Penetration velocity and deceleration of penetrometer stations N1 to N97 during cruise Senckenberg_11_2008

In-situ geotechnical measurements of surface sediments were carried out along large subaqueous dunes in the Knudedyb tidal inlet channel in the Danish Wadden Sea using a small free-falling penetrometer. Vertical profiles showed a typical stratification pattern with a resolution of ~1 cm depicting a thin surface layer of low sediment strength and a stiffer substratum below (quasi-static bearing capacity equivalent: 1-3 kPa in the top layer, 20-140 kPa in the underlying sediment; thickness of the top layer ca. 5-8 cm). Observed variations in the thickness and strength of the surface layer during a tidal cycle were compared to mean current velocities (measured using an acoustic Doppler current profiler, ADCP), high-resolution bathymetry (based on multibeam echo sounding, MBES) and qualitative estimates of suspended sediment distributions in the water column (estimated from ADCP backscatter intensity). The results revealed an ebb dominance in sediment remobilization, and a general accretion of the bed towards low water. A loose top layer occurred throughout the tidal cycle, likely influenced by bedload transport and small events of suspended sediment resettlement (thickness: 6 +-2 cm). Furthermore, this layer showed a significant increase in thickness (e.g. from 8 cm to 16 cm) related to periods of overall deposition. These findings imply that dynamic penetrometers can conveniently serve to (1) quantify potentially mobile sediments by determining the thickness of a loose sediment surface layer, (2) unravel sediment strength development in potentially mobile sediments and (3) identify sediment accumulation. Such data are an important complement and add a new geotechnical perspective during investigations of sediment remobilization processes in highly dynamic coastal environments.

Solid phase phosphorus geochemistry in surface sediments of sediment cores GeoB3718-4, GeoB3702-2 and GeoB3707-4

In this study we investigate benthic phosphorus cycling in recent continental margin sediments at three sites off the Namibian coastal upwelling area. Examination of the sediments reveals that organic and biogenic phosphorus are the major P-containing phases preserved. High Corg/Porg ratios just at the sediment surface suggest that the preferential regeneration of phosphorus relative to that of organic carbon has either already occurred on the suspension load or that the organic matter deposited at these sites is already rather refractory. Release of phosphate in the course of benthic microbial organic matter degradation cannot be identified as the dominating process within the observed internal benthic phosphorus cycle. Dissolved phosphate and iron in the pore water are closely coupled, showing high concentrations below the oxygenated surface layer of the sediments and low concentrations at the sediment-water interface. The abundant presence of Fe(III)-bound phosphorus in the sediments document the co-precipitation of both constituents as P-containing iron (oxyhydr)oxides. However, highly dissolved phosphate concentrations in pore waters cannot be explained, neither by simple mass balance calculations nor by the application of an established computer model. Under the assumption of steady state conditions, phosphate release rates are too high as to be balanced with a solid phase reservoir. This discrepancy points to an apparent lack of solid phase phosphorus at sediment depth were suboxic conditions prevail. We assume that the known, active, fast and episodic particle mixing by burrowing macrobenthic organisms could repeatedly provide the microbially catalyzed processes of iron reduction with authigenic iron (oxyhydro)oxides from the oxic surface sediments. Accordingly, a multiple internal cycling of phosphate and iron would result before both elements are buried below the iron reduction zone.

Übersichtskarte der Tiefenverhältnisse des Atlantischen Ozeans

1. Die vorliegende neue flächentreue Übersichtskarte der Tiefenverhältnisse des Atlantischen Ozeans ist in erster Linie dazu bestimmt, für die ozeanographische und geologische Bearbeitung des Materials der »Meteor'-Expedition als morphologische Grundlage zu dienen. Sie versucht, unter Berücksichtigung alles erreichbaren Lotmaterials eine Darstellung des Bodenreliefs zu geben, die unter Abschätzung der verschiedenen Wahrscheinlichkeitsgrade der Isobathen-Konstruktion beim heutigen Stand der Forschung als die wahrscheinlichste angesehen wird. Bei aller angewandten Vorsicht und trotz Berücksichtigung ozeanographischer und morphologischer Gesichtspunkte muß diese Darstellung naturgemäß in manchen Teilen noch hypothetisch bleiben; sie kann, abgesehen von den Großformen, das wahre Relief des Tiefseebodens, wie es in den Echolotprofilen erscheint, nur andeuten. 2. Die statistische Bearbeitung des Lotmaterials gibt einen Überblick über den heutigen Stand der Erforschung des Reliefs des Meeresbodens und durch Vergleich mit einer entsprechenden Bearbeitung älteren Materials eine Vorstellung von den in den letzten 23 Jahren erzielten Fortschritten. Die kartographische Darstellung der unbeloteten Eingradfelder läßt die ausgedehnten Gebiete klar hervortreten, in denen die weitere Erforschung der Tiefsee vornehmlich einzusetzen hat. 3. Der atlantische Tiefseeboden weist eine ausgesprochene Becken-Schwellen-Struktur auf; gegenüber dem ersten Versuch eines der Bearbeiter ist der Verlauf der zum Teil bestätigten, zum Teil neu festgelegten Querschwellen verfeinert, so daß auf dieser Grundlage eine etwas erweiterte Gliederung des atlantischen Tiefseebodens gegeben werden kann. 4. Der Verlauf des zentralen Gebirgswalles des Atlantischen Rückens, seine Vorhöhen und seine Gipfelflur werden im einzelnen genauer festgelegt. Die morphologische und ozeanographische Bedeutung der Querschwellen wird gewürdigt. 5. Die Tiefseebecken sind nicht, wie bisher angenommen, durch gewaltig ausgedehnte Ebenheiten gekennzeichnet; sie weisen selbst in den zentralen Depressionen in der Regel eine merkliche Bodenunruhe auf. Die Tiefen von mehr als 6000 m nehmen nicht die großen Flächen ein, die man ihnen auf den bisherigen Darstellungen einräumte. 6. Das über die beiden Tiefseegräben und diese Romanche-Rinne vorliegende Lotmaterial wird diskutiert.

Oxygen contents, sulfate concentrations, and changes of IPLs under different storage conditions of samples from ODP Leg 204 and IODP Expedition 311

We have studied the effects of slow infiltration of oxygen on microbial communities in refrigerated legacy samples from ocean drilling expeditions. Storage was in heat-sealed, laminated foil bags with a N2 headspace for geomicrobiological studies. Analysis of microbial lipids suggests that Bacteria were barely detectable in situ but increased remarkably during storage. Detailed molecular examination of a methane-rich sediment horizon showed that refrigeration triggered selective growth of ANME-2 archaea and a drastic change in the bacterial community. Subsequent enrichment targeting methanogens yielded exclusively methylotrophs, which were probably selected for by high sulfate levels caused by oxidation of reduced sulfur species. We provide recommendations for sample storage in future ocean drilling expeditions.