime Beeinflussung des Niederrheingebietes angesehen.

Response of marine palynomorphs to Neogene climate cooling in the Iceland Sea, ODP Hole 151-907A

The present study on ODP Leg 151 Hole 907A combines a detailed analysis of marine palynomorphs (dinoflagellate cysts, prasinophytes, and acritarchs) and a low-resolution alkenone-based sea-surface temperature (SST) record for the interval between 14.5 and 2.5 Ma, and allows to investigate the relationship between palynomorph assemblages and the paleoenvironmental evolution of the Iceland Sea. A high marine productivity is indicated in the Middle Miocene, and palynomorphs and SSTs both mirror the subsequent long-term Neogene climate deterioration. The diverse Middle Miocene palynomorph assemblages clearly diminish towards the impoverished assemblages of the Late Pliocene; parallel with a somewhat gradual decrease of SSTs being as high as 20 °C at ~13.5 Ma to around 8 °C at ~3 Ma. Superimposed, palynomorph assemblages not only reflect Middle to Late Miocene climate variability partly coinciding with the short-lived global Miocene isotope events (Mi-events), but also the initiation of a proto-thermohaline circulation across the Middle Miocene Climate Transition, which led to increased meridionality in the Nordic Seas. Last occurrences of species cluster during three events in the Late Miocene to Early Pliocene and are ascribed to the progressive strengthening and freshening of the proto-East Greenland Current towards modern conditions. A significant high latitude cooling between 6.5 and 6 Ma is depicted by the supraregional "Decahedrella event" coeval with lowest Miocene productivity and a SST decline. In the Early Pliocene, a transient warming is accompanied by surface water stratification and increased productivity that likely reflects a high latitude response to the global biogenic bloom. The succeeding crash in palynomorph accumulation, and a subsequent interval virtually barren of marine palynomorphs may be attributed to enhanced bottom water oxygenation and substantial sea ice cover, and indicates that conditions seriously affecting marine productivity in the Iceland Sea were already established well before the marked expansion of the Greenland Ice Sheet at 3.3 Ma.

Biogenic and mineral composition and foraminiferal stratigraphy of sediment cores obtained in northern Germany

The Ratekau boring ended in clays of the so-called Asterigerina-Zone; these clays have shallow-water features in the uppermost samples. The clays are overlain by deep-water clays with pteropods; this formation is split into two parts by a shallow-water deposit. The fossiliferous series ends upward in sandy deposits with shallow-water fossils. The question is raised whether the two deep-water deposits might correspond to the Lower Doberg Beds (Eochattian) and the Upper Doberg Beds (Neochattian) at the Doberg hill, closer to the rim of the basin. All fossiliferous samples from this boring are thought to be of Late Oligocene age; the boundary towards the Middle Oligocene, however, could not be ascertained. The Vaale boring ended in rather typical Septaria clay of the Middle Oligocene. This clay is capped by some metres of unfossiliferous glauconite clays, which in turn are overlain by silts and silty clays with planktonic fossils identical to those found at Dingden locality. These deposits are tentatively dated as Early Miocene. The next higher series of samples consists of sands and clays deposited in shallower waters. They contain a rich fauna of benthic molluscs, which, according to the current notion in stratigraphy, would have a Reinbek Age. In addition, they contain a set of planktonic fossils which differs from the 'Lower Miocene' assemblages. These sands and clays are overlain by a thick series of marine sands very poor in fossils. Finally, four metres of clay with foraminifera, having Younger Miocene affinities, form the top of the fossiliferous sequence. The borings at Wulksfelde and Langenhorn were not far apart and their sediments are easily correlated. Both wells start below in continental 'Lignite Sands' and contain overlying shallow water sands and clays. These yielded Hemmoor benthic mollusca, supposed to indicate Lower Miocene in the relevant literature; however, we encountered their planktonic foraminifera in the uppermost Miocene as well. The same planktonic species were found in all samples of both borings. These deposits under discussion furthermore contain a particular pteropod species. They are overlain by a thick series of gypsiferous clays, with scarce fossils. The uppermost fossiliferous clays (probably Langenfelde Age) contain another pteropod species, not met with in other samples. The discrepancies between the plankton zonation and the traditional subdivision according to benthic molluscs in the borings of Vaale, Wulksfelde and Langenhorn (and in samples from Twistringen, Dingden and Antwerp localities as well) renders the time-stratigraphic value of the denominations Reinbek and Hemmoor rather doubtful. The samples of the Westerland boring can be placed in the Gram and Sylt stages of local chronostratigraphy on the strength of the Astarte series established by HINSCH. The Gram samples contain a typical pteropod species; both groups of samples contain the same planktonic foraminifera as the borings Wulksfelde and Langenhorn. Our material did not bring the problem of the Miocene-Pliocene boundary in this region any closer to a solution. In conclusion, it can be claimed that this investigation provides strong arguments that the usual recognition of Hemmoor and Reinbek does not correspond to well-defined chronostratigraphical units. A better chronostratigraphic subdivision has to be based on the examination of many more samples, and on a better understanding of the paleoecology of the fossils involved.