Geophysical measurements on sediment cores from North Pond, Mid Atlantic Ridge

Die Porosität ist einer der wichtigsten gesteinsphysikalischen Parameter von Sedimenten. Daher werden in dieser Arbeit die Abhängigkeiten zwischen dem zentralen gesteinsphysikalischen Parameter Porosität und den Parametern Wärmeleitfähigkeit und spezifischer elektrischer Widerstand an Sedimenten von North Pond, eines Sedimentbeckens an der westlichen Flanke des Mittelatlantischen Rückens bei ca. 23°N, qualitativ und empirisch untersucht. Die Messung des spezifischen Widerstands wurde mittels eines miniaturisierten Wenner-Arrays mit einem Zentimeter Elektrodenabstand noch an Bord der FS Maria S. Merian auf der Reise MSM11/1 vom 10. Februar bis 13. März 2009 an Sedimentkernhälften durchgeführt, ebenso wie die Messung der Wärmeleitfähigkeit mit einer Nadelsonde. Die Messung der Gamma-Dichte an einem Multi Sensor Core Logger erfolgte im Rahmen dieser Arbeit und wurde wie die Messung der Porosität an Proben im Marum in Bremen durchgeführt. Die zugrundeliegende und zu untersuchende Beziehung zwischen spezifischem Widerstand und Porosität ist Archie's Law, die untersuchte Beziehung zwischen Wärmeleitfähigkeit und Porosität ist das Modell des geometrischen Mittels der Sedimentkomponenten. Die physikalische Beziehung zwischen der Porosität und den beiden Parametern spezifischer Widerstand und Wärmeleitfähigkeit konnte an den Sedimenten von North Pond bestätigt werden.

Magnetic susceptibility (MS) measurements on the Sancerre (France) drill-core

The Toarcian Oceanic Anoxic Event (T-OAE) of the early Jurassic period involves one of the largest perturbations of the carbon cycle in the past 250 Ma, recorded by a pronounced negative carbon-isotope excursion (CIE). Numerous studies have focused on potential causes of the T-OAE and CIE, but are hampered by an uncertain timescale. Here we present high-resolution (~2 kyr) magnetic susceptibility (MS) measurements from the marine marls of the Sancerre-Couy drill-core, southern Paris Basin, spanning the entire Toarcian Stage. The MS variations document a rich series of sub-Milankovitch to Milankovitch frequencies (precession, obliquity and eccentricity) with the periodic g2-g5 (405 kyr) and quasi-periodic g4-g3 (~2.4 Myr Cenozoic mean periodicity) eccentricity terms being the most prominent. The MS-related g4-g3 variation reflects third-order eustatic sequences, and constrains the sequence stratigraphic framework of the Toarcian Stage. In addition, MS variations reveal a modulation of g2-g5 by g4-g3 eccentricity related cycles, suggesting that sea-level change was the main control on the deposition of the Toarcian Sancerre marls, in tune with the astro-climatic frequencies. The stable 405 kyr cyclicity constrains a minimum duration of the Toarcian Stage to ~8.3 Myr, and the well documented CIE, associated with the T-OAE, to ~300 to 500 kyr. The 405 kyr MS timescale calibrates the periodicity of the prominent high-frequency d13C cycles that occur in the decreasing part of the CIE to 30 to 34 kyr, consistent with the Toarcian obliquity period predicted for an Earth experiencing sustained tidal dissipation.